ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2004, № 3, с. 227-240
УДК 551
ГЛАУКОНИТ НА РАЗНЫХ СТАДИЯХ ЛИТОГЕНЕЗА В ОТЛОЖЕНИЯХ НИЖНЕГО КЕМБРИЯ ЗАПАДНОЙ ЛИТВЫ
© 2004 г. Т. А. Ивановская, А. Р. Гептнер
Геологический институт РАН 119017 Москва, Пыжевский пер., 7 E-mail: remheptner@mtu-net.ru Поступила в редакцию 05.11.2003 г.
Показано, что в терригенно-глинистых породах вирбалисской свиты нижнего кембрия Западной Литвы (раусвенский горизонт) глауконитообразование в основном происходило в диагенетических условиях, которым на одних уровнях разреза свиты предшествовала биотурбация, на других - местные кратковременные перемывы осадков. Рассмотрены различные формы выделения глауконита, его взаимоотношение с окружающими минералами в диа- и катагенезе. Выявлен двухфазный слюдистый (глауконит-иллитовый) состав глобуль, приведены кристаллохимические характеристики каждой из фаз.
Проблема генезиса глауконита в отложениях любого литологического типа и возраста до настоящего времени остается дискуссионной. В частности, например, у исследователей нет единого мнения относительно точного места глауконито-образования в стадийном процессе литогенеза. Отмечают, что формирование глобуль может происходить во время седиментации [Формозова, 1949; Липкина, 1980; Шутов и др., 1983; Hadding, 1932; Odin, 1975; Wilberg, 1980 и др.], в диагенети-ческую стадию преобразования осадка [Страхов, 1960; Шутов и др., 1975; Логвиненко и др., 1975; Лисицина и др., 1976; Лисицина, Бутузова, 1981; Гептнер, Ивановская, 1998; Burst, 1958; Ho wer, 1961; Valeton, Abdul-Razzak, 1975; Kohler, Koster, 1976; 1982; Valeton et al., 1982 и др.] или может быть полистадийным - седиментационно-диаге-нетическим [Горбунова, 1950; 1961; Лазаренко, 1956; Феношина, 1961; Муравьев, 1983; Clauer et al., 1992 и др.]. При рассмотрении этого вопроса имеются в виду аутигенные разности глауконита, образованные in situ. В бассейне с повышенной гидродинамической активностью могут возникать перемытые на месте, а в отдельных случаях и переотложенные зерна. Общепринятых критериев различия аутигенных, перемытых и переотложенных (терригенных) зерен пока не выработано. Наиболее детально этот вопрос рассматривается в работах И.В. Николаевой [1977, 1981, 1986], которая во главу угла ставит комплексное изучение минералогических особенностей различных морфологических типов глауконита в однотипных породах единого палеобассейна.
Авторы также комплексно, на основании детальных литолого-минералогических и кристал-лохимических исследований глауконитовых зерен и окружающих их компонентов, обсуждают
проблемы генезиса глауконита - как в настоящей статье, так и в более ранних работах [Гептнер и др., 1994; Гептнер, Ивановская, 1998, 2000]. В последних рассматривалась роль биогенного фактора в процессе образования глауконита, а также проблема аутигенности глобуль.
В данной статье авторы продолжают обсуждать генезис глауконита на примере нижнекембрийских отложений Западной Литвы. В частности, рассматривается вопрос наличия или отсутствия перемыва глауконитовых зерен в изученных породах, различных по структурно-текстурным особенностям (характеру слоистости, следам био-турбаций и т.д.) и минеральному составу, а также обсуждаются возможные этапы образования и преобразования глауконита на разных стадиях литогенеза. Одним из авторов (А.Р. Гептнером) высказывается мнение о возможности образования аутигенного глауконита в виде тонкой пленки на поверхности отдельных глауконитовых зерен на стадии глубинного катагенеза.
ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Глауконитсодержащие породы отбирались из вирбалисской свиты нижнего кембрия Западной Литвы. Вирбалисская свита вместе с нижележащей гегесской (мощности соответственно 32-40 и 0-30 м) объединяются в айсчайскую серию. По заключенным в них акритархам, а также редким трилобитам, фрагментам брахиопод, хиолитам и др., первая свита относится к раусвенскому горизонту, а вторая - к вергальскому [1апкашказ, 2002].
Вибралисская свита представлена мелкозернистыми песчаниками, алевролитами и глинис-
тыми породами, в различных соотношениях переслаивающихся друг с другом; в восточных разрезах Литвы преобладают песчаные, а в западных -глинисто-алевролитовые разности.
Изученные образцы отбирались Т.А. Ивановской вместе с Т.В. Янкаускасом (ЛИТНИГРИ) в 1989 г. из скважин Велайчай-1 и Аблинга-5, расположенных в 20 км друг от друга и в 30 и 40 км от г. Клайпеды (соответственно). В первой скважине наиболее типичные образцы приурочены к следующим интервалам (м): 1983-1984 (обр. 89), 1989-1991 (обр. 89/1), 1992-1994 (обр. 89/4) и 1995-1996 (обр. 89/5). Во второй скважине обр. 89/6 отобран на глубине ~2261 м.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Мономинеральные фракции зерен выделялись по обычной методике: дробление, рассев, промывка, электромагнитая сепарация и окончательная очистка под бинокуляром. Для двух образцов (обр. 89/4, 89/6) проводилось деление в тяжелых жидкостях по методу страт в интервале плотности от 2.6 до 2.9 г/см3 (с шагом равным 0.05 г/см3).
Изучение глауконитовых зерен проводилось оптически, с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), а также химических и дифракционных (рентген, электронография) методов. Образцы изучались с разной степенью детальности. Полный силикатный микроанализ получен для обр. 89/6 (аналитик К.А. Степанова), химический состав остальных образцов (обр. 89, 89/1, 89/4), в том числе остатков червеобразных животных организмов (червеобразных остатков) (обр. 89/4), определялся с помощью микрозонда "СатеЬах" (аналитик Г.В. Карпова). Сравнительный качественный химический анализ зерен проводился на микроанализаторе Ыпк-860 в Палеонтологическом институте авторами совместно с Л.Т. Протасевич. Рентгеновские характеристики получены для всех образцов (аналитик Е.В. Покровская), электронографические - только для двух из них (обр. 89/4, 89/6) (аналитик С.И. Ципур-ский).
Параллельно проводилось структурно-текстурное исследование глауконитсодержащих пород, что включало их макро- и микрохарактеристику на основе изучения в пришлифовках и шлифах, а также под сканирующим электронным микроскопом, снабженным микроанализатором системы Ыпк-860 (Палеонтологический институт РАН). Глинистые минералы (фракции <1, <2, <3 мкм) и кусочки аргиллитов изучались рентгеновским (обр. 89/1, 89/4, 89/6) и электронографическим (обр. 89/4, 89/6) методами. Кроме того, В.И. Аб-раменко (Институт геологии и геофизики, Беларусь) выполнен иммерсионный анализ минера-
лов, выделенных из тяжелых (>2.9 г/см3) фракций (обр 89, 89/1, 89/4: 0.1-0.05 мм; обр. 89/6: 0.160.1 мм).
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Характеристика пород
Изученные образцы представлены плотно сцементированными зеленовато-серыми песчаниками и алевролитами, а также более редкими аргиллитами темно-серого цвета. Обр. 89/6 и 89/5 сложены мелкозернистыми песчаниками и алевролитами с незначительной примесью глинистой составляющей (рис. 1а-1г). Обр. 89/1 и 89/4 представлены алевролитами с многочисленными глинистыми слойками, линзочками и участками разнообразной формы (см. рис. 1д, 1е). Алевролиты обр. 89 по содержанию глинистого материала занимают промежуточное положение между первой и второй группой образцов (см. рис. 1ж, 1з).
По текстурным особенностям среди слабо глинистых песчано-алевролитовых пород выделяются горизонтально- и косослоистые разности (см. рис. 1а-1г). Мощность слойков колеблется от 1-2 до 10-15 мм. Слоистость подчеркивается разной зернистостью слойков и(или) различиями в минеральном составе (присутствие глауконита, глинистого материала, пиритизированных пленок органического вещества и др). Отдельные слойки (или их группы) могут быть незначительно нарушены смятием и оползанием осадка, а также деятельностью илоедов. Последняя более характерна для горизонтально-слоистых алевролитов, в которых несколько повышена роль глинистой составляющей (см. рис. 1ж, 1з)
В алевролитах с высоким содержанием глинистого материала первичные седиментационные текстуры нарушены активной деятельностью роющих животных (см. рис. 1д, 1е). Подобные био-турбационные текстуры (ихнотекстуры), названные "кракстен", широко распространены в нижнекембрийских глинисто-алевролитовых породах Балтийской синеклизы [Брангулис и др., 1986; Пиррус, 1989; Тапкашкаэ, 2002 и др.].
Минеральный состав песчано-алевролитовых пород преимущественно кварцевый (75-85%), глауконитовый (10-15%), с незначительной долей полевых шпатов (до 5%), пластинчатых зерен разного цвета (< 3%), а также обломков фосфатных раковин, червеобразных остатков и зерен фосфата песчаного размера.
Роль цемента выполняют глинистые, карбонатные и слюдистые минералы, а также глауконит (поровый, базальный и пленочный типы цемента). При отсутствии глинистой составляющей цементация пород осуществляется за счет кон-формации и регенерации зерен кварца и полевых шпатов, которые нередко имеют кристаллогра-
Рис. 1. Текстурные особенности глауконитсодержащих песчано-алевролитовых пород и глинистых алеролитов. а, б - горизонтально слоистая текстура (а - фото, б - зарисовка); в, г - косослоистая текстура со следами оползания и смятия (в - фото, г - зарисовка); д, е - ихнотекстура типа "кракстен" (д - фото, е - зарисовка); ж, з - контакт ихнотек-стуры (верхняя часть) и горизонтально-слоистой породы (ж - фото, з - зарисовка).
фические очертания. Крупнозернистый доломит слагает поровый и базальный типы цемента. Пирит иногда образует поровый цемент; его отдельные кристаллы и их агрегаты - частый компонент глинистых участков пород и мест скоплений пленок органического вещества, а также глауконита. Тьминералы - лейкоксен, реже анатаз также широко развиты в изученных породах.
Глинистые фракции (<1, <2, <3 мкм) и кусочки аргиллитов, выделенные из глауконитсодержа-щих пород (обр. 89, 89/1, 89/4, 89/6), по дифракционным данным состоят из диоктаэдрических слюд - Бе-иллита (параметр элементарной ячейки Ь = 9.01-9.03 А), а также содержат примесь триоктаэдрического Бе2+-М§-хлорита (Ь = 9.30 А). В виде следов во фракциях отмечается каолинит.
Особенности глауконитовых выделений (в породе)
Глауконит образует зерна различной формы -глоб
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.