Back Up Next

АССОЦИАЦИИ ГЛИНИСТЫХ МИНЕРАЛОВ
И ИХ СВЯЗЬ С ХИМИЧЕСКИМ СОСТАВОМ ОТЛОЖЕНИЙ
В ВЕРХНЕПАЛЕОЗОЙСКОМ–МЕЗОЗОЙСКОМ РАЗРЕЗЕ
ВИЛЮЙСКОЙ СИНЕКЛИЗЫ И ПРЕДВЕРХОЯНСКОГО ПРОГИБА

Ивенсен Г.В.
ИГН СО РАН, Якутск

       В отложениях нижнего мела Вилюйской синеклизы и Предверхоянского прогиба преимущественным распространением пользуются железисто–магнезиальные минералы триоктаэдрического ряда. Ассоциация глинистых минералов включает триоктаэдрический монтмориллонит, корренситоподобные смешанослойные минералы, разбухающий хлорит, хлоритоподобные минералы. Диоктаэдрические минералы занимают подчиненное положение и представлены монтмориллонитом, смешанослойными минералами типа монтмориллонит-гидрослюда с высоким содержанием разбухающей фазы и ректоритом. Такой набор глинистых минералов связан с относительно высоким содержанием Al2O3, железа и MgO в различных типах пород. Значения средних химических составов песчаников и аргиллитов соответственно равны: SiO2-68,59-62,55%, TiO2-0,47-0,76%, Al2O3-14,75-16,64%, Fe2O3-1,05-1,67%, FeO-2,30-3,72%, MnO-0,05-0,06%, MgO- 1,25-2,18%, CaO-2,06-1,63%, Na2O-4,16-2,64%, K2O-2,62-2,76%, P2O5-0,12-0,15%.

        Ассоциация глинистых минералов юрских отложений резко отличается от нижнемеловой, хотя по химическому составу эти отложения очень близки. Она состоит из гидрослюды, хлорита, каолинита, ректорита и смешанослойных минералов типа гидрослюда-монтмориллонит с небольшим содержанием разбухающих слоев. В количественном отношении меньше всего содержится хлорита, преобладают минералы диоктаэдрического типа. Это связано с высоким содержанием К2О в юрских отложениях и меньшим – железа и MgO. Значения средних химических составов песчаников и аргиллитов юрского возраста соответственно равны: SiO2-70,56-62,26%, TiO2-0,53-0,90%, Al2O3-14,14-16,81%, Fe2O3-0,65-1,46%, FeO-2,17-4,10%, MnO-0,04-0,05%, MgO-0,91-1,95%, CaO- 1,03-0,90%, Na2O-3,51-2,71%, K2O-3,13-3,25%, P2O5-0,11-0,21%.

        Ассоциация глинистых минералов среднего-верхнего триаса аналогична юрской: гидрослюда, хлорит и смешанослойные минералы типа гидрослюда-монтмориллонит с небольшим содержанием разбухающих пакетов, но соотношение между минералами меняется в пользу высокого содержания хлорита. Это обусловлено изменениями в химическом составе отложений. В среднем-верхнем триасе во всех типах пород по сравнению с вышележащими уменьшается содержание K2O и повышается содержание железа. Значения средних химических составов песчаников и аргиллитов среднего-верхнего триаса: SiO2-75,93-62,16%, TiO2-0,62-0,87%, Al2O3-10,28-17,38%, Fe2O3-1,17-2,22%, FeO-3,22-3,53%, MnO-0,13-0,07%, MgO-0,78-2,03%, CaO-0,64-0,40%, Na2O-1,68-1,17%, K2O-2,22-3,25%, P2O5-0,07-0,07%.

        В отложениях нижнего триаса самое высокое содержание глинистых минералов, причем видовой состав отличается большим разнообразием. Диоктаэдрические минералы – монтмориллонит, смешанослойные типа гидрослюда-монтмориллонит с высоким содержанием разбухающих слоев, каолинит, гидрослюда. Триоктаэдрические – монтмориллонит, разбухающий хлорит, разбухающий вермикулит, корренситоподобные смешанослойные минералы, хлорит. Наличие такой ассоциации глинистых минералов связано с особенностями химического состава отложений нижнего триаса, который выделяется из всего разреза самым высоким содержанием железа и MgO, и самым низким содержанием K2O. Значения средних химических составов песчаников и аргиллитов нижнего триаса соответственно равны: SiO2-67,65-56,39%, TiO2-1,05-1,63%, Al2O3-13,03-16,69%, Fe2O3-2,54-7,17%, FeO-3,66-3,69%, MnO-0,16-0,14%, MgO-2,18-2,78%, CaO-1,37-1,23%, Na2O-1,91-1,27%, K2O-1,99-2,15%, P2O5-0,14-0,19%.

        В верхнепермских отложениях распространены в основном минералы диоктаэдрического ряда: монтмориллонит, гидрослюда, смешанослойные минералы типа гидрослюда-монтмориллонит с небольшим содержанием разбухающих слоев, каолинит. Хлорит встречается в незначительном количестве. Это связано с тем, что в верхнепермских отложениях довольно высокое содержание K2O и низкое железа и MgO. Значения средних химических составов песчаников и аргиллитов верхней перми: SiO2-75,99-64,69%, TiO2-0,42-0,86%, Al2O3-11,81-16,87%, Fe2O3-2,25-4,06%, MnO-0,02-0,03%, MgO-0,49-1,29%, CaO-0,97-0,61%, Na2O-2,14-1,71%, K2O-2,56-3,55%, P2O5-0,04-0,09%.

        Следует отметить, что часто на видовой состав ассоциаций глинистых минералов влияют не столько абсолютные содержания породообразующих оксидов, сколько отношения между ними. Высокие содержания K2O в меловых отложениях не привели к преобладанию в них минералов слюдистого ряда, а в отложениях пермского возраста, где примерно такое же содержание K2O, во всех типах пород глинистые минералы представлены практически одной гидрослюдой. Определяющую роль в данном случае играет значение калиевого модуля КМ= K2O/Al2O3. Чем оно больше, тем сильнее в отложениях развиты процессы гидрослюдизции. Образование минералов хлоритового ряда связано прямой зависимостью со значением фемического модуля ФМ=(Fe2O3+ FeO+MgO)/Al2O3.

        Процессы гидрослюдизации преобладают в юрских и пермских отложениях. В них значения КМ самые высокие по разрезу для всех типов пород и укладываются в пределы 0,19-0,22. Значения ФМ самые низкие и соответственно равны для песчаных пород 0,05-0,04, а для аргиллитов - 0,12-0,08.

        В средне-верхнетриасовых отложениях, несмотря на высокие значения КМ (в песчаниках – 0,22, в аргиллитах – 0,19), процессы гидрослюдизации не преобладают, а образуется довольно много хлорита. Это связано с повышением значений ФМ в песчаниках до 0,07, а в аргиллитах до 0,13.

        В нижнемеловых и нижнетриасовых отложениях среди глинистых минералов главную роль играют минералы хлоритового ряда. Это обусловлено самыми низкими значениями КМ для всех типов пород (в песчаниках КМ=0,18-0,15, в аргиллитах КМ=0,17-0,13) и высокими значениями ФМ (в песчаниках ФМ=0,07-0,12, в аргиллитах ФМ=0,12-0,24).

        Следует отметить, что относительное количество глинистых минералов также меняется по разрезу и максимальное содержание приурочено к отложениям нижнего триаса. Это связано с высоким содержанием компонентов, необходимых для построения решетки глинистых минералов.

        Таким образом, для аутигенного глинообразования большое значение имеет химический состав осадочных отложений и соотношение между основными породообразующими оксидами.