ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2011, № 6, с. 635-665
УДК 551
СМЕШАНОСЛОЙНЫЕ КОРРЕНСИТ-ХЛОРИТЫ И МЕХАНИЗМ ИХ ОБРАЗОВАНИЯ В ГЛАУКОНИТОВЫХ ПЕСЧАНО-ГЛИНИСТЫХ ПОРОДАХ (РИФЕЙ, АНАБАРСКОЕ ПОДНЯТИЕ)
© 2011 г. В. А. Дриц, Т. А. Ивановская, Б. А. Сахаров, Б. Б. Звягина, Н. В. Горькова, Е. В. Покровская, А. Т. Савичев
Учреждение Российской Академии наук Геологический институт РАН 119017Москва, Пыжевский пер., 7;
E-mail: ivanovskaya@ginras ru Поступила в редакцию 18. 04. 2011 г.
В статье впервые приведены детальные минералогические и структурно-кристаллохимические характеристики смешанослойных корренсит-хлоритов из глауконитовых песчано-глинистых пород, слагающих основание (0.10 м) базальной пачки (1.50 м) нижней подсвиты юсмастахской свиты (ри-фей, Анабарское поднятие, Северная Сибирь). Эти породы, так же как и вышележащие аргиллиты (1.40 м) базальной пачки, в целом преобразованы на уровне глубинного катагенеза и залегают среди мощной толщи доломитовых отложений. В собственно аргиллитах, представленных диоктаэдриче-скими слюдами, корренситоподобные образования отмечаются в виде следов.
Реальная структура изученных смешанослойных образований представляет собой чередование кор-ренситовых (Cor) и хлоритовых (Ch) слоев с отчетливо выраженной тенденцией к сегрегации (фактор ближнего порядка R = 1) и с соотношением слоев Cor : Ch = 0.60 : 0.40 в хорошо окристаллизо-ванных корренситоподобных образованиях и 0.70 : 0.30 в их плохо окристаллизованных разностях. Среди этих образований железистые и Fe-Mg разности встречаются редко, а в основном развиты Mg- и Mg-Fe разновидности смешанослойных корренсит-хлоритов. Синтез корренситоподобных микрокристаллов разного размера происходил после образования глауконитовых глобуль, вероятно, на восстановительном этапе позднего диагенеза.
Предлагаются два возможных структурных механизма формирования смешанослойных корренсит-хлоритов, среди которых предпочтение отдается двухстадийному процессу. На первой стадии образуется собственно корренсит со структурой, периодической вдоль нормали к слоям, на второй происходит последовательное замещение смектитовых межслоев бруситоподобными сетками, что, может быть, связано с дальнейшей эвапоритизацией, способствующей замещению части смектитовых межслоев корренситовой составляющей структуры и стабилизации новообразованных бруситопо-добных сеток.
Корренсит является триоктаэдрическим минералом, в структуре которого в равных пропорциях упорядоченно чередуются слои триоктаэдрическо-го хлорита и смектита или хлорита и вермикулита. Название минерала предложено Ф. Липпманом [Lippman, 1956] и позднее утверждено номенклатурным комитетом [Bailey, 1982]. Идеализированная структурная формула корренсита,
(Ca,Na)x(R+yRl+) (Si8
9 -у"у / у^8-(х + у)А1(х + у))О20(ОИ)10иИ2О,
представляет сумму идеализированных формул триоктаэдрического хлорита, (Я26+_увУу+) (814_у Л1у)О10(ОИ)8, и смектита (вермикулита),
(Са,Ш)хяЗ+(814-уЛ1х)О10(ОИ)2. Здесь Л2+ и Л3+ двухвалентные (М§, Бе2+) и трехвалентные (Л1, Бе3+) октаэдрические катионы, заселяющие 2 : 1 слои и бруситоподобные сетки структуры. Периодичность корренсита вдоль нормали к слоям определяется суммой высот хлоритового и смек-
титового слоев в воздушно-сухом и гликолиро-ванном состояниях и приблизительно равна 28.5 и 31 А, соответственно.
Как правило, диагностика корренсита основывается на наличии целочисленной серии ба-зальных отражений на дифрактограммах от ориентированных препаратов образца. Дифракто-граммы некоторых смешанослойных хлорит-смектитов очень близки к дифракционной картине корренсита, но отличаются небольшим нарушением целочисленности в распределении позиций базальных рефлексов, несмотря на наличие достаточно сильного малоуглового рефлекса с d ~ 28 А. Такие образования называют корренситопо-добными. Корренситы и корренситоподобные минеральные разновидности встречаются в самых разнообразных геологических обстановках и формируются при разных физико-химических условиях и температурах. В частности, эти образования описаны в соленосных отложениях и
эвапоритах [Lippmann, 195б; Lucas, 19б2; Соколова, 1982; ^ссовская, Дриц, 1975; Bodine, Madsen, 1987; Ryan, Hillier, 2002], в карбонатных породах [Kübler, 1973], в продуктах вулканизма и морских осадках, в осадочных породах, подверженных пост-седиментационным преобразованиям [Schultz, 19б3; Whitney, Northrop, 198б; April, 1981a, б; Chang et al., 198б], в отложениях зон пассивных и активных гидротермальных систем [Iijima, 1980; Mehеgan, et al., 1982; Шутов, 19б2; Beaufort, Meunier, 1983, 1994; Inoue, 1987; Inoue, Utada, 1991; Meunier et al., 1991], в продуктах выветривания магматических пород [Sugimori at al, 2008] и др.
По кристаллохимическим особенностям кор-ренситов и корренситоподобных образований, их геологическому распространению в определенных физико-химических обстановках среди них можно выделить четыре генетические разновидности [Дриц, Коссовская, 1990].
1) Магнезиальные седиментационно-диагене-тические корренситы, связанные с эвапоритовы-ми терригенно-хемогенными и карбонатными формациями; 2) магнезиально-железистые корренситы из мощных толщ кластогенных вулкано-осадочных и осадочных пород, преобразованных при региональном катагенезе; 3) высокожелезистые корренситы и корренситоподобные минеральные разновидности, образующиеся при пост-седиментационном преобразовании осадочных пород, богатых фемическими элементами; 4) железисто-магнезиальные корренситы, формирующиеся при постмагматических преобразованиях основных и средних магматических пород в наземных и подводных условиях.
Вместе с тем, надо иметь в виду, что корренси-там и корренситоподобным образованиям, как и другим слоистым силикатам, свойственно явление конвергенции кристаллохимических характеристик, о чем свидетельствуют, с одной стороны, очень близкие кристаллохимические формулы, полученные для корренситов разного генезиса, а с другой — разнообразие составов кор-ренситоподобных минеральных разновидностей близкого генезиса, формирующихся за счет разнообразного исходного материала.
Несмотря на интенсивное изучение корренси-тов и корренситоподобных образований, ряд вопросов, связанных с их структурными особенно-
стями и механизмом образования, нуждается в дальнейшем обсуждении. В настоящее время предложены различные модели, описывающие структурные особенности корренситоподобных минералов [Коссовская, Дриц, 1975; Chang et al., 1986; Reynolds, 1988; Inoue, 1987; Roberson, 1988; Shau et al., 1990; Дриц, Коссовская, 1990; Roberson, Веу^, 1994; Beaufort, Meunier, 1994; Beaufort et al., 1997]. Проблема состоит в том, что адекватность той или иной модели реальной структуры исследуемого корренситоподобного образца не была подтверждена надежным определением значений вероятностных параметров, описывающих рассматриваемую модель.
При изучении глауконитовых пород юсма-стахской свиты (рифей, Анабарское поднятие) в цементе глауконитовых песчаников и в составе переслаивающихся с ними песчано-глинистых пород были обнаружены корренситоподобные минеральные образования. Их дифрактограммы содержат серию базальных отражений со сверхпериодичностью ~28 Â. Изученные песчано-глини-стые отложения юсмастахской свиты, в которых обнаружены эти образования, слагают пачку, залегающую между мощными карбонатными толщами: они подстилаются доломитами котуйкан-ской свиты и перекрываются доломитами юсма-стахской свиты.
Задача настоящей работы состояла в том, чтобы получить структурно-кристаллохимические характеристики корренситоподобных минералов из глауконитсодержащих песчаников и песчано-глинистых пород, а также рассмотреть возможные механизмы их образования. Глауконит здесь рассматривается кратко лишь в ассоциации с корренситоподобными образованиями.
ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Строение рифейских толщ, развитых на западном склоне Анабарского поднятия, и, в частности, описание юсмастахской свиты и обсуждение ее возраста приведены ранее в работе авторов, в которой детально изучен глауконит из алеврити-сто-песчанистых доломитов, отобранных в кровле нижней подсвиты юсмастахской свиты [Дриц и др., 2010].
Образцы, содержащие корренситоподобные минеральные образования, отобраны в базальной
Рис.1. Разрез рифейских отложений Анабарского поднятия, составленный В.Н. Сергеевым [2006] и дополненный авторами. Справа от разреза показаны номера образцов, отобранных из нижней подсвиты юсмастахской свиты и изученных и в данной работе (обр. 403, 500/1, 500, 403/1, 1А, 1Б), и в предыдущей статье авторов (обр. 501) [Дриц и др., 2010].
и-11 — усть-ильинская, 8г — старореченская, Мп — маныкайская свиты, Мк — мукунская серия (показана на схеме вне масштаба).
1 — известняки, 1 — доломиты, 3 — алевролиты, 4 — аргиллиты, 5 — песчаники, 6 — конгломераты, 7 — биогермы со столбчатыми строматолитами, 8 — доломиты с линзами и прослоями кремней, 9 — гнейсы основания фундамента, 10 — перерывы и несогласия, 11 — азимутальные несогласия.
и я
H g
о ^
s ^
s
я о
¡=! tri OJ
Я E
w
Я О
я о
w
s
w
I
О
hd Я H E
части нижней подсвиты юсмастахской свиты на правом берегу р. Котуйкан (выше устья р. Некю-лех). Здесь, на неровной бугристой поверхности светло-серых строматолитовых доломитов кровли котуйканской свиты, со следами размыва залегает пачка глауконитовых песчаников и песчано-глинистых пород мощностью около 1.5 м, которая перекрывается слоистыми светло-серыми доломитами. В основании пачки залегают светлосерые глауконитовые песчаники (до 0.1 м), разделенные прослоем (до 2 см) зеленовато-серой пес-чано-глинистой породы (обр. 500/1). Из песчаников ниже и выше этого прослоя соответственно отобраны образцы 403 и 500. Выше по разрезу располагается пачка аргиллитов (около 1.4 м).
Разрез рифейских отложений Анабарского поднятия, взятый из работы [Сергеев, 2006] и дополненный авторами, представлен на рис. 1.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Выделение изученных объектов. В процессе сепарации глауконитовых зерен из песчаников их разные размерные фракции (0.1—0.2, 0.2—0.4 мм) разделялись по плотности (от 2.4 до 2.9 г/см3). В одном из образцов песчаника (обр. 500) из л
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.