Geum.ru

Минералогия минералы и парагенезисы минералов

Вид материалаДокументы

Содержание


О минеральном составе “синих” глиннижнего кембрия северо-запада Русской платформы Cергеев Д. С., Гойло Э. А.
Sergeev D.S., Goilo E.A. About the mineral composition of the low Cambrian “blue” clays from the north–east region of Russian pl
Подобный материал:
1   ...   33   34   35   36   37   38   39   40   ...   50

О минеральном составе “синих” глин
нижнего кембрия северо-запада Русской платформы

1Cергеев Д. С., 1Гойло Э. А.

1 Санкт-Петербургский государственный университет, кафедра минералогии;


Sergeev D.S., Goilo E.A. About the mineral composition of the low Cambrian “blue” clays from the north–east region of Russian platform. (1Saint Petersburg State University, Department of Mineralogy, St-Petersburg, Russia) Three fractions of low Cambrian clays of Leningrad’s region (pelite, sand–pelite and heavy fractions) were studied by the X–ray powder diffraction method, visual and optical observation. The following mineral species were determined. Among them the mainly allotigent minerals are quartz, almandine and zircon, the autigent minerals are pyrite, hematite, ilmenite and carbonates. The light fraction consists of interlayer–deficient mica of glauconite row with kaolinite, chlorite, quartz and feldspar. It is shown that diagenetic transformations in Cambrian clays proceeded very slowly.

Глины сиверской свиты нижнего кембрия, наблюдаемые в многочисленных природных и техногенных экспозициях в приглинтовой части территории Ленинградской области во многих отношениях являются уникальным геологическим объектом. Особый интерес к этим породам обусловлен их слабыми постседиментационными изменениями при значительном возрасте (>520 млн. лет) и большой мощности (>500 м.). Материалы по “синим” кембрийским глинам северо-запада Русской платформы рассматриваются и обсуждаются в учебных курсах по геологическим дисциплинам, также они имеют практическое значение в инженерной геологии, используются в изготовлении различных строительных и керамических материалов, и могут быть перспективными вмещающими породами для захоронения техногенных (в том числе и радиоактивных) отходов.

Типичные образцы синей кембрийской глины были отобраны из обнажения у устья реки Саблинка при прохождении учебной геологической практики в 2001г., а также из карьеров “Никольский” и “Красный бор”. Образцы были разделены на пелитовую, алеврито-песчаную и тяжелую фракции. Процедура сепарации включала пептизацию глин в воде, разделение суспензии в центробежном сепараторе, последующее фракционирование в бромоформе и выделение подфракций по величине магнитной восприимчивости. Полученные фракции и подфракции исследовались под бинокуляром МБС-2 и на рентгеновском порошковом дифрактометре ДРОН-2. Дифрактограммы снималсь в CoК излучении, 32kv и 20ma на трубке, с графитовым монохроматором на счетчике, скорость сканирования счетчика — 1, 2 в минуту, скорость диаграмной ленты 1200 мм в час, вращение образца в собственной плоскости — 60 оборотов в минуту. Ориентированные и разориентированные препараты пелитовой фракции снимались в воздушно-сухом и насыщенном этиленгликолем состояниях.

В результате рентгеновского анализа и просмотра под бинокуляром образцов кембрийской глины, а также их фракций и подфракций, было установлено, что все исследованные образцы имеют практически идентичный качественный и количественный минеральный состав. В тонкодисперсной пелитовой фракции, судя по рентгенометрическим характеристикам и морфологическим особенностям, преобладает диоктаэдрическая слюда, которая по классификации [1] может быть отнесена к слюдам с дефицитом катионов в межслоевой области глауконитового ряда с политипной модификацией Md. Асимметричное распределение интенсивности по профилю рефлексов 00L слюды, а также смещение их положения до и после насыщения препаратов этиленгликолем указывают на присутствие смешанослойной фазы с неупорядоченным переслаиванием пакетов слюды и смектита при содержании набухающего компонента 5–10%. В данной фракции отмечается также примесь каолинита, хлорита и кварца. Алеврито-песчаная фракция состоит из преобладающего кварца, в подчиненном количестве присутствуют гранат, слюда глауконитового ряда и разнообразные по морфологии конкреции пирита, образования гематита. Отмечается также наличие пиритизированных, возможно с карбонатным цементом, органических остатков — обломков створок раковин и трубчатых образований. Тонкозернистая фракция с плотностью >3,2 г/см3 представлена преимущественно пиритом. Часть тяжелой фракции, выделяемой при магнитной сепарации, содержит сульфиды, гранат, ильменит, отдельные зерна турмалина и циркона. Анализ окатанности зерен, проведенный по визуальной оценке и под бинокуляром, позволил выделить аллотигенные образования кварца, граната, ильменита, турмалина, циркона и др. и аутигенные образования пирита, гематита и карбоната, вероятно состава Mn доломита. При этом в кристаллизации сульфидов отмечены определенные изменения. Так, раннедиагенетические микрозернистые выделения сульфидов, часто развиваемые по органическим остаткам, преобразуются в яснокристаллические скопления конкреционного характера. Цементируюшей основой конкреций, возможно, выступают новообразованные карбонаты. Это предполагает растворение и переотложение сульфидов с участием минерализованных растворов глинистой толщи, разложения органического вещества, а также смену восстановительных условий, с образованием сульфидов, на окислительную при кристаллизации карбонатов и гематита. Следует отметить, что поскольку процент тяжелой фракции составляет не более 2–3 вес.% от общей массы породы, то отмечаемые в ней диагенетические изменения, проявленные в пиритизации, карбонатизации и гематитизации, практически не оказывают влияние на слоистые силикаты, которые преобладают в глинистой породе. Возможно, это связано с тем, что диоктаэдрическая слюда с частичной смешанослойностью уже представляет образование с максимально возможной деградацией межпакетного пространства и степенью окисления железа. Ее дальнейшая трансформация в хлорит, истинную слюду или в смектит возможна в условиях достаточно интенсивного обмена с минерализованными растворами. На это также указывают структурные особенности слюд из глин с ненарушенным залеганием и интенсивно перемятых, кливажированных пород, испытавших сильное давление возможно в период ледниковой активизации. Так, в образце сдавленной глины сокращение d (001) от 1.00 до 0,96нм указывает на сжатие межпакетного пространства смектита в неупорядоченной смешанослойной фазе. Этот факт может быть объяснен результатами экспериментальной работы [2] по изучению воздействия различных типов давления на кристаллические структуры минералов глин, и, в частности, на монтмориллонит. Интересно заметить, что деформация структуры смектита по параметру с* сохранилась до настоящего времени. Это, наряду со стабильным минеральным составом и небольшим процентом содержания аутигенных минералов, может служить доказательством отсутствия интенсивных диагенетических трансформационных изменений в толще кембрийских глин.

Литература: 1. M. Rieder “Nomenclature of micas”. Mineralogical Magazine, April 1999, Vol. 63(2), pp. 267–279. 2. В. А. Франк – Каменецкий, Н. В. Котов, Э. А. Гойло “Рентгенография минерального сырья” Сборник 7 изд. Недра М., 1970г.