Научная статья на тему 'В лабиринтах литохимии (часть 1)'

В лабиринтах литохимии (часть 1) Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
188
39
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ГЕОХИМИЯ ОСАДОЧНЫХ ПОРОД / ЛИТОХИМИЯ / ПОРОДООБРАЗУЮЩИЕ ХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ / МОДУЛЬНЫЕ ДИАГРАММЫ / SEDIMENTARY GEOCHEMISTRY / LITHOCHEMISTRY / ROCK-FORMING CHEMICAL ELEMENTS / MODUL DIAGRAMS

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Юдович Я. Э., Кетрис М. П.

В статье в популярной форме рассказывается об истории и возможностях литохимии – геохимии породообразующих элементов осадочных горных пород и их аналогов (молодых неконсолидированных осадков и параметамоорфитов). Эти возможности иллюстрируются рядом примеров, в которых используется основной инструмент литохимии – модульные диаграммы.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

LABIRINTHS OF LITHOCHEMISTRY

Lithochemistry is a geochemistry of rock-forming chemical elements in sedimentary rocks and their analogues (modern sediments and parametamorphytes). The capabilities of lithochemistry are showed on some examples using special plots — so called modul diagrams.

Текст научной работы на тему «В лабиринтах литохимии (часть 1)»

В ЛАБИРИНТАХ ЛИТОХИМИИ

Я. Э. Юдович, М. П. Кетрис

Институт геологии Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар [email protected]

1 Доклад «Литохимия: метод изучения осадочных пород и их аналогов», прочитанный на пленарном заседании XIX Международной научной конференции (школы) по морской геологии. Москва: Ин-т океанологии им. П. П. Ширшова РАН.

В статье в популярной форме рассказывается об истории и возможностях литохимии - геохимии породообразующих элементов осадочных горных пород и их аналогов (молодых неконсолидированных осадков и параметамоорфи-тов).

Эти возможности иллюстрируются рядом примеров, в которых используется основной инструмент литохимии -модульные диаграммы.

Ключевые слова: геохимия осадочных пород, литохимия, породообразующие химические элементы; модульные диаграммы.

1

LABIRINTHS OF LITHOCHEMISTRY

Ya. E. Yudovich, M. P. Ketris

Lithochemistry is a geochemistry of rock-forming chemical elements in sedimentary rocks and their analogues (modern sediments and parametamorphytes).

The capabilities of lithochemistry are showed on some examples using special plots — so called modul diagrams. Kaywords: sedimentary geochemistry, lithochemistry, rock-forming chemical elements, modul diagrams.

Литохимия — один из геохимических методов изучения осадочных пород и их аналогов. Что такое осадочные породы — понятно. А что такое «их аналоги»? Этот термин употреблен в книге коллектива московских и петербургских геологов «Систематика и классификация осадочных пород и их аналогов» [4]. Аналогами осадочных пород там названы молодые неконсолидированные осадки, с одной стороны, и параметаморфиты — с другой.

Литохимия — это не что иное, как хорошо всем знакомая петрохимия, только не изверженных пород, а осадочных. Просто так исторически сложи -лось, что два греческих слова — литос и петра, по существу означающие одно и то же («камень»), применялись по-разному. Камни-петра (и соответственно петро-графия, петро-логия, петро-хи-мия) — это изверженные горные породы, а камни-литос (и соответственно лито-логия, лито-химия) — это осадочные горные породы. Как видим, полной симметрии терминов нет, ибо лито-гра-фия — это отнюдь не аналог петро-гра-фии, а совсем иное — один из видов графического искусства.

Несколько слов об истории литохимии

Как известно, петрохимия занимается интерпретацией валового химического состава изверженных горных пород, т. е. имеет дело с 10—12 поро-

дообразующими химическими элементами, определяемыми в обычном силикатном анализе. Поскольку литохи-мия является родной сестрой петрохи-мии, то совершенно понятно, что эта сестра — младшая. Дело в том, что примерно до середины прошлого века дорогие и дефицитные силикатные анализы, выполняемые классическим методом «мокрой» химии, геологи предпочитали тратить на изверженные породы. Геохимики нашего поколения (т. е. «образца» 1950— 1960-х гг.) относились к осадочным породам с явным пренебрежением. Так, обычными объектами курсовых и дипломных работ на кафедре геохимии МГУ были «благородные» пегматиты, гидротер-малиты, в лучшем случае — изверженные или метаморфические горные породы, но отнюдь не осадочные. Такое отношение базировалось на неявном убеждении в том, что в геохимии осадочных пород нет ясных закономерностей — таких, которыми в 1950— 1960-е гг. блистала геохимия эндогенных процессов. Фундаментальные работы А. Б. Ронова тогда еще только разворачивались, а строго логичные построения Л. В. Пустовалова (1940) были к тому времени основательно скомпрометированы его могучим оппонентом — академиком Н. М. Страховым. И после блестящих трудов Страхова вполне могло показаться, что и вообще геохимии осадочных пород как самостоя-

тельной ветви геохимии нет — это просто служанка литологии, так сказать, геохимические методы в литологии. Лучшим аргументом против такого мнения как раз и является существование литохимии.

Перелом в отношении геологов к анализам осадочных пород наступил тогда, когда за дело взялись геологи-метаморфисты, которые решали важную прикладную задачу: как по химическому составу метаморфической породы определить ее протолит — первичный (дометаморфический) субстрат. Среди этих исследователей, по существу заложивших основы ли-тохимии, нужно выделить отечественных геологов — А. А. Предовского, А. Н. Неелова и О. М. Розена.

Для того чтобы судить о протоли-те метаморфитов, нужно было иметь надежные оценки среднего состава (своего рода кларки) всех основных типов и разновидностей осадочных горных пород. И тут выяснилось, что достоверных (с хорошими суммами!) полных анализов разнообразных осадочных пород на удивление мало. Ме-таморфистам приходилось довольствоваться старыми сводками Кларка—Вашингтона, а также анализами редких, нетипичных осадочных пород, каковыми являются осадочные руды. Но последние чаще всего были неполными, так как определение всех компонентов для практических целей

обычно считалось ненужным и только удорожающим анализ.

Тем не менее метаморфисты сделали важный шаг вперед: они создали первые химические классификации осадочных пород. Не столь важно, что эти первые опыты были еще робкими и половинчатыми, не покидающими материнского лона литологических классификаций. Главное, было осознано (хоть и неявно), что литохимия нуждается в собственной классификации и такая классификация может быть только химической. Если наши химические таксоны (хемотипы) будут полностью совпадать с литологическими таксонами (ли-тотипами), то тем лучше для литологии. Но если совпадение будет неполным — что же-с, просим извинить! Приоритет остается за хемотипом. Такое несовпадение всегда несет важное эвристическое содержание: обычно оно означает, что выделенный геологом литотип является неоднородным, объединяющим несколько разновидностей, которые геолог не заметил, но теперь с помощью лито химии получил «информацию к размышлению». И лишь в очень редких случаях (в нашем многолетнем опыте таких случаев — единицы) несовпадение хемотипа с литотипом трактуется «в пользу» литологии (когда разные хемотипы или хемоклассы отчего-то не имеют своего независимого литологичес-кого наполнения). Но, повторяем, это случай крайне редкий.

Итак, жизнь потребовала массо-въх силикатных анализов осадочных пород — и такие анализы появились с внедрением в практику квантометрии (в Новосибирске) и других экспрессных физических методов анализа геологических проб на породообразующие элементы.

Мы подступались к литохимии исподволь: с начала 1970-х гг. стали тщательно отбирать и классифицировать полные химические анализы в основном осадочных и меньше параметам орфических горных пород2. В итоге у нас сформировался огромный банк аналитических данных — около 35 тыс. анализов, а среди них несколько тысяч наших, выполненных в Институте геологии Коми филиала АН СССР (впоследствии Коми НЦ УрО РАН). Известно, что самый лучший способ что-то уяснить для себя — это начать преподавать!

Следуя этому принципу, мы организовали и провели несколько семинаров и школ по литохимии, среди них:

1997 — Первая Всероссийская школа в Ин-те геологии Коми НЦ УрО РАН (г. Сыктывкар),

2001 — Школа акад. Ф. А. Летни-кова в Иркутске в Ин-те земной коры,

2003 — Семинар в Томском политехническом ун-те,

2005 — Семинар в Ин-те геологии Карельского НЦ УрО РАН, г. Петрозаводск,

2006 — Вторая Всероссийская школа в Ин-те геологии Коми НЦ УрО РАН (г. Сыктывкар),3

2011 — Семинар в Казанском университете, на геолфаке.

Химическая классификация

В основе литохимии лежит химическая классификация (табл. 1). Эта классификация была разработана нами в 1986 г. [15]. Четверть века — вполне достаточный срок для суждения о пригодности того или иного изобретения. Вывод такой: выделенные таксоны оказались вполне жизнеспособными; границы таксонов были

в основном выбраны правильно. Впрочем, накопление статистики заставляет модифицировать кое-какие границы, назначенные по интуиции. Хотя это и непринципиально (в целом классификация стоит, как скала) — об этом будет сказано далее.

Химическая классификация строится на двух типах величин: параметрах и модулях. Параметры — это непосредственные данные химических анализов; это весь «хвост» силикатного анализа, т. е. — (№20+1К20), СО2, Р205, Б03, Б, Сорг, Н2О, и затем более экзотичные компоненты, в частности С1, В2О3, N0^ По этим «хвостовым» компонентам (по принципу > 50 % нормативного соединения, например СаСО3) сразу выделяются такие таксоны, как алкалиты, карбона-толиты, фосфатолиты, кахитолиты, и гораздо более редкие сульфатолиты, галолиты, боратолиты, нитратолиты, сульфидолиты. А по содержанию Н2О мы имеем формальное право выделить даже водные (вернее, льдистые) породы — аквалиты. После того, как мы «вырубили весь хвост»4, осталось еще не меньше 80 % стратисферы,

Таблица 1

Схема химической классификации осадочных пород и их аналогов

Типы Подтипы Классы

Силиты 1М <0.30 Силиты, псевдосжтпы — М»0 >3 % Гипер-, супер-, нормо-миосшшты

Сиаллиты и снферлиты 1М = 0.31-0.55 Сиаллиты и сиферлиты, псевдосиаллиты и псеедосиферлиты —М§0 > 3 % Гипо-, нормо-, су перси ал л и ты и сиферлиты

Гидролизаты ГМ > 0.55 1 идролизаты, псевдогидрол таты к%о > 3 % Гипо-, нормо-. супер-, ги п сргиарол и;заты

Алкалиты К20 >8 % К

Кар бопатол ты СО, > 20 % Са+1Ч^+Ре+Мл Ма Са, Са-М§, 1У^(Ре), Са-РоМ^-Мп и др.

Эвяпорыты > 20 % С1. Вг, .1, Р > 20 % N0, >37 % 13,0, > 20% Суль ф атолиты, галолиты Нитратолиты Боратолиты Са, К, Ва, 8т К, М§, Са №1. К N3, К, М^ Са

Фосфатолиты Р20; > 20 % Са, А1, Ре

Сул ьф И ДОЛ ИТ ы $>20% Ре, Си, 7.п и др.

Кахитолиты Спрт > 1 5 % ОЛ 1,14

Аквалиты Н,0 > 20 %

2 При этом М. П. Кетрис сделала замечательное наблюдение: в довоенные годы (когда были еще живы традиции старой российской науки) в таблицах анализов не было ошибок. Они начали появляться позже, а полного «расцвета» достигли в застойные 1970—1990-е гг.

3 Материалы этой школы изданы [2].

4 Это выражение из жаргона шахматного спорта. В командных соревнованиях на первые доски садятся сильные гроссмейстеры, а «хвост» занимают более слабые игроки. Поэтому популярная стратегия командных матчей, гарантирующая успех, такова: «вырубить хвост» (т. е. взять очки на последних досках), а с первыми по возможности устоять — сыграть вничью.

сложенной силикатными и алюмоси-ликатными породами — то есть кремневыми, алевропесчаными и глинистыми. Для классификации этих пород используются уже не непосредственные данные анализа, а некие отношения этих данных — модули (табл. 2): гидролизатный (ГМ), фемический (ФМ), алюмокремниевый (АКМ), же-

ных) заставила усомниться в валидно-сти некоторых из первоначально назначенных границ таксонов.

Первая поправка. Вначале для самых распространенных в стратисфере алевроглинистых пород — сиалли-тов — мы использовали (как и для всех прочих таксонов) четырехчленную градацию: гипо-, нормо, супер- и гипер-

Таблица 2

Петрохимические модули

Название модуля Обозначение Формула

Гидр ол изатный ГМ ТК)2+ Л 12()3+Ке,()з-Ке()+М п О) / 410,

Фемический ФМ (Ре2 03+РеО+Мп0+1У^0) / N¡0

А л юм о кре м н иев ы й АКМ А1203/8Ю2

Титановый ТМ ТЮ2/ АШ,

Железный ЖМ (Ге203+Ге0+Мп0) / (Т10,+А1203)

Натриевый НМ N320 / А1203

Калиевый КМ К20 / А1,(),

Щелочной ЩМ г^о / к,о

Нормированной щелочности5 НКМ №20+К20) / АЬ03

лезный (ЖМ), титановый (ТМ), щелочной (ЩМ), натриевый (НМ), калиевый (КМ), нормированной щелочности (сумма натриевого и калиевого) — НКМ.

По началу (в романтический период лито химии!) мы пытались использовать еще столь излюбленное петрологами соотношение валентных форм железа — закисный модуль ЗМ (Бе0/Ре20 3), а также навеянный работой С. Тейлора и С. МакЛеннана [5] плагиоклазовый модуль ПМ [(№20+ +Са0)/К20)], но оба они оказались чересчур изменчивыми и постепенно исчезли из нашей практики6. Иногда (для специфичных целей) может понадобиться еще марганцевый модуль ММ = Ып0/(Ып0+Ре0общ) [8]. Впрочем, и при классификации силикатных и алюмосиликатных пород приходится использовать помимо модулей еще один «абсолютный» показатель — магнезиальность (М^0) — см. табл. 1.

Что касательно границ, то равнодушная статистика (накопление дан-

сиаллиты. Граница супер- и гиперси-аллитов была априорно назначена по значению ГМ = 0.50. Это казалось совершенно логичным — еще не гидро-лизаты (начинающиеся с ГМ = 0.55), но уже очень к ним близкие. Но — увы! На построенных нами позже компьютерных частотных граф иках никако -го провала частот в области ГМ = 0.50, к нашему разочарованию, не выявилось! Значит, эта априорная граница в реальности никак не проявляется, т. е. её нет. Пришлось, скрепя сердце, истребить и весь класс «гиперсиалли-тов», и в итоге деление сиаллитов оказалось трехчленным: гипо-, нормо- и суперсиаллиты7.

Вторая поправка. Также априорно мы полагали, что «щелочные» си-аллиты начинаются с величины суммы щелочей, равной 5 %. Но вновь частотный график оказался отрезвляющим: на самом деле, граница нормо-щелочных и щелочных сиаллитов лежит гораздо дальше — вероятно, где-то около 6 % (№20+1К20), т. е. гораз-

5 Нетрудно видеть, что это давно знакомый петрологам «коэффициент агпаитности».

6 Еще важнее то неудобство, что для использования ПМ нужно предварительно избавляться от гидрогенно-биогенного карбонатного или сульфатного кальция, вычисляя величину СаО*, т. е. силикатный кальций.

7 Надо признаться, что отказаться от милых сердцу гиперсиаллитов («почтигидроли-затов», например — почтибокситов!), с которыми мы так свыклись, было для нас нелегко. Однако наш друг, профессор Юрий Андреевич Ткачев убедил нас «смирить гордыню» и подчиниться требованиям Ея Величества Статистики...

до ближе к границе алкалитов (8 %), чем мы могли предположить. Первую поправку мы успели внести в подготовленную книгу [14], а вторую — вносить не стали (просто не хватило духу). Обе эти поправки объясняются тем, что мы основательно занялись лито-химией задолго до того, как у нас появился компьютер. Поэтому раньше (в докомпьютерную эпоху) мы просто физически не могли построить частотные графики, показанные на рис. 1, а компьютер их строит за несколько секунд!

Кое-что о генетике

Химическая классификация с ее непривычными названиями таксонов вызывает нехорошие чувства у лито-лога (например, «сиаллитами» бок-ситчики называют высокоглиноземистые породы). Особенно раздражает литолога полное отсутствие в этой классификации всякой «генетики» — т. е. генетических характеристик осадочных пород, к которым все так привыкли. Но, во-первых, истребление «генетики» давно реализовано и самими (продвинутыми!) литологами — в упомянутой выше книге, названной «Систематика и классификация осадочных пород и их аналогов» [4]; во-вторых, мы вовсе не против «генетики» вообще; мы признаем генетику, но лишь на уровне всей стратисферы, выделяя всего четыре крупных генотипа осадочных пород и их аналогов: петрогенные, аквагенные, пироген-ные и литогенные (рис. 2).

Хотя на более низком уровне в нашей химической классификации генетических понятий нет, тем не менее, как показано в монографии-2000 [14] и во всей последующей богатейшей практике литохимии, интерпретация данных литохимии, хотим мы того или нет, всегда оказывается генетической! Но при этом принципиально важно то, что генотипы появляются только в конце геохимического исследования, а не в начале (как нередко бывает в литологии, когда геологу навязываются генетические определения в качестве априорных, опытом не проверенных).

Что может литохимия?

Самый простой ответ на этот вопрос таков: литохимия может очень многое.

1. С помощью основы литохимии — химической классификации — можно избежать фатальной неопределенности в наименованиях осадочных горных пород и их аналогов. Как известно, в ли-

Рис. 1. Частотные графики распределения величин ГМ и для сиаллитов

[14, с. 192, 193]. Совокупность охватывает 401 выборку (около 4000 анализов)

Ч^ъ -. -.IVLLL LьЛМЖи L Ь

-J HVD

'v. VV V J J Г Г РГ Г Р V J J J J ITT .■ p

Рис. 2. Генетическая типизация осадочных пород и их аналогов [14, с. 20]

тологии одни и те же породы у разных исследователей могут получать разные названия. В лито химии это исключено. Так, только с помощью ли-тохимии удалось на единой основе рассмотреть материалы по таким ли-тологически пестрым породам, как углеродистые «черные сланцы» [10, 12].

2. С помощью литохимии можно решать сложные вопросы определения петрофонда — т. е. исходных горных пород в источниках сноса. Примеры этого весьма многочисленны [13], но ограничимся здесь только двумя: одним — триумфальным, а другим — проблемным.

Наименее измененные петроген-ные породы типа first cycle rocks представлены в основном дериватами гра-нитоидов — аркозами, которые распознаются по двум важным признакам: присутствию биотита и сохранению плагиоклазов. К ним относятся и замечательные натровые аркозы ачи-мовской толщи в Зап. Сибири, содержащие в среднем 4.6—4.7 % Na2O и 2.5—2.6 % K2O. По данным петербургского литолога Б. А. Лебедева, ачи-мовская толща охватывает отложения берриаса, валанжина и готерива и распространена на территории почти всей Западной Сибири. Породы состоят из кварца (27 %), хлорита+ гидробиотита, которых необычно много для аркозов (14 %), аутигенного альбита (4 %), калишпата и реликтового плагиоклаза, сильно замещенных гидромусковитом и серицитом, а может быть, и парагонитом (в сумме 50— 52 %). В малых количествах присутствуют лейкоксен, кальцит (1 %), и еще три кальциевых акцессория — апатит, сфен и эпидот. Обломки горных пород составляют до 3 % породы. Среди них удается определить средние и основные (?) эффузивы и проблематичные кремнистые породы (скорее всего окремнелые эффузивы).

Б. А. Лебедев предполагал, что в источнике сноса (Алтае-Саянской складчатой области) преобладали основные эффузивы. Однако в ачимов-ских аркозах значения ТМ составляют в среднем 0.040—0.045 и НКМ — 0.47—0.48. Какой же субстрат мог породить такие песчаники? Прежде всего отпали основные эффузивы, в которых не может быть столько щелочей (тем более — столько калия); кроме того, они имеют гораздо более высокую титанистость. Больше подходят гранитоиды, но у них все же заметно ниже титанистость: средние значения

ТМ, вычисленные нами по кларкам Турекьяна—Ведеполя, составляют 0.026—0.037. Может быть, область питания была существенно андезито-вой? Обратившись к сводке А. Н. За-варицкого [1, с. 265], мы установили, что согласно Р. Дэли (1933 г.), «андезиты вообще» подошли бы по ТМ (0.044), но имеют слишком низкую щелочность (НКМ всего 0.32). В итоге мы заключили, что в период формирования ачимовской толщи в источнике сноса преобладали породы типа плагиогранитов, богатые полевыми шпатами и биотитом. Поначалу наш друг проф. Б. А. Лебедев воспринял этот диагноз с недоверием. Но вскоре он поздравил нас с полным триумфом литохимии: согласно новейшим геологическим данным в складчатом обрамлении Западно-Сибирской плиты в раннем мелу в самом деле доминировали плагиограниты!

А вот более сложный пример определения петрофонда: рифейские

выделить восемь кластеров и пять индивидуальных составов (рис. 3), т. е. свернуть исходную информацию вдвое. Большинство точек составов ложатся в узкую полосу позитивной корреляции параметров, что может указывать на петрогенную природу осадочных пород.

Кластеры Ia и Ib отвечают гонам-ским песчаникам, которые аттестуются как суперсилиты и щелочные су-персилиты. Высокие значения нормированной щелочности НКМ при низкой натровости (ЩМ <1) показывают, что носителем щелочей является ка-лишпат. Вполне очевидно, что это кварцевые песчаники с калишпатом, но практически без плагиоклазов. Такие породы могли бы сформироваться при аридном выветривании кислого (гранитного или гнейсового) субстрата. Разделение образцов на кластеры Ia и Ib условно, поскольку они образуют единую совокупность. Кластеры IIIa и IIIb объединяют соответ-

Рис. 3. Модульная диаграмма для среднерифейских отложений учурской серии Уяно -Улканского прогиба.

1—3 горные породы: 1 — песчаники, 2 — алевролиты, 3 — доломиты. Составлено по данным Э. М. Пинского, 1996г. [14, с. 434]

коры выветривания (?) Уяно-Улканско-го прогиба в Восточной Сибири. В средней части этого прогиба (нижне-уянской депрессии) терригенные и карбонатные отложения учурской серии Я2 изучались Э. М. Пинским, подразделим толщу на гонамскую (внизу) и омахтинскую (вверху) свиты. Модульная диаграмма составлена по 27 анализам песчаников, алевролитов и доломитов, среди которых можно

ственно гонамские и омахтинские алевролиты с весьма высокой общей щелочностью (№20+1К20 11.7—12.05, а по отдельным образцам до 12.4 %). Поэтому эти породы аттестуются как алкалиты. Однако генетическая трактовка гонамских и омахтинских алка-литов допускает целых три варианта: кислые (или щелочные) пирокласти-ты, щелочные метасоматиты, образования коры выветривания.

В данном случае попадание кл. 111а и ШЪ в единую полосу корреляции с кварцевыми песчаниками кл. I указывает на их родство. В случае щелочных метасоматитов следовало бы ожидать каких-то отличий последних от субстрата, в частности выпадения точек из полосы корреляции. Как будто более приемлемой кажется идея о том, что эти породы суть щелочные или кислые туфы. Однако этому противоречат значения ТМ, достигающие в среднем 0.034—0.050. Для кислой пирокластики такие значения слишком высоки; обычно в риолитах величина ТМ меньше 0.020, а нередко падает до таких убогих значений, как 0.005 и еще меньше. Таким образом, наиболее вероятной представляется трактовка алкалитов кл. Ша и ШЪ как образований аридной коры выветривания по гранитоидному субстрату — калиевых аркозов. При этом Э. М. Пинский идет еще дальше: он полагает, что материал рифейской аридной КВ претерпел эоловую дифференциацию, и, следовательно, породы в кл. 111а и ШЪ могут трактоваться как рифейские лёссы! Бесспорно, что такая трактовка весьма нетривиальна. Заметим, кстати, что процессы эоловой (и водной) дифференциации пирокластики общеизвестны; она ведет к сильному изменению состава вулканического пепла перед его захоронением в осадках [14, с. 290—294]. Значит, оригинальная идея Э. М. Пинского вполне правдоподобна; сильные ветры могут поднимать в воздух и разносить на тысячи километров песок, а ураганы — даже гальку.

3. С помощью литохимии геолог может получить ценную информацию о присутствии в изучаемых породах материала из кор выветривания. Такой диагноз имеет большое значение для прогнозирования экзогенных полезных ископаемых (бокситов, железных руд, россыпных минералов).

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

В 1977 г. на Ср. Тимане ухтинские геологи вскрыли скважинами древнюю кору выветривания (КВ) на глинисто-карбонатных породах верхне-рифейской быстринской свиты. Кора была метаморфизована и по внешнему виду почти не отличалась от извес-тковистых кварц-хлорит-серицито-вых сланцев субстрата. Поэтому она вполне могла пропускаться геологами, нацеленными на поиски «явных» неметаморфизованных бокситонос-ных кор девонского возраста.

Между тем, как показали анализы, обычного вида зеленовато-серые

Рис. 4. Модульная диаграмма для пород из древней и девонской коры выветривания по субстрату карбонатно-глинистых рифейских пород на Ср. Тимане. 1—3 — кора выветривания: 1 — древняя, 2 — рециклизованная (среднедевонская?), 3 — наложенная (франская); 4 — предполагаемое направление процессов. Составлено по данным В. П. Абрамова и др., 1977г. [14, с. 28]

сланцы представляют собой настоящие щелочные гидролизаты (кластеры 1—111, V) вплоть до алкалитов (кластерIV). Сохранились даже элементы зонального профиля КВ: хлорит-се-рицитовая зона внизу и хлорит-диас-пор-серицитовая — вверху. Однако еще более замечательным оказался феномен рециклизации — вовлечение материала древней КВ в новый осадочный цикл. Этот процесс здесь представлен двумя линиями (см. стрелки на рис. 4).

Линия 1 (кл. I ^ Уа ^ УЬ) — это формирование новой, нижнефранс-кой КВ с бемитом, каолинитом и поздним шамозитом. Второй эпизод ко-рообразования привел к формированию пород более гидролизатных, чем древняя КВ. Линия 2(кл. I ^ IV) — это переотложение (в среднем девоне?) древней КВ с накоплением в ней щелочей при некотором снижении гид-ролизатности (как бы возвратный процесс ресилификации с реощелачи-ванием). Так, например, образовались среднедевонские (?) отложения в верховье р. Цильмы. При этом бывшая в исходной коре позитивная корреляция ГМ—НКМ исчезает.

Можно предположить, что древние КВ, вовлеченные в рециклиза-цию, не были одинаковыми. В одних

случаях они были существенно слюдистыми (нарастание количества глиноземистой слюды сопровождается и увеличением ГМ — отсюда позитивная корреляция ГМ со щелочами). В других случаях древняя КВ была, вероятно, более полевошпатовой (в кл. II—IV величина НКМ заметно выше, чем в кл. I) и образовалась по двум субстратам — менее и более титанистому (соответственно кл. III и II, IV), что было отчасти унаследовано в нижне-франской новообразованной коре (соответственно кл. Va и Vb).

4. С помощью литохимии геолог может получить информацию о присутствии в изучаемых породах «закамуфлированной» пирокластики (термин А. Г. Коссовской), которую не удалось распознать при обычном литологичес-ком изучении. В итоге такого диагноза ничем не примечательная осадочная порода аттестуется как туффоид — порода с существенной примесью пи-рокластического (иногда также и эк-сгалятивного!) материала. Этот диагноз имеет важнейшее значение для металлогенического прогнозирования. В качестве примера, можно показать состав верхневендских туфов и аргиллитов редкинского горизонта верхнего венда на Русской платформе (рис. 5).

Окончание в 'ёес&шх № 2.

Рис. 5. Модульная диаграмма для туфов и аргиллитов редкинского горизонта Русской платформы.

Условные обозначения здесь и на рис. 6, 7, 9,11: 1 — туффоиды, 2 — смешанные кластеры (туффоиды+осадочные породы). Составлено по данным Д. В. Борхвардта и С. Б. Фелицына, 1992г. [11, с. 256]

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.