Терригенная минералогия

М.Г.БЕРГЕР

ТЕРРИГЕННАЯ МИНЕРАЛОГИЯ

МОСКВА „НЕДРА" 1986

Бергер М. Г. Терригенная минералогия.—M.: Недра, 1986.—227 с. с ил. Рассмотрены исходные понятия терригенной минералогии, теория терригенно-минералогических исследований, вопросы, методики изучения терригенных компонентов, закономерности распределения терригенных минералов в осадочных толщах, а также факторы, определяющие особенности ассоциаций терригенных минералов. Впервые дана систематическая характеристика около 100 основных породообразующих и акцессорных терригенных минералов по особенностям их поведения в ходе осадочного процесса, предложены и обос­ нованы оригинальные классификации терригенных минералов. Для научных работников — минералогов, литологов, палеогеографов, стратиграфов, геологов-нефтяников, океанологов, изучающих осадочные об­ разования и связанные с ними полезные ископаемые. Табл. 66, ил. 10, список лит.— 30 назв.

Р е ц е н з е н т : И. М. Симанович, д-р геол.-минер, наук (Геологический институт АН СССР)

©

Издательстве «Недра», 1966

ВВЕДЕНИЕ Т е р р и г е н н ы е м и н е р а л ы — одни из н а и б о л е е р а с п р о с т р а н е н ­ н ы х к о м п о н е н т о в о с а д о ч н о й о б о л о ч к и З е м л и . М н о г и е из них п р е д с т а в л я ю т собой п о л е з н ы е и с к о п а е м ы е или ж е непосред­ ственно с о п у т с т в у ю т им и в а ж н ы к а к к р и т е р и и при п о и с к а х ме­ сторождений. Большое экономическое значение имеют кассите­ рит, з о л о т о , п л а т и н а , а л м а з , в о л ь ф р а м и т , тантало-ниобаты, кварц, ильменит, рутил, лейкоксен, циркон, монацит и многие другие. Результаты изучения терригенных минералов использу­ ю т с я в н е ф т я н о й геологии и п а л е о г е о г р а ф и и , при литострати¬ графическом р а с ч л е н е н и и и к о р р е л я ц и и о с а д о ч н ы х т о л щ , в гео­ логии россыпей. В п о с л е д н и е годы к р у г п р а к т и ч е с к и х п р и л о ж е ­ ний т е р р и г е н н о - м и н е р а л о г и ч е с к и х исследований расширился, В частности, эти и с с л е д о в а н и я у д а л о с ь п р и м е н и т ь д л я о б н а р у ¬ жения локальных конседиментационных структурно-тектониче­ ских э л е м е н т о в ( л о к а л ь н ы х « с т р у к т у р » ) , к к о т о р ы м ч а с т о при­ урочены п р о м ы ш л е н н ы е с к о п л е н и я н е ф т и и г а з а , и д л я р а с ш и ф ­ р о в к и х а р а к т е р а т е к т о н и ч е с к и х (особенно н е о т е к т о н и ч е с к и х ) движений локальных участков земной коры; для установления глубины и времени формирования нефтяных залежей. Имеются попытки п р о г н о з и р о в а н и я к о л л е к т о р с к и х свойств п о р о д и оцен­ ки п е р с п е к т и в н е ф т е г а з о н о с н о с т и о т л о ж е н и й по терригенным м и н е р а л а м , в ы я в л е н и я зон в ы к л и н и в а н и я к о л л е к т о р о в и поис­ ков н е а н т и к л и н а л ь н ы х -ловушек нефти и г а з а , о п р е д е л е н и я на­ п р а в л е н и я и д а л ь н о с т и в д о л ь б е р е г о в ы х потоков о б л о м о ч н о г о в е щ е с т в а . Все б о л ь ш е е з н а ч е н и е п р и о б р е т а е т и з у ч е н и е т е р р и ­ генных к о м п о н е н т о в м е т а о с а д о ч н ы х п о р о д д о к е м б р и я .

Н е с м о т р я на б о л ь ш о е з н а ч е н и е т е р р и г е н н о - м и н е р а л о г и ч е ­ ских и с с л е д о в а н и й , их ч р е з в ы ч а й н о ш и р о к у ю р а с п р о с т р а н е н ­ ность и в е с ь м а д л и т е л ь н у ю и с т о р и ю их п р о в е д е н и я , многие важнейшие вопросы терригенной минералогии еще недостаточ¬ но р а з р а б о т а н ы . Д о н а с т о я щ е г о в р е м е н и о т с у т с т в у ю т у д о в л е ­ т в о р и т е л ь н ы е о п р е д е л е н и я многих о с н о в н ы х п о н я т и й этой об­ л а с т и геологии, в к л ю ч а я о п р е д е л е н и я с а м о й т е р р и г е н н о й мине­ р а л о г и и и п о н я т и я т е р р и г е н н ы х м и н е р а л о в . Н е д о с т а т о ч н о изу­ чены х и м и ч е с к а я , ф и з и к о - м е х а н и ч е с к а я игидроаэродинамичес ства т е р р и г е н н ы х м и н е р а л о в . С о в р е м е н н о е состояние этой в а ж ­ ной о б л а с т и геологии Н . М . С т р а х о в о ц е н и в а л к а к н а ч а л ь н о е , у к а з ы в а я , в ч а с т н о с т и , что и с с л е д о в а н и й з а к о н о м е р н о с т е й т е р ­ ригенной м и н е р а л о г и и н е м н о г о и л и г о р а з д о м е н ь ш е , чем это т р е б о в а л о с ь б ы в в и д у с л о ж н о с т и п р о б л е м ы . М н е н и е , соответ-

с т в у ю щ е е позиции Н . М. С т р а х о в а , б ы л о высказано также Ф. П е т т и д ж о н о м [10]. О с о б е н н о о с т р о н у ж д а ю т с я в д а л ь н е й ш е й р а з р а б о т к е и со­ в е р ш е н с т в о в а н и и т е о р е т и ч е с к и е и м е т о д и ч е с к и е основы терри¬ генно-минералогических и с с л е д о в а н и й и и н т е р п р е т а ц и и их ре­ з у л ь т а т о в . К а к о т м е т и л а в 1962 г. А. Г. К о с с о в с к а я , после ис­ с л е д о в а н и й , п р о в е д е н н ы х В . П. Б а т у р и н ы м , в м е т о д и ч е с к о м от­ ношении в р а з в и т и и этого н а п р а в л е н и я с д е л а н о очень немного. Т е р р и г е н н а я м и н е р а л о г и я р а з в и в а л а с ь к а к бы в ш и р ь , по пути о х в а т а б о л ь ш е г о ч и с л а о б ъ е к т о в и с с л е д о в а н и я , а не в г л у б ь , п о л и н и и у с о в е р ш е н с т в о в а н и я м е т о д а и и н т е р п р е т а ц и и получен­ н ы х р е з у л ь т а т о в . В е с ь м а п о к а з а т е л ь н о , в частности, что, осве­ щ а я и а н а л и з и р у я историю р а з в и т и я л и т о г е н е т и ч е с к и х идей в Р о с с и и и в С С С Р , Н . М. С т р а х о в [15] з а к а н ч и в а е т и с т о р и ю т е р р и г е н н о - м и н е р а л о г и ч е с к и х и с с л е д о в а н и й 1937 г. ( к о г д а б ы л а о п у б л и к о в а н а « П а л е о г е о г р а ф и я по т е р р и г е н н ы м к о м п о н е н т а м » В . П. Б а т у р и н а ) , не без о с н о в а н и й п о л а г а я , очевидно, что р а з ­ витие терригенной м и н е р а л о г и и в течение п о с л е д у ю щ и х д е с я т и ­ летий не п р и в е л о к п о я в л е н и ю с у щ е с т в е н н о новых идей в этой области. К н а с т о я щ е м у в р е м е н и у с т а н о в л е н о , что н а с о с т а в т е р р и генно-мииералогических ассоциаций осадочных толщ глубокое в л и я н и е о к а з ы в а ю т исходный с о с т а в п о р о д источников сноса, т е к т о н о - г е о м о р ф о л о г и ч е с к и е и к л и м а т и ч е с к и е у с л о в и я седимен¬ тогенеза ( п р е ж д е всего в п р е д е л а х в о д о с б о р о в ) , особенности т р а н с п о р т и р о в к и о б л о м о ч н о г о м а т е р и а л а , д и н а м и к а с р е д ы осад¬ конакопления, условия постседиментационного преобразования о с а д о ч н о г о в е щ е с т в а и д р у г и е ф а к т о р ы седименто- и литогене­ з а *. С о б с т в е н н о , именно с т е м , что у с л о в и я п р о т е к а н и я о с а д о ч ­ ного п р о ц е с с а о к а з ы в а ю т с у щ е с т в е н н о е в л и я н и е на т е р р и г е н н о мииералогические ассоциации, и связана возможность постанов­ ки и р е ш е н и я о б р а т н о й геологической з а д а ч и — по и з в е с т н ы м , з а ф и к с и р о в а н н ы м в о т л о ж е н и я х о с о б е н н о с т я м т е р р и г е н н ы х ми­ н е р а л о в и их а с с о ц и а ц и й р е к о н с т р у и р о в а т ь у с л о в и я ф о р м и р о вания и и з м е н е н и я о т л о ж е н и й , х а р а к т е р к а ж д о г о из геологиче­ ских фактором, д е й с т в о в а в ш и х н а р а з л и ч н ы х с т а д и я х о с а д о ч н о г о процесса. Вместе с тем м н о г о ч и с л е н н о с т ь э т и х ф а к т о р о в сущест­ венно у с л о ж н я е т п а л е о г е о г р а ф и ч е с к у ю и н т е р п р е т а ц и ю р е з у л ь ­ т а т о в изучении т е р р и г е н н ы х к о м п о н е н т о в о с а д о ч н ы х т о л щ , а т а к ж е и с п о л ь з о в а н и е этих р е з у л ь т а т о в в к о р р е л я ц и о н н о - с т р а т и ­ г р а ф и ч е с к и х и других ц е л я х . И н о г д а в ы с к а з ы в а ю т с я с о м н е н и я в возможности успешного и обоснованного решения палеогео­ графических либо корреляционно-стратиграфических вопросов по т е р р и г е н н ы м м и н е р а л а м , о т м е ч а е т с я с п а д в р а з в и т и и терри¬ генно-минералогических исследований и уменьшение интереса * В соответствии с принимаемым Н. М. Страховым [15] объемом стадии седиментогенеза и проводимым П. П. Тимофеевым [16] разделением седименто- и литогенеза.

к их р е з у л ь т а т а м *. В с е э т о о п р е д е л я е т н е о б х о д и м о с т ь у г л у б ­ л е н н о г о а н а л и з а о с о б е н н о с т е й ф о р м и р о в а н и я и э в о л ю ц и и тер¬ ригенно-минералогических ассоциаций осадочных толщ, выяв­ ления особенностей поведения различных минералов в ходе оса­ дочного процесса, закономерностей распределения терригенных минералов в осадочных толщах, а т а к ж е изучения и обоснован­ ного р е ш е н и я д р у г и х п р и н ц и п и а л ь н ы х в о п р о с о в т е р р и г е н н о й м и ­ н е р а л о г и и и с о в е р ш е н с т в о в а н и я на э т о й о с н о в е м е т о д и к и п а л е о ­ г е о г р а ф и ч е с к и х , к о р р е л я ц и о н н о - с т р а т и г р а ф и ч е с к и х и д р у г и х гео­ л о г и ч е с к и х п о с т р о е н и й по т е р р и г е н н ы м м и н е р а л а м . ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ

И УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ **

Сокращения: T M — терригеный минерал (терригенные минералы); терригенно-минералогический; TMA — терригенно-минералогическая ассоциация; TMK — терригенно-минералогический коэффициент; Т М П — терригенно-минералогическая провинция; КПО — кварц-полевошпатовое отношение; К П 0 — кварц-полевошпатовое отношение отложений; КПОд — кварц-полевошпатовое отношение исходного состава пород ис­ точников сноса (петрофонда); MC — миграционная способность; ПВР — постседиментационное внутрислойное (внутрипластовое) раство­ рение; ПФ — петрофонд (исходный состав пород источников сноса). 0

Условные

обозначения: балл устойчивости минералов; средневзвешенный балл устойчивости минералов терригенно-ми*ералогической ассоциации; балл химической устойчивости; балл гидроаэродинамической устойчивости; балл физико-механической устойчивости; • балл миграционной способности минералов; процентное содержание минерала в составе терригенно-минералогической ассоциации тяжелой или легкой фракции; исходное (начальное) содержание минерала в породе; конечное или промежуточное содержание минерала в породе, подвергшейся тем или иным преобразованиям; твердость минералов по шкале Мооса; индекс потенциала выветривания (индекс выветриваемости) ми­ нералов, по П. Райхе; коэффициент миграционной способности минералов; коэффициент устойчивости минералов; коэффициент химической устойчивости минералов; коэффициент химической устойчивости минералов в условиях выветривания; iкоэффициент химической устойчивости минералов в условиях внутрислойного растворения; * Соответствующие высказывания можно найти в работах Т, пап Андела, Р. Вейля, Д ж . Гриффитса, Б. П. Жижченко, Ф. Петтиджонп, Ф. Синдовского, X. Фиска и многих других геологов. ** Обозначения (символы) минералов приведены ниже в табл. 1. Расшиф­ ровка других сокращений и условных обозначений приведена в тексте.

M — зрелость обломочного вещества; М'сн — показатели химической зрелости терригенно-минералогической ассоциации; Mhd, M'hd — показатели гидроаэродинамической зрелости терригенно-минера­ логической ассоциации; М — показатель физико-механической зрелости терригенно-минерало­ гической ассоциации; S — химическая устойчивость минералов по шкале А. Кайе и Ж- Трикара; 5сл(») — химическая устойчивость минералов в условиях выветривания; Sch(U) — химическая устойчивость минералов в условиях внутрислойного» растворения; б — плотность, г/см ; h — микротвердость, кгс/мм (в зарубежных работах величине h со­ ответствует VHN — микротвердость по Виккерсу). Преобладающие породы источников сноса (тип петрофонда): а — кислые и средние; Ъ — основные и ультраосновные; m — метаморфические; s — осадочные. M h, e

ph

ch

3

2

Глава

I

ИСХОДНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕРРИГЕННОЙ МИНЕРАЛОГИИ Определение содержания, объема и положения в системе геологических з н а н и й Х о т я в геологической л и т е р а т у р е н е р е д к о и с п о л ь з у е т с я т е р ­ м и н т е р р и г е н н а я м и н е р а л о г и я (А. Г. К о с с о в с к а я , А. Б . Р о н о в , Н . М . С т р а х о в , В. А. Гроссгейм и д р . ) и б л и з к и й к нему — ми­ нералогия терригенных компонентов (В. П. Батурин и др.), а вся д а н н а я область, именовавшаяся в различные годы: минера­ л о г и е й а л л о т и г е н н о й с о с т а в л я ю щ е й о с а д о ч н ы х пород, и с с л е д о ­ в а н и я м и а л л о т и г е н н о й с о с т а в л я ю щ е й , п е т р о г р а ф и ч е с к и м (седимент-петрографическим, микропетрографическим, микроминера­ логическим) анализом, терригенно-минералогическим направ­ л е н и е м и т. д., у ж е д а в н о и прочно в ы д е л и л а с ь в к а ч е с т в е осо­ бой, с а м о с т о я т е л ь н о й , в е с ь м а с п е ц и ф и ч е с к о й к р у п н о й о б л а с т и геологии, четкое о п р е д е л е н и е ее с о д е р ж а н и я и о б ъ е м а в л и т е ­ р а т у р е отсутствует. В с в я з и с и з л о ж е н н ы м п р е д с т а в л я е т с я це­ л е с о о б р а з н ы м с ф о р м у л и р о в а т ь н е с к о л ь к о в о з м о ж н ы х (прини­ маемых в данной работе) определений терригенной минерало­ гии, р а з л и ч а ю щ и х с я м е ж д у собой г л а в н ы м о б р а з о м степенью д е т а л ь н о с т и п р и в о д и м о й в них х а р а к т е р и с т и к и с о д е р ж а н и я и о б ъ е м а этой о б л а с т и геологии. Н а и б о л е е к р а т к о т е р р и г е н н а я м и н е р а л о г и я м о ж е т б ы т ь оп­ р е д е л е н а к а к н а у к а ( о б л а с т ь н а у к и , н а у ч н о е н а п р а в л е н и е , уче­ ние) о т е р р и г е н н ы х м и н е р а л а х . Б о л е е ш и р о к о это о п р е д е л е н и е т р а к т у ю т п о - р а з н о м у . В к а ч е с т в е одного из т а к и х о п р е д е л е н и й можно предложить следующее. Терригенная м и н е р а л о г и я — о б л а с т ь геологии, и з у ч а ю щ а я з а к о н о м е р н о с т и р а с п р е д е л е н и я , особенности п о в е д е н и я и исто­ рию т е р р и г е н н ы х м и н е р а л о в в з е м н о й к о р е . Более развернуто следующее определение. Т е р р и г е н н а я м и н е р а л о г и я — о б л а с т ь геологии, изучающая т е р р и г е н н ы е м и н е р а л ы и их а с с о ц и а ц и и , з а к о н о м е р н о с т и их р а с ­ пределения в осадочных толщах, условия и процессы миграции, р а с с е я н и я и к о н ц е н т р а ц и и т е р р и г е н н ы х м и н е р а л о в в ц е л я х по­ исков р о с с ы п н ы х и к о р е н н ы х м е с т о р о ж д е н и й п о л е з н ы х и с к о п а е ­ мых, палеогеографических реконструкций, а т а к ж е решения других геологических задач. Е щ е более широкое и полное определение может быть сфор­ мулировано следующим образом.

Терригенная минералогия — область геологии, изучающая" с о с т а в (видовой н а б о р ) , к о л и ч е с т в е н н о е с о д е р ж а н и е и т и п о м о р ф н ы е особенности т е р р и г е н н ы х м и н е р а л о в о с а д к о в , о с а д о ч ­ ных и м е т а о с а д о ч н ы х г о р ц ы х пород, источники т е р р и г е н н ы х ми­ нералов, закономерности распределения, высвобождения, миг­ р а ц и и и а к к у м у л я ц и и , р а с с е я н и я и к о н ц е н т р а ц и и , сохранения,, и з м е н е н и я и у н и ч т о ж е н и я т е р р и г е н н ы х м и н е р а л о в , типы и осо­ бенности т е р р и г е н н о - м и н е р а л о г и ч е с к и х а с с о ц и а ц и й , з а к о н о м е р ­ ности их ф о р м и р о в а н и я и э в о л ю ц и и и и с п о л ь з у ю щ а я д а н н ы е о> т е р р и г е н н ы х м и н е р а л а х и их а с с о ц и а ц и я х д л я р е ш е н и я р а з л и ч ­ ных геологических з а д а ч ( п о и с к о в о - р а з в е д о ч н ы х , п а л е о г е о г р а ­ фических, к о р р е л я ц и о н н о - с т р а т и г р а ф и ч е с к и х и д р . ) . И м е н н о т а к и м я в л я е т с я и т р а д и ц и о н н о е , к л а с с и ч е с к о е , и наи­ более р а с п р о с т р а н е н н о е с о в р е м е н н о е п о н и м а н и е с у щ н о с т и т е р ригенной м и н е р а л о г и и , т е р р и г е н н о - м и н е р а л о г и ч е с к о г о н а п р а в л е ­ н и я в н а у к е , его о б ъ е м а и с о д е р ж а н и я [6, 1 5 ] . С о г л а с н о э т о й т р а к т о в к е и в соответствии с п р и н ц и п и а л ь н ы м и р а з л и ч и я м и в происхождении, времени и условиях накопления и другими осо­ бенностями терригенных и аутигенных минералов осадочных толщ, терригенио-минералогическое направление в некотором роде противопоставляется аутигенно-минералогическому [6J при всех е с т е с т в е н н ы х в з а и м о с в я з я х м е ж д у ними, н а и б о л е е глу­ боко р а с к р ы т ы х в т р у д а х А. Г. Коссовской, В. Д . Ш у т о в а и их последователей. Изложенное понимание объема и содержания терригенной м и н е р а л о г и и не е д и н с т в е н н о е в геологической л и т е р а т у р е . Т а к , по н е к о т о р ы м в ы с к а з ы в а н и я м Н. М. С т р а х о в а , А. Б . P o нова, В. А. Г р о с с г е й м а и р я д а д р у г и х а в т о р о в , м о ж н о з а к л ю ­ чить, что т е р м и н т е р р и г е н н а я м и н е р а л о г и я у п о т р е б л я е т с я и м и д л я о б о з н а ч е н и я не о б л а с т и и с с л е д о в а н и й ( н а у к и ) или не т о л ь ­ ко н а у к и , но и о б ъ е к т а и с с л е д о в а н и й — т е р р и г е н н ы х м и н е р а л о в и их а с с о ц и а ц и й . П р и н ц и п и а л ь н о а н а л о г и ч н а я с и т у а ц и я , к о г д а одним и т е м ж е т е р м и н о м о б о з н а ч а ю т с я о б л а с т и н а у к и и изу­ ч а е м ы е ими о б ъ е к т ы , я в л я е т с я д о в о л ь н о р а с п р о с т р а н е н н о й в геологии и в н а у к е в о о б щ е . Н а н е у д а ч н о с т ь т а к о г о п о л о ж е н и я р а н е е у ж е о б р а щ а л и в н и м а н и е Н. Б . В а с с о е в и ч и а в т о р . В 1962 г. А. Г. К о с с о в с к о й б ы л а д а н а е щ е о д н а т р а к т о в к а т е р р и г е н н о й м и н е р а л о г и и , с о г л а с н о которой, т е р р и г е н н а я мине­ р а л о г и я — это м и н е р а л о г и я т е р р и г е н н ы х п о р о д . П р и т а к о м п о д ­ х о д е о б ъ е к т а м и и з у ч е н и я о к а з ы в а ю т с я не т о л ь к о терригенные,. но и а у т и г е н н ы е м и н е р а л ы э т и х пород, а из ч и с л а о б ъ е к т о в т е р ­ ригенной м и н е р а л о г и и и с к л ю ч а ю т с я т е р р и г е н н ы е м и н е р а л ы , ши­ р о к о р а с п р о с т р а н е н н ы е (хотя и не п р е о б л а д а ю щ и е к о л и ч е с т ­ венно) во всех д р у г и х (не т е р р и г е н н ы х ) о с а д к а х и о с а д о ч н ы х г о р н ы х п о р о д а х . Р а з в и в а е м о е А. Г. К о с с о в с к о й , В. Д . Ш у т о в ы м й д р у г и м и и с с л е д о в а т е л я м и стадиально-парагенетическое на­ правление в значительной мере включает в себя классическое т е р р п г е н н о - м и н е р а л о г и ч е с к о е н а п р а в л е н и е (по В. П . Б а т у р и н у * Г. Г). М и л ь н е р у и д р . ) и в ы х о д и т д а л е к о з а его п р е д е л ы .

В соответствии с т р а д и ц и о н н ы м б а т у р и н с к о - м и л ь н е р о в с к и м пониманием содержания и объема терригенно-минералогическо¬ го н а п р а в л е н и я в геологии, п р и н и м а е м ы е а в т о р о м в д а н н о й работе определения рассматривают в качестве объекта терри­ г е н н о й м и н е р а л о г и и л и ш ь собственно т е р р и г е н н ы е м и н е р а л ы и о б р а з у е м ы е ими а с с о ц и а ц и и , п р и с у т с т в у ю щ и е , о д н а к о , не т о л ь ­ к о в т е р р и г е н н ы х о т л о ж е н и я х , но и в о с а д к а х и о с а д о ч н ы х гор­ н ы х п о р о д а х л ю б о г о иного т и п а (в к а ч е с т в е более или менее з н а ч и т е л ь н ы х по с о д е р ж а н и ю в т о р о с т е п е н н ы х к о м п о н е н т о в или ж е п р и м е с е й ) , ибо п р и н ц и п и а л ь н ы х р а з л и ч и й (за и с к л ю ч е н и е м р а з л и ч и й к о л и ч е с т в е н н о г о х а р а к т е р а ) м е ж д у т е р р и г е н н ы м и ми­ н е р а л а м и т е р р и г е н н ы х о т л о ж е н и й и о т л о ж е н и й иного т и п а не существует. М и н е р а л о г и я , к а к ее и н о г д а с п р а в е д л и в о о п р е д е л я ю т , — э т о история минералов. В этом смысле терригенная минералогия п р е д с т а в л я е т собой ч а с т ь (и в е с ь м а з н а ч и т е л ь н у ю ) м и н е р а л о ­ гии, и з у ч а ю щ у ю и с т о р и ю т е р р и г е н н ы х м и н е р а л о в (или т е р р и г е н н у ю историю м и н е р а л о в , т е р р и г е н н у ю ч а с т ь их и с т о р и и ) , ко­ т о р а я п р о т е к а е т с м о м е н т а их в ы с в о б о ж д е н и я при р а з р у ш е н и и п о р о д к о р е н н ы х источников и д о м о м е н т а их у н и ч т о ж е н и я в г л у б о к и х з о н а х м е т а м о р ф и з м а или на б о л е е р а н н и х э т а п а х *. В м е с т е с тем т е р р и г е н н ы е м и н е р а л ы я в л я ю т с я , к а к известно, компонентами осадков и осадочных горных пород — объектов, и з у ч а е м ы х л и т о л о г и е й (или, к а к ее о б ы ч н о и м е н у ю т во многих с т р а н а х , с е д и м е н т о л о г и е й или о с а д о ч н о й п е т р о л о г и е й ) . С о с т а в т е р р и г е н н о - м и н е р а л о г и ч е с к и х а с с о ц и а ц и й , з а к о н о м е р н о с т и рас­ пределения терригенных минералов, многие особенности типо¬ морфизма терригенных минералов в значительной мере опреде­ л я ю т с я условиями и процессами гипергенеза, транспортировки ( м о т о г е н е з а , по Л . В. П у с т о в а л о в у ) , с е д и м е н т а ц и и , д и а г е н е з а и к а т а г е н е з а , т а к ж е и з у ч а е м ы м и л и т о л о г и е й [4, 6, 10—12, 15, 16, 18, 22]. В соответствии с этим т е р р и г е н н а я м и н е р а л о г и я с не мень­ ш и м основанием д о л ж н а рассматриваться как особая, специфи­ ческая область литологии. В свете и з л о ж е н н о г о , т е р р и г е н н а я м и н е р а л о г и я по характеру изучаемых ею объектов п р е д с т а в л я е т собой о б л а с т ь геологии, н а х о д я щ у ю с я на с т ы к е л и т о л о г и и и м и н е р а л о г и и . * При современном увлечении «сферной» терминологией (начало кото­ рого восходит к далекому прошлому) вся эта область — область (прост­ ранство) существования терригенных минералов — может быть названа т е р ригенно-минералогической сферой (TM сферой) или сокра­ щенно т е р р и с ф е р ой. Ее границы — от поверхности литосферы (и даже несколько выше, учитывая прежде всего «выбросы» терригенных минералов :в атмо- и гидросферу на путях их эоловой и водной транспортировки) до относительно глубоких зон метаморфизма, примерно соответствующих амфи¬ 'болитовой или даже гранулитовой фации, где иногда еще сохраняются наи­ более устойчивые из терригенных минералов (циркон и рутил, а также мо¬ нацит и ксенотим).

По используемым ею методам исследования терригенная ми­ н е р а л о г и я тесно с о п р и к а с а е т с я с м а т е м а т и к о й (особенно м а т е ­ м а т и ч е с к о й с т а т и с т и к о й ) , ф и з и к о й ( ш и р о к о п р и м е н я ю т с я кри¬ сталлооптические и другие физические методы диагностики тер­ р и г е н н ы х м и н е р а л о в и и з у ч е н и я особенностей их т и п о м о р ф и з м а , физические методы сепарации минералов, а т а к ж е физические методы теоретического и экспериментального моделирования п р и р о д н ы х процессов т е р р и г е н н о г о с е д и м е н т о г е н е з а и д р . ) , х и ­ мией ( п р е ж д е всего х и м и к о - а н а л и т и ч е с к и е методы изучения т е р р и г е н н ы х м и н е р а л о в , и с с л е д о в а н и я по э к с п е р и м е н т а л ь н о м у о п р е д е л е н и ю х и м и ч е с к о й устойчивости т е р р и г е н н ы х м и н е р а л о в в различных условиях и др.). По характеру исследуемых объектов, решаемых задач и ис­ п о л ь з у е м ы х м е т о д и ч е с к и х п о д х о д о в к их р е ш е н и ю т е р р и г е н н а я минералогия совместно с рядом других областей геологических знаний, особенно с геохимией ( п р е ж д е всего поисковой г е о х и ­ м и е й ) , м о ж е т б ы т ь о б ъ е д и н е н а в статистическую геологию — с п е ц и ф и ч е с к у ю о б л а с т ь , п р о д о л ж а ю щ у ю серию с т а т и с т и ч е с к и х наук ( с т а т и с т и ч е с к и е ф и з и к а и х и м и я , б и о м е т р и я и д р . ) и и м е ю ­ щ у ю много о б щ е г о с ними в п р и н ц и п а х и с с л е д о в а н и я п р и р о д ­ ных о б ъ е к т о в . Если воспользоваться понятийно-терминологическим аппа­ р а т о м , ш и р о к о р а с п р о с т р а н е н н ы м в о б л а с т и геохимических м е ­ т о д о в поисков м е с т о р о ж д е н и й полезных ископаемых, м о ж н о с к а з а т ь , что т е р р и г е н н ы е м и н е р а л ы о б р а з у ю т в с о в р е м е н н ы х о с а д к а х и в б о л е е д р е в н и х о с а д о ч н ы х т о л щ а х в т о р и ч н ы е гипер¬ генно-седиментогенные м е х а н и ч е с к и е о р е о л ы и потоки р а с с е я ­ ния, к о т о р ы е в той или иной м е р е могут б ы т ь т р а н с ф о р м и р о ­ ваны постседиментационными процессами. Все э т о д е л а е т е с т е с т в е н н ы м и з а к о н о м е р н ы м то, что в от­ д е л ь н ы х р а б о т а х последних л е т (А. Б . В и с т е л и у с , С. В . Г р и г о ­ рян, Н. Г. П а т ы к - К а р а , А. Н. П е р е л ь м а н и др.) н а м е ч а е т с я о б ­ щее п о л о ж е н и е и т е р р и г е н н о й м и н е р а л о г и и и геохимии, в ы х о ­ д я щ е е за р а м к и обычных химико-аналитических исследований терригенных минералов. Вместе с тем т е р р и г е н н а я м и н е р а л о г и я р а з р а б а т ы в а е т и ис¬ п о л ь з у е т для решения ш и р о к о г о к р у г а геологических з а д а ч и свои с о б с т в е н н ы е , т е р р и г е н н о - м и н е р а л о г и ч е с к и е м е т о д ы иссле­ д о в а н и я (пока е щ е , м о ж е т б ы т ь , н е д о с т а т о ч н о с о в е р ш е н н ы е * ) . С о б с т в е н н о г о в о р я , по о т н о ш е н и ю ко многим о б л а с т я м г е о л о ­ гии ( п а л е о г е о г р а ф и я , с т р а т и г р а ф и я и к о р р е л я ц и я , г е о л о г и я рос­ сыпей, поиски коренных м е с т о р о ж д е н и й , г е о л о г и я нефти и г а з а , геоморфологии и неотектоника, морская геология и др.) терри­ г е н н а я м и н е р а л о г и и п р е д с т а в л я е т собой м е т о д ( к о м п л е к с м е т о ­ д о в ) р е ш е н и я р а з л и ч н ы х т е о р е т и ч е с к и х и п р а к т и ч е с к и х во¬ просов. * Особенно резкая, но справедливая оценка существующих терригенноминералогических методов дана А. В. Вистелиусом [ 3 ] .

Терригенная минералогия использует данные, понятия, тео­ ретические положения различных областей минералогии и дру­ г и х н а у к г е о л о г и ч е с к о г о ц и к л а , а т а к ж е н е к о т о р ы е р а з д е л ы гид­ роаэромеханики, химии, физической географии и др. П о целям, научным и практическим приложениям терриген­ ная минералогия непосредственно связана с поисково-разведоч­ н ы м д е л о м , п а л е о г е о г р а ф и е й , л и т о с т р а т и г р а ф и е й , геологией н е ф ­ ти и г а з а и м н о г и м и д р у г и м и о б л а с т я м и , в основном г е о л о г и ч е ­ с к и м и , но ч а с т и ч н о в ы х о д я щ и м и з а р а м к и собственно геологии (например, с океанологией). Научное и практическое приложе­ н и е т е р р и г е н н о й м и н е р а л о г и и в течение истории ее р а з в и т и я п о с л е д о в а т е л ь н о р а с ш и р я е т с я , и б е з у с л о в н о , будет п р о д о л ж а т ь расширяться. Группа терригенных минералов О п р е д е л е н и е п о н я т и я т е р р и г е н н ы й м и н е р а л о б ы ч н о не п р и ­ в о д и т с я — п о - в и д и м о м у , с ч и т а е т с я в п о л н е я с н ы м . Тем не менее по о б ъ е м у и с о д е р ж а н и ю этого основного п о н я т и я т е р р и г е н н о й минералогии существуют значительные расхождения. В к а ч е с т в е т е р р и г е н н ы х о б ы ч н о р а с с м а т р и в а ю т с я присут­ с т в у ю щ и е в о т л о ж е н и я х н е г л и н и с т ы е о б л о м о ч н ы е м и н е р а л ы , ис­ т о ч н и к а м и к о т о р ы х б ы л и д р у г и е г о р н ы е п о р о д ы и п р о д у к т ы их в ы в е т р и в а н и я . Эти м и н е р а л ы с о х р а н я ю т с я в к а ч е с т в е р е л и к т о ­ в ы х при р а з р у ш е н и и исходных ( м а т е р и н с к и х ) г о р н ы х п о р о д и п о п а д а ю т в о с а д о к в р е з у л ь т а т е процессов м е х а н и ч е с к о й т р а н с ­ портировки различными агентами и механического осаждения (седиментации). Именно такой смысл в к л а д ы в а л с я и вклады­ вается в понятие терригенный минерал В. П . Б а т у р и н ы м , Ф . Т. Б и к к е н и н о й , П . Б о с у э л л о м , А. Б . В и с т е л и у с о м , В. А. Гросс г е й м о м , В. П. К а з а р и н о в ы м , А. Г. К о с с о в с к о й , Н. В . Логвинен¬ ко, Г. М и л ь н е р о м , Ф. П е т т и д ж о н о м , П. П о т т е р о м , Л . В . П у с т о в а л о в ы м , А. Б . Р о н о в ы м , Л . Б . Р у х и н ы м , С. Г. С а р к и с я н о м , A . В. С и д о р е н к о , Н . М. С т р а х о в ы м , У. Т в е н х о ф е л о м , П. П. Ти­ м о ф е е в ы м , И. В. Х в о р о в о й , М. С. Ш в е ц о в ы м , Е. В. Ш у м и л о в о й , B . Д . Ш у т о в ы м , К. Э д е л ь м а н о м и д р . П о д о б н о е определение традиционно принимается геологами, когда говорится о терри­ генно-минералогических (TM) исследованиях, TM направлении в н а у к е об о с а д о ч н ы х п о р о д а х , T M р а й о н и р о в а н и и и к а р т и р о ­ в а н и и , T M а с с о ц и а ц и я х , T M п р о в и н ц и я х , T M ф а ц и я х и т. п. А в т о р п р и д е р ж и в а е т с я п о д о б н о г о ж е в з г л я д а на основное по­ нятие терригенной минералогии. В к а ч е с т в е т е р р и г е н н ы х о б ы ч н о р а с с м а т р и в а ю т с я присут­ ствующие в осадках и осадочных горных породах реликтовые м и н е р а л ы т а к н а з ы в а е м ы х к р и с т а л л и ч е с к и х (т. е. м а г м а т и ч е ­ ских, включая вулканические, постмагматические, метаморфи­ ч е с к и е и м е т а с о м а т и ч е с к и е ) пород, п о с т у п и в ш и е в о с а д о к : 1) не­ п о с р е д с т в е н н о при р а з р у ш е н и и , переносе и о т л о ж е н и и м а т е р и а л а э т и х пород, 2) при п е р е м ы в е и п е р е о т л о ж е н и и м а т е р и а л а р а з -

Рис. 1. Схема соотношения объемов понятий терригенные минералы, тя­ желые минералы и акцессорные ми­ нералы. Минералы: А — терригенные; В — т я ­ желые; С — акцессорные. 1 — п о р о д о о б ­ р а з у ю щ и е терригенные минералы легкой фракции; 2 — породообразующие терриген­ ные минералы тяжелой фракции; 3 — акцессорные терригенные минералы лег­ кой ф р а к ц и и ; 4 — а к ц е с с о р н ы е т е р р и г е н ­ ные м и н е р а л ы т я ж е л о й ф р а к ц и и ; 5 — по­ родообразующие аутигенные минералы, тяжелой фракции; 6 — акцессорные а у т и ­ генные м и н е р а л ы т я ж е л о й ф р а к ц и и ; 7 — акцессорные аутигенные минералы легкой фракции

в и т ы х по э т и м п о р о д а м к о р х и м и ч е с к о г о в ы в е т р и в а н и я и 3) при п о в т о р н о м п е р е м ы в е и п е р е о т л о ж е н и и — из б о л е е д р е в н и х оса­ д о ч н ы х п о р о д ( т а к н а з ы в а е м ы х в т о р и ч н ы х или п р о м е ж у т о ч н ы х , коллекторов). По В. Д . Ш у т о в у , первый из источников и ф о р м и р у ю щ и й с я за счет его тип TM а с с о ц и а ц и й (группа п а р а г е н е з о в т е р р и г е н ­ ных к о м п о н е н т о в ) и м е н у е т с я п е т р о г е н н ы м , второй — а п о с а п р о генным, третий - л и т о к л а с т о г е н н ы м . К терригенным к о м п о н е н т а м т р е т ь е г о , л и т о к л а с т о г е н н о г о ти¬ па относится т а к ж е п о д в е р г ш и е с я м е х а н и ч е с к о м у п е р е о т л о ж е нию н е к о т о р ы е а у т и г е н н ы е м и н е р а л ы б о л е е д р е в н и х о с а д о ч н ы х , пород, о б р а з у ю щ и е о б л о м о ч н ы е з е р н а а л е в р и т о в о г о и б о л е е к р у п н о г о размера, — к в а р ц (в частности, регенерированный), г л а у к о н и т , б а р и т , к а л ь ц и т , пирит, а н а т а з и д р . Н е о б х о д и м о п о д ч е р к н у т ь , что в д а н н о й р а б о т е речь идет именно о т е р р и г е н н ы х м и н е р а л а х , а не об а к ц е с с о р н ы х или т о л ь ­ ко т я ж е л ы х м и н е р а л а х о с а д о ч н ы х о б р а з о в а н и й . П о н я т и я т е р ­ р и г е н н ы е м и н е р а л ы , т я ж е л ы е м и н е р а л ы и а к ц е с с о р н ы е мине­ ралы, ошибочно отождествляемые в некоторых работах, я в л я ­ ются с о в е р ш е н н о р а з л и ч н ы м и , о с о б ы м и п о н я т и я м и , не с о в п а ­ д а ю щ и м и по с о д е р ж а н и ю . С о о т н о ш е н и е о б ъ е м о в п о н я т и й т е р р и ­ генные м и н е р а л ы , т я ж е л ы е м и н е р а л ы и а к ц е с с о р н ы е м и н е р а л ы , а т а к ж е д о п о л н и т е л ь н ы е к ним п о н я т и я а у т и г е н н ы е м и н е р а л ы , легкие минералы и породообразующие (осадкообразующие) м и н е р а л ы могут б ы т ь с х е м а т и ч е с к и п р е д с т а в л е н ы с л е д у ю щ и м о б р а з о м (рис. 1 ) . О б щ е е число о б н а р у ж е н н ы х в о т л о ж е н и я х в и д о в т е р р и г е н н ы х . м и н е р а л о в с о с т а в л я е т н е с к о л ь к о сотен. С р а в н и т е л ь н о р а с п р о ­ с т р а н е н н ы м и , о д н а к о , я в л я ю т с я всего о к о л о 100 т е р р и г е н н ы х м и н е р а л о в * ( т а б л . 1 ) . Э т о п р е ж д е всего к в а р ц , п о л е в ы е ш п а т ы (особенно м и к р о к л и н , о р т о к л а з , к и с л ы е и с р е д н и е п л а г и о к л а зы), мусковит, биотит, а м ф и б о л ы , п и р о к с е н ы , м и н е р а л ы г р у п ­ пы э п и д о т а , г р а н а т ы (особенно а л ь м а н д и н ) , и л ь м е н и т (в т о м Числе в той или иной степени л е й к о к с е н и з и р о в а н н ы й ) , л е й к о к * По оценке А. С. Поваренных, в природе довольно 180 — 190 минеральных видов.

распространены

Терригенные минералы (и их группы) Название

Авгит Аксинит Актинолит Алланит (ортит) Алмаз Альбит Альмандин Амфиболы Анатаз Андалузит Андрадит Анортит Апатит Арфведсонит Бадделеит Барит Бастнезит Берилл Биотит Бронзит Брукит Везувиан Волластонит Вольфрамит Галенит Ганит Геденбергит Гематит Герцинит Гётит Гиперстен Гипс Глауконит Глаукофан Гранаты Гранатыпиральспиты Гранатыуграндиты Графит Гроссуляр Гюбнерит Диопсид Дюмортьерит Золото Ильменит Ильменит лейкоксенизированный

Символ

Aug Ax Ac Aln D Ab А Am At Ad Adr An Ap Af Bd Bt Bst Bl В Bn Bk Vs Ws Wm Gn Gnt Hd Hm Hc Gt Hp Gp Gc Gl G Gp G

u

Gph Gs Hr Ds Dm Gd I I lx

Название

Символ

Название

Символ

Ильменорутил Иридистый осмий Калишпаты Касситерит Кварц Кианит (дистен) Киноварь Клинопироксены Клиноцоизит Колумбит Кордиерит Корунд Ксенотим Лейкоксен Лимонит Лопарит Магнетит Микроклин Микролит Молибденит Монацит Муассанит Мусковит Оливин, гортонолит Ортоклаз Ортопироксены Осмистый иридий Паризит Перовскит Пикотит Пирит Пироксены Пироп Пирохлор Плагиоклазы Платина Плеонаст (цейлонит) Полевые шпаты Поликсен Приорит Рибекит Роговая обманка

IR Id

Роговая обманка базальтическая Роговая обманка обыкновенная Рутил Самарскит Силлиманит Скаполит Сперрилит Спессартин Сподумен Ставролит Станнин Стрюверит Сфалерит Танталит Титанит (сфен) Титаномагнетит Топаз Торианит Торит Тремолит Турмалин Уваровит Фаялит Фельдшпатоиды Ферберит Фергусонит Флюорит Форстерит Халцедон Халькопирит Хлорит Хлоритоид Хромдиопсид Хромит (хромшпинелиды) Циркон Цоизит Шеелит Шпинель Эвксенит Эгирин Энстатит Эпидот Эшинит

Нb

KF Ct Q К Cb Срх Cz Cm Cd Cn X Lx Lm Lp M Mc Mcl Mb Мnz Msn Ms Ol Or Орх Od Par Pv Pc P Px Pp Рch Pl Plt Pn F Plx Prt Rk Hb

b

Нb

c

R Sm Si Scp Spr Ss Sd S Snn Sv Sph Tn Tt Ttm Tp Thn Thr Tm T Uv Fa Fd Fb Fg Fl Fo Chn Chp Chl Chd Chds Chr Z Zs Sch Sp Ex Aeg En E

Esh

Примечания: 1. В природе встречаются и другие терригенные минералы. 2. Некоторые из указанных минералов (гипс, пирит, гётит и др.) в осадочных поро­ дах чаще встречаются как аутигенные.

сен *, м а г н е т и т , г е м а т и т , л и м о н и т **, ц и р к о н , р у т и л , т у р м а л и н , кианит, ставролит, силлиманит, андалузит, титанит, анатаз, апа­ тит. Н е р е д к и т а к ж е к о р у н д , м о н а ц и т , б р у к и т , х р о м и т (хромшпи¬ нелиды), ш п и н е л ь ( а л ю м о ш п и н е л и ) , оливин и д р . Многие из пе­ речисленных минералов встречаются в отложениях и в качестве аутигенных новообразований. В последнее время объем группы терригенных минералов пытаются ограничить минералами, связанными с денудацией л и ш ь п о р о д суши, т. е. т а к н а з ы в а е м ы м и х т о н и ч е с к и м и мине­ р а л а м и , по С. Аррениусу. М и н е р а л ы ж е , п о с т у п и в ш и е в зону о с а д к о н а к о п л е н и я в р е з у л ь т а т е д е н у д а ц и и к о р е н н ы х п о р о д мор­ ского д н а , при этом не с ч и т а ю т с я т е р р и г е н н ы м и , а в ы д е л я ю т с я в о с о б у ю генетическую группу под н а з в а н и я м и маринно-лито¬ генных или э д а ф о г е н н ы х ( т е р м и н ы п р е д л о ж е н ы В . П. П е т е л и ­ н ы м ) . Д а н н а я п о з и ц и я , о с н о в а н н а я на ф о р м а л ь н о м п о д х о д е к термину терригенный, является недостаточно оправданной. Ме­ ханизм т р а н с п о р т и р о в к и и н а к о п л е н и я э д а ф о г е н н ы х м и н е р а л о в идентичен м е х а н и з м у т р а н с п о р т и р о в к и и н а к о п л е н и я собствен­ но т е р р и г е н н ы х м и н е р а л о в . О с о б е н н о с у щ е с т в е н н ы м , о д н а к о , я в ­ л я е т с я то, что п р а к т и ч е с к а я р е а л и з а ц и я т а к о г о п о д х о д а во м н о ­ гих с л у ч а я х о к а з ы в а е т с я к р а й н е з а т р у д н и т е л ь н о й , особенно ес­ ли учесть м н о г о к р а т н ы е п е р е м е щ е н и я береговой линии и м н о ­ гократный перемыв и переотложение обломочного материала в б е р е г о в ы х и б о л е е г л у б о к о в о д н ы х з о н а х морей. Д о с т о в е р н о е разграничение собственно терригенных и эдафогенных минера¬ л о в н е р е д к о в е с ь м а з а т р у д н и т е л ь н о д а ж е д л я с о в р е м е н н ы х от­ ложений. Д л я ископаемых отложений трудности разграничения этих м и н е р а л о в р е з к о в о з р а с т а ю т . С л о ж н о с т ь и з н а ч и т е л ь н у ю у с л о в н о с т ь р а з г р а н и ч е н и я и не­ р е д к о н е д о с т а т о ч н у ю о п р а в д а н н о с т ь п р о т и в о п о с т а в л е н и я собст­ венно т е р р и г е н н ы х и э д а ф о г е н н ы х м и н е р а л о в м о ж н о в и д е т ь , в частности, на п р и м е р е тех д о в о л ь н о р а с п р о с т р а н е н н ы х в п р и р о ­ де с л у ч а е в , когда д е н у д а ц и и п о д в е р г а ю т с я о д н о в р е м е н н о иден­ тичные по м и н е р а л ь н о м у составу породы н а д в о д н о й и п о д в о д ­ ной частей одного и того ж е м а с с и в а , з а н и м а ю щ е г о о с т р о в н о е или о к р а и н н о - м а т е р и к о в о е п о л о ж е н и е . О б р а з у ю щ и й с я в р е з у л ь ­ т а т е этого о б л о м о ч н ы й м а т е р и а л с м е ш и в а е т с я и с о в м е с т н о пер е м е щ а е т с я и н а к а п л и в а е т с я , п о д ч и н я я с ь одним и тем ж е з а к о ­ номерностям м е х а н и ч е с к о г о с е д и м е н т о г е н е з а . Все э т о д е л а е т м а л о о п р а в д а н н ы м и с к л ю ч е н и е из группы т е р р и г е н н ы х м и н е р а ­ л о в компонентов, п о с т у п а ю щ и х в о с а д о к в р е з у л ь т а т е р а з м ы в а п о р о д морского дна (если не п р и д а в а т ь н е о п р а в д а н н о б о л ь ш о г о з н а ч е н и я так н а з ы в а е м о й в н у т р е н н е й ф о р м е — б у к в а л ь н о м у смыслу терминов). * По современным представлениям, лейкоксен не является самостоя­ тельным минеральным видом, а представляет обычно ассоциацию ряда тонкодисперсных кристаллических (главным образом, рутил, анатаз) и рентгеновски аморфных фаз. ** Обычно также поликомпонентная смесь переменного состава.

Т е р р и г е н н ы е к о м п о н е н т ы по в к л а д ы в а е м о м у в этот термин с м ы с л у б о л е е п р а в и л ь н о п р о т и в о п о с т а в л я т ь не э д а ф о г е н н ы м , а т а л а с с о г е н н ы м , к к о т о р ы м , в соответствии с о б ы ч н ы м и пред­ ставлениями, относятся минеральные компоненты, возникшие н е п о с р е д с т в е н н о в м о р с к о й с р е д е в р е з у л ь т а т е р а з л и ч н ы х хими­ ческих и б и о х и м и ч е с к и х процессов. В с в я з и с и з л о ж е н н ы м , при всей п о л е з н о с т и в ы д е л е н и я эда­ ф о г е н н ы х м и н е р а л о в (в тех с л у ч а я х , к о г д а э т о о к а з ы в а е т с я в о з м о ж н ы м ) , п р е д с т а в л я е т с я все ж е б о л е е о п р а в д а н н ы м , более п р а в о м е р н ы м и ц е л е с о о б р а з н ы м не п р о т и в о п о с т а в л я т ь их тер¬ ригенным, а р а с с м а т р и в а т ь в к а ч е с т в е с п е ц и ф и ч е с к о й подгруп­ пы т е р р и г е н н ы х м и н е р а л о в . П о д о б н а я п о з и ц и я по д а н н о м у во­ просу п р и н и м а е т с я не т о л ь к о п р а к т и ч е с к и в с е м и л и т о л о г а м и , но и многими океанологами (А. В . С о л д а т о в , Г. С. Х а р и н , Е. М. Е м е л ь я н о в , Ю . М. Сенин, Ю . Д . Ш у й с к и й и д р . ) . К терригенным д о л ж н ы быть причислены и переотложенные м и н е р а л ы в у л к а н о г е н н о г о п р о и с х о ж д е н и я , в том числе тефроид¬ ные или т е ф р о г е н н ы е (по Г. С. Д з о ц е н и д з е и И. В. Х в о р о в о й ) п р о д у к т ы , н а к а п л и в а ю щ и е с я в п р о ц е с с е п р а к т и ч е с к и синхрон­ ного с в у л к а н и з м о м с е д и м е н т о г е н е з а . Р а з у м е е т с я , по особенно­ с т я м в о з н и к н о в е н и я , источнику в е щ е с т в а эти м и н е р а л ы и после п е р е о т л о ж е н и я о с т а ю т с я в у л к а н о г е н н ы м и ( к а к о с т а ю т с я , на­ п р и м е р , м е т а м о р ф о г е н н ы м и по п р о и с х о ж д е н и ю п р и с у т с т в у ю щ и е в п с а м м и т а х о б л о м о ч н ы е з е р н а к и а н и т а или с т а в р о л и т а ) . О д н а ­ к о по п о с л е д у ю щ е й истории, и в ч а с т н о с т и по м е х а н и з м у на­ копления в осадочных толщах, перемытый и переотложенный вулканогенный (как и магматогенный, метаморфогенный и др.) материал должен считаться терригенным. Е с л и , к а к э т о и н о г д а д е л а ю т , исходить из б у к в а л ь н о г о з н а ­ чения т е р м и н а т е р р и г е н н ы й , то к к л а с с у т е р р и г е н н ы х м о ж е т быть отнесена и значительная часть присутствующих в осадоч­ ных образованиях глинистых минералов. Некоторые исследова­ т е л и ( н а п р и м е р , М. Ф. В и к у л о в а ) и м е н н о т а к и п о с т у п а ю т . Н е ­ о б х о д и м о о т м е т и т ь , что г л и н и с т ы е м и н е р а л ы по п р о и с х о ж д е н и ю не просто а л л о т и г е н н ы е , р е л и к т о в ы е , у н а с л е д о в а н н ы е . И х про­ исхождение зачастую я в л я е т с я весьма сложным, включающим и разнообразные процессы трансформации, аутигенного синтеза и д р . Д о с т о в е р н о е в ы д е л е н и е чисто а л л о т и г е н н ы х глинистых м и н е р а л о в во многих с л у ч а я х з а т р у д н и т е л ь н о . Г л и н и с т ы е ми­ н е р а л ы о т л и ч н ы от с о б с т в е н н о о б л о м о ч н ы х м и н е р а л ь н ы х ком­ понентов по составу, с в о й с т в а м , р а з м е р а м ч а с т и ц и д р у г и м в а ж ­ н е й ш и м о с о б е н н о с т я м , о п р е д е л я ю щ и м их п о в е д е н и е в осадоч­ ном процессе (их т р а н с п о р т и р о в к у , н а к о п л е н и е , и з м е н е н и е ) , а т а к ж е м е т о д а м их в ы д е л е н и я , д и а г н о с т и к и , о п р е д е л е н и я коли­ чественного с о д е р ж а н и я , и з у ч е н и я т и п о м о р ф н ы х особенностей, путям и принципам интерпретации результатов исследования г л и н и с т ы х м и н е р а л о в , о б л а с т и их п р а к т и ч е с к о г о и с п о л ь з о в а н и я . Все это привело к выделению, научному и организационному о ф о р м л е н и ю м и н е р а л о г и и глин (и глинистого в е щ е с т в а д р у г и х

о т л о ж е н и й ) в с а м о с т о я т е л ь н у ю о б л а с т ь геологии, в е с ь м а специ­ ф и ч е с к у ю по х а р а к т е р у о б ъ е к т о в , м е т о д а м и ц е л я м исследо­ вания. Т а к и м о б р а з о м , в соответствии с р е а л ь н ы м и о с о б е н н о с т я м и геологических объектов, исторически сложившимися традиция­ ми и н а и б о л е е р а с п р о с т р а н е н н ы м и п р е д с т а в л е н и я м и , г л и н и с т ы е м и н е р а л ы , в о т л и ч и е от э д а ф о г е н н ы х и т е ф р о г е н н ы х , не в к л ю ­ ч а ю т с я в группу т е р р и г е н н ы х м и н е р а л о в и соответственно не я в л я ю т с я о б ъ е к т а м и т е р р и г е н н о й м и н е р а л о г и и *. Н е о т н о с я т с я к числу т е р р и г е н н ы х , к а к б ы л о отмечено, и т а л а с с о г е н н ы е (эндогенетические, по А. Г р э б о ) , внутрибассей¬ новые к а р б о н а т н ы е , ф о с ф а т н ы е , г л а у к о н и т о в ы е и д р у г и е хемо¬ генные и б и о х е м о г е н н ы е к о м п о н е н т ы ( т а к н а з ы в а е м ы е алло¬ хемы), в том числе н е р е д к о в той или иной м е р е с м е щ е н н ы е с п е р в о н а ч а л ь н о г о места их в о з н и к н о в е н и я (перигенные, по Д . Л е в и с у ) , х о т я р а з г р а н и ч е н и е внутрибассейнового ( т а л а с с о генного) и т е р р и г е н н о г о к а р б о н а т н о г о и иного м а т е р и а л а , к а к и разграничение непереотложенного пирокластического и тефрогенного (и в у л к а н о - т е р р и г е н н о г о ) м а т е р и а л а н е р е д к о п р е д ­ с т а в л я е т собой т р у д н о р а з р е ш и м у ю з а д а ч у .

Глава ИСТОРИЯ

II

ТЕРРИГЕННО-МИНЕРАЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

П е р и о д и з а ц и я истории т е р р и г е н н о - м и н е р а л о г и ч е с к и х исследований И с т о р и я T M и с с л е д о в а н и й н а с ч и т ы в а е т более в е к а * * . З а э т о время геологами разных стран опубликованы тысячи работ в этой о б л а с т и , с о б р а н к о л о с с а л ь н ы й ф а к т и ч е с к и й м а т е р и а л по региональной терригенной минералогии (терригенной топоминер а л о г и и ) , п о с т а в л е н ы и в той или иной м е р е р е ш е н ы многочис* В.П. Батурин, затронувший в 1947 г. данный вопрос, подчеркнул, что в исследованиях, посвященных терригенным компонентам, глинистые мине­ ралы, кик и глины в целом, не рассматриваются. Такова позиция автора и большинство других геологов по данному вопросу. ** В 1984 исполнилось 100 лет с момента введения Д ж . Мурреем и М. Ренардом в геологическую науку термина терригенный. Однако исследо­ вания в этой области начались значительно раньше. К 1884 г. в разных стра­ нах были опубликованы десяТКИ (более 70) работ и получены значительные результаты. По П. Босуэллу, и 1884 г. уже завершился первый крупный этап в развитии терригенной минералогии и всей минералогии осадочных пород (которая в те годы и даже несколько позднее практически сводилась к тер­ ригенной минералогии) и начался новый, ознаменовавшийся включением в исследование не только современных, но и ископаемых осадочных образова­ ний (хоти отдельные работы по терригенным минералам ископаемых отло­ жений были опубликованы еще ранее - Ф. Ангер, Р. Блэндфорд, К. Гюмбель, Г. Клемм, И. Лемберг, А. Медликотт и др.).

ленные задачи теоретического, методического и прикладного характера. С т р о г а я п е р и о д и з а ц и я истории T M и с с л е д о в а н и й , ч е т к о е х р о н о л о г и ч е с к о е р а з г р а н и ч е н и е о т д е л ь н ы х э т а п о в этой истории в б о л ь ш и н с т в е с л у ч а е в н е в о з м о ж н ы . Тем не менее в истории T M и с с л е д о в а н и й в з н а ч и т е л ь н о й м е р е у с л о в н о м о ж н о в ы д е л и т ь не­ с к о л ь к о э т а п о в . О с н о в а д л я их в ы д е л е н и я — п о я в л е н и е и р а с ­ п р о с т р а н е н и е новых идей и методик, новых н а п р а в л е н и й T M и с с л е д о в а н и й , р а с п р о с т р а н е н и е этих и с с л е д о в а н и й на все н о в ы е геологические объекты, расширение области научного и практи­ ческого и с п о л ь з о в а н и я их р е з у л ь т а т о в . Н е о б х о д и м о подчерк­ нуть, что в а ж н е й ш и е т е о р е т и ч е с к и е п о л о ж е н и я и. м е т о д и ч е с к и е п о д х о д ы , р а з р а б о т а н н ы е на к а ж д о м из э т а п о в , в п о с л е д у ю щ е м , к а к п р а в и л о , не о т б р а с ы в а л и с ь , а н а х о д и л и все более ш и р о к о е применение и развитие. Н а ч а л у собственно TM исследований предшествовала длительная предыстория, связанная преиму­ щ е с т в е н н о с д и а г н о с т и к о й , изучением м о р ф о л о г и и и х и м и ч е с к о ­ го с о с т а в а о т д е л ь н ы х , о б ы ч н о немногих из ч и с л а п р и с у т с т в у ю ­ щ и х в о т л о ж е н и я х т е р р и г е н н ы х м и н е р а л о в без у ч е т а их гене­ тической специфики. П о х а р а к т е р у п о л у ч а е м ы х р е з у л ь т а т о в , их и н т е р п р е т а ц и и и и с п о л ь з о в а н и ю в истории T M и с с л е д о в а н и й в к а ч е с т в е основных можно выделить следующие этапы: 1) диагностико-описательный, к о г д а T M и с с л е д о в а н и я своди­ л и с ь г л а в н ы м о б р а з о м к д и а г н о с т и к е и к р а т к о м у о п и с а н и ю при­ сутствующих в отложениях терригенных минералов (примерно д о 1870—1880 г г . ) ; 2) петрофондовый (источниковый), когда TM исследования з а в е р ш а л и с ь указанием (как правило, весьма предположитель­ н ы м ) источников сноса т е р р и г е н н ы х м и н е р а л о в ( п р и м е р н о с 1870—1880 г г . ) ; 3) корреляционно-стратиграфический (литостратиграфиче¬ ский) э т а п , к о г д а T M д а н н ы е н а ч а л и и с п о л ь з о в а т ь с я т а к ж е в ц е л я х р а с ч л е н е н и я и к о р р е л я ц и и о т л о ж е н и й ( п р и м е р н о с 1915— 1916 гг. или н е с к о л ь к о р а н е е ) ; 4) генетический, к о г д а н а ч а л и п р о в о д и т ь с я у г л у б л е н н ы е ис­ с л е д о в а н и я по о п р е д е л е н и ю г е н е з и с а и э в о л ю ц и и T M а с с о ц и а ­ ц и й и по т е р р и г е н н ы м м и н е р а л а м , п о м и м о источников сноса, начали реконструироваться и другие условия (климат, рельеф, д и н а м и к а с р е д ы о с а д к о н а к о п л е н и я и др.) с е д и м е н т о - и л и т о г е ­ н е з а ( п р и м е р н о с 20-х годов XX в ) ; 5) с о в р е м е н н ы й многопрофильно-прикладной — результаты T M и с с л е д о в а н и й с т а л и и с п о л ь з о в а т ь с я д л я р е ш е н и я весьма ши­ рокого круга научных и практических вопросов: поисково-раз­ в е д о ч н о г о д е л а , геологии россыпей, н е ф т я н о й геологии, л и т о с т р а т и г р а ф и и , ф а ц и а л ь н о г о а н а л и з а и п а л е о г е о г р а ф и и (в том числе п а л е о к л и м а т о л о г и и , д и н а м и ч е с к о й п а л е о г е о г р а ф и и и д р . ) , о к е а н о л о г и и , с т а д и а л ь н о г о а н а л и з а ( а н а л и з а стадий л и т о г е н е ­ з а ) , о с а д о ч н о й геологии д о к е м б р и я и р а с ш и ф р о в к и п е р в и ч н о й

природы метаморфических пород (палеолитологических рекон­ струкций), геоморфологии, неотектоники и других областей ( п р и м е р н о с 50-х годов XX в., х о т я в о т д е л ь н ы х из этих о б л а ­ стей T M п о д х о д и с п о л ь з о в а л с я и з н а ч и т е л ь н о р а н е е ) . Среди исследований диагностико-описательного этапа можно в ы д е л и т ь : а) д о м и к р о с к о п и ч е с к и е , в к о т о р ы х о п р е д е л е н и е мине­ р а л о в о с у щ е с т в л я л о с ь не под м и к р о с к о п о м , а по т а к и м п р и з н а ­ к а м , к а к о к р а с к а , м о р ф о л о г и я , т в е р д о с т ь , плотность, х и м и ч е с к и й с о с т а в , б) м и к р о с к о п и ч е с к и е ( к р и с т а л л о о п т и ч е с к и е ) , к о г д а п р и диагностике терригенных минералов использовались поляриза­ ционный микроскоп и методы кристаллооптики. С 50—60-х гг. XX в. с у щ е с т в е н н о р а с ш и р и л а с ь о б л а с т ь на­ учного и п р а к т и ч е с к о г о п р и л о ж е н и я T M м е т о д о в . В ч а с т н о с т и , выявилась возможность определения глубины, времени и неко­ т о р ы х м о м е н т о в истории ф о р м и р о в а н и я н е ф т я н ы х з а л е ж е й пу­ тем с р а в н е н и я степени п о с т с е д и м е н т а ц и о н н о г о п р е о б р а з о в а н и я о с а д о ч н о г о (в том числе о б л о м о ч н о г о ) в е щ е с т в а н е ф т е с о д е р ж а щ и х о т л о ж е н и й (в р а з л и ч н ы х ч а с т я х з а л е ж е й ) и о т л о ж е н и й , расположенных в пределах законтурного пространства залежей на р а з л и ч н ы х г и п с о м е т р и ч е с к и х и с т р а т и г р а ф и ч е с к и х у р о в н я х . В с в я з и с этим с т а л о о ч е в и д н ы м , что д л я р е ш е н и я этой в а ж ­ ной з а д а ч и н е ф т я н о й геологии в к а ч е с т в е э ф ф е к т и в н ы х м е т о д о в о ц е н к и степени к а т а г е н е з а н е ф т е н о с н ы х и в о д о н о с н ы х о т л о ж е ­ ний могут и д о л ж н ы б ы т ь и с п о л ь з о в а н ы и м е т о д ы т е р р и г е н н о й минералогии. К настоящему времени в области применения TM и с с л е д о в а н и й получены е щ е н е м н о г о ч и с л е н н ы е , но в е с ь м а о б н а ­ д е ж и в а ю щ и е р е з у л ь т а т ы . О д н а к о ш и р о к о г о р а с п р о с т р а н е н и я по­ д о б н ы е и с с л е д о в а н и я пока не п о л у ч и л и . В а ж н ы е новые области применения T M исследований — ло­ к а л ь н а я т е к т о н и к а (особенно н е о т е к т о н и к а ) и с т р у к т у р н а я гео­ м о р ф о л о г и я . Г. А. К а л е д о й , Б . С. Л у н е в ы м , Е. Н . Н е в е с с к и м , В. Е. Н е к о с о м , Б . М. О с о в е ц к и м , М. П о м е р а н ц б л ю м и д р . у с т а ­ новлено, что TM и с с л е д о в а н и я д а ю т ц е н н у ю и н ф о р м а ц и ю , п о з в о ­ ляющую выявлять в пределах закрытых платформенных и суб­ платформенных территорий локальные конседиментационные с т р у к т у р н о - т е к т о н и ч е с к и е э л е м е н т ы (в том числе не и м е ю щ и е явного г е о м о р ф о л о г и ч е с к о г о в ы р а ж е н и я в р е л ь е ф е ) и у с т а н а в ливать х а р а к т е р т е к т о н и ч е с к и х (в частности, н е о т е к т о н и ч е с к и х ) движений локальных участков земной коры. Основные тенденции в развитии терригенноминералогических исследований

А н а л и з и р у я историю TM и с с л е д о в а н и й , м о ж н о з а м е т и т ь , ч т о

ствовались и р а с п р о с т р а н я л и с ь на все б о л е е ш и р о к и й к р у г г е о логических

о б ъ е к т о в . Это д е л а е т д о в о л ь н о у с л о в н о й л ю б у ю , в

том числе и осуществленную в данной работе, периодизацию истории T M и с с л е д о в а н и й . Н а з о в е м основные т е н д е н ц и и р а з в и ­ т и я этого н а п р а в л е н и я . 1. П о с л е д о в а т е л ь н о е р а с ш и р е н и е о б л а с т и и с с л е д о в а н и я от континентальных и прибрежно-морских отложений до глубоко­ в о д н о - м о р с к и х и о к е а н и ч е с к и х , от с о в р е м е н н ы х и с р а в н и т е л ь н о м о л о д ы х и с к о п а е м ы х — д о д р е в н и х (в том числе д о к е м б р и й с к и х ) , от п о в е р х н о с т н ы х и п р и п о в е р х н о с т н ы х — д о г л у б о к о з а л е г а ю щ и х , от с в е ж и х , с л а б о и з м е н е н н ы х п о с т с е д и м е н т а ц и о н н ы ми п р о ц е с с а м и и л и д а ж е п р а к т и ч е с к и не з а т р о н у т ы х ими — д о г л у б о к о и з м е н е н н ы х , в том числе м е т а м о р ф и з о в а н н ы х пород. Н е о б х о д и м о п о д ч е р к н у т ь , о д н а к о , что одной из в а ж н е й ш и х о с о б е н н о с т е й T M и с с л е д о в а н и й б ы л о и д о л ж н о о с т а в а т ь с я по­ с т о я н н о е в н и м а н и е к изучению с о в р е м е н н ы х о с а д о ч н ы х о б р а з о ­ в а н и й . В о в л е ч е н и е все б о л е е д р е в н и х , г л у б о к о з а л е г а ю щ и х и из­ мененных постседиментационными процессами отложений не означает ослабления внимания к TM исследованию современ­ н ы х о с а д к о в , с и з у ч е н и я к о т о р ы х н а ч и н а л а с ь т е р р и г е н н а я мине­ ралогия. Ибо, как справедливо указывают Н . М. С т р а х о в , Ф . П е т т и д ж о н , П . П о т т е р , Р . С и в е р , Г. Ф. К р а ш е н и н н и к о в и д р у г и е а в т о р ы , т о л ь к о на этой основе в о з м о ж н о р а з в и т и е и совершенствование терригенной минералогии, решение палео­ географических и других задач с использованием результатов исследования терригенных минералов. 2. Н е п р е р ы в н о е р а з в и т и е и с о в е р ш е н с т в о в а н и е м е т о д и к изу­ ч е н и я т е р р и г е н ы х м и н е р а л о в (особенно их т и п о м о р ф н ы х особен­ н о с т е й ) , о б р а б о т к и и и н т е р п р е т а ц и и р е з у л ь т а т о в их и з у ч е н и я , в ч а с т н о с т и все б о л е е ш и р о к о е (хотя все е щ е д а л е к о не д о с т а ­ точное) и с п о л ь з о в а н и е м а т е м а т и ч е с к и х методов о б р а б о т к и ре­ з у л ь т а т о в T M и с с л е д о в а н и й . Б л а г о д а р я э т о м у и н ф о р м а ц и я ста­ новится более разнообразной, д е т а л ь н о й , точной и обосно­ ванной. 3. П е р е х о д от к о н с т а т а ц и и ф а к т о в , от о п и с а н и я к их о б ъ я с ­ н е н и ю , все б о л е е полное в ы я в л е н и е р о л и р а з л и ч н ы х геологиче­ с к и х ф а к т о р о в и м е х а н и з м а процессов, о п р е д е л я ю щ и х особенно­ сти распределения терригенных минералов в осадочных тол­ щ а х , ф а к т о р о в и процессов ф о р м и р о в а н и я и э в о л ю ц и и T M ас­ социаций осадочных толщ. Тем не менее, о ц е н и в а я р а б о т ы о T M и с с л е д о в а н и я х , прихо­ д и т с я к о н с т а т и р о в а т ь , что в б о л ь ш и н с т в е из них л и б о п р и в о д я т ­ с я эти д а н н ы е без п о п ы т о к их о б ъ я с н е н и я и и с п о л ь з о в а н и я (на что р а н е е у ж е у к а з ы в а л , в частности, М . С. Ш в е ц о в ) , л и б о при­ в о д я т с я те или иные р е з у л ь т а т ы , з а к л ю ч е н и я по э т и м д а н н ы м , но без п р о м е ж у т о ч н ы х (а н е р е д к о — и и с х о д н ы х ) м а т е р и а л о в , •без д о с т а т о ч н о г о о б о с н о в а н и я , без сведений, н е о б х о д и м ы х д л я и х оценки, п р о в е р к и и в о с п р о и з в е д е н и я . 4. П о с л е д о в а т е л ь н о е р а с ш и р е н и е о б л а с т и научных и п р а к т и ­ ч е с к и х п р и л о ж е н и й T M и с с л е д о в а н и й , в ы я в л е н и е все б о л ь ш е г о 2*

19

ч и с л а г е о л о г и ч е с к и х з а д а ч , при р е ш е н и и к о т о р ы х н а х о д я т и л и могут н а й т и п р и м е н е н и е T M м е т о д ы . П р о с л е ж и в а я б о л е е чем с т о л е т н ю ю историю р а з в и т и я т е р р и ­ генной м и н е р а л о г и и , м о ж н о о т м е т и т ь , что T M и с с л е д о в а н и я р а з ­ в и в а л и с ь в н а п р а в л е н и и смены к а ч е с т в е н н ы х о п р е д е л е н и й к о л и ­ ч е с т в е н н ы м и , п о в ы ш е н и я точности к о л и ч е с т в е н н ы х о п р е д е л е н и й , детальности, объективности и обоснованности различных геоло­ гических построений по т е р р и г е н н ы м м и н е р а л а м . Тем не м е н е е , о ц е н и в а я с о в р е м е н н о е с о с т о я н и е TM и с с л е д о в а н и й , с л е д у е т с к а ­ з а т ь , что имеется б о л ь ш о й простор д л я р а з в и т и я т е р р и г е н н о й минералогии, д л я дальнейшего значительного совершенствова­ ния основ и з у ч е н и я T M и м е т о д и к и н т е р п р е т а ц и и р е з у л ь т а т о в , для расширения области и объемов, а также повышения эф­ ф е к т и в н о с т и их н а у ч н о г о и п р а к т и ч е с к о г о и с п о л ь з о в а н и я . Д а л ь н е й ш е е р а з в и т и е и у г л у б л е н и е этих тенденций, с о в е р ­ шенствование перечисленных и кратко охарактеризованных в д а н н о й г л а в е н а п р а в л е н и й — основные з а д а ч и и пути р а з в и т и я терригенной м и н е р а л о г и и на б л и ж а й ш и е д е с я т и л е т и я и о б о з р и ­ мое б у д у щ е е . О т м с т и м , что и с п о л ь з о в а н и е м а т е м а т и ч е с к и х м е т о д о в , т е о р е ­ тическое и э к с п е р и м е н т а л ь н о е м о д е л и р о в а н и е п р и р о д н ы х про­ цессов т е р р и г е н н о г о с е д и м е н т о - и л и т о г е н е з а , д е т а л ь н о е изу­ чение т и п о м о р ф н ы х особенностей м и н е р а л о в , з н а ч и т е л ь н о е р а с ­ ширение области применения TM методов и круга решаемых с их п о м о щ ь ю г е о л о г и ч е с к и х з а д а ч , к о л и ч е с т в е н н о е изучение э в о л ю ц и и с о с т а в а T M а с с о ц и а ц и й на п р о т я ж е н и и геологической истории к р у п н ы х регионов и т. д. м о ж н о с ч и т а т ь т е н д е н ц и е й , н а м е т и в ш е й с я д л я о т н о с и т е л ь н о н е б о л ь ш о й части T M иссле­ д о в а н и й . О с н о в н а я м а с с а р а б о т по т е р р и г е н н о й м и н е р а л о г и и , по м е т о д а м , з а д а ч а м , степени д е т а л ь н о с т и и о б о с н о в а н н о с т и з а ­ ключений и другим важнейшим признакам выполняется на обычном для терригенной минералогии традиционном уровне. Н е с м о т р я па з н а ч и т е л ь н о е у в е л и ч е н и е о б ъ е м а ф а к т и ч е с к и х данных в области терригенной минералогии, появление отдель­ ных г л у б о к и х и в том или ином о т н о ш е н и и н о в а т о р с к и х T M ис­ следований, общее состояние терригенной минералогии в конце XX в. с у щ е с т в е н н о не о т л и ч а е т с я от того со­ с т о я н и я , и котором н а х о д и л а с ь э т а о б л а с т ь геологии в н а ч а л е XX и. или по к р а й н е й м е р е в 30-е годы XX в., р а з н и ц а состоит л и т ь в TOMi что в н а ч а л е XX в. п о д о б н о е с о с т о я н и е т е р р и г е н н о й минералогии могло считаться вполне удовлетворительным, а в к о н ц е XX в. оно у ж е не с о о т в е т с т в у е т с у щ е с т в е н н о в о з р о с ш и м требованиям, предъявляемым к методам и результатам науч­ ных и с с л е д о в а н и й ; к их о б ъ е к т и в н о с т и , д о к а з а т е л ь н о с т и , т о ч ­ ности, д е т а л ь н о с т и , п р о в е р я е м о с т и ( в о с п р о и з в о д и м о с т и ) и д р у ­ гим с у щ е с т в е н н ы м к а ч е с т в а м . С л е д с т в и е т а к о г о п о л о ж е н и я — совершенно справедливая критика TM исследований многими геологами и практический отказ большинства палеогеографов, стратиграфов, геологов-нефтяников и других специалистов от

1

•Л)

использования TM методов. Многие важнейшие направления т е р р и г е н н о й м и н е р а л о г и и в основе о с т а ю т с я п р и н ц и п и а л ь н о т а ­ к и м и ж е , к а к и д е с я т и л е т и я н а з а д ; они я в л я ю т с я н е д о с т а т о ч н о разработанными и эффективными. Затруднения, возникшие перед терригенной минералогией и использованием TM методов в палеогеографии, литостратиграф и и и д р у г и х о б л а с т я х геологии, с в о д я т с я к т р е м п р о б л е м а м . П е р в а я состоит в обычной д л я р а с п р е д е л е н и я т е р р и г е н н ы х м и н е р а л о в изменчивости их с о д е р ж а н и й в о с а д о ч н ы х т о л щ а х (на что у к а з а л и , в частности, П. А л л е н , Д ж . Г р и ф ф и т е , М. К. К а л и н к о , К. К о р д р и , Г. М и л ь н е р , Г. Р и т т е н х а у з , С. И. Р о ­ м а н о в с к и й , Ф. С м и т с о н , Д ж . Х ь ю б е р т и р я д д р у г и х г е о л о г о в [4, 25]) и в б е з у с п е ш н о с т и п р е д п р и н я т ы х п о п ы т о к у ч е с т ь и л и и с к л ю ч и т ь в л и я н и е этой и з м е н ч и в о с т и при р е ш е н и и р а з л и ч н ы х г е о л о г и ч е с к и х в о п р о с о в по т е р р и г е н н ы м м и н е р а л а м . Вторая проблема включает многочисленность геологических факторов, определяющих состав TM ассоциаций осадочных т о л щ , и б е з у с п е ш н о с т ь о ц е н и т ь в л и я н и е к а ж д о г о из г е о л о г и ч е ­ с к и х ф а к т о р о в на с о с т а в Т М А , на что у к а з а л и , например, Д ж . Г р и ф ф и т е [4] и Ф. П е т т и д ж о н , П . П о т т е р и Р . С и в е р [11]. В качестве проблемы выделяются т а к ж е многократность пе­ р е о т л о ж е н и я о б л о м о ч н о г о м а т е р и а л а и отсутствие э ф ф е к т и в н о й м е т о д и к и в ы я в л е н и я , количественной о ц е н к и и у ч е т а данногоо б с т о я т е л ь с т в а при п а л е о г е о г р а ф и ч е с к и х р е к о н с т р у к ц и я х и д р у ­ гих геологических п о с т р о е н и я х по т е р р и г е н н ы м м и н е р а л а м . Это­ м у б ы л и п о с в я щ е н ы п е р в ы е и с с л е д о в а н и я Г. С о р б и . В д а л ь н е й ­ ш е м на и с к л ю ч и т е л ь н у ю в а ж н о с т ь д а н н о й п р о б л е м ы д л я т е р ­ ригенной м и н е р а л о г и и и геологии о с а д о ч н ы х о б р а з о в а н и й н е ­ о д н о к р а т н о у к а з ы в а л и В. П. Б а т у р и н , X. Б л э т т , П. Б о с у э л л , Р . Д ж о н с , П . К р ы н и н , Ф. -Кюнен, Ф. П е т т и д ж о н , Н. М. С т р а х о в , В . Н. Х о л о д о в , Э. Х э л л е м и д р . [10, 18, 21]. Из-за нерешенности проблем изменчивости, многофакторно­ сти и р е ц и к л и ч н о с т и н е р е д к о п ы т а ю т с я у м е н ь ш и т ь их п р и н ­ ц и п и а л ь н у ю в а ж н о с т ь . Э т о не м о ж е т о с т а в а т ь с я н е з а м е ч е н н ы м . И н о г д а эти п р о б л е м ы (или к а к у ю - л и б о из них) у д а е т с я обой­ ти, но и г н о р и р о в а т ь с у щ е с т в о в а н и е и н е о б х о д и м о с т ь их р е ш е ­ ния невозможно. Проблемы, стоящие перед терригенной минералогией, слож­ ны и м н о г о о б р а з н ы . Р е ш е н и е их т р е б у е т п р о н и к н о в е н и я в с у ­ щ е с т в о д а н н о й о б л а с т и геологии, п о с т и ж е н и я особенностей и свойств т е р р и г е н н ы х м и н е р а л о в , в ы я в л е н и я и учета в л и я н и я м н о г о ч и с л е н н ы х г е о л о г и ч е с к и х ф а к т о р о в на т е р р и г е н н ы е мине­ р а л ы и их а с с о ц и а ц и и в о с а д о ч н ы х т о л щ а х , а н а л и з а и о б о б щ е ­ н и я T M д а н н ы х , п о л у ч е н и я новых ф а к т и ч е с к и х д а н н ы х п р и в л е ч е ­ ния и и с п о л ь з о в а н и я р е з у л ь т а т о в из с м е ж н ы х о б л а с т е й з н а н и й . Иногда стоящие перед терригенной минералогией проблемы п ы т а ю т с я р е ш и т ь без у г л у б л е н н о г о и с с л е д о в а н и я с у щ е с т в а де­ л а , н а п р и м е р путем п е р е в о д а их в д р у г у ю плоскость, и с п о л ь з у я в этих ц е л я х , в частности, т е р м и н о л о г и ю , з а и м с т в о в а н н у ю из ;

о б л а с т и т е о р и и и н ф о р м а ц и и и л и т е х н и к и с в я з и , а иногда м а т е ­ м а т и ч е с к и й а п п а р а т , п о д ч а с не с т о л ь к о п р о я с н я ю щ и й , с к о л ь к о затемняющий действительное положение. Подобные попытки представляются малополезными. М а л о з а м е н и т ь т е р м и н п о к а з а т е л и ( п р и з н а к и и т. п.) т е р ­ мином п о л е з н ы е с и г н а л ы , т е р м и н к о м п л е к с и р о в а н и е т е р м и н о м накопление сигналов, термин расшифровка термином декодиро­ в а н и е и т. п., чтобы р е ш и т ь геологические вопросы, а м е т о д ы с д е л а т ь более о б о с н о в а н н ы м и . И совсем н е о б о с н о в а н н о п ы т а т ь ­ ся ( к а к э т о д е л а е т с я в н е к о т о р ы х р а б о т а х п о с л е д н и х л е т ) полу­ чить р е ш е н и я геологических вопросов, и с п о л ь з у я т а к и е « п о л е з ­ ные» ( « э т а л о н н ы е » и т. п.) « с и г н а л ы » , в к о т о р ы х с у м м и р у ю т с я процентные содержания гранулометрических фракций, химиче­ с к и х э л е м е н т о в , т е р р и г е н н ы х и а у т и г е н н ы х м и н е р а л о в , или п ы ­ т а т ь с я и с п о л ь з о в а т ь д а н н ы е о плотности п о с т с е д и м е н т а ц и о н н ы х (т. е. е щ е не с у щ е с т в о в а в ш и х во в р е м я о с а д к о н а к о п л е н и я ) аути­ генных м и н е р а л о в д л я р а с ш и ф р о в к и процессов г и д р о д и н а м и ч е ­ ской д и ф ф е р е н ц и а ц и и о б л о м о ч н о г о в е щ е с т в а , п р о т е к а ю щ е й на стадии седиментации. С у щ е с т в е н н у ю п о м о щ ь при р е ш е н и и многих в о п р о с о в т е р р и ­ генной м и н е р а л о г и и м о ж е т о к а з а т ь и с п о л ь з о в а н и е с к а н и р у ю ­ щ е г о э л е к т р о н н о г о м и к р о с к о п а , а п п а р а т у р ы д л я д е т а л ь н о г о изу­ чения р а с п р е д е л е н и я м и н е р а л о в по плотности, р а з д е л е н и я мине­ р а л о в по их о к а т а н н о с т и и т. п. С л а б о е р а с п р о с т р а н е н и е подоб­ ных и с с л е д о в а н и й не с л у ч а й н о . Оно, очевидно, с в я з а н о с т е м , что п о л у ч а е м ы е р е з у л ь т а т ы по своей з н а ч и м о с т и з а ч а с т у ю не с о о т в е т с т в у ю т у с и л и я м на п р о в е д е н и е этих и с с л е д о в а н и й . П о ­ м и м о того, эти р е з у л ь т а т ы не в с е г д а о б е с п е ч и в а ю т о д н о з н а ч н у ю и н т е р п р е т а ц и ю , они я в л я ю т с я в основном ч а с т н ы м и и м а л о ин­ ф о р м а т и в н ы д л я р е ш е н и я о с н о в н ы х п р о б л е м т е р р и г е н н о й мине­ ралогии. Автор р а з д е л я е т точку з р е н и я Ф. П е т т и д ж о н а , П . П о т т е р а и Р . С и в е р а , к о т о р ы е у б е ж д е н ы в том, что о т в е т ы на б о л ь ш и н с т в о пока не р е ш е н н ы х в о п р о с о в в этой о б л а с т и п р и д у т не в р е з у л ь ­ т а т е п р и м е н е н и я сверхновой т е х н и к и , а от р а з у м н о г о п р и м е н е ­ ния методов и п р и б о р о в , к о т о р ы е и м е ю т с я в р а с п о р я ж е н и и и с е й ч а с . Ф. П е т т и д ж о н и д р . пишут, что о б ъ е д и н е н и е количест­ венных полевых и л а б о р а т о р н ы х а н а л и з о в — п р е и м у щ е с т в е н н о , по не и с к л ю ч и т е л ь н о м и к р о с к о п и ч е с к и х — с и д е я м и и д а н н ы м и химии, с одной стороны, и с д а н н ы м и г и д р о д и н а м и к и , с д р у ­ гой - д а д у т искомые р е ш е н и я [11]. Р а с с м а т р и в а я пути п р е о д о л е н и я н а б л ю д а ю щ е г о с я с п а д а в р а з в и т и и терригенной м и н е р а л о г и и , Д ж . Г р и ф ф и т е с ч и т а е т оче­ в и д н ы м , что д о с т и ж е н и е б о л е е точных и к о н к р е т н ы х в ы в о д о в т р е б у е т более строгого п о д х о д а к п р о б л е м е , т а к о г о п о д х о д а , с п о м о щ ь ю которого м о ж н о б ы л о бы « и з в л е к а т ь определенный с и г н а л из б е с п о р я д о ч н о г о ш у м а » , т. е. и з у ч а т ь все б о л е е и б о л е е нешвчптсльные колебания относительных содержаний акцессор-

ных м и н е р а л о в [4]. Б о л е е строгий подход, по Д ж . Г р и ф ф и т с у , — э т о п р е ж д е всего м а т е м а т и к о - с т а т и с т и ч е с к и й . Б е з у с л о в н о , э т а очень в а ж н а я з а д а ч а , и состоит она не в р а с ш и р е н и и а р с е н а л а применяемых математических методов, а в правильном и широ­ ком и с п о л ь з о в а н и и д о с т а т о ч н о т р а д и ц и о н н ы х м а т е м а т и ч е с к и х м е т о д о в , у ж е н а ш е д ш и х п р и м е н е н и е в геологии. Н е менее в а ж ­ ной з а д а ч е й я в л я ю т с я а н а л и з и р а з р а б о т к а н а и б о л е е к а р д и ­ нальных собственно геологических вопросов терригенной м и н е р а ­ л о г и и . Б е з п о н и м а н и я и с о в е р ш е н с т в о в а н и я геологических ос­ нов T M и с с л е д о в а н и й , и н т е р п р е т а ц и и и и с п о л ь з о в а н и я их ре­ зультатов никакие математические операции с результатамим и н е р а л о г и ч е с к и х а н а л и з о в т е р р и г е н н ы х к о м п о н е н т о в не м о г у т б ы т ь э ф ф е к т и в н ы м и в г е о л о г и ч е с к о м о т н о ш е н и и . А и м е н н о гео­ логической эффективностью, эффективностью использования TM и с с л е д о в а н и й д л я р е ш е н и я к о н к р е т н ы х з а д а ч геологии и о п р е ­ д е л я ю т с я п р а к т и ч е с к и й с м ы с л и ценность изучения т е р р и г е н н ы х минералов. В этой с в я з и н е о б х о д и м о о т м е т и т ь , что о д н и м и из п е р в ы х г е о л о г и ч е с к и х о б ъ е к т о в , в изучении к о т о р ы х н а ч а л о с ь с и с т е м а ­ тическое применение математических (математико-статистических) м е т о д о в , б ы л и т е р р и г е н н ы е м и н е р а л ы и их а с с о ц и а ц и и в о с а д о ч н ы х т о л щ а х . Э т о т ф а к т , б е з у с л о в н о , не с л у ч а е н — имен­ но в T M а с с о ц и а ц и я х и с к л ю ч и т е л ь н о . н а г л я д н о в ы р а ж е н сто­ х а с т и ч е с к и й , в е р о я т н о с т н ы й х а р а к т е р геологических объектов.. В м е с т е с тем с т о л ь ж е о ч е в и д н о и п о к а з а т е л ь н о то, что н а ч а в ­ ш е е с я много д е с я т и л е т и й н а з а д п р и м е н е н и е м а т е м а т и ч е с к и х м е ­ т о д о в не п р и в е л о к с у щ е с т в е н н о м у прогрессу в т е р р и г е н н о й м и ­ н е р а л о г и и , не п р е д о т в р а т и л о ее о щ у т и м о г о з а с т о я в п о с л е д у ю ­ щ и е годы. Э т о т ф а к т не с л у ч а е н . П р и всем с о в е р ш е н с т в е м а т е ­ м а т и ч е с к и х м е т о д о в э ф ф е к т и в н о с т ь от их и с п о л ь з о в а н и я не м о ­ ж е т б ы т ь з н а ч и т е л ь н о й , если с о о т в е т с т в у ю щ а я о б л а с т ь н е д о ­ с т а т о ч н о п о д г о т о в л е н а д л я этого. В с о д е р ж а т е л ь н о м , с о б с т в е н ­ но г е о л о г и ч е с к о м о т н о ш е н и и п о н я т и й н ы й а п п а р а т , н а у ч н о - т е о ­ р е т и ч е с к и е и м е т о д и ч е с к и е основы т е р р и г е н н о й м и н е р а л о г и и с е й ч а с м а л о чем о т л и ч а ю т с я от с у щ е с т в о в а в ш и х в т е р р и г е н н о й м и н е р а л о г и и к о н ц а XIX — н а ч а л а XX вв. С л е д у е т п о л а г а т ь , что о ч е в и д н ы й с п а д в р а з в и т и и T M ис­ следований и использовании TM методов в палеогеографии, литостратиграфии и некоторых других областях, наметившийся в с е р е д и н е и в т о р о й п о л о в и н е XX в., о б у с л о в л е н не с т о л ь к о н е ­ д о с т а т о ч н ы м п р и м е н е н и е м м а т е м а т и ч е с к и х м е т о д о в в T M иссле­ д о в а н и я х , с к о л ь к о н е с о в е р ш е н с т в о м г е о л о г и ч е с к и х основ т е р р и ­ генной м и н е р а л о г и и , н е д о с т а т о ч н о й и з у ч е н н о с т ь ю к а р д и н а л ь н ы х д л я т е р р и г е н н о й м и н е р а л о г и и в о п р о с о в , к а с а ю щ и х с я особенно­ стей ф о р м и р о в а н и я и э в о л ю ц и и T M а с с о ц и а ц и й , х а р а к т е р а по­ в е д е н и я р а з л и ч н ы х т е р р и г е н н ы х м и н е р а л о в в ходе о с а д о ч н о г о п р о ц е с с а , з а к о н о м е р н о с т е й р а с п р е д е л е н и я их в о с а д о ч н ы х т о л ­ щ а х и т. д. Г л у б о к о е изучение и о б о с н о в а н н о е р е ш е н и е э т и х вопросов — основные направления дальнейшего развития терри-

генной м и н е р а л о г и и . О ц е н и в а я с о в р е м е н н о е состояние T M и с с л е д о в а н и й и о п р е д е ­ л я я д а л ь н е й ш и е з а д а ч и их р а з в и т и я , н е о б х о д и м о о т м е т и т ь , ч т о э т и и с с л е д о в а н и я (если не р а с с м а т р и в а т ь ш л и х о - м и н е р а л о г и ч е с к и е ) и м е л и и и м е ю т п о к а в е с ь м а общийГ~мелкомасштабный, обзорно-рекогносцировочный характер. Например, результат о п р е д е л е н и я источников сноса по т е р р и г е н н ы м м и н е р а л а м — о б ы ч н о в ы я в л е н и е ( з а ч а с т у ю в е с ь м а м а л о д о к а з а т е л ь н о е ) «пи­ т а ю щ и х п р о в и н ц и й » , к к о т о р ы м о т н о с я т с я т а к и е г и г а н т с к и е ре­ гионы, к а к В о с т о ч н о - Е в р о п е й с к а я п л а т ф о р м а , У р а л и т. п., и л и м е н ь ш и е , но д о с т а т о ч н о к р у п н ы е — Б а л т и й с к и й щ и т , У к р а и н ­ с к и й щ и т , К а в к а з , Д о н б а с с и д р . А н а л о г и ч н ы м о б р а з о м обстоит д е л о и с к о р р е л я ц и о н н о - с т р а т и г р а ф и ч е с к и м и п о с т р о е н и я м и по т е р р и г е н н ы м м и н е р а л а м [4]. В свете и з л о ж е н н о г о в а ж н е й ш е й з а д а ч е й б л и ж а й ш е г о буду­ щ е г о в р а з в и т и и T M и с с л е д о в а н и й я в л я е т с я с у щ е с т в е н н о е повы­ ш е н и е их д е т а л ь н о с т и и о б о с н о в а н н о с т и д л я того, чтобы их р е ­ з у л ь т а т ы могли быть э ф ф е к т и в н о и с п о л ь з о в а н ы п р и п р о в е д е н и и с р е д н е - и к р у п н о м а с ш т а б н ы х г е о л о г о - с ъ е м о ч н ы х , геолого-поис­ ковых и разведочных работ. И м е ю т с я о с н о в а н и я п о л а г а т ь , что т е р р и г е н н а я м и н е р а л о г и я н а х о д и т с я сейчас в н а ч а л е к а ч е с т в е н н о нового э т а п а своего р а з ­ вития. Характерные особенности этого э т а п а : расшире­ ние области теоретического и практического использования ме­ тодов и результатов терригенной минералогии, стремление к п о в ы ш е н и ю степени о б о с н о в а н н о с т и , д е т а л ь н о с т и и точности е е м е т о д о в и п о л у ч а е м ы х с их и с п о л ь з о в а н и е м н а у ч н ы х и п р а к т и ­ ческих р е з у л ь т а т о в , н а м е т и в ш и й с я п е р е х о д T M и с с л е д о в а н и й с к а ч е с т в е н н о г о у р о в н я н а к о л и ч е с т в е н н ы й не т о л ь к о п р и опре­ д е л е н и и с о д е р ж а н и я м и н е р а л о в (что с д е л а н о у ж е д а в н о ) , но и в отношении о б р а б о т к и , и н т е р п р е т а ц и и и и с п о л ь з о в а н и я д а н н ы х минералогического анализа терригенных компонентов. Несом­ ненно, что о т м е ч е н н ы е в ы ш е в е с ь м а с у щ е с т в е н н ы е п р о г р е с с и в ­ ные тенденции в р а з в и т и и т е р р и г е н н о й м и н е р а л о г и и будут со­ храняться и в дальнейшем. М о ж н о ожидать, что результатом этого будет с у щ е с т в е н н о е с о в е р ш е н с т в о в а н и е и п о в ы ш е н и е э ф ­ ф е к т и в н о с т и T M м е т о д о в , к о т о р ы е , с учетом их ч р е з в ы ч а й н о й простоты и доступности, в н о в ь з а й м у т д о с т о й н о е м е с т о в р я д у наиболее широко используемых и наиболее эффективных фун­ д а м е н т а л ь н ы х методов т е о р е т и ч е с к о й и п р и к л а д н о й геологии. Глава

III

O C H O B H b I I ФАКТОРЫ Ф О Р М И Р О В А Н И Я и Э В О Л Ю Ц И И ТЕРРИГЕННО МИНЕРАЛОГИЧЕСКИХ АССОЦИАЦИЙ Предварительные

замечания

История возникновения и эволюции терригенных минералов ( T M ) в з е м н о й к о р е д е л и т с я на р я д п о с л е д о в а т е л ь н ы х э т а п о в , У4

Ж

на к а ж д о м из к о т о р ы х д е й с т в у ю т м н о г о ч и с л е н н ы е г е о л о г и ч е ­ ские ф а к т о р ы , о п р е д е л я ю щ и е п о я в л е н и е и м о б и л и з а ц и ю (высво­ б о ж д е н и е из к о р е н н ы х п о р о д ) , с о х р а н е н и е , и з м е н е н и е и у н и ч т о ­ ж е н и е T M , их м и г р а ц и ю и ф и к с а ц и ю в о с а д к е , р а с с е я н и е и кон­ ц е н т р а ц и ю , п е р е м ы в или з а х о р о н е н и е , п е р е х о д в и с к о п а е м о е со­ стояние или ж е п о в т о р н о е п о с т у п л е н и е в зону в ы в е т р и в а н и я , д е ­ нудации и переотложения. Расшифровка, реконструкция этих ф а к т о р о в — о д н а из в а ж н е й ш и х з а д а ч т е р р и г е н н о й м и н е р а л о ­ гии. М н о г о ч и с л е н н о с т ь этих ф а к т о р о в и их в о з д е й с т в и е на T M с у щ е с т в е н н о у с л о ж н я ю т р е ш е н и е этой з а д а ч и , о д н а к о и г н о р и р о ­ вание сложности терригенного седименто- и литогенеза м о ж е т п р и в е с т и к н е о б о с н о в а н н ы м з а к л ю ч е н и я м , к н е п р а в и л ь н о й ин­ терпретации фактических данных, получаемых в результате ми­ нералогического анализа TM. С у м м и р у я п р е д с т а в л е н и я многих и с с л е д о в а т е л е й по д а н н о ­ му вопросу, о т м е т и м , что о с н о в н ы м и г е о л о г и ч е с к и м и ф а к т о р а ­ ми, о п р е д е л я ю щ и м и особенности р а с п р е д е л е н и я T M в о с а д о ч ­ ных т о л щ а х и с о с т а в а ТМА, я в л я ю т с я : 1) исходный состав п о ­ род источников сноса ( п е т р о ф о н д ) , 2) в у л к а н и з м , 3) т е к т о н и к а , 4) р е л ь е ф , 5) к л и м а т , 6) д и н а м и к а с р е д ы переноса и о с а ж д е н и я в е щ е с т в а , 7) п о с т с е д и м е н т а ц и о н н ы е п р е о б р а з о в а н и я , 8) седи­ менто- и л и т о г е н е т и ч е с к и е с в о й с т в а с а м и х м и н е р а л о в . Н е о б х о д и м о о т м е т и т ь , что в п р и р о д е с у щ е с т в у е т в з а и м о с в я з ь между различными геологическими факторами, определяющими особенности п р о т е к а н и я и х а р а к т е р п р о д у к т о в о с а д о ч н о г о п р о ­ цесса. Хорошо известна, например, взаимосвязь, существующая м е ж д у т е к т о н и ч е с к и м и и г е о м о р ф о л о г и ч е с к и м и у с л о в и я м и седиментогенеза, между геоморфологическими условиями и дина­ м и к о й р у с л о в ы х потоков и т. д. М е н е е и з у ч е н ы : с о о т н о ш е н и я м е ж д у к л и м а т и ч е с к и м и и г и д р о д и н а м и ч е с к и м и у с л о в и я м и седим е н т о г е н е з а , п р о я в л я ю щ и е с я в у в е л и ч е н и и «водности», г и д р о ­ динамической активности и транспортирующей способности р у с л о в ы х п о т о к о в п р е ж д е всего с у в е л и ч е н и е м в л а ж н о с т и к л и ­ мата, а в областях формирования водно-ледниковых отложений и с м е ж н ы х с ними о б л а с т я х — и с его п о т е п л е н и е м , в ы з ы в а ю ­ щ и м у с и л е н и е т а я н и я л ь д а . Эта в з а и м о с в я з ь , к а к п о к а з а л в 1981 г. И. Б . Ф л е р о в , с у щ е с т в е н н о с к а з ы в а е т с я , в частности, и на п р о ц е с с а х р о с с ы п е о б р а з о в а н и я , в т о м ч и с л е н а процессах формирования золотоносных россыпей. П р и о ц е н к е в л и я н и я к а ж д о г о из геологических ф а к т о р о в на ф о р м и р о в а н и е и т р а н с ф о р м а ц и ю с о с т а в а T M A н е о б х о д и м о вы­ д е л и т ь его н е п о с р е д с т в е н н о е в л и я н и е и в л и я н и е , о к а з ы в а е м о е им через п о с р е д с т в о д р у г и х г е о л о г и ч е с к и х ф а к т о р о в ' - - п у т е м и з м е н е н и я их х а р а к т е р а , интенсивности или д л и т е л ь н о с т и про­ я в л е н и я . О с н о в н о е в н и м а н и е в п о с л е д у ю щ е м и з л о ж е н и и будет у д е л е н о п р е ж д е всего н е п о с р е д с т в е н н о м у в о з д е й с т в и ю р а з л и ч ­ н ы х г е о л о г и ч е с к и х ф а к т о р о в на с о с т а в T M A о с а д о ч н ы х т о л щ . Необходимо иметь в виду три особенности действия к а ж д о г о г е о л о г и ч е с к о г о ф а к т о р а : 1) х а р а к т е р , н а п р а в л е н н о с т ь ; 2) интен-

cивность, 3) д л и т е л ь н о с т ь . О ч е н ь б о л ь ш о е з н а ч е н и е имеют осо­ бенности исходного в е щ е с т в а (его с о с т а в , с т р у к т у р а , т е к с т у р а и д р . ) п о д в е р г а ю щ е г о с я в о з д е й с т в и ю того или иного г е о л о г и ч е ­ ского фактора. Н е с м о т р я на в е с ь м а з н а ч и т е л ь н ы е у с и л и я геологов в р а з р а ­ ботке эффективных TM критериев диагностики, раздельной •оценки в л и я н и я р а з л и ч н ы х г е о л о г и ч е с к и х ф а к т о р о в на с о с т а в Т М А , т а к а я м е т о д и к а е щ е не р а з р а б о т а н а . Э т а «неспособность подразделить и оценить влияние нескольких факторов, контро­ л и р у ю щ и х петрологию песчаников» [11], вызывает неудовлетво­ р е н н о с т ь геологов, з а н и м а ю щ и х с я п р о б л е м а м и т е р р и г е н н о й ми­ нералогии, и существенно усложняет задачу, стоящую перед автором. Многие TM показатели, используемые в палеогеографиче­ с к и х и н е к о т о р ы х д р у г и х ц е л я х , н е д о с т а т о ч н о о б о с н о в а н ы , не у ч т е н о в о з м о ж н о е в л и я н и е на их в е л и ч и н у р а з л и ч н ы х геологи­ ческих ф а к т о р о в , а не т о л ь к о ф а к т о р а , д л я в ы я в л е н и я к о т о р о г о они п р и м е н я ю т с я . П р и н ц и п и а л ь н о с х о д н а я с и т у а ц и я с у щ е с т в у ­ ет, например, в петрохимии. Особенности распределения терригенных минералов в осадочных толщах

В ы я в л е н и е з а к о н о м е р н о с т е й р а с п р е д е л е н и я т е р р и г е н н ы х ми­ н е р а л о в — в а ж н е й ш а я з а д а ч а т е р р и г е н н о й м и н е р а л о г и и , а ре­ з у л ь т а т ы , п о л у ч е н н ы е в этой о б л а с т и , — основа всех д р у г и х по­ л о ж е н и й этой н а у к и . К с о ж а л е н и ю , многие д а н н ы е в этой о б л а ­ с т и пока неизвестны, д р у г и е — не в п о л н е д о с т о в е р н ы . П р и от­ с у т с т в и и многих н е о б х о д и м ы х исходных д а н н ы х , к а к с ч и т а ю т Ф. П е т т и д ж о н , П. П о т т е р и Р . С и в е р , л у ч ш е и с п о л ь з о в а т ь не­ п о л н ы е д а н н ы е , д л я того чтобы п о с м о т р е т ь , н е л ь з я л и с их по­ м о щ ь ю н а м е т и т ь к а к и е - л и б о о ч е в и д н ы е т е н д е н ц и и [11]. Д л я к а ж д о й к о н к р е т н о й о с а д о ч н о й т о л щ и или ее части с о д е р ­ ж а н и е и особенности р а с п р е д е л е н и я т е р р и г е н н ы х м и н е р а л о в з а ­ в и с я т от с о с т а в а пород источников сноса, свойств м и н е р а л о в и условий п р о т е к а н и я о с а д о ч н о г о п р о ц е с с а . Это п о л о ж е н и е все в б о л ь ш е й м е р е о с о з н а е т с я и с с л е д о в а т е ­ л я м и , хотя д о сих нор п е р е о ц е н и в а е т с я з н а ч е н и е п е р в о г о ф а к ­ тор;) и н е д о о ц е н и в а е т с я в л и я н и е д в у х д р у г и х , в п л о т ь д о полно­ го их in и о р и р о в н н и я и с т р е м л е н и я с в я з ы в а т ь особенности со­ с т а в а Т М Л и их и з м е н е н и я л и ш ь с с о с т а в о м п о р о д и с т о ч н и к о в сноса. Особенности р а с п р е д е л е н и я T M в о с а д о ч н ы х т о л щ а х и с т р а ­ т и с ф е р е в целом о п р е д е л я ю т с я с л е д у ю щ и м и ф а к т о р а м и : 1) со­ с т а в о м и п р о с т р а н с т в е н н ы м р а с п р е д е л е н и е м (в том ч и с л е сум­ м а р н о й п л о щ а д ь ю в ы х о д о в ) р а з л и ч н ы х к о р е н н ы х п о р о д источ­ н и к о в с н о с а ; составом п р о д у к т о в и и н т е н с и в н о с т ь ю ( о б ъ е м о м продуктов) председимептациоиного и синседиментационного

( к о н с е д и м е н т а ц и о н н о г о ) в у л к а н и з м а ; 2) т е к т о н о - г е о м о р ф о л о г и ческими, к л и м а т и ч е с к и м и , ф а ц и а л ь н о - д и н а м и ч е с к и м и и д р у г и м и у с л о в и я м и п р о т е к а н и я о с а д о ч н о г о п р о ц е с с а , о п р е д е л я ю щ и м и осо­ бенности в ы в е д е н и я на п о в е р х н о с т ь , в ы с в о б о ж д е н и я , пере­ носа, о с а ж д е н и я , з а х о р о н е н и я и п о с л е д у ю щ е г о и з м е н е н и я и р а з ­ р у ш е н и я м и н е р а л о в ; 3) с в о й с т в а м и TM, о п р е д е л я ю щ и м и особен­ ности п о в е д е н и я и с о х р а н н о с т ь T M в х о д е о с а д о ч н о г о п р о ц е с с а . П о о т н о ш е н и ю к T M ф а к т о р ы первой группы м о г у т б ы т ь названы исходными, в т о р о й — внешними, т р е т ь е й — внутрен­ ними. К настоящему времени В. П. Батуриным, П. Босуэллом, В. А. Г р о с с г е й м о м , В . П . К а з а р и н о в ы м , А. Г. К о с с о в с к о й , П. К р ы н и н ы м , А. П . Л и с и ц ы н ы м , Н. В. Л о г в и н е н к о , Н . С. О к новой, Ф. П е т т и д ж о н о м , А. Б . Р о н о в ы м , Н . М. С т р а х о в ы м , Ж . Туле, В. Н . Х о л о д о в ы м , В . Д . Ш у т о в ы м и д р у г и м и в ы я в л е н р я д к р у п н ы х р е г и о н а л ь н ы х и г л о б а л ь н ы х з а к о н о м е р н о с т е й в: р а с п р е д е л е н и и T M в о с а д о ч н ы х т о л щ а х . У с т а н о в л е н н ы е в этой о б л а с т и з а к о н о м е р н о с т и состоят, г л а в н ы м о б р а з о м , в о п р е д е л е ­ нии ф а к т о р о в и у с л о в и й , в е д у щ и х к п о в ы ш е н и ю з р е л о с т и и сни­ жению минералогического разнообразия, упрощению состава TM ассоциаций. Такими взаимосвязанными факторами и усло­ в и я м и , по д а н н ы м м н о г о ч и с л е н н ы х T M и с с л е д о в а н и й , я в л я ю т с я : 1) у м е н ь ш е н и е т е к т о н о - м а г м а т и ч е с к о й а к т и в н о с т и , высот и р а с ­ члененности р е л ь е ф а в п р е д е л а х источников сноса на с т а д и и с е д и м е н т о г е н е з а и в п р е д ш е с т в у ю щ е е ей в р е м я ; 2) у м е н ь ш е н и е синседиментационной (конседиментационной) вулканической а к т и в н о с т и ; 3) у в е л и ч е н и е г у м и д и з а ц и и к л и м а т а в п р е д е л а х источников сноса; 4) у в е л и ч е н и е в с о с т а в е п о р о д и с т о ч н и к о в сноса д о л и о с а д о ч н ы х п о р о д ; 5) у в е л и ч е н и е ч и с л а ц и к л о в п е ­ р е о т л о ж е н и я о б л о м о ч н о г о м а т е р и а л а ; 6) у в е л и ч е н и е у д а л е н н о ­ сти зоны о с а д к о н а к о п л е н и я от источников сноса; 7) рост д и н а ­ мической а к т и в н о с т и с р е д ы т р а н с п о р т и р о в к и и н а к о п л е н и я о б ­ л о м о ч н о г о м а т е р и а л а ; 8) у д р е в н е н и е о т л о ж е н и й ; 9) у в е л и ч е н и е г л у б и н ы п о г р у ж е н и я о т л о ж е н и й ; 10) п о в ы ш е н и е т е к т о н о - м а г м а ­ тической а к т и в н о с т и на п о с т с е д и м е н т а ц и о н н ы х э т а п а х литоге­ н е з а и с в я з а н н о е с этим п о в ы ш е н и е интенсивности т е п л о в о г о потока, пластовых температур, направленного давления и дру­ гих ф а к т о р о в , в е д у щ и х к у в е л и ч е н и ю степени п о с т с е д и м е н т а ц и онного п р е о б р а з о в а н и я о т л о ж е н и й ; 11) поверхностное в ы в е т р и ­ вание отложений. И м е н н о в э т и х н а п р а в л е н и я х п р о и с х о д и т частичное или п о л ­ ное у н и ч т о ж е н и е н е у с т о й ч и в ы х в х и м и ч е с к о м и ф и з и к о - м е х а н и ­ ч е с к о м о т н о ш е н и и т е р р и г е н н ы х м и н е р а л о в в п о р о д а х источни­ ков сноса, в т р а н с п о р т и р у е м о м и н а к а п л и в а ю щ е м с я о б л о м о ч ­ ном м а т е р и а л е и в о т л о ж е н и я х . С о о т в е т с т в е н н о в у к а з а н н ы х на­ п р а в л е н и я х у м е н ь ш а е т с я число м и н е р а л ь н ы х видов в с о с т а в е T M а с с о ц и а ц и й ( с н и ж а е т с я их м и н е р а л о г и ч е с к о е р а з н о о б р а з и е ) и . у в е л и ч и в а е т с я их х и м и ч е с к а я и ф и з и к о - м е х а н и ч е с к а я з р е ­ лость (измеряемая в общем случае относительным содержани-

е м устойчивых терригенных минералов в составе TM ассоциа­ ции). Все эти и многие д р у г и е T M з а к о н о м е р н о с т и у с т а н а в л и в а ­ ю т с я по п о в е д е н и ю бесчисленного к о л и ч е с т в а р а з н о о б р а з н ы х зерен минералов и носят статистический характер. Т р у д н о с к а з а т ь , к т о п е р в ы м с ф о р м у л и р о в а л ту или иную . з а к о н о м е р н о с т ь . М о ж н о о т м е т и т ь л и ш ь , что ш е с т а я з а к о н о м е р ­ н о с т ь , по-видимому, в п е р в ы е б ы л а в ы с к а з а н а в 1910 г. А. Венд.лом *, а в о с ь м а я ( п р и п и с ы в а е м а я о б ы ч н о Ф. П е т т и д ж о н у ) — -,в 1913 г. Ж . Т у л е ( Ф . П е т т и д ж о н в п о с л е д у ю щ е м внес з н а ч и ­ т е л ь н ы й в к л а д в ее о б о с н о в а н и е и д е т а л и з а ц и ю ) . Б о л ь ш и н с т в о из этих з а к о н о м е р н о с т е й , б е з у с л о в н о , б ы л и и з в е с т н ы е щ е в кон­ ц е XIX — н а ч а л е XX вв. или, во в с я к о м с л у ч а е , вполне ясно .осознавались специалистами в области терригенной минерало­ гии, х о т я в явном виде, м о ж е т быть, и не все из них б ы л и с ф о р ­ м у л и р о в а н ы в те и д а ж е п о с л е д у ю щ и е годы. Б о л ь ш о е з н а ч е н и е д л я п о з н а н и я и генетической и н т е р п р е т а ­ ции особенностей р а с п р е д е л е н и я T M в о с а д о ч н ы х т о л щ а х имеет в ы я в л е н и е с т а т и с т и ч е с к и х з а к о н о м е р н о с т е й к о р р е л я ц и о н н о й свя­ зи м е ж д у T M . К а к у к а з а л в 1947 г. А. Б . В и с т е л и у с , в о п р о с о с в я з я х м е ж д у м и н е р а л а м и или х и м и ч е с к и м и э л е м е н т а м и — юдин из ц е н т р а л ь н ы х в о п р о с о в геохимии и м и н е р а л о г и и . Р е ш е н и е этого в о п р о с а с о с т а в л я е т основу м е т о д о в и с с л е д о в а н и я п а р а г е н е з и с о в . П р и в е д е м н е к о т о р ы е из и м е ю щ и х с я д а н н ы х . М. А. Р о м а н о в а в 1957 г. п о к а з а л а , что в к р а с н о ц в е т н ы х от­ л о ж е н и я х п-ова Ч е л е к е н т е р р и г е н н ы е м и н е р а л ы р а с п а д а ю т с я на д в е а н т а г о н и с т и ч н ы е г р у п п ы и т р е т ь ю , м а л о з а в и с и м у ю от них, причем в н у т р и к а ж д о й из этих групп м е ж д у м и н е р а л а м и су­ ществуют устойчивые положительные связи. В первую группу в х о д я т ц и р к о н , р у т и л , и л ь м е н и т и л е й к о к с е н , во в т о р у ю — рого­ в а я о б м а н к а , эпидот и а к т и н о л и т , в т р е т ь ю — г р а н а т и, в о з м о ж ­ но, к и а н и т . В такой группировке, подтверждаемой статистически обра­ ботанными результатами многочисленных минералогических а н а л и з о в , н е т р у д н о у в и д е т ь р а з д е л е н и е м и н е р а л о в по их плот­ ности и соответственно г и д р о а э р о м е х а н и ч е с к о й устойчивости н а : 1) м и н е р а л ы с н а и б о л ь ш е й п л о т н о с т ь ю ( г и д р о а э р о м е х а н и ч е с к и н а и б о л е е устойчивые) — и л ь м е н и т , лейкоксен", ц и р к о н , р у т и л ; 2) м и н е р а л ы с н а и м е н ь ш е й п л о т н о с т ь ю ( г и д р о а э р о м е х а н и ч е с к и н а и м е н е е у с т о й ч и в ы е ) — р о г о в а я о б м а н к а , эпидот, а к т и н о л и т и 3) п р о м е ж у т о ч н ы й по д а н н ы м п о к а з а т е л я м г р а н а т , к о т о р ы й , к а к о т м е ч а ю т М. А. Р о м а н о в а и А. Б . В и с т е л и у с , ведет с е б я д о с т а т о ч н о пе.чивисимо ( « и н д и ф ф е р е н т н о » ) в л ю б о й о б с т а н о в к е . О т с ю д а , естественно, н а п р а ш и в а е т с я в ы в о д , что р а з д е л е н и е т е р ­ ригенных м и н е р а л о в на « е с т е с т в е н н ы е а с с о ц и а ц и и » ( к а к их с п р а в е д л и в о н а з ы в а е т А. Б. В и с т е л и у с ) с к о р е е всего (во в с я * Эта закономерность впоследствии была отмечена многими и частности В. А. Гроссгеймом, Д ж . Гриффитсом и др. 2в

авторами,

ком с л у ч а е , в з н а ч и т е л ь н о й мере) о б у с л о в л е н о п р о ц е с с а м и г и д роаэромеханической минералогической дифференциации обло­ мочного в е щ е с т в а , в р е з у л ь т а т е к о т о р о й п р о и с х о д и т р а з д е л е н и е минералов с различными гидроаэромеханическими свойствами. Принципиально сходные корреляционные связи между TM у с т а н а в л и в а ю т с я и д л я многих д р у г и х о т л о ж е н и й — и с к о п а е м ы х и современных. П о д а н н ы м Т. И. Гуровой и К. С. К о н д р и н о й , в ю р с к и х отло­ ж е н и я х В а с ю г а н с к о й н е ф т е г а з о н о с н о й о б л а с т и З а п а д н о й Сиби­ р и ч а щ е в с т р е ч а ю т с я д в е а н т а г о н и с т и ч н ы е группы м и н е р а л о в , в к а ж д о й из к о т о р ы х м и н е р а л ы с в я з а н ы д р у г с д р у г о м поло­ ж и т е л ь н о : 1) м а г н е т и т , и л ь м е н и т , ц и р к о н , т и т а н и с т ы е м и н е р а ­ л ы , ш п и н е л ь ; 2) м и н е р а л ы г р у п п ы э п и д о т а , з е л е н а я р о г о в а я обманка. Н . Я. Т и х о м и р о в а д л я в е р х н е к е м б р и й с к и х о т л о ж е н и й низо­ вий Е н и с е я у с т а н о в и л а с и л ь н ы е п о л о ж и т е л ь н ы е к о р р е л я ц и о н ­ ные с в я з и м е ж д у м о н о к л и н н ы м и и р о м б и ч е с к и м и п и р о к с е н а м и ; амфиболами и эпидотом; рутилом и цирконом и др. Е. Э л ь - Ш а з л и , А. З л ь - С и к к а р и и Г. Д е б б у р у с т а н о в и л и по­ ложительную корреляционную связь между содержаниями цир­ к о н а и р у т и л а в п л я ж е в ы х о т л о ж е н и я х С р е д и з е м н о м о р с к о г о по­ б е р е ж ь я Е г и п т а ( р е з у л ь т а т ы и з у ч е н и я 640 п р о б ) , причем к о э ф ­ ф и ц и е н т к о р р е л я ц и и м е ж д у ними д л я р а з л и ч н ы х у ч а с т к о в очень высокий (0,78—0,95). П о л о ж и т е л ь н а я к о р р е л я ц и о н н а я с в я з ь м е ж д у ц и р к о н о м и ру­ т и л о м в а л л ю в и и К а м ы (рис. 2 ) , в д е л ь т о в ы х о т л о ж е н и я х Н и л а (рис. 3) я в л я е т с я одной из н а и б о л е е в ы д е р ж а н н ы х з а к о н о м е р ­ ностей в р а с п р е д е л е н и и T M . X. К н е б е л и Д . Т в и ч е л л , и з у ч и в ш и е в а р и а ц и и с о д е р ж а н и й т я ж е л ы х м и н е р а л о в в с о в р е м е н н ы х о т л о ж е н и я х троговой зоны к а н ь о н а Б а л т и м о р , у с т а н о в и л и п о л о ж и т е л ь н у ю к о р р е л я ц и ю со­ д е р ж а н и й м и н е р а л о в с б л и з к о й п л о т н о с т ь ю ( с т а в р о л и т — гра­ нат, р о г о в а я о б м а н к а — о р т о п и р о к с е н ) и о т м е т и л и , что она от­ р а ж а е т сортировку терригенного материала течениями. Ж . Б а р ь е п о к а з а л , что в п л е й с т о ц е н о в ы х д о н н ы х о с а д к а х Бристольского залива выделяются три минеральные группы: 1) т у р м а л и н , э п и д о т и а м ф и б о л ы ; 2) г р а н а т и 3) ц и р к о н и ру­ т и л , и с в я з а л э т о с в л и я н и е м г и д р о д и н а м и ч е с к и х ф а к т о р о в седиментогенеза. А. К р з е м и н с к а я при изучении с о в р е м е н н ы х п е с ч а н ы х отло­ ж е н и й К о ш а л и н с к о г о з а л и в а Б а л т и й с к о г о м о р я п р о с л е д и л а от­ р и ц а т е л ь н у ю к о р р е л я ц и ю м е ж д у д в у м я г р у п п а м и р а з л и ч н ы х по п л о т н о с т и T M т я ж е л о й ф р а к ц и и . В п е р в у ю из этих групп вхо­ д я т а м ф и б о л , т у р м а л и н , эпидот, к и а н и т , во в т о р у ю — г р а н а т , циркон, рутил, рудные минералы. П р и н ц и п и а л ь н ы е с х о д н ы е р е з у л ь т а т ы п о л у ч и л и А. И. Айнем е р , Т. С. С т е п а н о в а и В . И. У ш а к о в д л я некоторых о т л о ж е н и й ш е л ь ф о в ы х зон С е в е р о - В о с т о к а С С С Р . Т а к , н а п р и м е р , в п л я ­ ж е в ы х о т л о ж е н и я х З о л о т о г о р ь я о д н а г р у п п а TM т я ж е л о й ф р а к -

0,1 O Z 0,3 0 , 4 Рутил к . г / м Рис. 2. Зависимость между содержа­ нием циркона и рутила в аллювии (составлено по результатам минера­ логических анализов Б. С. Лунева и Б. М, Осовецкого) 1

3

1

2 3 Рутил,%

Рис. 3. Зависимость между содерт жанием циркона и рутила в дельто­ вых отложениях (составлено по ре­ зультатам минералогических анали­ зов M М. Халифа и др.)

ции, с в я з а н н ы х м е ж д у собой с и л ь н ы м и и с р е д н и м и п о л о ж и т е л ь ­ ными к о р р е л я ц и о н н ы м и с в я з я м и , состоит из т и т а н и т а , роговой о б м а н к и , р о м б и ч е с к о г о п и р о к с е н а и а н д а л у з и т а (т. е. н а и б о л е е л е г к и х и соответственно г и д р о д и н а м и ч е с к и н а и м е н е е у с т о й ч и ­ в ы х T M т я ж е л о й ф р а к ц и и ) , а т а к ж е в к л ю ч а е т о б л а д а ю щ и й не­ сколько более высокой плотностью ставролит, связанный сла­ б ы м и п о л о ж и т е л ь н ы м и к о р р е л я ц и о н н ы м и с в я з я м и с э т и м и ми­ нералами и с гранатом, тяготеющим к другой группе положи­ т е л ь н о с в я з а н н ы х T M , в с о с т а в к о т о р о й , п о м и м о него, в х о д я т и л ь м е н и т , м а г н е т и т , г е м а т и т , пирит, к а с с и т е р и т и др., т. е. наи­ более т я ж е л ы е и с о о т в е т с т в е н н о г и д р о д и н а м и ч е с к и н а и б о л е е устойчивые T M . П р и н ц и п и а л ь н о б л и з к и е р е з у л ь т а т ы получены А. И . Айнем е р о м , Т. В. С т е п а н о в о й и В. И. У ш а к о в ы м при изучении отло­ ж е н и й к о й н а т х у н с к о й свиты на С е в е р о - В о с т о к е С С С Р . З д е с ь в ы д е л е н ы три группы ( а с с о ц и а ц и и ) TM, в к а ж д о й из к о т о р ы х м и н е р а л ы с в я з а н ы м е ж д у собой у с т о й ч и в ы м и п о л о ж и т е л ь н ы м и к о р р е л я ц и о н н ы м и с в я з я м и : 1) р у д н ы е м и н е р а л ы , а н а т а з , брукит, рутил и д р . ( с р а в н и т е л ь н о н а и б о л е е т я ж е л ы е ) ; 2) пироксеиы ( м о н о к л и н н ы е и р о м б и ч е с к и е ) , а м ф и б о л ы ( р о г о в а я о б м а н ­ ка, а к т и н о л и т ) , биотит, эпидот, а п а т и т , т у р м а л и н ( н а и б о л е е лег­ кие в т я ж е л о й ф р а к ц и и ) и 3) п р о м е ж у т о ч н ы е по п л о т н о с т и T M т я ж е л о й ф р а к ц и и - т и т а н и т , с т а в р о л и т , г р а н а т , а л л а н и т (ор­ тит) (в этой ж е группе, по д а н н ы м у к а з а н н ы х а в т о р о в , о к а з а ­ л и с ь т а к ж е более л е г к и й а н д а л у з и т и б о л е е т я ж е л ы й б а р и т ) . Т а к и е ж е или в е с ь м а с х о д н ы е с ними г р у п п ы T M в ы д е л я ю т ­ ся на основе к о р р е л я ц и о н н о г о а н а л и з а во м н о г и х с о в р е м е н н ы х и и с к о п а е м ы х о т л о ж е н и я х , в ч а с т н о с т и в о т л о ж е н и я х Восточно­ го п о б е р е ж ь я Ф л о р и д ы (но р е з у л ь т а т а м м и н е р а л о г и ч е с к и х а н а лЩОи Д ж . М а р т е н с а ) и в д р у г и х о с а д о ч н ы х о б р а з о в а н и я х . Н е т

о с н о в а н и й п о л а г а т ь , что эти и д р у г и е в е с ь м а р а з л и ч н ы е по гео­ г р а ф и ч е с к о м у р а с п р о с т р а н е н и ю , в о з р а с т у и генезису о т л о ж е н и я с в я з а н ы с т р е м я р а з л и ч н ы м и и с т о ч н и к а м и сноса, к а ж д ы й из к о т о р ы х п о с т а в л я л в зону о с а д к о н а к о п л е н и я м и н е р а л ы , о б л а ­ д а ю щ и е б л и з к о й по в е л и ч и н е п л о т н о с т ь ю . Т а к о е п р е д п о л о ж е ­ ние п р е д с т а в л я е т с я м а л о п р а в д о п о д о б н ы м . Б о л е е в е р о я т н о , что в к а ж д о м из этих с л у ч а е в мы имеем д е л о с р е з у л ь т а т а м и о б ы ч ­ ной г и д р о а э р о д и н а м и ч е с к о й м и н е р а л о г и ч е с к о й д и ф ф е р е н ц и а ц и и ( с е п а р а ц и и ) о б л о м о ч н о г о в е щ е с т в а , з а к о н ы которой, естествен­ но, я в л я ю т с я о б щ и м и д л я р а з л и ч н ы х р а й о н о в и г е о л о г и ч е с к и х эпох. Автором проведена оценка корреляционных связей между р а з л и ч н ы м и T M с о в р е м е н н ы х о т л о ж е н и й береговой з о н ы В о ­ сточной Ф л о р и д ы по р е з у л ь т а т а м м и н е р а л о г и ч е с к и х а н а л и з о в Д ж . Мартенса (табл. 2). Н а о с н о в а н и и п о л у ч е н н ы х д а н н ы х ( т а б л . 3) в с о с т а в е T M A о т л о ж е н и й береговой з о н ы Восточной Ф л о р и д ы в ы д е л я ю т с я сле­ д у ю щ и е группы T M . 1. И л ь м е н и т ( с а м о с т о я т е л ь н о или с о в м е с т н о с л е й к о к с е н о м ) , циркон, рутил, монацит. М е ж д у этими минералами существует п о л о ж и т е л ь н а я к о р р е л я ц и о н н а я с в я з ь . К этой группе т я г о т е е т и гранат, обнаруживающий положительную корреляционную связь с рутилом. 2. Э п и д о т , с и л л и м а н и т , р о г о в а я о б м а н к а , т у р м а л и н . Эти ми­ н е р а л ы , к а к п р а в и л о , с в я з а н ы м е ж д у собой п о л о ж и т е л ь н о й к о р ­ р е л я ц и о н н о й с в я з ь ю (за и с к л ю ч е н и е м роговой о б м а н к и и т у р ­ м а л и н а , м е ж д у к о т о р ы м и з н а ч и м а я к о р р е л я ц и о н н а я с в я з ь от­ с у т с т в у е т ) . К этой группе т я г о т е ю т к и а н и т , о б н а р у ж и в а ю щ и й положительную корреляционную связь с эпидотом, и ставролит, обнаруживающий положительную корреляционную связь с тур­ малином. М и н е р а л ы этих д в у х групп я в л я ю т с я а н т а г о н и с т а м и — м е ж ­ ду ними с у щ е с т в у е т у с т о й ч и в а я о т р и ц а т е л ь н а я к о р р е л я ц и о н ­ ная связь. 3. Г р а н а т и с т а в р о л и т , с в я з а н н ы е сильной п о л о ж и т е л ь н о й к о р р е л я ц и о н н о й с в я з ь ю и о б н а р у ж и в а ю щ и е в б о л ь ш и н с т в е слу­ ч а е в н е з а в и с и м о с т ь от м и н е р а л о в п е р в ы х д в у х групп, з а и с к л ю ­ чением о т м е ч е н н ы х в ы ш е п о л о ж и т е л ь н ы х с в я з е й г р а н а т а с ру­ т и л о м и с т а в р о л и т а с т у р м а л и н о м , а т а к ж е о т р и ц а т е л ь н ы х свя­ зей г р а н а т а с роговой о б м а н к о й и с т а в р о л и т а с ц и р к о н о м и мо­ нацитом. Отмеченные корреляционные связи между TM объясняются в е л и ч и н о й г и д р о м е х а н и ч е с к о й устойчивости к а ж д о г о из м и н е р а ­ лов и спецификой условий седиментогенеза, существовавших при их н а к о п л е н и и . В у с л о в и я х п о в ы ш е н н о й д и н а м и ч е с к о й а к ­ т и в н о с т и с р е д ы о с а д к о н а к о п л е н и я в о с а д к а х береговой ;юны концентрируются преимущественно гидромеханически наиболее у с т о й ч и в ы е м и н е р а л ы первой г р у п п ы , о б л а д а ю щ и е с р а в н и т е л ь ­ но в ы с о к о й , м а к с и м а л ь н о й д л я д а н н о г о н а б о р а м и н е р а л о в плот-

Кианит

Гранат

4

6

34

3

1

1

0

0,55

33

4

•6

12

4

1

1

0

4,6

7

24

3

2

26

6

6

12

3

3

0

0

0,94

3

1

1,9

I

Монацит

Роговая обманка

32

1

Турмалин

Силлиманит

1

1

Ставролит

2

Эпидот

12 27

Рутил

Циркон

1 3

Номер обр.

Ильменит

Содержание тяжелой •> фракции { % )

Содержание наиболее распространенных терригенных минералов тяжелой фракции прибрежных песков Восточной Флориды, По Д ж . Мартенсу (фракция < 0 , 5 мм, % от числа зерен)

6

2

2

1

3

8

12

3

2

1

0

0,75

3

5

12

2

1

1

3

0,62

15

7

4

2

4

1

2

1

0,05

13

6

5

2

2

1

2

0

0,71

5

11

13

4

2

1

0

0,29

3

7

22

4

2

0

0

0,37

9

42

11

26

3

12

27

7

16

39

19

4

17

43

17

6

19

28

4

3

26

20

16

2

I

37

11

5

18

7

3

26

4

22

22

16

2

2

38

4

9

21

3

2

0

0

0,36

. 23

41

7

8

21

4

3

5

3

0

2

1

0,18

24

33

12

5

20

9

6

3

6

1

4

0

0,20

26

30

7

6

7

6

0

4

0

0,30

II

2

5

0

0,21

27

20

5

5 5

23

10

28

15

5

4

28

32

5

6

20

20

2

1

5

1

8

0

2,4

29

35

6

5

20

13

6

2

7

1

4

0

0,50

30

39

16

4

20

7

3

2

4

0

2

1

0,32

31

28

6

1

6

1

6

0

0,07

33

33

1

2

1

0,01

17

4

22

18

6

'

3

25

4

4

6

3

34

19

6

1

24

К)

10

2

21

1

1

2

0,02

зг. 2

30 65 53 62

10 14 14 25 29 31 23 M) 8 6 11 39 10

2 4 4 3 4 6 б H 4

21 10 15 4 5 2 5 б 19 18 15 1 12

10 4 4 1 2 1 2 3 6 5 4 2 19

9 1 0 0 0 0 1 1 4 2 3 0 1

4 2 2 0 0 0 0 0 2 3 1 0 0

8 1 0 0 0 0 1 0 2 2 1 0

1 2 0 0 0 0 1 1 2 2 1 0 0

2 1 1 1 I 1 2 1 2 1 1 2 8

0 2 1 3 2 4 4 2 1 2 1 2 0

0,03 67 55 92 88 90 24 70 6 24 14 86 28

4

б 0 8 10 13 14 15 18 25 32

т аз

бй 56 43 46 53 44 41

4

Г)

10 8

:V- ^

Значения выборочного коэффициента корреляции г между терригенными минералами тяжелой фракции прибрежных песков Восточной Флориды * ху

Минералы

Ильменит ** Циркон Рутил Эпидот

Циркон

Рутил

Эпидот

Ставролит

Силлиманиг

Роговая обманка

Турмалин

Кианит

Гранат

X Монацит

+ 0,71

+0,52

—0,89

—0,32

—0,80

—0,72

-Д59

—0,44

—0,06

+ 0,70

+0,52

—0,86

—0,38

—0,69

—0,56

—0,43

—0,57

—0,1(1

+ 0,72

—0,65

+0,15

-^0,59

—0,59

—0,36

—0,46

+0,44

+43,24

+0,20

+0,78

+ 0,75

+0,44

+0,52

—0,07

—0,74

+ 0,19

—0,23

+0,48

0,00

+0,89

—0,51

+0,48

+10,54

+ 0,28

—(0,П

—0„62

—0,09

+ 0,29

-^0,37

—0,48

—0,04

+0,19

-^.0,27

—0,25

—0,43

Ставролит Силлиманит Роговая обманка Турмалин Кианит "ранат

I

—0,32

н о с т ы о . Г и д р о м е х а н и ч е с к и с у щ е с т в е н н о м е н е е устойчивые T M второй г р у п п ы , о б л а д а ю щ и е с р а в н и т е л ь н о низкой, м и н и м а л ь н о й д л я д а н н о г о н а б о р а м и н е р а л о в * п л о т н о с т ь ю , п о д в е р г а ю т с я при этом ч а с т и ч н о м у или п о л н о м у выносу. И л и ш ь в у с л о в и я х от­ носительно слабой динамики создается возможность концентра­ ции в о с а д к е м и н е р а л о в второй группы. Г р а н а т и с т а в р о л и т , о б л а д а ю щ и е п р о м е ж у т о ч н о й по в е л и ч и н е п л о т н о с т ь ю и в с в я з и с э т и м т а к ж е п р о м е ж у т о ч н о й в е л и ч н о й г и д р о м е х а н и ч е с к о й ус­ тойчивости, в е д у т с е б я и н д и ф ф е р е н т н о , н е з а в и с и м о от м и н е р а ­ л о в п е р в ы х д в у х групп в у с л о в и я х м е н я ю щ е й с я д и н а м и ч е с к о й а к т и в н о с т и с р е д ы о с а д к о н а к о п л е н и я , х о т я в о с о б е н н о с т я х пове­ дения и взаимоотношения с другими минералами плотностные с в о й с т в а и этих м и н е р а л о в и г р а ю т з н а ч и т е л ь н у ю р о л ь . О б л а ­ д а ю щ и й большей плотностью гранат тяготеет к минералам первой группы, тогда к а к с т а в р о л и т , и м е ю щ и й м е н ь ш у ю плот­ ность, б о л е е б л и з о к к м и н е р а л а м второй группы (см. т а б л . 3 ) . Принципиально близкие результаты дает оценка коэффици­ ента к о р р е л я ц и и м е ж д у TM и д л я многих д р у г и х с о в р е м е н н ы х и и с к о п а е м ы х о с а д о ч н ы х о б р а з о в а н и й . П р и в е д е м в этой с в я з и , в частности, р е з у л ь т а т ы , п о л у ч е н н ы е а в т о р о м при изучении го­ л о ц е н о в о г о а л л ю в и я ( т а б л . 4 и 5 ) . Н а о с н о в а н и и этих р е з у л ь ­ татов сделаны следующие выводы. В составе T M A г о л о ц е н о в о г о а л л ю в и я в ы д е л я ю т с я группы п р о з р а ч н ы х T M т я ж е л о й ф р а к ц и и : 1) ц и р к о н , р у т и л ; 2) с т а в р о ­ лит, с и л л и м а н и т , к и а н и т , т у р м а л и н ; 3) а л ь м а н д и н . М е ж д у ми­ н е р а л а м и первой г р у п п ы с у щ е с т в у е т з н а ч и м а я (при 5 % - н о м у р о в н е ) п о л о ж и т е л ь н а я с в я з ь . М е ж д у в с е м и м и н е р а л а м и вто­ рой г р у п п ы т а к ж е с у щ е с т в у е т п о л о ж и т е л ь н а я с в я з ь . М и н е р а л ы первой и в т о р о й групп я в л я ю т с я а н т а г о н и с т а м и в у с л о в и я х ме­ х а н и ч е с к о г о а л л ю в и а л ь н о г о с е д и м е н т о г е н е з а . М е ж д у ними в б о л ь ш и н с т в е с л у ч а е в (за и с к л ю ч е н и е м с в я з и м е ж д у к и а н и т о м и р у т и л о м ) с у щ е с т в у е т з н а ч и м а я д а ж е при 1 % - н о м у р о в н е з н а ­ чимости о т р и ц а т е л ь н а я с в я з ь ( с о г л а с н о п р и в е д е н н ы м в т а б л и ­ ц а х м а т е м а т и ч е с к о й с т а т и с т и к и д а н н ы м , при о б ъ е м е в ы б о р к и N= 30 критическое з н а ч е н и е |r^f/1o.oi — 0,46). П р о м е ж у т о ч н о е м е ж д у этими г р у п п а м и п о л о ж е н и е з а н и м а е т а л ь м а н д и н , не об­ наруживающий в рассматриваемом случае значимых корреля­ ционных связей с б о л ь ш и н с т в о м м и н е р а л о в т я ж е л о й ф р а к ц и и . Он, к а к и в с о в р е м е н н ы х п е с к а х береговой зоны Восточной Ф л о ­ риды, по-видимому, т я г о т е е т к м и н е р а л а м первой группы и ан­ тагонистичен м и н е р а л а м в т о р о й г р у п п ы , с д в у м я из к о т о р ы х ( к и а н и т , т у р м а л и н ) он о б н а р у ж и в а е т з н а ч и м ы е при 5 % - н о м уровне значимости отрицательные связи. В д а н н о м с л у ч а е г л а в н ы м и п р и ч и н а м и , о п р е д е л я ю щ и м и ха­ рактер корреляционных связей между TM, являются литодина* Отчасти пластинчатой формы зерен, снижающей их гидромеханическую устойчивость.

Содержание основных прозрачных терригенных минералов тяжелой фракции голоценового аллювия (фракция —0,25+0,01 мм, в % к числу зерен)

мические у с л о в и я с е д и м е н т о г е н е з а и г и д р о м е х а н и ч е с к и е особен­ ности T M . О т м е т и м , что р е з у л ь т а т ы к о р р е л я ц и о н н о г о а н а л и з а T M при­ брежно-морских и аллювиальных отложений согласуются и п р а к т и ч е с к и с о в п а д а ю т с р е з у л ь т а т а м и (частично п р и в е д е н н ы ­ ми в ы ш е ) многих п о д о б н ы х и с с л е д о в а н и й , в ы п о л н е н н ы х р а з л и ч ­ ными исследователями, для отложений различного территори­ ального распространения, возраста и генезиса. Накопленное з н а ч и т е л ь н о е к о л и ч е с т в о д а н н ы х в этой о б л а с т и и весьма вы­ с о к а я степень с о г л а с о в а н н о с т и м е ж д у ними д л я р а з л и ч н ы х от­ л о ж е н и й у к а з ы в а ю т на то, что они д о с т о в е р н ы и о т р а ж а ю т ре­ альные, действительно существующие в природе закономерности с о с т а в а и ф о р м и р о в а н и я ТМА. А. Е. Ф е р с м а н п и с а л , что свойства а т о м а и . е г о с т р о е н и е оп­ ределяют законы сочетания и распределения как самих эле3»

35

Значения выборочного коэффициента корреляции г у между прозрачными терригенными минералами тяжелой фракции голоценового аллювия * Х

Минералы

Ставролит Силлиманит Кианит Циркон Турмалин Рутил

* Значимыми

Силлима­ нит

+.0,51

Кианит

+/0,38 + 0,40

Циркон

—0,64 —0,55 —0,48..

(при а = 0 , 0 5 ) я в л я ю т с я з н а ч е н и я

|r

xy

Турмалин

Рутил

Альмандин

+0,78 +0,52 +0,50 —0,74

—0,69 ^0,59 —0,16 +)0,39 —0,52

—0,31 0,00 —0,37 +0,27 -4),44 0,00

| >0,36.

ментов, т а к и м и н е р а л о в . В соответствии с и з л о ж е н н ы м в ы ш е , в т е р р и г е н н о й м и н е р а л о г и и м о ж н о с ф о р м у л и р о в а т ь гомологич­ ное э т о м у п о л о ж е н и е : свойства т е р р и г е н н ы х м и н е р а л о в в з н а ­ чительной мере определяют законы сочетания и распределения к а к с а м и х т е р р и г е н н ы х м и н е р а л о в , т а к и их а с с о ц и а ц и й в оса­ дочных толщах. П р и этом х а р а к т е р к о р р е л я ц и о н н о й с в я з и м е ж д у T M опре­ д е л я е т с я сходством или р а з л и ч и е м их свойств, о п р е д е л я ю щ и х особенности их п о в е д е н и я в х о д е о с а д о ч н о г о п р о ц е с с а . Т е р ­ р и г е н н ы е м и н е р а л ы , с х о д н ы е по с в о й с т в а м и особенностям п о в е д е н и я в ходе о с а д о ч н о г о п р о ц е с с а ( н а п р и м е р , ц и р к о н и ру­ тил), как правило, связаны положительной связью, а различные по с е д и м е н т о - и л и т о г е н е т и ч е с к и м свойствам TM (например, ц и р к о н и р о г о в а я о б м а н к а ) о б н а р у ж и в а ю т , к а к п р а в и л о , отри­ цательную корреляционную связь. Сила корреляционной связи м е ж д у T M о п р е д е л я е т с я с т е п е н ь ю , с х о д с т в а (или р а з л и ч и я ) се­ д и м е н т о - и .лптогснетических свойств T M и степенью, глуби­ ной п р о я в л е н и я процессов м и н е р а л о г и ч е с к о й д и ф ф е р е н ц и а ц и и о б л о м о ч н о г о в е щ е с т в а в х о д е седименто- и л и т о г е н е з а . К о р р е л я ц и о н н ы е с в я з и м е ж д у T M о т р а ж а ю т в к а ж д о м кон­ кретном с л у ч а е с п е ц и ф и к у ф о р м и р о в а н и я и э в о л ю ц и и T M A и д о л ж н ы у ч и т ы в а т ь с я при р а з р а б о т к е и с о в е р ш е н с т в о в а н и и ме­ тодики п а л е о г е о г р а ф и ч е с к и х , к о р р е л я ц и о н н о - с т р а т и г р а ф и ч е с к и х и других геологических построений по т е р р и г е н н ы м м и н е р а л а м . Исходный состав пород источников сноса ( п е т р о ф о н д ) Ф. П е т т и д ж о н [10] указывает, что о с н о в н ы м ф а к т о р о м , опре­ деляющим минеральны/! состав песчаников, является харак­ тер исходных пород, м и н е р а л ь н ы й с о с т а в источников сноса. А н а ­ л о г и ч н а я , в п о л н е естественная п о з и ц и я о т р а ж е н а в п о д а в л я ю ­ щем б о л ь ш и н с т в е работ по т е р р и г е н н о й м и н е р а л о г и и .

т

С о г л а ш а я с ь в ц е л о м с п р и в е д е н н ы м в ы с к а з ы в а н и е м , под­ ч е р к н е м , что м и н е р а л ь н ы й с о с т а в п е с ч а н и к о в п р а к т и ч е с к и ни­ к о г д а не п о в т о р я е т с о с т а в источников сноса. К а к у к а з ы в а ю т и Ф. П е т т и д ж о н и д р у г и е и с с л е д о в а т е л и , он о п р е д е л я е т с я и р я д о м геологических ф а к т о р о в . Это, с одной с т о р о н ы , с у щ е с т в е н н о у с л о ж н я е т р е к о н с т р у к ц и ю источников сноса, а с д р у г о й — д а е т возможность реконструировать другие факторы седименто- и л и т о г е н е з а по т е р р и г е н н ы м м и н е р а л а м . И с х о д н ы е п о р о д ы источников сноса ( п и т а ю щ и х п р о в и н ц и й ) и м е н у ю т с я в д а н н о й р а б о т е петрофондом (термин И. В. Х в о р о вой). У т о ч н я я п р и в е д е н н о е о п р е д е л е н и е , о т м е т и м , что петрофон­ д о м з д е с ь и д а л е е и м е н у е т с я сходный ( п е р в и ч н ы й ) с о с т а в м а ­ т е р и н с к и х п о р о д источников сноса д о и з м е н е н и я в т о р и ч н ы м и (в частности, г и п е р г е н н ы м и ) п р о ц е с с а м и о с а д о ч н о г о ц и к л а . О б л а ­ сти р а с п р о с т р а н е н и я п о р о д источников сноса, в соответствии с общепринятой терминологией, именуются питающими провин­ циями. В л и я н и е п е т р о ф о н д а того или иного с о с т а в а в з н а ч и т е л ь н о й мере определяется тектоническими процессами, которые контро­ лируют распределение областей размыва и осадконакопления, интенсивность п р о т е к а н и я э т и х процессов, глубину э р о з и о н н о г о с р е з а в п р е д е л а х о б л а с т е й сноса и в ы в е д е н и е на д н е в н у ю по­ в е р х н о с т ь пород того или иного с о с т а в а , а т а к ж е д р у г и е геоло­ гические процессы, к о т о р ы е п р я м о или к о с в е н н о в л и я ю т на то, какие породы и в каком объеме подвергаются размыву. Д а н н ы й ф а к т о р о к а з ы в а е т з н а ч и т е л ь н о е в л и я н и е на особен­ ности Т М А , в о г р о м н о й м е р е п р е д о п р е д е л я я к а ч е с т в е н н ы й со­ с т а в (видовой н а б о р ) T M , к о л и ч е с т в е н н ы е с о о т н о ш е н и я м е ж д у ними и в а ж н е й ш и е п е р в и ч н ы е т и п о м о р ф н ы е особенности к а ж ­ дого минерала. Именно действием данного фактора обусловле­ ны многие л о к а л ь н ы е , р е г и о н а л ь н ы е и г л о б а л ь н ы е особенности распределения терригенных минералов в осадочной оболочке Земли. Показательный п р и м е р , у с т а н о в л е н н ы й А. Б . Роновым, М . С. М и х а й л о в с к о й , И. И. С о л о д к о в о й , В. А. Г р о с с г е й м о м , Н . С. О к н о в о й и д р у г и м и а в т о р а м и , — особенности р а с п р е д е л е ­ ния T M в о с а д о ч н о м ч е х л е В о с т о ч н о - Е в р о п е й с к о й п л а т ф о р м ы , с в я з а н н ы е с п о с л е д о в а т е л ь н о й сменой п р е и м у щ е с т в е н н о г о в л и я ­ н и я р е г и о н а л ь н ы х источников сноса (особенно Б а л т и й с к о г о щ и ­ т а и У р а л а ) , с л о ж е н н ы х р а з л и ч н ы м и по составу п о р о д а м и (ме­ т а м о р ф и ч е с к и м и п о р о д а м и с р е д н е й и в ы с о к о й степени м е т а м о р ­ ф и з м а ; м е т а м о р ф и ч е с к и м и п о р о д а м и н и з к о й степени м е т а м о р ­ физма, основными и ультраосновными магматическими порода­ ми и д р . ) . Д р у г о й п р и м е р — о т м е ч е н н а я X. В и й д и н г о м смена с о с т а в а TMA в разрезе осадочных пород южного склона Балтийского щита, связанная с последовательным увеличением глубины эро­ з и о н н о г о с р е з а щ и т а , в ы в е д е н и е м н а д н е в н у ю поверхность и в о -

в л е ч е н и е м в р а з м ы в м е т а м о р ф и ч е с к и х пород все б о л е е г л у б о к и х зон м е т а м о р ф и з м а . В а ж н ы е глобальные закономерности эволюции состава ассо­ циаций породообразующих TM песчаных отложений, связанные с э в о л ю ц и е й м а г м а т и з м а и соответственно с о с т а в а п о р о д п и т а ю ­ щ и х п р о в и н ц и й , у с т а н о в л е н ы А. Б . Р о н о в ы м , В. Н . Х о л о д о в ы м и др. М е ж д у первичным минеральным составом пород питающих провинций и с о с т а в о м T M A о с а д о ч н ы х о б р а з о в а н и й , в о з н и к а ю ­ щ и х з а счет м а т е р и а л а этих п о р о д и п р о д у к т о в их в ы в е т р и ­ в а н и я , могут н а б л ю д а т ь с я к о л и ч е с т в е н н ы е и к а ч е с т в е н н ы е р а з ­ л и ч и я . К о л и ч е с т в е н н ы е р а з л и ч и я в с о д е р ж а н и и к а ж д о г о от­ д е л ь н о г о м и н е р а л а могут б ы т ь и с к л ю ч и т е л ь н о в е л и к и . Н а п р и м е р , по д а н н ы м Ю . А. П а в л и д и с а , при с о д е р ж а н и и 1,6 7о т и т а н о м а г н е т и т а в п о р о д а х источника сноса его с о д е р ж а ­ ние в о т л о ж е н и я х , в о з н и к ш и х за счет м а т е р и а л а этого источни­ к а , м о ж е т с о с т а в л я т ь более 9 6 % , т. е. р а з л и ч и я в с о д е р ж а н и и этого м и н е р а л а в с о с т а в е пород источника сноса и в о з н и к ш и х из м а т е р и а л а источника о т л о ж е н и й могут с о с т а в л я т ь 60 р а з и более. П о Ю. Д . Ш у й с к о м у , на о т д е л ь н ы х у ч а с т к а х береговой зоны Б а л т и й с к о г о м о р я по с р а в н е н и ю с с о с т а в о м р а з м ы в а е м ы х ис­ х о д н ы х пород, с о д е р ж а н и е и л ь м е н и т а и л е й к о к с е н а в о с а д к а х в о з р а с т а е т в 143, р у т и л а в 383, ц и р к о н а в 754 р а з а . Соответ­ ственно в э т и х о т л о ж е н и я х у м е н ь ш а е т с я о т н о с и т е л ь н о е с о д е р ­ ж а н и е д р у г и х м и н е р а л о в , о б л а д а ю щ и х более низкой плотно­ стью. Все э т о не п о з в о л я е т без д о п о л н и т е л ь н ы х и с с л е д о в а н и й про­ водить прямую аналогию между количественным минеральным составом о т л о ж е н и й и пород источников сноса и у к а з ы в а е т н а н е о б х о д и м о с т ь р а з р а б о т к и более с о в е р ш е н н о й и н а д е ж н о й ме­ тодики о п р е д е л е н и я источников сноса по м и н е р а л ь н о м у с о с т а в у ассоциаций терригенных компонентов. Характеристика иетрофондовой принадлежности TM приве­ д е н а во многих р а б о т а х (особенно в м и н е р а л о г и ч е с к и х свод­ к а х ) . П р и в о д и м ы е в этих р а б о т а х с в е д е н и я в основном д о с т а ­ точно б л и з к и . О д н а к о н е р е д к и и з н а ч и т е л ь н ы е р а с х о ж д е н и я в указываемой различными авторами преимущественной петрофондопой п р и н а д л е ж н о с т и о т д е л ь н ы х T M . И м е ю щ и е с я с в е д е н и я в б о л ь ш и н с т в е с л у ч а е в носят к а ч е с т в е н н ы й х а р а к т е р . Н а и б о л е е представительные данные о количественном содержании акцес­ сорных м и н е р а л о в п п о р о д а х различного типа получены В. В. Ляховичем, Сведения о содержании наиболее распростра­ ненных а к ц е с с о р н ы х м и н е р а л о в в к о р е н н ы х п о р о д а х р а з л и ч н о г о т и п а п р и в е д е н ы в т а б л . 6. В р а б о т а х В. В, Л я х о в и ч а и д р у г и х а в т о р о в с о д е р ж а т с я в е с ь м а с у щ е с т в е н н ы е д л я геолого-поисковых целей и п е т р о ф о н д о в ы х р е к о н с т р у к ц и й к о л и ч е с т в е н н ы е д а н ­ ные об о с о б е н н о с т я х т и п о м о р ф и з м а (точнее т и п о х и м и з м а ) .

Среднее содержание акцессорных минералов, г/т (по В. В. Ляховичу и Р. П. Тихоненковой)

Примечание. С о д е р ж а н и я а к ц е с с о р н ы х м и н е р а л о в в щелочных п о р о д а х у к а ­ з а н ы п о д а н н ы м Р . П. Т и х о н е н к о в о й . О с т а л ь н ы е с в е д е н и я приведены по В. В. Л я х о ­ вичу.

П о п р е о б л а д а ю щ е м у с о с т а в у п о р о д м о ж н о в ы д е л и т ь основ­ ные п е т р о г р а ф и ч е с к и е т и п ы п и т а ю щ и х п р о в и н ц и й ( т а б л . 7 ) . П р и р а з д е л е н и и T M по исходной генетической п р и н а д л е ж ­ ности в п р е д е л а х п о с л е д н е г о п е т р о ф о н д о в о г о к л а с с а ц е л е с о о б ­ р а з н о в ы д е л и т ь особым п о д к л а с с о м т а к и е т е р р и г е н н ы е м и н е р а ­ лы-индикаторы, д л я которых более древние осадочные породы я в л я ю т с я местом в о з н и к н о в е н и я (а не п р о м е ж у т о ч н ы м и или в т о ­ р и ч н ы м и к о л л е к т о р а м и ) . К числу э т и х T M о т н о с я т с я п е р е о т л о ­ женные зерна регенерированного кварца, глауконита, кальцита, д о л о м и т а , гипса, н е р е д к о — б а р и т а , а н а т а з а и д р . С у щ е с т в е н н а я т р у д н о с т ь при этом н е р е д к о состоит в у с т а н о в л е н и и п е р е о т л о ­ ж е н н о г о , а не а у т и г е н н о г о х а р а к т е р а этих м и н е р а л о в в о с а д о ч ­ ных т о л щ а х . Н е о б х о д и м о з а т р о н у т ь т а к ж е в о п р о с о вулканогенном источ­ нике о б л о м о ч н о г о в е щ е с т в а . К а к б ы л о о т м е ч е н о в ы ш е , непереотложенный в у л к а н о г е н н ы й м а т е р и а л не я в л я е т с я т е р р и г е н н ы м , а переотложенный ( к а к л ю б о й д р у г о й ) , н е з а в и с и м о от в р е м е н и проявления вулканизма, считается терригенным. Поэтому вулка­ н и з м , п р е д ш е с т в у ю щ и й о с а д к о н а к о п л е н и ю , в том числе непот с р е д с т в е н н о п р е д ш е с т в у ю щ и й ему, п р а к т и ч е с к и синхронно о б р а ­ з о в а н н ы й (или с у б с и н х р о н н о ) с ним, с и н с е д и м е н т а ц и о н н ы й и л и , к а к принято говорить, конседиментационный, т а к ж е представ­ л я е т собой один из ф а к т о р о в , о п р е д е л я ю щ и й с о с т а в Т М А . С п р а ­ в е д л и в о у к а з а н и е Ф. П е т т и д ж о н а , П . П о т т е р а и Р . С и в е р а [11] о том, что п и р о к л а с т и к а и л а в ы я в л я ю т с я в а ж н ы м и источни­ ками терригенного обломочного материала. По условиям воз­ н и к н о в е н и я этот м а т е р и а л в у л к а н о г е н н ы й . О д н а к о д а л ь н е й ш а я и с т о р и я , у с л о в и я в т о р и ч н о г о н а к о п л е н и я и н а б л ю д а е м о е в на­ с т о я щ е е в р е м я з а л е г а н и е с в и д е т е л ь с т в у ю т о его т е р р и г е н н о м образовании. Поскольку вулканизм является поставщиком тер­ ригенного м а т е р и а л а , то он ( в у л к а н и з м ) м о ж е т б ы т ь о б ъ е д и ­ нен с д р у г и м и ( г л у б и н н ы м и м а г м а т и ч е с к и м и , р е г и о н а л ь н о - и коитактово-метаморфическими и другими) источниками в преде­ лах общего понятия нетрофонда. Однако конседиментационный в у л к а н и з м — в е с ь м а с п е ц и ф и ч е с к и й источник т е р р и г е н н о г о м а ­ т е р и а л а , о т л и ч а ю щ и й с я от д р у г и х источников, в том числе и от более д р е в н и х в у л к а н о г е н н ы х о б р а з о в а н и й . Б о л е е д р е в н и е в у л к а н о г е н н ы е о б р а з о в а н и я , к а к и иные по п р о и с х о ж д е н и ю породы источников сноса ( г л у б и н н ы е м а г м а т и ­ ческие н д р . ) , в течение в р е м е н и , п р е д ш е с т в у ю щ е г о о с а д к о н а к о и л е и н ю , и с п ы т ы в а ю т или могут и с п ы т ы в а т ь в о з д е й с т в и е про­ цессов поверхностного в ы в е т р и в а н и я , с в я з а н н о г о с к л и м а т и ч е ­ с к и м и и т е к т о и о - г е о м о р ф о л о г и ч е с к и м и у с л о в и я м и (а т а к ж е д е я ­ тельностью орпшизмон и д р . ) . и о т р а ж а ю т это воздействие. П о ­ п а д а ю щ и е после н е к о т о р о г о п е р е о т л о ж е н и я в о с а д о к п р о д у к ­ ты к о н с е д и м е н т а ц н о н н о г о в у л к а н и з м а в з н а ч и т е л ь н о й мере, а иногда полностью минуют это воздействие. Сказанное опреде­ л я е т н е о б х о д и м о с т ь р а з д е л ь н о г о учета т е р р и г е н н о г о м а т е р и а л а этих источников. О д н а к о полное их р а з г р а н и ч е н и е в и с к о п а е м ы х

40

Основные петрографические типы питающих провинций и их минералы-индикаторы

Петрографический тип

Обозначе­ ние

П р е о б л а д а ю щ и й класс и тип п о р о д

Типоморфные минералыиндикаторы

Гранитоидный (саличе­ ский)

а

Кислые, средние и ще­ лочные магматические и подобные им по составу породы и связанные с ними пегматиты, пневматолито-гидротермальные и контактово-метасоматические образования

Кварц, калишпаты, кислые плагиоклазы, мус­ ковит, биотит, роговая обманка, щелочные ам­ фиболы и пироксены, циркон, турмалин, апа­ тит, монацит, ксенотим, касситерит, топаз, тита­ нит, флюорит

Базитовый (мафический)

Ь

Основные и ультраос­ новные магматические и подобные им по составу породы и связанные с ними поздне- и постмаг­ матические и контактово-метасоматические об­ разования

Основные плагиокла­ зы, пироксены, оливин, хромит, шпинель, магне­ тит, титаномагнетнт, ильменит, пироп

Метаморфи­ ческий

т

Разнообразные по со­ ставу кристаллические сланцы, гнейсы, амфибо­ литы, кварциты и другие породы различных зон и типов регионального и локального метаморфиз­ ма

Кварц, кианит, ставро­ лит, силлиманит, андалу­ зит, тремолит, актино­ лит, глаукофан, минера^ лы группы эпидота, аль­ мандин, хлоритоид, ко­ рунд

S

Древние осадочные Переотложенные кварц поооды различного со­ (особенно показательны переотложенные зерна става регенерированного' квар­ ца), глауконит, кальцит, доломит, циркон, рутил, турмалин, барит, анатаз и др.

Осадочный

о т л о ж е н и я х н е р е д к о з а т р у д н и т е л ь н о . Это у с л о ж н я е т п а л е о к л и матические, палеогеоморфологические, палеотектонические и иные р е к о н с т р у к ц и и по т е р р и г е н н ы м м и н е р а л а м . У ч и т ы в а я низ­ кую и весьма низкую химическую устойчивость в поверхностных у с л о в и я х основных и с р е д н и х п л а г и о к л а з о в , с а н и д и н а , о л и в и н а и д р у г и х м и н е р а л о в , м о ж н о п о л а г а т ь , что п р и с у т с т в и е этих ми­ н е р а л о в в о с а д о ч н ы х о б р а з о в а н и я х с в я з а н о с синхронной или субсинхронной с о с а д к о н а к о п л е н и е м (конседиментационной) вулканической деятельностью. Особенно надежными индикато­ р а м и к о н с е д и м е н т а ц и о н н о г о в у л к а н и з м а эти м и н е р а л ы я в л я ю т ­ ся в тех с л у ч а я х , к о г д а они п р е д с т а в л е н ы в о т л о ж е н и я х д о с т а ­ точно с в е ж и м и , м а л о и з м е н е н н ы м и и д и о м о р ф н ы м и з е р н а м и , к а к , н а п р и м е р , в н и ж н е м е л о в ы х п е с ч а н и к а х свиты К л и р у о т е р в про­ винции А л ь б е р т а , К а н а д а ( д а н н ы е П. П у т н а м а и М. П е д с к а л н и ) . Н о и в т е х с л у ч а я х , к о г д а эти м и н е р а л ы и з м е н е н ы , н е л ь з я исключить вероятность проявления конседиментационного вул­ к а н и з м а , п о с к о л ь к у и з м е н е н и я м и н е р а л о в могут б ы т ь о б у с л о в ­ л е н ы б о л е е поздними п о с т с е д и м е н т а ц и о н н ы м и п р о ц е с с а м и . П р и этом в а ж н о у ч и т ы в а т ь н а л и ч и е и д р у г и х и н д и к а т о р н ы х п р и з н а ­ ков к о н с е д и м е н т а ц и о н н о г о в у л к а н и з м а — присутствие н е о к а т а н ных о б л о м к о в в у л к а н о г е н н ы х м и н е р а л о в и горных пород, в у л ­ к а н и ч е с к о г о с т е к л а , их с о х р а н н о с т ь и т. д. И з м и н е р а л ь н ы х ин­ д и к а т о р о в ч а с т и ц п е и л о в о г о или т у ф о в о г о м а т е р и а л а X. А. Вийдинг, Д ж . Х ь ю б е р т и д р у г и е а в т о р ы у к а з ы в а ю т и д и о м о р ф н ы е ( н е а у т и г е н н ы е ) к р и с т а л л ы а п а т и т а , к о р и ч н е в о г о или т е м н о - к о ­ ричневого биотита, ц и р к о н а , роговой о б м а н к и , а в г и т а , (3-кварца, к о т о р ы е особенно п о к а з а т е л ь н ы , если в с т р е ч а ю т с я совместно.

Тектоника и рельеф Существенный фактор терригенного осадко- и породообразов а н и я - т е к т о н и ч е с к и П р е ж и м о б л а с т и о с а д к о н а к о п л е н и я и со­ п р е д е л ь н ы х с ней о б л а с т е й сноса. Е г о в л и я н и е на с о с т а в Т М А , к а к и на х а р а к т е р о с а д о ч н ы х т о л щ , м н о г о г р а н н о и п р о я в л я е т с я на р а з л и ч н ы х с т а д и я х о с а д о ч н о г о процесса. И м е н н о тектониче­ ские и н е п о с р е д с т в е н н о с в я з а н н ы е с н и м и г е о м о р ф о л о г и ч е с к и е условия определяют пространственное распределение областей д е н у д а ц и и и о с а д к о н а к о п л е н и я д л я к а ж д о г о о т р е з к а геологиче­ ского времени, в ы в е д е н и е тех или иных п о р о д в зону д е н у д а ц и и и глубину их э р о з и о н н о г о с р е з а , направления и дальность т р а н с п о р т и р о в к и о б л о м о ч н о г о м а т е р и а л а , интенсивность процес­ сов денудации и аккумуляции, соотношение между процессами д е н у д а ц и и и х и м и ч е с к о г о в ы в е т р и в а н и я пород, с к о р о с т ь проги­ б а н и я о б л а с т е й о с а д к о н а к о п л е н и я , м о щ н о с т ь о т л о ж е н и й , глуби­ ну их п о г р у ж е н и я и с в я з а н н у ю с ней с к о р о с т ь п р о х о ж д е н и я о т л о ж е н и я м и стадии и э т а п о в седименто-, диа-, к а т а - и м е т а г е ­ н е з а , степень п о с т с с д и м е п т а ц и о н н о г о п р е о б р а з о в а н и я о с а д о ч н ы х т о л щ и т. д.

Т е к т о н и ч е с к и й р е ж и м , п р е д с т а в л я ю щ и й сббой « н а д ф а к т о р » { « с у п е р ф а к т о р » ) , о п р е д е л я ю щ и й в а ж н е й ш и е особенности проте­ к а н и я о с а д о ч н о г о п р о ц е с с а , о к а з ы в а е т з н а ч и т е л ь н о е в л и я н и е на формирование и эволюцию состава TM ассоциаций осадочных т о л щ , но не непосредственно, а через т а к о й геологический ф а к ­ тор, как, например, рельеф. Именно в восстановлении рельефа, е г о х а р а к т е р е и э в о л ю ц и и — основной путь к р у п н ы х п а л е о т е к тонических р е к о н с т р у к ц и й по т е р р и г е н н ы м м а т е р и а л а м . П о э т о ­ му д а н н ы й ф а к т о р т е р р и г е н н о г о с е д и м е н т о - и л и т о г е н е з а целе­ с о о б р а з н о р а с с м а т р и в а т ь в к а ч е с т в е единого т е к т о н о - г е о м о р ф о л о г и ч е с к о г о ф а к т о р а . П о Б . С. Л у н е в у , Г. А. К а л е д е , Н . Н. В е д е р н и к о в у , В. В. Ж у к о в у , В. Ф. К р и в о н о с у , С. Г. М и р чинку, В. Е. Н е к о с у , Б . М. О с о в е ц к о м у и д р у г и м , д а ж е л о к а л ь ­ ные т е к т о н и ч е с к и е д в и ж е н и я с у щ е с т в е н н о в л и я ю т на д и н а м и к у в о д н ы х потоков и о п р е д е л я ю т особенности с о с т а в а T M A н а к а п ­ л и в а ю щ и х с я о с а д к о в . Э т о в л и я н и е п р о я в л я е т с я и в тех с л у ч а я х , когда возникающие и развивающиеся локальные тектонические с т р у к т у р ы не п о л у ч а ю т я в н о г о г е о м о р ф о л о г и ч е с к о г о в ы р а ж е н и я , нивелируясь денудационно-аккумулятивными процессами. В л и я н и е т е к т о н о - г е о м о р ф о л о г и ч е с к и х условий у ч и т ы в а е т с я д а л е к о не всегда при п а л е о г е о г р а ф и ч е с к и х и иных п о с т р о е н и я х по T M . Д а н н ы й ф а к т о р во многих с л у ч а я х — в е с ь м а с у щ е с т в е н ­ н а я причина р а з л и ч и й в с о с т а в е T M A о с а д о ч н ы х о б р а з о в а н и й . П р и м е р о м , и л л ю с т р и р у ю щ и м с п р а в е д л и в о с т ь этого п о л о ж е н и я , обоснованного ранее фундаментальными исследованиями Н . М. С т р а х о в а , А. Б . Р о н о в а , В . П . К а з а р и н о в а , Н . В . Л о г в и н е н к о , С. В. Т и х о м и р о в а , П . К р ы н и н а , Ф. П е т т и д ж о н а и д р у г и х л и т о л о г о в , я в л я ю т с я , в частности, нижне- и среднекаменноугольные терригенные отложения Калбинского синклинория. К а к показали Н. П. Киселев и В. Д . Тян, видовой набор TM т я ж е л о й ф р а к ц и и этих о т л о ж е н и й в е с ь м а в ы д е р ж а н ( г л а в н ы м о б р а з о м , и л ь м е н и т , эпидот, п и р о к с е н ы и а м ф и б о л ы ) , что у к а з ы ­ в а е т на т о ж д е с т в е н н о с т ь или б л и з о с т ь с о с т а в а п о р о д источни­ к о в сноса д л я р а з н о в о з р а с т н ы х о т л о ж е н и й о с а д о ч н о й т о л щ и . Однако количественные соотношения между различными TM и с п ы т ы в а ю т по р а з р е з у з н а ч и т е л ь н ы е к о л е б а н и я . П о д а н н ы м у к а з а н н ы х а в т о р о в , н и ж н и е части всех с т р а т и г р а ф и ч е с к и х под­ р а з д е л е н и й х а р а к т е р и з у ю т с я господством группы неустойчивых м и н е р а л о в , а в в е р х н и х г о р и з о н т а х к а ж д о й свиты з н а ч и т е л ь н о увеличивается содержание устойчивых ильменита и циркона. Э т у з а к о н о м е р н о с т ь Н . П. К и с е л е в и В . Д . Т я н с в я з ы в а ю т с про­ ц е с с а м и т е к т о н и ч е с к о й а к т и в и з а ц и и на р у б е ж е х р о н о с т р а т и г р а фических интервалов и с усиленной интенсивностью денудацио н н о - а к к у м у л я т и в н ы х процессов на н а ч а л ь н ы х э т а п а х ф о р м и р о ­ в а н и я к а ж д о й свиты, в р е з у л ь т а т е чего процессы поверхностно­ го х и м и ч е с к о г о в ы в е т р и в а н и я не у с п е в а ю т п р о я в и т ь с я д о с т а т о ч ­ но г л у б о к о и в о с а д о к п о с т у п а е т б о л ь ш о е к о л и ч е с т в о х и м и ч е с к и о т н о с и т е л ь н о неустойчивых T M (пироксенов, а м ф и б о л о в , эпидота).

Роль тектоники в формировании и эволюции состава TMA о с а д о ч н ы х т о л щ о т н ю д ь не о г р а н и ч и в а е т с я с т а д и е й с е д и м е н т о генеза (в п о н и м а н и и Н . М . С т р а х о в а и д р . ) , а я в л я е т с я в е с ь м а с у щ е с т в е н н о й на всех с т а д и я х о с а д о ч н о г о процесса, в к л ю ч а я д л и т е л ь н у ю п о с т с е д и м е н т а ц и о н н у ю историю с у щ е с т в о в а н и я T M . А н а л и з и р у я и м е ю щ и е с я д а н н ы е об о с о б е н н о с т я х состава T M A б л и з к и х по в о з р а с т у и г л у б и н е з а л е г а н и я о т л о ж е н и й , р а з ­ в и т ы х в р а з л и ч н ы х т е к т о н и ч е с к и х з о н а х , п р е ж д е всего в с к л а д ­ ч а т ы х о б л а с т я х и чехле д р е в н и х п л а т ф о р м , в з о н а х интенсивно­ го с ж а т и я и в п р е д е л а х о т н о с и т е л ь н о с т а б и л ь н ы х плит, м о ж н о п о л а г а т ь , что, х о т я процессы постседиментационного внутрислойного р а с т в о р е н и я ( П В Р ) T M в той или иной м е р е п р о я в л я ­ ю т с я п р а к т и ч е с к и п о в с е м е с т н о , н а и б о л е е интенсивно эти процес­ сы, к а к п о к а з а л и А. В. К о п е л и о в и ч , А. Г. К о с с о в с к а я , Н . В. Л о г в и н е н к о , В . Н . Ш в а н о в , В . Д . Ш у т о в и р я д д р у г и х а в т о р о в , на­ блюдаются в тектонически наиболее активных складчатых зо­ нах, в о б с т а н о в к е стресса. С у ж д е н и е о в е д у щ е й р о л и н а п р а в ­ л е н н о г о , о д н о с т о р о н н е г о д а в л е н и я в о п р е д е л е н и и степени П В Р обломочного вещества существенно дополняет представления П. Б о с у э л л а и Ф. П е т т и д ж о н а , с о г л а с н о к о т о р ы м постседимент а ц и о н н а я э в о л ю ц и я ТМА, с о х р а н е н и е или ж е у н и ч т о ж е н и е T M в условиях П В Р определяются лишь химическими свойствами присутствующих в отложениях поровых флюидов, температурой и з н а ч е н и я м и р Н , а т а к ж е с в о й с т в а м и м и н е р а л о в [10]. Климат Многие исследователи придают весьма большое значение в л и я н и ю к л и м а т и ч е с к о г о ф а к т о р а на с о с т а в T M A о с а д к о в , но В . П. Б а т у р и н , Ф. П е т т и д ж о н , У. Т в е н х о ф е л и д р у г и е у к а з ы в а ­ ют на т р у д н о с т ь д о к а з а т е л ь с т в а и о п р е д е л е н и я д е й с т в и т е л ь н о г о его з н а ч е н и я . Н е к о т о р ы е а в т о р ы , п р и з н а в а я исключительно большое воздействие климатического фактора в формировании к о н т и н е н т а л ь н ы х о т л о ж е н и й , ф а к т и ч е с к и о т р и ц а ю т его в л и я н и е на с о с т а в д о н н ы х о с а д к о в м о р е й и о к е а н о в ( Н . М. С т р а х о в , В. П. В а с и л ь е в ) . Д е л о не с т о л ь к о в п о з и ц и и и с с л е д о в а т е л я , с к о л ь к о в том, на чем она о с н о в ы в а е т с я , в к а к о й м е р е под­ т в е р ж д а е т с я ф а к т и ч е с к и м м а т е р и а л о м . Т а к , х о т я В. П . В а с и л ь ­ ев | 2 | о т к л о н я е т т о ч к у з р е н и я о с у щ е с т в е н н о м в л и я н и и к л и м а ­ та на с о с т а в т е р р и г е н н о й ч а с т и д о н н ы х о с а д к о в , ф а к т и ч е с к и е д а н н ы е , п р и в е д е н н ы е в его р а б о т е , п о л н о с т ь ю ее п о д т в е р ж д а ю т . В л и я н и е к л и м а т и ч е с к и х у с л о в и й на с о с т а в Т М А , к а к извест­ но, п р о я в л я е т с я г л а в н ы м о б р а з о м в поверхностном х и м и ч е с к о м выветривании относительно неустойчивых минеральных компо­ нентов. Х о д процессов п о в е р х н о с т н о г о в ы в е т р и в а н и я в з н а ч и ­ т е л ь н о й степени з а в и с и т от б и о л о г и ч е с к о й ( б и о х и м и ч е с к о й ) д е я ­ тельности, во многом т а к ж е о п р е д е л я е м о й к л и м а т и ч е с к и м и у с ­ ловиями.

О ц е н и в а я в л и я н и е к л и м а т а на с о с т а в т е р р и г е н н о й части о с а д к о в , н е о б х о д и м о у ч и т ы в а т ь , что к л и м а т и ч е с к о е в о з д е й с т в и е на п о р о д ы источников сноса д а ж е в т р о п и ч е с к и х о б л а с т я х по р а з н ы м п р и ч и н а м д а л е к о не в с е г д а д о с т и г а е т полного з а в е р ­ ш е н и я и п р и в о д и т к у н и ч т о ж е н и ю всех х и м и ч е с к и о т н о с и т е л ь н о неустойчивых м и н е р а л о в , з а и с к л ю ч е н и е м м и н е р а л о в группы с в е р х у с т о й ч и в ы х (циркон, р у т и л , т у р м а л и н и к в а р ц ) . Н е п о л н а я з а в е р ш е н н о с т ь п р о ц е с с о в х и м и ч е с к о г о в ы в е т р и в а н и я , особенно естественная д л я современных осадочных образований и в обла­ стях с активной тектонической деятельностью, расчлененным р е л ь е ф о м и в у л к а н и з м о м , р а з у м е е т с я , не д а е т о с н о в а н и й отри­ ц а т ь к л и м а т и ч е с к о е в о з д е й с т в и е на п о р о д ы , не у к а з ы в а е т на то, что к л и м а т и ч е с к и й ф а к т о р в о о б щ е не в л и я е т (или в л и я е т в р а в н о й м е р е в р а з л и ч н ы х к л и м а т и ч е с к и х з о н а х ) на ф о р м и р о в а ­ ние с о с т а в а о б л о м о ч н о й ч а с т и о т л о ж е н и й . Как выявить влияние климатического ф а к т о р а на состав T M A или д о к а з а т ь о т с у т с т в и е т а к о г о в л и я н и я ? С этой ц е л ь ю естественно б ы л о бы в ы б р а т ь д л я п р и м е р а ф о р м и р о в а в ш и е с я в различных климатических условиях разновозрастные отложения одного с е д и м е н т а ц и о н н о г о б а с с е й н а , с в я з а н н о г о с о д н и м и и т е м и ж е по с о с т а в у п о р о д а м и источников сноса. Э т о п о з в о л и л о бы в значительной мере исключить возможное влияние петрофондов ы х р а з л и ч и й на с о с т а в T M A с о п о с т а в л я е м ы х о с а д о ч н ы х о б р а ­ з о в а н и й . П р и э т о м , р а з у м е е т с я , ж е л а т е л ь н о , чтобы и д р у г и е ( п р е ж д е всего т е к т о н о - г е о м о р ф о л о г и ч е с к и е ) у с л о в и я ф о р м и р о в а ­ ния с о п о с т а в л я е м ы х о т л о ж е н и й б ы л и д о с т а т о ч н о с х о д н ы м и , а к л и м а т и ч е с к и е у с л о в и я с е д и м е н т о г е н е з а о п р е д е л я л и с ь по к о м ­ плексу минералогических (аутигенные и глинистые минералы), геохимических, п а л е о н т о л о г и ч е с к и х и д р у г и х д а н н ы х , н е з а в и с и ­ мых от д а н н ы х по TMА. Т а к о й п о д х о д п о з в о л и л бы в ы д е л и т ь в л и я н и е к л и м а т и ч е с к о г о ф а к т о р а на с о с т а в т е р р и г е н н ы х к о м ­ понентов, т а к с к а з а т ь , в чистом в и д е и в п о л н е о б о с н о в а н н о ре­ ш и т ь в о п р о с о с у щ е с т в е н н о м или н е с у щ е с т в е н н о м к л и м а т и ч е ­ ском в о з д е й с т в и и на с о с т а в Т М А . В . П . В а с и л ь е в [2], о д н а к о , о п е р и р у я д а н н ы м и о б л и з к и х по в о з р а с т у с о в р е м е н н ы м о т л о ж е н и я м р а з н ы х к л и м а т и ч е с к и х зон, в ы н у ж д е н с о п о с т а в л я т ь м е ж д у собой о т л о ж е н и я , ф о р м и р о в а н и е к о т о р ы х с в я з а н о с р а з л и ч н ы м и и с т о ч н и к а м и сноса. Т а к о е со­ п о с т а в л е н и е при с о б л ю д е н и и о п р е д е л е н н ы х у с л о в и й в п о л н е воз­ м о ж н о и п р а в о м е р н о . В . П. В а с и л ь е в , и с с л е д о в а в ш и й л и ш ь весь­ м а б л и з к и е по п л о т н о с т и л е г к и е т е р р и г е н н ы е м и н е р а л ы и опе­ рирующий значениями кварц-полевошпатового отношения ( К П О ) , п о д ч е р к и в а е т , что в п о д о б н ы х с л у ч а я х н е о б х о д и м о ис­ п о л ь з о в а т ь при м и н е р а л о г и ч е с к и х с о п о с т а в л е н и я х не непосред­ ственно К П О , а степень его и з м е н е н и я в д о н н ы х м о р с к и х о с а д ­ к а х по с р а в н е н и ю с к о р е н н ы м и п о р о д а м и п и т а ю щ и х провин­ ций [2], т. е. с т е м и п о р о д а м и , м а т е р и а л которых я в и л с я ис­ х о д н ы м при ф о р м и р о в а н и и с о п о с т а в л я е м ы х о т л о ж е н и й . К со-

ж а л е н и ю , В. П. В а с и л ь е в у не у д а л о с ь в полной м е р е р е а л и з о ­ в а т ь этот э ф ф е к т и в н ы й м е т о д и ч е с к и й подход. О б ъ е к т и в н о е и о б о с н о в а н н о е р е ш е н и е вопроса о р о л и кли­ м а т и ч е с к о г о ф а к т о р а в ф о р м и р о в а н и и T M A ни в коем с л у ч а е не может осуществляться безотндсительно к исходному составу пород источников сноса без с о о т в е т с т в у ю щ е г о у ч е т а п е т р о ф о н д о в ы х д а н н ы х . П о э т о м у п р и в о д и м ы е В. П. В а с и л ь е в ы м в к а ч е ­ стве а р г у м е н т а д а н н ы е о н а л и ч и и к в а р ц е в ы х песков в зоне л е ­ д о в о г о с е д и м е н т о г е н е з а (по Д ж . К е м п б е л л у , Д . К л а р к у и др.) и о ш и р о к о м р а с п р о с т р а н е н и и и п р е о б л а д а н и и х и м и ч е с к и неус­ тойчивых терригенных компонентов в некоторых отложениях т р о п и ч е с к и х о б л а с т е й (по П . К р ы н и н у и д р . ) о т н ю д ь не явля­ ются достаточным аргументом для отрицания значительной ро­ ли климатического фактора в формировании TM ассоциаций, п о с к о л ь к у исходный м а т е р и а л д л я э т и х о т л о ж е н и й б ы л сущест­ венно различным. При олигомиктовом и мономинерально-квар­ цевом с о с т а в е исходных пород источников сноса з р е л о с т ь T M A л е г к о й ф р а к ц и и о с а д к о в будет и с к л ю ч и т е л ь н о в ы с о к о й и при отсутствии интенсивного и г л у б о к о г о к л и м а т и ч е с к о г о воздей­ с т в и я на эти п о р о д ы при л е д о в о м типе с е д и м е н т о г е н е з а . П р и в е с ь м а « н е з р е л о м » исходном с о с т а в е п о р о д источников сноса д а ж е в е с ь м а интенсивное к л и м а т и ч е с к о е в о з д е й с т в и е на эти по­ р о д ы не с р а з у и не всегда п р и в о д и т к п о л н о м у у н и ч т о ж е н и ю всех х и м и ч е с к и н е у с т о й ч и в ы х к о м п о н е н т о в (этому у н и ч т о ж е ­ нию, к а к известно, могут п р е п я т с т в о в а т ь и п р о ц е с с ы а к т и в н о г о т е к т о г е н е з а ) . В р е з у л ь т а т е э т о г о з р е л о с т ь T M A о т л о ж е н и й тро­ пической з о н ы в т е х или иных с л у ч а я х м о ж е т б ы т ь з н а ч и т е л ь ­ но м е н ь ш е й , чем з р е л о с т ь T M A о т л о ж е н и й зоны л е д о в о г о седи­ ментогенеза. Однако д л я оценки роли климатического фактора п р и р а з л и ч н о м исходном с о с т а в е п о р о д источников сноса абсо­ лютные в е л и ч и н ы л ю б ы х п о к а з а т е л е й з р е л о с т и T M A (в ч а с т н о ­ сти, к в а р ц - п о л е в о ш п а т о в о е о т н о ш е н и е ) с а м и по себе не и м е ю т с у щ е с т в е н н о г о з н а ч е н и я , не я в л я я с ь э ф ф е к т и в н ы м и п о к а з а т е л я ­ ми. Л и ш ь о ц е н к а и с о п о с т а в л е н и е степени изменения зрелости к о м п о н е н т о в в о т л о ж е н и я х , по сравенению с исходными поро­ дами, могут д а т ь вполне о б о с н о в а н н ы й ответ на и н т е р е с у ю щ и й н а с иопрос. В к а ч е с т в е одного из в о з м о ж н ы х п о к а з а т е л е й р о л и к л и м а т и ­ ческого ф а к т о р а в ф о р м и р о в а н и и с о с т а в а T M A о т л о ж е н и й есте­ ственно и с п о л ь з о в а т ь о т н о ш е н и е в е л и ч и н ы к в а р ц - п о л е в о ш п а т о ­ вого отношении о с а д к а ( К П 0 ) к в е л и ч и н е к в а р ц - п о л е в о ш п а т о ­ вого о т н о ш е н и я исходных д л я этого о с а д к а к о р е н н ы х п о р о д ис­ точников сноса, т. е. п е т р о ф о н д а ( К П О ) . С учетом и з л о ж е н н о г о , о б р а т и м с я к а н а л и з у ф а к т и ч е с к и х д а н н ы х , с о д е р ж а щ и х с я в р а б о т е В. П . В а с и л ь е в а [2]. П р и в е д е н н ы е В. П. В а с и л ь е в ы м д а н н ы е об о т л о ж е н и я х в се­ в е р о - з а п а д н о й части Ч е р н о г о м о р я и о п о р о д а х источников сно­ са не п о к а з а т е л ь н ы и не могут о д н о з н а ч н о и н т е р п р е т и р о в а т ь с я . Л е г к а я ф р а к ц и я пород источников сноса д л я этих о т л о ж е н и й , 0

п

40

Показатели зрелости алевритовой фракции современных отложений Белого моря и исходных пород источников сноса (вычислено по данным В. П. Васильева) кпо /кпо

Породы, осадки

КПО

Кайнозойские песчно-глинистые отложения побе­ режья Белого моря

1,1 05—2,2

Современные осадки шельфа Белого моря

1,2 0,5—2,9

1,1

Современные осадки пляжей и мелководного бе­ регового склона Белого моря

1,1 0,4—3,6

1,0

0

п

Примечание. В числителе указаны средние данные, в знаменателе — преде­ лы к о л е б а н и й . К о э ф ф и ц и е н т К П 0 / К П О р а с с ч и т а н на о с н о в е с р е д н и х д а н н ы х . 0

п

к а к у к а з ы в а е т В . П . В а с и л ь е в , состоит п р е и м у щ е с т в е н н о из' к в а р ц а . В с в я з и с т а к и м с о с т а в о м и с х о д н ы х пород в е с ь м а вы­ сокие з н а ч е н и я К П О д л я с о в р е м е н н ы х о т л о ж е н и й региона е щ е не могут с в и д е т е л ь с т в о в а т ь о с у щ е с т в е н н о м в о з д е й с т в и и совре­ менного к л и м а т а на эти п о р о д ы . О д н а к о эти ф а к т ы никоим об­ р а з о м не я в л я ю т с я о с н о в а н и е м о т р и ц а т ь з н а ч и м о с т ь т а к о г о воздействия. Более показательны данные о современных отложениях ш е л ь ф а К у б ы и Б е л о г о м о р я , п о с к о л ь к у К П О д л я и с х о д н ы х по­ р о д источников сноса в э т и х р а й о н а х не с т о л ь в е л и к о и позво­ л я е т в ы я в и т ь к л и м а т и ч е с к о е в о з д е й с т в и е на эти п о р о д ы . К р о м е того, эти о б л а с т и о т н о с я т с я к р а з н ы м к л и м а т и ч е с к и м з о н а м с с у щ е с т в е н н о р а з л и ч н ы м и к л и м а т и ч е с к и м и у с л о в и я м и седимент о г е н е з а , что т а к ж е способствует у с т а н о в л е н и ю в л и я н и я к л и ­ м а т и ч е с к о г о ф а к т о р а на с о с т а в Т М А . К а к в и д н о из д а н н ы х , п р и в е д е н н ы х в т а б л . 8 и 9, во всех отложениях (исключение — шельфовые отложения зал. Гуанаа к а б и с е с ) з н а ч е н и е К П 0 д л я ш е л ь ф о в ы х о т л о ж е н и й К у б ы пре­ восходит (в п о д а в л я ю щ е м б о л ь ш и н с т в е от 5 д о 174 р а з ) д а ж е м а к с и м а л ь н ы е з н а ч е н и я К П О исходных пород, в то в р е м я к а к д л я о т л о ж е н и й Б е л о г о м о р я и и с х о д н ы х д л я них п о р о д источ­ н и к о в сноса з н а ч е н и я К П О ( К П 0 и К П О ) п р а к т и ч е с к и не о т л и ч а ю т с я (отношение К П 0 / К П О , р а с с ч и т а н н о е на основе с р е д н и х з н а ч е н и й К П О , д л я б е л о м о р с к и х о т л о ж е н и й р а в н о или весьма близко к единице). Эти д а н н ы е с в и д е т е л ь с т в у ю т о с у щ е с т в е н н о м р а з л и ч и и сте* пени к л и м а т и ч е с к о г о в о з д е й с т в и я на породы источников сноса и о в л и я н и и этого в о з д е й с т в и я на с о с т а в T M A ф о р м и р у ю щ и х с я в этих р а й о н а х о т л о ж е н и й (весьма з н а ч и т е л ь н о в о з д е й с т в и е 0

п

0

0

п

п

Показатели зрелоети алевритовой фракции современных отложений кубинского шельфа и исходных коренных пород источников сноса (вычислено по данным В. П. Васильева)

КПО

Породы, осадки

Коренные породы Восточной Кубы Современные отложения Восточной Кубы (пляж и подводный береговой склон) Современные отложения шельфа зал. Гуаканаябо Коренные породы Центральной Кубы Современные отложения Централь­ ной Кубы (пляж и подводный бере­ говой склон) Современные отложения шельфа зал. Анна-Мария Коренные породы Западной Кубы Современные отложения Западной Кубы (пляж и подводный береговой склон) Современные отложения шельфа зал. Гуанаакабибес Современные отложения шельфа зал. Батабано Коренные породы острова Пинос Современные отложения острова Пинос (пляж и подводный береговой склон)

макс

кпо„„ ср

К П О

КПО

о,макс

п,макс

к

п

К П О

о

о ,

п,макс

0,50 84,0

4,19

1168,0

8,4

il6„8

12,90

В3,6

5,8

0,50 87,0

—

—,

8,30

174,0

16,6

17,7

4),91

35,4

9,8

7,0 120,2

.

—,

11,12

17,2

1,6

11,2

7,36

1,6

244,5

36,05

ЗД,9

16,0 248,0

—.

—

_

1:24,75

15,5

7,8

—

—

ср

1,95 5Д

к л и м а т а на К у б е и в е с ь м а н е з н а ч и т е л ь н о в б а с с е й н е Б е л о г о мори). А н а л и з и р у й эти д а н н ы е , н е о б х о д и м о о т м е т и т ь , к р о м е того, что п р а к т и ч е с к и полное с о в п а д е н и е з н а ч е н и й К П О в с о в р е м е н ­ ных о т л о ж е н и я х Б е л о г о м о р я и в и с х о д н ы х д л я них п о р о д а х источников сноса ( К П 0 . с р / К П О . с р = 1,0—1,1) у к а з ы в а е т не т о л ь к о на н е з н а ч и т е л ь н о е к л и м а т и ч е с к о е в о з д е й с т в и е на п о р о д ы и с т о ч н и к о в сноса этого р а й о н а , но и на о т с у т с т в и е а б р а з и в н о г о и с т и р а н и я п о л е в ы х п ш а т о в при их т р а н с п о р т и р о в к е . Л и ш ь по небольшому превышению максимальных значений К П 0 над К П О п (см. т а б л . 8) м о ж н о п о л а г а т ь , что при ф о р м и р о в а н и и р а с ­ с м а т р и в а е м ы х о т л о ж е н и й п о л е в ы е ш п а т ы р а з р у ш а л и с ь в ре­ з у л ь т а т е к л и м а т и ч е с к о г о , ф и з и к о - м е х а н и ч е с к о г о (в ч а с т н о с т и , а б р а з и в н о г о ) л и б о совместно того и д р у г о г о в о з д е й с т в и й . 0

п

0

48

Динамика среды транспортировки и накопления обломочного вещества Д е й с т в и е д а н н о г о ф а к т о р а , его в л и я н и е на с о с т а в T M A на­ капливающихся отложений проявляется главным образом в д в у х о с н о в н ы х а с п е к т а х : 1) р а з р у ш е н и и а б р а з и в н о неустойчи­ в ы х м и н е р а л о в , 2) г и д р о а э р о д и н а м и ч е с к о й минералогической д и ф ф е р е н ц и а ц и и о б л о м о ч н о г о в е щ е с т в а . З н а ч и м о с т ь первого в т е р р и г е н н о й м и н е р а л о г и и н е р е д к о п е р е о ц е н и в а е т с я , второго — недооценивается. Рассмотрим и дадим оценку результатов каж­ дого из э т и х я в л е н и й . О г о в о р и м с я при э т о м , что р е ч ь пойдет о TM гранулометрических фракций преимущественно песчаного и алевритового размера. 1. Разрушение абразивно неустойчивых минералов. Значи­ мость д а н н о г о я в л е н и я при ф о р м и р о в а н и и T M A о с а д к о в о б ы ч н о н е очень в е л и к а . О д н а к о б о л ь ш о е з н а ч е н и е и м е ю т з о н ы с весь­ ма а к т и в н о й д и н а м и к о й и д р у г и м и б л а г о п р и я т н ы м и д л я п р о я в ­ л е н и я этих процессов у с л о в и я м и — п р е ж д е всего з о н ы э о л о в о г о о с а д к о н а к о п л е н и я , п р и б о й н ы е зоны и р у с л а г о р н ы х рек. В п р о ­ чем, и д л я о т м е ч е н н ы х у с л о в и й , в частности при ф о р м и р о в а н и и а л л ю в и я г о р н ы х рек, в л и я н и е т р а н с п о р т и р о в к и н а д р о б л е н и е и и с т и р а н и е о б л о м о ч н ы х з е р е н , особенно з е р е н п е с ч а н о - а л е в р и тового р а з м е р а , н е р е д к о п е р е о ц е н и в а е т с я . Т а к , по Л . Б . Р у х и н у , р а з р у ш е н и е м а л о у с т о й ч и в ы х о б л о м о ч ­ ных ч а с т и ц во в р е м я переноса г о р н ы м и р е к а м и в ы з ы в а е т быст­ рое изменение минералогического состава донных отложений. Эти и з м е н е н и я п р о и с х о д я т ч а с т о на р а с с т о я н и и всего несколь­ ких д е с я т к о в к и л о м е т р о в . В п о д т в е р ж д е н и е этого Л . Б . Р у х и н строит д и а г р а м м у (рис. 4 ) . В д е й с т в и т е л ь н о с т и нет о с н о в а н и й п о л а г а т ь , что на п р о т я ж е ­ нии н е с к о л ь к и х д е с я т к о в к и л о м е т р о в в процессе п е р е н о с а р е к о й о б л о м о ч н о г о м а т е р и а л а р а з р у ш а ю т с я п р и м е р н о 4/5 м а с с ы т я ­ ж е л ы х м и н е р а л о в п е с ч а н о й ф р а к ц и и того или иного размера В э т о м о т н о ш е н и и в е с ь м а п о к а з а т е л ь н о , что на п р о т я ж е н и и п р и м е р н о 100 км горной ч а с т и реки, п р е д ш е с т в у ю щ и х с т о л ь « р а з р у ш и т е л ь н ы м » , по Л . Б . Р у х и н у , н е с к о л ь к и м д е с я т к а м ки­ лометров, содержание т я ж е л ы х минералов в аллювии р. Л а б ы не т о л ь к о не у м е н ь ш а е т с я , но и п о с л е д о в а т е л ь н о (хотя и не намного) возрастает. Предполагаемое Л . Б . Рухиным массовое « р а з р у ш е н и е » о г р о м н ы х к о л и ч е с т в т я ж е л ы х м и н е р а л о в р. Л а ­ бой, с у д я по п р и в е д е н н о м у э т и м а в т о р о м рисунку, в о с п р о и з в е -

Рис. 4. Изменение содержания тя­ желых минералов во фракции 0,40— 0,37 мм в аллювии (по Л. Б. Pyхину)

4

З а к . 981

д е н н о м у на рис. 4, п р о и с х о д и т у ж е не в горной, а в р а в н и н н о й части реки, т а м , где р е з к о с н и ж а ю т с я с к о р о с т ь и с о о т в е т с т в е н н о н е с у щ а я способность р у с л о в о г о п о т о к а . П о Л . Б . Р у х и н у , имен­ но з д е с ь , на в е с ь м а н е б о л ь ш о м р а с с т о я н и и в н е с к о л ь к о д е с я т к о в к и л о м е т р о в , в у с л о в и я х р е з к о г о у м е н ь ш е н и я с к о р о с т и речного п о т о к а почему-то п р о и с х о д и т у н и ч т о ж е н и е э п и д о т а и д р у г и х T M т я ж е л о й ф р а к ц и и р а з м е р а 0,40—0,37 мм, х о т я на з н а ч и т е л ь ­ но б о л ь ш е м р а с с т о я н и и в у с л о в и я х з н а ч и т е л ь н о б о л ь ш е й ско­ рости речного потока в с о б с т в е н н о горной ч а с т и реки т а к о е у н и ч т о ж е н и е не ф и к с и р у е т с я . П о л н а я н е п р а в д о п о д о б н о с т ь з а ­ к л ю ч е н и я Л . Б . Р у х и н а с о в е р ш е н н о о ч е в и д н а . С т о л ь ж е оче­ видна и действительная причина, о б ъ я с н я ю щ а я полученные Л . Б . Р у х и н ы м д а н н ы е . О н а состоит, естественно, в т о м , что при в ы х о д е на р а в н и н у с у щ е с т в е н н о с н и ж а е т с я с к о р о с т ь речного потока и он у ж е не в с о с т о я н и и т р а н с п о р т и р о в а т ь з н а ч и т е л ь н ы е количества относительно крупных зерен т я ж е л ы х минералов и в т р а н с п о р т и р у е м о м и н а к а п л и в а е м о м н и ж е по т е ч е н и ю о б л о ­ мочном м а т е р и а л е с о о т в е т с т в у ю щ е г о г р а н у л я р н о г о с о с т а в а су­ щ е с т в е н н о в о з р а с т а е т о т н о с и т е л ь н о е с о д е р ж а н и е л е г к и х мине­ ралов. , Генетическая переинтерпретация наблюдений, трактуемых как результат быстрого физического измельчения TM, возмож­ на и н е о б х о д и м а и во многих д р у г и х с л у ч а я х . Т а к , н а п р и м е р , С. В. К о л е с о в , в о з р а ж а я Н . М . О с т р о м е н с к о м у и Г. А. Ф о н т а нову, у к а з ы в а е т на то, что в о п и с ы в а е м о м э т и м и а в т о р а м и слу­ ч а е п р о и с х о д и т не и з м е л ь ч е н и е к у с к о в к а с с и т е р и т а р а з м е р о м 10 мм д о ч а с т и ц р а з м е р о м 0,5 мм на р а с с т о я н и и 1,2 км, а имеет место в ы н о с т о л ь к о м е л к и х (=5^0,5 м м ) ф р а к ц и й , т о г д а к а к ча­ стицы > 1 мм и тем более ч а с т и ц ы 5—10 мм п р а к т и ч е с к и не­ подвижны. В процессе ф и з и к о - м е х а н и ч е с к о г о разрушения обломочных ч а с т и ц при их т р а н с п о р т и р о в к е в о д н ы м ( р у с л о в ы м , п р и б о й н ы м и др.) или в е т р о в ы м потоком основное з н а ч е н и е и м е ю т с к о р о с т ь д в и ж е н и я частиц, их р а з м е р ы и п л о т н о с т ь , в я з к о с т ь с р е д ы , в которой происходит с о у д а р е н и е частиц, число с о у д а р е н и й к а ж ­ дой частицы в е д и н и ц у в р е м е н и , о б щ е е число в о з м о ж н ы х соуда­ рении к а ж д о й ч а с т и ц ы с м о м е н т а в о в л е ч е н и я ее в м и г р а ц и ю и до о к о н ч а т е л ь н о й ф и к с а ц и и в о с а д к е (или с р е д н я я д л и т е л ь ­ ность в о з м о ж н о г о п р е б ы в а н и я к а ж д о й ч а с т и ц ы на п у т я х т р а н с ­ п о р т и р о в к и ) , х а р а к т е р поверхности, о к о т о р у ю п р о и с х о д и т у д а р , и фи ш к о - м е х а п и ч е с к и е свойства ч а с т и ц . В у с л о в и я х р а в н и н н ы х рек, х а р а к т е р и з у ю щ и х с я с р а в н и т е л ь н о н е б о л ь ш и м и с к о р о с т я м и течения, р а з р у ш е н и е TM п р о и с х о д и т к р а й н е м е д л е н н о и в очень н е б о л ь ш о й степени п, т а к и м о б р а з о м , не о к а з ы в а е т с к о л ь к о - н и ­ б у д ь с у щ е с т в е н н о г о в л и я н и я на с о с т а в T M A ф о р м и р у ю щ и х с я о т л о ж е н и й . В н е м а л о й степени это о б у с л о в л е н о , п о - в и д и м о м у , и тем, что д н о и берега р а в н и н н ы х рек о б ы ч н о с л о ж е н ы р ы х л ы м и , нередко существенно глинистыми отложениями. Аналогичная к а р т и н а н а б л ю д а е т с я и в п р е д е л а х п р и б р е ж н о - м о р с к и х зон с н е 50

высокими с к о р о с т я м и п р и б о й н о г о потока и р ы х л ы м о с а д о ч н ы м типом п о р о д или о с а д к о в , с л а г а ю щ и х б е р е г а и в ы с т и л а ю щ и х дно, особенно у о т м е л ы х а к к у м у л я т и в н ы х берегов. И л и ш ь в горных р е к а х и п р и б р е ж н о - м о р с к и х з о н а х с в ы с о к и м и скоро­ с т я м и п е р е м е щ е н и я о б л о м о ч н о г о м а т е р и а л а и з а ч а с т у ю креп­ кими кристаллическими породами дна и береговых уступов, а т а к ж е в у с л о в и я х эоловой т р а н с п о р т и р о в к и и о с а д к о н а к о п л е н и я можно ожидать существенный эффект разрушения обломочных з е р е н , о б л а д а ю щ и х о т н о с и т е л ь н о низкой устойчивостью по отно­ ш е н и ю к п р о ц е с с а м д р о б л е н и я и и с т и р а н и я . О д н а к о и д л я этих условий, к а к п о к а з ы в а е т , в частности, р а с с м о т р е н н ы й в ы ш е при­ мер а л л ю в и я р. Л а б ы , этот э ф ф е к т не с т о л ь з н а ч и т е л е н , к а к н е р е д к о п о л а г а ю т . К т а к и м или б л и з к и м в ы в о д а м по д а н н о м у вопросу, на основе ф а к т и ч е с к и х (в том числе э к с п е р и м е н т а л ь ­ ных) д а н н ы х , р а н е е п р и ш л и П . П . А в д у с и н , Т. в а н А н д е л , Л . Б е р т у а , Д . Д у г л а с , Е. И. Е р е м е н к о , А. Г. К о с с о в с к а я , Ф. Кюнен, А. А. Л а з а р е н к о , Н . В . Л о г в и н е н к о , М. С. М и х а й л о в с к а я , Ф. П е т т и д ж о н , Ж . П о р т ь е , Р . Р а с с е л , М. А. Р а т е е в , А. Б . P o нов, И. И. С о л о д к о в а , Н . М. С т р а х о в , Р . Ф л о р е с и д р . П о о п у б л и к о в а н н ы м в 1960 г. э к с п е р и м е н т а л ь н ы м д а н н ы м Ф. К ю н е н а , и с п о л ь з о в а в ш е г о в к а ч е с т в е а б р а д и р у е м о г о м а т е ­ риала кварц и полевые шпаты, механическая абразия песчаных з е р е н р е ч н ы м потоком не в л и я е т на м и н е р а л ь н ы й с о с т а в Т М А , она п р и в о д и т л и ш ь к н е к о т о р о м у о к а т ы в а н и ю ( « з а к р у г л е н и ю углов») з е р е н . В прибойной зоне а б р а з и о н н ы й э ф ф е к т более з н а ч и т е л е н , что п о д т в е р ж д а ю т пока н е м н о г о ч и с л е н н ы е п р и р о д ­ ные н а б л ю д е н и я (М. А р а м а к и , Т. С у д з у к и и д р . ) . П о д а н н ы м китайских авторов, изучавших обломочные минералы современ­ ных о с а д к о в ш е л ь ф а В о с т о ч н о - К и т а й с к о г о м о р я , с о о т н о ш е н и я F / Q ^ 2 в этих о т л о ж е н и я х х а р а к т е р и з у ю т у м е р е н н о низкую э н е р г е т и ч е с к у ю среду б ы с т р о г о о с а д к о н а к о п л е н и я . В б о л е е в ы ­ с о к о э н е р г е т и ч е с к о й о б с т а н о в к е о б л о м о ч н ы е п о л е в ы е ш п а т ы ча­ стично п о д в е р г а ю т с я р а з р у ш е н и ю , в с в я з и с чем о с а д к и в ы с о к о ­ э н е р г е т и ч е с к о й с р е д ы х а р а к т е р и з у ю т с я н и з к и м и з н а ч е н и я м и от­ н о ш е н и я F / Q ^ 0 , 9 . Е щ е б о л е е з н а ч и т е л ь н а интенсивность э о л о ­ вой а б р а з и и . П р и этом с у м е н ь ш е н и е м р а з м е р о в з е р е н э ф ф е к ­ тивность процессов дробления и истирания существенно с н и ж а е т с я . Э т и д а н н ы е п о д т в е р ж д а ю т с я р е з у л ь т а т а м и многих других экспериментальных исследований и природных наблюде­ ний, хотя они не всегда о д н о з н а ч н ы (в частности, в с в я з и с су­ щественными различиями в условиях проведения экспериментов и соответственно н е о д и н а к о в о й степенью п р и б л и ж е н и я м о д е л и к реальным природным условиям транспортировки обломочно­ го в е щ е с т в а ) . И все ж е , н е с м о т р я на м н о г о ч и с л е н н о с т ь и у б е д и т е л ь н о с т ь с о б р а н н ы х м н о г и м и г е о л о г а м и ф а к т о в , у к а з ы в а ю щ и х на н е з н а ­ чительное в большинстве случаев абрадирующее влияние даль­ ности т р а н с п о р т и р о в к и о б л о м о ч н о г о м а т е р и а л а на его с о с т а в , все е щ е п р о д о л ж а ю т п о я в л я т ь с я в ы с к а з ы в а н и я иного х а р а к т е -

4*

51

pa. Эти в ы с к а з ы в а н и я , о д н а к о , не п о д к р е п л я ю т с я д о к а з а т е л ь ­ ствами и опровергаются собранным м а т е р и а л о м по с о с т а в у T M A о с а д о ч н ы х т о л щ , п р е ж д е всего с о в р е м е н н ы х и м о л о д ы х и с к о п а е м ы х , д л я к о т о р ы х о п р е д е л е н и е ф а к т о р о в и условий ф о р ­ м и р о в а н и я н а и б о л е е очевидно. Т а к , н а п р и м е р , Н . С. О к н о в а [8] у т в е р ж д а е т , что «с у д а л е ­ нием от о б л а с т е й сноса неустойчивые при переносе р а з н о с т и м и н е р а л о в и с т и р а ю т с я и и с ч е з а ю т , и в ц е н т р а л ь н ы х ч а с т я х бас­ сейнов о б р а з у ю т с я з р е л ы е а с с о ц и а ц и и минералов, состоящие почти и с к л ю ч и т е л ь н о из у с т о й ч и в ы х при переносе разностей (циркон, р у т и л и д р . ) » . К с о ж а л е н и ю , она не п р и в о д и т конкрет­ ные п р и м е р ы б а с с е й н о в , в ц е н т р а л ь н ы х ч а с т я х к о т о р ы х T M A с о с т о я л а бы почти и с к л ю ч и т е л ь н о (или х о т я бы в з н а ч и т е л ь н о й м е р е ) из ц и р к о н а и р у т и л а . Х о р о ш о , о д н а к о , и з в е с т н ы приме­ ры, к о г д а T M A о т л о ж е н и й ц е н т р а л ь н ы х частей б а с с е й н о в в зна­ чительной м е р е или п о л н о с т ь ю п р е д с т а в л е н а м и н е р а л а м и , а б р а ­ з и в н о не столь у с т о й ч и в ы м и , но более л е г к о т р а н с п о р т и р у е м ы ­ ми ( а м ф и б о л ы , п и р о к с е н ы , эпидот, биотит и д р . ) , т о г д а к а к в к р а е в ы х , п е р и ф е р и ч е с к и х ч а с т я х б а с с е й н о в в с о с т а в е T M A су­ щ е с т в е н н о п о в ы ш а е т с я с о д е р ж а н и е менее т р а н с п о р т а б е л ь н ы х м и н е р а л о в (циркон, р у т и л , м а г н е т и т , г р а н а т ы и д р . ) . О с о б е н н о ш и р о к о и з в е с т н ы и н а д е ж н о у с т а н а в л и в а ю т с я п о д о б н ы е при­ меры д л я современных осадочных бассейнов, в частности для Азовского, Ч е р н о г о , Б е л о г о , Я п о н с к о г о , О х о т с к о г о , Ч у к о т с к о г о и д р у г и х морей, всего З а п а д н о г о побережья Атлантического о к е а н а и его ш е л ь ф о в ы х и б о л е е г л у б о к о в о д н ы х ч а с т е й и д р . К а к с ч и т а е т Н . Н . Л а п и н а и др., м и н е р а л ы с в ы с о к о й плот­ ностью о с а ж д а ю т с я в п р и б р е ж н о й зоне, б л и ж е к источникам сноса, и к а к бы о к о н т у р и в а ю т б е р е г о в у ю л и н и ю м а т е р и к а и ост­ ровов. Эту ж е з а к о н о м е р н о с т ь у с т а н о в и л и А. М. К о р о т к и й , М. А. М и х а й л о в и д р . д л я с о в р е м е н н ы х о т л о ж е н и й оз. Х а н к а . П о д а н н ы м этих а в т о р о в , в о с а д к а х п л я ж е й и л и т о р а л и н а к а п ­ л и в а ю т с я циркон и и л ь м е н и т , а в собственно д о н н ы х о т л о ж е н и ­ ях п о л у ч а ю т ш и р о к о е распространение роговая обманка и эпидот. Попытку возродить представления о весьма значительной, в е д у щ е й роли процессов а б р а з и в н о г о и с т и р а н и я м и н е р а л о в в формировании состава TMA предпринял в ряде работ В. П. Ва­ с и л ь е в , п о л а г а ю щ и й , что т р а н с п о р т и р о в к а о б л о м о ч н о г о м а т е ­ р и а л а п р и в о д и т часто к тем ж е р е з у л ь т а т а м , что и х и м и ч е с к о е выветривание и тропиках. Это мнение, о д н а к о , п о л н о с т ь ю о п р о в е р г а е т с я тем, что, не­ с м о т р я на м н о г о т ы е я ч е к и л о м с т р о в у ю д а л ь н о с т ь т р а н с п о р т и р о в ­ ки р е к а м и , м о р с к и м и т е ч е н и я м и , л е д н и к а м и , в е т р о м и д р у г и м и агентами, обломочный материал современных отложений раз­ личного генезиса в б о л ь ш и н с т в е с л у ч а е в с о д е р ж и т з н а ч и т е л ь н о е к о л и ч е с т в о химически о т н о с и т е л ь н о н е у с т о й ч и в ы х T M (поле­ вые ш п а т ы , а м ф и б о л ы , п и р о к с е н ы , эпидот, м а г н е т и т и д р . ) . 52

О с н о в н о й а р г у м е н т В. П. В а с и л ь е в а состоит в том, что в от­ ложениях большинства невулканических районов кварц-полево­ ш п а т о в о е о т н о ш е н и е п р а к т и ч е с к и всегда б о л ь ш е е д и н и ц ы , х о т я д а ж е в наиболее обогащенных кварцем интрузивных породах к и с л о г о с о с т а в а с о д е р ж а н и е п о л е в ы х ш п а т о в в ы ш е , чем к в а р ц а . Э т о т ф а к т , о д н а к о , не м о ж е т б ы т ь д о к а з а т е л ь с т в о м у н и ч т о ж е ­ ния п о л е в ы х ш п а т о в а б р а з и в н ы м способом по д в у м п р и ч и н а м . В о - п е р в ы х , н е л ь з я и с к л ю ч и т ь с у щ е с т в е н н у ю р о л ь процессов хи­ мического р а з л о ж е н и я полевых шпатов. К а к отмечает В. П. Ва­ с и л ь е в , с с ы л а я с ь на д а н н ы е В . Я- Е в з е р о в а , д а ж е в у с л о в и я х северного х о л о д н о г о к л и м а т а п о л е в ы е ш п а т ы п о д в е р г а ю т с я хи­ м и ч е с к и м и з м е н е н и я м , в р е з у л ь т а т е чего п р е о б р а з у ю т с я в гид­ рослюды. Во-вторых, едва ли можно найти среди современных T M п р о в и н ц и й т а к у ю , в м и н е р а л ь н о м п и т а н и и к о т о р о й прини­ м а л и бы у ч а с т и е т о л ь к о м а г м а т и ч е с к и е п о р о д ы , причем не з а ­ т р о н у т ы е п р о ц е с с а м и х и м и ч е с к о г о в ы в е т р и в а н и я . Во всех ос­ т а л ь н ы х с л у ч а я х , при у ч а с т и и в ф о р м и р о в а н и и м а т е р и а л а пи­ т а ю щ и х п р о в и н ц и й к о р в ы в е т р и в а н и я , м е т а м о р ф и ч е с к и х пород, и особенно о с а д о ч н ы х , в е л и ч и н а К П О п о р о д источников сноса, т. е. д о н а ч а л а т р а н с п о р т и р о в к и , м о ж е т б ы т ь з н а ч и т е л ь н о в ы ш е е д и н и ц ы . И м е н н о с этой величиной, а не с в е л и ч и н о й К П О в магматических породах надлежит сравнивать величину данного о т н о ш е н и я в с о в р е м е н н ы х о с а д к а х , если т р е б у е т с я в ы я в и т ь ко­ л е б а н и я в е л и ч и н ы К П О в .процессе т р а н с п о р т и р о в к и о б л о м о ч ­ ного м а т е р и а л а . Б . М . О с о в е ц к и й [9] п о л а г а е т , что д р о б л е н и е и и с т и р а н и е т е р р и г е н н ы х к о м п о н е н т о в на п о б е р е ж ь я х о к е а н о в , м о р е й и к р у п ­ ных озер столь интенсивны, что п р и в о д я т к р е з к о м у с о к р а щ е ­ нию к о л и ч е с т в а м и н е р а л ь н ы х в и д о в в м о р с к и х о с а д к а х по с р а в ­ нению с к о н т и н е н т а л ь н ы м и . И н т е р е с н о , что в д о к а з а т е л ь с т в о этой г и п о т е з ы Б . М. О с о в е ц к и й , з а н и м а ю щ и й с я изучением со­ в р е м е н н ы х о с а д к о в , о б р а т и л с я к п а л е о з о й с к и м ( д е в о н с к и м ) от­ л о ж е н и я м . О д н а к о п р и в е д е н н ы й им в к а ч е с т в е д о к а з а т е л ь с т в а пример девонских отложений западного склона Северного Ура­ л а д а л е к о не у б е д и т е л е н . Е с л и бы это с о к р а щ е н и е д е й с т в и т е л ь ­ но п р о я в л я л о с ь , оно д о л ж н о б ы л о в п о л н о й м е р е п р о я в и т ь с я в с о в р е м е н н ы х о с а д к а х . М н о г о ч и с л е н н ы е д а н н ы е по с о в р е м е н н ы м отложениям — морским, прибрежно-морским, континенталь­ ным — не т о л ь к о не п о д т в е р ж д а ю т м н е н и я о с т о л ь з н а ч и т е л ь ­ ной р о л и процессов д р о б л е н и я и и с т и р а н и я , но и с о в е р ш е н н о о д н о з н а ч н о у к а з ы в а ю т на н е с о с т о я т е л ь н о с т ь п о д о б н ы х у т в е р ж ­ дений. Т а к и м о б р а з о м , н е с м о т р я на с т р е м л е н и е в о з р о д и т ь , п р е д с т а в ­ ления о весьма широком распространении и значительных масш­ т а б а х п р о я в л е н и я процессов а б р а з и в н о г о у н и ч т о ж е н и я полевых ш п а т о в , э п и д о т а и д р у г и х р а с п р о с т р а н е н н ы х T M при их т р а н с ­ п о р т и р о в к е , э т о п р е д с т а в л е н и е о с т а е т с я необоснованной гипоте­ зой, н а х о д я щ е й с я в п р о т и в о р е ч и и с м н о г о ч и с л е н н ы м и ф а к т а м и . П о с л е д н и е у к а з ы в а ю т на о г р а н и ч е н н о с т ь процессов р а з р у ш е н и я

полевых шпатов и некоторых других обычных д л я осадочных т о л щ TM ф а ц и а л ь н о - д и н а м и ч е с к и м и о б с т а н о в к а м и э о л о в о г о ти­ па, г о р н ы м и р е к а м и и п р и б о й н ы м и з о н а м и и в т о р о с т е п е н н у ю р о л ь этих процессов в о с т а л ь н ы х ф а ц и а л ь н о - д и н а м и ч е с к и х обстановках. Н е л ь з я , о д н а к о , п р и у м е н ь ш а т ь з н а ч и м о с т ь процессов ф и з и ­ к о - м е х а н и ч е с к о г о р а з р у ш е н и я («износа») м и н е р а л о в при ф о р ­ м и р о в а н и и T M A о с а д о ч н ы х т о л щ . Эти п р о ц е с с ы з а т р а г и в а ю т п р е ж д е всего м и н е р а л ы с о т н о с и т е л ь н о низкой ф и з и к о - м е х а н и ­ ческой у с т о й ч и в о с т ь ю (а т а к ж е п о д в е р г ш и е с я выветриванию физико-механически относительно устойчивые минералы)*. К числу т а к и х м и н е р а л о в о т н о с я т с я , в частности, многие с р а в ­ н и т е л ь н о р е д к и е , но в а ж н ы е в п р о м ы ш л е н н о м о т н о ш е н и и росс ы п е о б р а з у ю щ и е м и н е р а л ы ( к и н о в а р ь , п и р о х л о р и др.) и мине­ р а л ы , к о т о р ы е в с и л у их очень низкой устойчивости о б ы ч н о не о б р а з у ю т з н а ч и т е л ь н ы х к о н ц е н т р а ц и й в р о с с ы п я х , но могут с л у ж и т ь в а ж н ы м и и н д и к а т о р а м и при поисках к о р е н н ы х место­ р о ж д е н и й ( н а п р и м е р , м о л и б д е н и т или в и с м у т и н ) . О с о б е н н о су­ щ е с т в е н н а з н а ч и м о с т ь этих процессов в в ы с о к о э н е р г е т и ч н ы х ус­ л о в и я х т р а н с п о р т и р о в к и , причем в н а и б о л ь ш е й м е р е д р о б л е н и ю и и с т и р а н и ю п о д в е р ж е н ы о б л о м о ч н ы е з е р н а к р у п н о г о , осо­ бенно п с е ф и т о в о г о р а з м е р а * * . В о с т а л ь н ы х , и с к л ю ч и т е л ь н о ши­ роко распространенных в природе, наиболее обычных случаях воздействие отмеченных процессов на о б л о м о ч н ы й м а т е р и а л существенно меньше и проявляется главным образом лишь в той или иной т р а н с ф о р м а ц и и н е к о т о р ы х исходных т и п о м о р ф н ы х особенностей о б л о м о ч н ы х з е р е н ( п р е ж д е всего их м о р ф о л о г и и и х а р а к т е р а п о в е р х н о с т и ) , что, в п р о ч е м , т а к ж е н е м а л о в а ж н о при р е к о н с т р у к ц и и источников сноса, п а л е о г е о г р а ф и ч е с к и х ус­ ловий с е д и м е н т о г е н е з а и в д р у г и х с л у ч а я х . 2. Гидроаэродинамическая минералогическая дифференциа­ ция обломочного вещества. Н е о б о с н о в а н н о е п р е у в е л и ч е н и е р о л и процессов д и ф ф е р е н ц и а л ь н о г о а б р а з и в н о г о р а з р у ш е н и я T M при транспортировке нередко непосредственно связано с недооцен­ кой роли процессов г и д р о а э р о д и н а м и ч е с к о й м и н е р а л о г и ч е с к о й дифференциации обломочного вещества в формировании TMA о т л о ж е н и й . С в я з ь х а р а к т е р а д и н а м и ч е с к о й о б с т а н о в к и седимен­ тогенеза и особенностей с о с т а в а T M A о т л о ж е н и й н е р е д к о игно­ рируется. Основные достижения связаны с поисками титаноц и р к о н и е в ы х , р е д к о м е т а л л ь н ы х и д р у г и х россыпей и пока не* По А, А. Кухиренко и другим авторам, физико-механическому разру­ шению TM в знйчителыюй мере способствует обычно протекающее совместно с ним (а передка и предшествующее ему) химическое выветривание мине­ ралов. ** Это является одной из основных причин наблюдаемых в природе ис­ ключительно больших (достигающих многие сотни раз) различий в макси­ мальной величине возможного удаления устанавливаемых в шлихах круп­ ных обломков и фиксируемых, н частности, при изучении тяжелых фракций иммерсионным методом мелких ( < 0 , 2 5 мм) зерен одних и тех же минера­ лов (полевые шпаты, амфиболы, пироксены, монацит, ксенотим и др.). Ы

м н о г о ч и с л е н н ы м и и с с л е д о в а н и я м и « д е ф о р м а ц и и » , по В . П. Б а ­ турину и др., или « т р а н с ф о р м а ц и и » , по Г. С. М о м д ж и и др., т я ­ ж е л о й ф р а к ц и и с о в р е м е н н ы х и и с к о п а е м ы х о т л о ж е н и й , особен­ но п р и б р е ж н о - м о р с к о г о п р о и с х о ж д е н и я . Д л я подтверждения большого влияния динамики среды осадк о н а к о п л е н и я на с о с т а в т е р р и г е н н о г о м а т е р и а л а д о с т а т о ч н о с к а з а т ь , что д е й с т в и е м этого ф а к т о р а ( н а р я д у с д р у г и м и ) в пер­ вую очередь обусловлено образование многочисленных аллюви­ альных, прибрежно- и мелководно-морских, эоловых и некото­ р ы х д р у г и х россыпей а л м а з о в , з о л о т а , п л а т и н ы , к а с с и т е р и т а , ц и р к о н а , и л ь м е н и т а , м о н а ц и т а и д р у г и х м и н е р а л о в . Естествен­ но, что д а н н ы й ф а к т о р п р о я в л я е т с я ш и р о к о при ф о р м и р о в а н и и п р о м ы ш л е н н ы х и н е п р о м ы ш л е н н ы х к о н ц е н т р а ц и й т я ж е л ы х ми­ н е р а л о в не т о л ь к о п о л е з н ы х , но и т а к и х , к о т о р ы е в н а с т о я щ е е в р е м я не п р е д с т а в л я ю т п р а к т и ч е с к о г о интереса ( с у щ е с т в е н н о г р а н а т о в ы е ( а л ь м а н д и н о в ы е ) пески и т. п . ) . Н е д о о ц е н е н а р о л ь д и н а м и к и среды о с а д к о н а к о п л е н и я в про­ цессе т е р р и г е н н о г о с е д и м е н т о г е н е з а и ф о р м и р о в а н и я T M A от­ л о ж е н и й в р а б о т е В . П . В а с и л ь е в а , В . В . К а л и н е н к о и д р . [17]. О н и о т м е ч а ю т , что степень т р а н с ф о р м а ц и и м и н е р а л ь н о г о со­ с т а в а т е р р и г е н н о г о м а т е р и а л а в процессе его п о с т у п л е н и я в п р и б р е ж н у ю зону о к е а н и ч е с к и х о с т р о в о в з а в и с и т от к л и м а т а , тектонической активности площади водосбора, петрографическо­ го с о с т а в а исходных к о р е н н ы х пород и их с т р у к т у р н о - т е к с т у р ­ ных особенностей. М е ж д у тем в л ю б о й п р и б р е ж н о - м о р о к о й и п р и б р е ж н о - о к е а н и ч е с к о й зоне ч р е з в ы ч а й н о ш и р о к о р а с п р о с т р а ­ нены с л у ч а и , к о г д а при п о л н о м т о ж д е с т в е всех п е р е ч и с л е н н ы х выше четырех факторов ^трансформация минерального состава терригенных компонентов приводит к разным результатам, к ф о р м и р о в а н и ю с у щ е с т в е н н о р а з л и ч н ы х по к о л и ч е с т в е н н о м у ми­ неральному составу ассоциаций TM тяжелой фракции. Примеры этого в е с ь м а многочисленны и у к а з ы в а ю т на то, что, п о м и м о пе­ р е ч и с л е н н ы х ф а к т о р о в , на ф о р м и р о в а н и е T M A в е с ь м а сущест­ венное в л и я н и е о к а з ы в а ю т т а к ж е особенности д и н а м и к и среды осадконакопления, высокая, резко меняющаяся в пространстве и во в р е м е н и г и д р о д и н а м и ч е с к а я а к т и в н о с т ь п р и б р е ж н ы х зон. П р а в и л ь н ы й ответ на д а н н ы й в о п р о с имеет т е о р е т и ч е с к о е и п р а к т и ч е с к о е з н а ч е н и е . О н я в л я е т с я исходной предпосылкой для решения обратной задачи динамической палеогеографии — р а с ш и ф р о в к и по T M особенностей д и н а м и к и с р е д ы о с а д к о н а ­ копления, реконструкции положения береговых линий палеовод о е м о в , при изучении процессов р о с с ы п е о б р а з о в а н и я и поисках россыпей, при п о и с к а х л о к а л ь н ы х к о н с е д и м е н т а ц и о н н ы х струк­ т у р н о - т е к т о н и ч е с к и х э л е м е н т о в и т. д. И з в е с т н ы с л у ч а и (хотя и р е д к и е ) п е р е о ц е н к и в л и я н и я д и н а ­ мики среды осадконакопления и различий гидравлических свойств м и н е р а л о в на с о с т а в ф о р м и р у ю щ и х с я а с с о ц и а ц и й т е р ­ р и г е н н ы х к о м п о н е н т о в . Т а к , н а п р и м е р , Д ж . Г р и ф ф и т е [4], осно­ в ы в а я с ь на р е з у л ь т а т а х м и н е р а л о г и ч е с к и х и с с л е д о в а н и й В. И л -

л и н г а и д р у г и х а в т о р о в , д е л а е т в ы в о д о том, что с и с т е м а т и ч е ­ ское у м е н ь ш е н и е в е л и ч и н ы о т н о ш е н и я ц и р к о н / э п и д о т , н а б л ю д а е ­ мое в н а п р а в л е н и и снизу в в е р х по р а з р е з у м и о ц е н о в ы х отло­ жений Южного Тринидада, объясняется влиянием «колебаний скорости потока». В действительности отмеченная закономер­ ность ( х а р а к т е р н а я д л я многих д р у г и х р а з р е з о в осадочных толщ,— существенное повышение в молодых отложениях содер­ ж а н и я э п и д о т а , а м ф и б о л о в , п и р о к с е н о в и д р у г и х х и м и ч е с к и от­ н о с и т е л ь н о н е у с т о й ч и в ы х T M ) в тех с л у ч а я х , к о г д а она имеет региональный характер, может быть обусловлена петрофондом, тектонической, геоморфологической и климатической обстанов­ кой ( о п р е д е л я ю щ е й с о о т н о ш е н и е интенсивности процессов д е ­ нудации, аккумуляции и химического выветривания), а т а к ж е г л у б и н о й (степенью) п о с т с е д и м е н т а ц и о н н ы х п р е о б р а з о в а н и й об­ л о м о ч н о г о в е щ е с т в а . С. к о л е б а н и я м и г и д р о д и н а м и ч е с к и х у с л о ­ вий с е д и м е н т о г е н е з а могут б ы т ь с в я з а н ы п р е ж д е всего «все ос­ тальные случайные колебания» величины отношения циркон/эпи­ д о т в п р е д е л а х о д н о в о з р а с т н ы х о т л о ж е н и й . О б этих к о л е б а н и я х Д ж . Г р и ф ф и т е пишет, что они б ы л и б о л ь ш и м и и с о в е р ш е н н о с л у ч а й н ы м и , т. е. не п о д д а ю щ и м и с я к о н т р о л ю . Н а и б о л е е точно в л и я н и е д и н а м и к и с р е д ы о с а д к о н а к о п л е н и я на с о с т а в T M A в ы я в л я е т с я на п р и м е р е с о в р е м е н н ы х о с а д о ч н ы х о б р а з о в а н и й . П р о и л л ю с т р и р у е м это д а н н ы м и Ю . А. П а в л и д и с а по м и н е р а л ь н о м у с о с т а в у т я ж е л о й ф р а к ц и и с о в р е м е н н ы х при­ б р е ж н ы х о т л о ж е н и й К у р и л ь с к о г о а р х и п е л а г а ( ф р а к ц и я —0,1 + + 0,05 м м . % ) , д о п о л н е н н ы м и з н а ч е н и я м и в ы ч и с л е н н о г о д л я этих отложений T M коэффициента (TMK) титаномагнетит/пироксены, наглядно иллюстрирующего различия динамики среды о с а д к о н а к о п л е н и я в п р е д е л а х у ч а с т к о в береговой зоны м о р я , в с в я з и с чем этот T M K м о ж е т б ы т ь н а з в а н фациалъно-динамическим ( т а б л . 1 0 — 1 4 ) . А н а л и з и р у я д а н н ы е , п р и в е д е н н ы е в т а б л . 10—14, н е о б х о д и м о отметить исключительно большие различия в количественных с о о т н о ш е н и я х основных д л я этих о т л о ж е н и й T M т я ж е л о й ф р а к ­ ц и и — т и т а н о м а г н е т и т а и п и р о к с е н о в . Э т и р а з л и ч и я могут до­ с т и г а т ь 60 р а з д л я о т л о ж е н и й р а з л и ч н ы х ф а ц и й ( т а б л . 11) и 120 д л я о т л о ж е н и й и п о р о д источников сноса ( т а б л . 1 0 ) . П о ­ с к о л ь к у идентичность источника п о с т у п л е н и я о б л о м о ч н о г о м а ­ т е р и а л а , а т а к ж е т е к т о н и ч е с к и х и к л и м а т и ч е с к и х у с л о в и й седиментогенеза в к а ж д о м из р а с с м о т р е н н ы х с л у ч а е в о ч е в и д н а , то з д е с ь мы имеем, т а к и м о б р а з о м , п р о я в л е н и е о г р о м н о г о в о з д е й ­ с т в и я д и н а м и к и с р е д ы о с а д к о н а к о п л е н и я на с о с т а в T M A ф о р ­ мирующихся отложений. Д е т а л и з и р у я это положение, отметим, что в у с л о в и я х п о в ы ш е н н о й а к т и в н о с т и д и н а м и к и с р е д ы о с а д к о ­ н а к о п л е н и я ( п р е ж д е всего в п р е д е л а х прибойной з о н ы ) кон­ центрируется минерал, обладающий наибольшей плотностью,— т и т а н о м а г н е т и т , в н е к о т о р ы х с л у ч а я х почти н а ц е л о с л а г а ю щ и й т я ж е л у ю ф р а к ц и ю . В п р е д е л а х б о л ь ш е й ч а с т и подводного с к л о ­ на, х а р а к т е р и з у ю щ е й с я менее а к т и в н о й г и д р о д и н а м и ч е с к о й об-

Содержание минералов тяжелой фракции и значения коэффициента титаномагнетит — в породах источников сноса, прибрежных отложении пироксены 1 г к Курильских островов (по Ю. А. Павлидису) v

i Х а р а к т е р источника

А. Аллювиальные пемзосо держащие отложения

Б. Туфопесчаник

В. Пемза

Минералы, о т н о ш е ­ ния ( T M K )

Источник сноса

Подводный склон

Пляж

Титаномагнетит Пироксены

7,0 13,0

72,5 12Д

15,2 Ш,5

Титаномагнетит пироксены

0,5

6,0

0,8

Титаномагнетит Пироксены

4,0 23,0

60,2 17,0

Титаномагнетит пироксены

0,2

3,5

0,4

1,6

3,8

96,1 2,0

30,0 16,2

0,4

48,0

1,9

Титаномагнетит Пироксены Титаномагнетит пироксены

,

6,0 14,2

с т а н о в к о й с е д и м е н т о г е н е з а , к о л и ч е с т в е н н ы е с о о т н о ш е н и я титан о м а г н е т и т а и п и р о к с е н о в с у щ е с т в е н н о и н ы е и н е р е д к о пирок­ сены п р е о б л а д а ю т н а д т и т а н о м а г н е т и т о м в б л и з к о м соответ­ с т в и и с с о о т н о ш е н и е м м е ж д у э т и м и м и н е р а л а м и в п о р о д а х ис­ точников сноса (см. т а б л . 10). Таблица

11

Содержание минералов тяжелой фракции в отложениях берегового склона в центральной части аккумулятивной дуги и значения коэффициента титаномагнетит пироксены (по Ю. А. Павлидису) Подводный склон, глубина (в м) Минералы, отношение

Пляж

Титаномагнетит •Пироксены Титаномагнетит пироксены

1,5

3

96,1 2,0

4,0 4,5

35.6 30,9

48,0

0,9

1,2

10

X7

35

40,0 17,0

9,9 12,4

74,0 13,8

14,3 18,5

2,4

0,8

5,4

0,8

4,5

Содержание минералов тяжелой фракции в отложениях молодого берегового титаномагнетит склона и значения коэффициента — (по Ю. А. Павлидису) Подводный склон, глубина (в м) Минералы, отношения

Пляж 2

Титаномагнетит Пироксены Титаномагнетит

7

21

29,7 21,7

12,2 26,8

7,8 36,7

7,1 26,2

1,4

0,4

0,2

0,3

пироксены

О б ы ч н о п р и н и м а е т с я , что г и д р о д и н а м и ч е с к а я м и н е р а л о г и ч е ­ ская дифференциация обломочного вещества начинается лишь тогда, когда г р а н у л о м е т р и ч е с к а я д и ф ф е р е н ц и а ц и я п о л н о с т ь ю з а в е р ш е н а или, во в с я к о м с л у ч а е , г л у б о к о п р о я в л е н а и б л и з к а к з а в е р ш е н и ю . П о И. М. С т р а х о в у к о г д а пески г р а н у л о м е т рически о т с о р т и р о в а н ы х о р о ш о , к а к это имеет место, н а п р и м е р , на п л я ж е , д е й с т в и е г р а н у л о м е т р и ч е с к о г о о т б о р а п р а к т и ч е с к и п р е к р а щ а е т с я и н а ч и н а е т с я отбор м и н е р а л о в г л а в н ы м о б р а з о м по плотности — м и н е р а л о г и ч е с к а я сортировка или природ­ ное ш л и х о в а н и е . . . В с а м о й т я ж е л о й ф р а к ц и и и с ч е з а ю т н а и б о ­ лее легкие компоненты и концентрируются наиболее т я ж е л ы е : р у д н ы е м и н е р а л ы , г р а н а т ы , рутил, ц и р к о н . Таблица

13

Содержание минералов тяжелой фракции в отложениях вблизи абразионного берега в стадии * зрелости и значении коэффициента титаномагнетит пироксены (по К), А. Павлидису)

Mniitpu ш , отношении

Титаномагнетит Пироксены Титаномагнетит пироксены

П.1яж

70.0 12,5 ^4,8

1¾,

Подводный склон на глубине 10 м

28,4 25,6 U

Таблица

14

Содержание минералов тяжелой фракции в отложениях вблизи абразионного берега, прошедшего длительный путь развития и значения коэффициента титаномагнетит пироксены (по Ю. А. Павлидису)

Минералы, отношения

Титаномагнетит Пироксены Титаномагнетит пироксены

Подводный склон на глубине, м 2

30

45,0 35,8

5.8 21,4

1,3

0,3

В к а ч е с т в е д о п о л н е н и я от­ м е т и м , что м и н е р а л о г и ч е с к а я дифференциация обломочного в е щ е с т в а очень часто н а ч и н а ­ ется е щ е до того, к а к «дейст­ вие г р а н у л о м е т р и ч е с к о г о отбо­ ра п р а к т и ч е с к и прекращает­ ся», и п р о и с х о д и т в з н а ч и т е л ь ­ ной м е р е п а р а л л е л ь н о одно­ в р е м е н н о с этим о т б о р о м . В о б щ е м виде э т о п о л о ж е н и е не п р е д с т а в л я е т ничего особенно нового и в той или иной ф о р м е 1 2 3 4 отмечается в ряде работ циркон+рутил Н . М. С т р а х о в а и д р у г и х гео­ турмалин+ силлиманит+ андалузит л о г о в . В а ж н о , о д н а к о , под­ Рис. 5. Зависимость между содер­ ч е р к н у т ь , что е щ е з а д о л г о до жанием тяжелой фракции и величи­ образования «тяжелых пес­ ной терригенно-минералогического ко­ ков» процессы г и д р о д и н а м и ч е ­ эффициента (циркон+рутил) / (турмалин+силлиманит+андалузит) в ал­ ской (и аэродинамической) лювии (вычислено по результатам дифференциации обломочного минералогических анализов А. А. в е щ е с т в а н а ч и н а ю т существен­ Лазаренко) но т р а н с ф о р м и р о в а т ь состав с а м о й т я ж е л о й ф р а к ц и и — к о н ц е н т р и р о в а т ь в ней н а и б о л е е т я ­ ж е л ы е минералы, тогда как в настоящее время трансформация тяжелой фракции обычно рассматривается лишь как наиболее глубокое и позднее проявление гидродинамической дифферен­ циации, осуществляющееся в природе сравнительно редко и ха­ р а к т е р н о е , г л а в н ы м о б р а з о м , д л я п р и б р е ж н о - м о р с к и х песков, предварительно существенно обогащенных т я ж е л ы м и минера­ лами. П о р е з у л ь т а т а м п р о в е д е н н о г о а в т о р о м изучения а л л ю в и я ц е л о г о р я д а рек п о д о б н а я т р а н с ф о р м а ц и я четко ф и к с и р у е т с я в тех с л у ч а я х , к о г д а к о н ц е н т р а ц и я т я ж е л о й м и н е р а л о в д о с т и г а ­ ет всего 0,8—1 % (при о б ы ч н о м их с о д е р ж а н и и в этих о т л о ж е ­ ниях о к о л о 0,4 % ) . Это ж е п о д т в е р ж д а е т с я и а н а л и з о м д а н н ы х , полученных А. А. Л а з а р е н к о по а л л ю в и а л ь н ы м о т л о ж е н и я м . С о г л а с н о этим д а н н ы м , д а ж е н е б о л ь ш о е у в е л и ч е н и е с о д е р ж а ­ ния т я ж е л о й ф р а к ц и и в р у с л о в ы х п е с к а х (с 0,4 д о 0,6—0,8 %) сопровождается существенной трансформацией состава тяжелой ф р а к ц и и — п о в ы ш е н и е м о т н о с и т е л ь н о г о с о д е р ж а н и я в ней наи­ более т я ж е л ы х T M (циркон, р у т и л ) по с р а в н е н и ю с с о д е р ж а ­ нием более л е г к и х м и н е р а л о в т я ж е л о й ф р а к ц и и ( т у р м а л и н , сил­ л и м а н и т , а н д а л у з и т ) (рис. 5 ) . П р и н ц и п и а л ь н о а н а л о г и ч н а я к а р ­ тина у с т а н а в л и в а е т с я и д л я о т л о ж е н и й д р у г и х генетических ти­ пов, в том числе д л я п р и б р е ж н о - м о р с к и х о т л о ж е н и й . К а к по­ к а з а л В. Г. Ульет при изучении ф р а к ц и и — 0 , 2 5 + 0 , 1 мм совре­ менных песков береговой з о н ы юго-восточной части Б а л т и й с к о г о м о р я , у ж е после н а к о п л е н и я 1—2% т я ж е л ы х м и н е р а л о в начи-

н а е т с я д и ф ф е р е н ц и а ц и я с р е д и последних. П о р е з у л ь т а т а м изу­ чения с о в р е м е н н ы х п е с ч а н ы х о т л о ж е н и й береговой з о н ы м о р я ( ф р а к ц и я — 0 , 2 5 + 0 , 0 5 мм)_, п р о в е д е н н о г о а в т о р о м , при с о д е р ж а ­ нии в о с а д к е т я ж е л о й ф р а к ц и и (1 % ) п о с л е д н я я в р е з у л ь т а т е п р о я в л е н и я процессов г и д р о д и н а м и ч е с к о й минералогической д и ф ф е р е н ц и а ц и и о к а з ы в а е т с я о щ у т и м о т р а н с ф о р м и р о в а н н о й по с р а в н е н и ю с т я ж е л о й ф р а к ц и е й р а з м ы в а е м ы х п л и о ц е н о в ы х пес­ ч а н ы х пород, если с о д е р ж а н и е т я ж е л о й ф р а к ц и и в этих п о р о д а х 0,6 % и менее. Гидроаэродинамическая минералогическая дифференциация ( с о р т и р о в к а ) о б л о м о ч н о г о в е щ е с т в а в тех с л у ч а я х , к о г д а она с о п р о в о ж д а е т с я его з н а ч и т е л ь н о й г р а н у л о м е т р и ч е с к о й сорти­ р о в к о й и н а к о п л е н и е м в р а з л и ч н ы х у ч а с т к а х зоны с е д и м е н т о генеза о т л о ж е н и й р а з л и ч н о г о т и п а ( г р а в и й н ы х , п е с ч а н ы х , а л е в ­ ритовых, глинистых), приводит к возникновению TM фаций (в п о н и м а н и и Л . В. П у с т о в а л о в а ) . Е с л и ж е г и д р о а э р о д и н а м и ­ ч е с к а я м и н е р а л о г и ч е с к а я д и ф ф е р е н ц и а ц и я о б л о м о ч н о г о вещест­ ва не с о п р о в о ж д а е т с я его з н а ч и т е л ь н о й гранулометрической сортировкой (в частности, если она п р о я в л я е т с я , к а к п и с а л Н . М. С т р а х о в , т о г д а , к о г д а д е й с т в и е г р а н у л о м е т р и ч е с к о г о от­ бора у ж е п р а к т и ч е с к и з а в е р ш е н о ) , то э т о п р и в о д и т к в о з н и к н о ­ вению T M с у б ф а ц и й , понятие о к о т о р ы х б ы л о в в е д е н о а в т о р о м в 1975 г. С в я з ь особенностей поведения о б л о м о ч н ы х ч а с т и ц (их со­ х р а н е н и е на месте или п е р е м е щ е н и е , о т н о с и т е л ь н а я с к о р о с т ь движения различных частиц) и динамики среды транспортиров­ ки и о с а д к о н а к о п л е н и я о с т а е т с я пока н е д о с т а т о ч н о изученной и д а л е к о не о д н о з н а ч н о й . П р и этом п о к а з а т е л ь н ы , в частности, в ы с к а з ы в а н и я одного из к р у п н е й ш и х с п е ц и а л и с т о в в о б л а с т и л и т о д и н а м и к и В. В. Л о н г и н о в а , к о т о р ы й пишет, что если не с ч и т а т ь п е р е м е щ е н и я п о л н о с т ь ю во в з в е ш е н н о м состоянии, то к а к р а з м е р , т а к и м а с с а частиц д о л ж н а в л и я т ь на с к о р о с т ь их п е р е м е щ е н и я в д о л ь б е р е г а , а с л е д о в а т е л ь н о , и на их р а с п о ­ л о ж е н и е по п р о т я ж е н и ю потока. О д н а к о т р у д н о с к а з а т ь , к а к и е частицы — б о л е е т я ж е л ы е или более л е г к и е — б у д у т д в и г а т ь с я быстрее. П а н е д о с т а т о ч н у ю р а з р а б о т а н н о с т ь д а н н о г о к р у г а во­ просов и в о б л а с т и и з у ч е н и я а л л ю в и а л ь н о г о (особенно горноаллювиалыюго) осадконакопления, у к а з ы в а л , в частности, Е. В. Ш а н ц с р . В н а с т о я щ е е в р е м я м о ж н о с ч и т а т ь у с т а н о в л е н н ы м , что пове­ дение о б л о м о ч н ы х ч а с т и ц в процессе гидроаэродинамической д и ф ф е р е н ц и а ц и и о б л о м о ч н о г о в е щ е с т в а з а в и с и т от свойств по­ т о к а ( р е ж и м т е ч е н и я , г л у б и н а и д р . ) , свойств ч а с т и ц (плот­ ность, р а з м е р ы , ф о р м а , п о в е р х н о с т н ы е с в о й с т в а ) , особенностей д н а ( у к л о н , ш е р о х о в а т о с т ь и др.) и у с л о в и й з а л е г а н и я ч а с т и ц ы ( о р и е н т и р о в к а по о т н о ш е н и ю к оси п о т о к а , д о с т у п н о с т ь непо­ с р е д с т в е н н о м у в о з д е й с т в и ю потока и д р . ) . П р и всей с л о ж н о с т и и м н о г о ф а к т о р н о с т и этой з а в и с и м о с т и м н о г о ч и с л е н н ы е геологические д а н н ы е п о к а з ы в а ю т , что в з о н а х 60

повышенной динамической активности среды осадконакопления обычно наблюдается погрубение отложений, свидетельствующее о более в ы с о к о й г и д р о м е х а н и ч е с к о й у с т о й ч и в о с т и к р у п н ы х зерен в этих у с л о в и я х и выносе м е л к и х , я в л я ю щ и х с я в этих у с л о в и я х г и д р о м е х а н и ч е с к и менее у с т о й ч и в ы м и . О д н а к о по н е к о т о р ы м природным геологическим наблюдениям и экспериментальным д а н н ы м , более к р у п н ы е о б л о м к и к в а р ц а , п о л е в ы х ш п а т о в и д р у ­ гих T M (в частности, а л м а з а ) в н е к о т о р ы х у с л о в и я х я в л я ю т с я б о л е е п о д в и ж н ы м и , чем м е л к и е з е р н а тех ж е м и н е р а л о в . Т а к , н а п р и м е р , по э к с п е р и м е н т а л ь н ы м д а н н ы м , п о л у ч е н н ы м А. Д . Б о г а т о в ы м и Ю . А. З у б ы н и н ы м при и с с л е д о в а н и и на о б о г а т и м о с т ь и л ь м е н и т с о д е р ж а щ и х песков, во в з в е с е н е с у щ е м п о т о к е м а л о й т о л щ и н ы к р у п н ы е з е р н а л е г к и х м и н е р а л о в б о л е е п о д в и ж н ы , чем м е л к и е . Д л я т я ж е л ы х ж е м и н е р а л о в у с т а н а в л и в а ю т с я более обычные в природе, противоположные соотношеция: мелкие зер­ на т я ж е л ы х м и н е р а л о в п о д в и ж н е е , чем к р у п н ы е . Д л я реальных природных у с л о в и й ( в з в е с е н е с у щ и й поток, стесненное п а д е н и е , з е р н и с т о е ( ш е р о х о в а т о е ) дно, н а л и ч и е ук­ л о н а д н а и др.) м е л к и е з е р н а м и н е р а л о в т я ж е л о й ф р а к ц и и ока­ з ы в а ю т с я о б ы ч н о г и д р о м е х а н и ч е с к и б о л е е у с т о й ч и в ы м и (менее п о д в и ж н ы м и ) , чем э к в и в а л е н т н ы е им по г и д р а в л и ч е с к о й к р у п ­ ности (т. е. с к о р о с т и р а в н о м е р н о г о с в о б о д н о г о п а д е н и я в не­ п о д в и ж н о й воде) б о л е е к р у п н ы е з е р н а м и н е р а л о в л е г к о й ф р а к ­ ции. Г о р а з д о менее обычно, к о г д а п о д о б н ы е с о о т н о ш е н и я (об­ гон м е л к и х зерен к р у п н ы м и ) у с т а н а в л и в а ю т с я д л я о б л о м о ч н ы х з е р е н одних и тех ж е м и н е р а л о в . Тем не менее В. К р а м б е й н и Л . С л о с с у к а з ы в а ю т , что в п р и р о д е с у щ е с т в у ю т и д а ж е ш и р о ­ ко р а с п р о с т р а н е н ы у с л о в и я , «когда к р у п н ы е ч а с т и ц ы д в и ж у т с я б ы с т р е е м е л к и х » ( т а к н а з ы в а е м ы й « о б р а т н ы й б а й п а с » ) , и отме­ ч а ю т « в о з р а с т а ю щ е е число д а н н ы х об о б р а т н о м б а й п а с е в оса­ д о ч н ы х о т л о ж е н и я х » *. П р и в е д е м п р и м е р ы р е а л и з а ц и и в приро­ д е д а н н о г о я в л е н и я . Н е к о т о р ы е из них н у ж д а ю т с я , о д н а к о , в д о ­ полнительном подтверждении. П о Б . Н. С о к о л о в у , при к р а й н е низкой т р а н с п о р т а б е л ь н о с т и а л м а з а в п о в е р х н о с т н ы х у с л о в и я х к р у п н ы е к р и с т а л л ы более п о д в и ж н ы , чем м е л к и е , что с в я з ы в а е т с я им с п р е и м у щ е с т в е н н о д е л ю в и а л ь н о - п р о л ю в и а л ь н ы м или к о л л ю в и а л ь н ы м переносом. П р и э т о м , по Б . Н . С о к о л о в у , в с о с т а в е а л м а з о в по м е р е пере­ м е щ е н и я у в е л и ч и в а е т с я д о л я к р у п н ы х к р и с т а л л о в з а счет от­ ставания мелких и практически нетранспортабельных обломков. П о д о б н а я з а к о н о м е р н о с т ь у с т а н а в л и в а е т с я , в п р о ч е м , и т е м и ис­ следователями, которые считают вполне возможным и нередко р е а л и з у е м ы м в п р и р о д е д а л ь н и й перенос а л м а з а от корённого источника в а л л ю в и а л ь н ы х и иных у с л о в и я х . В частности, к а к о т м е ч а ю т Б . И. П р о к о п ч у к и др., в р о с с ы п я х д а л ь н е г о сноса * Для обозначения обгона и относительного опережения одних обломоч­ ных частиц другими в процессе транспортировки В. Крамбейн и Л . Слосс, вслед за Д ж . Итоном, используют термин «Ьу-passing». Русский вариант этого термина — «байпас» — предложен С. Г. Саркисяном. ^

р е з к о у м е н ь ш а е т с я к о л и ч е с т в о м е л к и х а л м а з о в и соответствен­ но у в е л и ч и в а е т с я к о л и ч е с т в о к р у п н ы х к р и с т а л л о в . Весьма убедительно и однозначно существование явления « о б р а т н о г о б а й п а с а » с л е д у е т из полученных П. Д . К о м а р о м ре­ з у л ь т а т о в изучения скоростей в д о л ь б е р е ш в о й т р а н с п о р т и р о в к и различных гранулометрических фракций обломочного материа­ л а в п р е д е л а х п л я ж е в о й зоны Э л ь - М о р е н о на С е в е р о - З а п а д н о м п о б е р е ж ь е К а л и ф о р н и й с к о г о з а л и в а ( М е к с и к а ) . П р и м е н и в в ка­ честве т р а с с е р о в л ю м и н о ф о р ы ( о к р а ш е н н ы е ф л ю о р е с ц и р у ю щ е й к р а с к о й о б л о м о ч н ы е з е р н а ) , П. Д . К о м а р у с т а н о в и л , что с наи­ б о л ь ш е й с к о р о с т ь ю (0,37 см/с) в д о л ь б е р е г о в ы м потоком пере­ мещаются обломочные зерна наиболее крупнозернистой фрак­ ции (средний р а з м е р зерен 1,19 м м ) . С к о р о с т ь ж е т р а н с п о р т и ­ р о в к и о б л о м о ч н ы х зерен в 4 р а з а м е н ь ш е г о р а з м е р а ( ф р а к ц и я со средним р а з м е р о м зерен 0,3 м м ) о к а з а л а с ь в 4 р а з а м е н ь ш е й . Я в л е н и е « о б р а т н о г о б а й п а с а » ( г л а в н ы м о б р а з о м , л е г к и х ми­ н е р а л о в ) имеет, по-видимому, ш и р о к о е р а с п р о с т р а н е н и е в при­ роде, и л и ш ь н е д о с т а т о ч н о е число с п е ц и а л ь н ы х и с с л е д о в а н и й в этом н а п р а в л е н и и п р и в о д и т к тому, что п о д о б н ы е ф а к т ы пока воспринимаются геологами обычно как исключительные. Реа­ лизации в природе данного явления, как показывают различные д а н н ы е , в том числе э к с п е р и м е н т а л ь н ы е ( Р . С л и н г е р л а н д и д р . ) , в е с ь м а способствует, в частности, ш е р о х о в а т о с т ь д н а , по кото­ рому о с у щ е с т в л я е т с я т р а н с п о р т и р о в к а г р а н у л о м е т р и ч е с к и и ми­ н е р а л о г и ч е с к и н е о д н о р о д н о г о о б л о м о ч н о г о в е щ е с т в а . К а к пола­ гают, н а п р и м е р , Р . Л о у р а й т , Е. В и л ь я м е и Ф. Д а ч и л л , и з у ч а в ­ шие с о в р е м е н н ы е речные, д ю н н ы е , п л я ж е в ы е и п р и б р е ж н о - м е л к о в о д н ы е пески в р а й о н е оз. Э р и , подобное я в л е н и е в п о л н е есте­ ственно при с а л ь т а ц и о н н о м м е х а н и з м е переноса о б л о м о ч н ы х зе­ рен, п о с к о л ь к у «при с а л ь т а ц и и б о л ь ш и е л е г к и е з е р н а л е г ч е вы­ м ы в а ю т с я из о с а д к а , чем более м е л к и е и т я ж е л ы е » . М о ж н о о т м е т и т ь с у щ е с т в о в а н и е в природе и д р у г о г о , е щ е более у н и к а л ь н о г о типа « о б р а т н о г о б а й п а с а » , с о с т о я щ е г о в опе­ режении тяжелыми минералами легких. Подобные случаи для некохорых природных и л а б о р а т о р н ы х у с л о в и й б ы л и о т м е ч е н ы П. В. Х м е л е в о й , П. П. Г р и г о р ь е в ы м , В. Г. У л ь с т о м , М. П о м е р а н ц б л ю м , Д ж . С т е й т м а н н о м , X. Х э й в у д о м и д р . П о д а н н ы м двух последних а в т о р о в , обгон т я ж е л ы м и м и н е р а л а м и л е г к и х д о с т а т о ч н о типичен, в частности д л я условий эоловой т р а н с п о р ­ т и р о в к и о б л о м о ч н ы х ч а с т и ц путем в о л о ч е н и я . Р а с п р о с т р а н е н о подобное я в л е н и е и в у с л о в и я х с у б а к в а л ь н о й , в частности, вол­ новой т р а н с п о р т и р о в к и (В.. Худ, С. Худ, С. О л с о н и д р . ) . Осо­ бенно способствуют этому значительные углы наклона дна. В частности, И. В. Х м е л е в а и Н. П. Г р и г о р ь е в н а б л ю д а л и по­ д о б н о е я в л е н и е при э к с п е р и м е н т а л ь н о м м о д е л и р о в а н и и д е л ю в и ­ а л ь н о г о с м ы в а при у г л а х н а к л о н а 11—17°, т о г д а к а к при мень­ ших у г л а х н а к л о н а это я в л е н и е не н а б л ю д а л о с ь . Таким образом, учитывая сложность и исключительное раз­ н о о б р а з и е п р и р о д н ы х условий с е д и м е н т о г е н е з а , р е а л ь н а я к а р т и -

на ф о р м и р о в а н и я T M A и р а с п р е д е л е н и я T M в процессе гидро­ а э р о д и н а м и ч е с к о й д и ф ф е р е н ц и а ц и и о б л о м о ч н о г о в е щ е с т в а во многих с л у ч а я х о к а з ы в а е т с я з н а ч и т е л ь н о б о л е е с л о ж н о й (и р а з ­ ной д л я р а з л и ч н о г о с о ч е т а н и я п р и р о д н ы х у с л о в и й ) , чем р а с п р е ­ д е л е н и е м и н е р а л о в по их г и д р а в л и ч е с к о й к р у п н о с т и или по «принципу г и д р а в л и ч е с к о й э к в и в а л е н т н о с т и » в той т р а к т о в к е этого п р и н ц и п а , к о т о р а я д а е т с я , н а п р и м е р , Д ж . Г р и ф ф и т с о м [4]. Постседиментационные

преобразования

В соответствии с н а к о п и в ш и м и с я к н а с т о я щ е м у времени ф а к т и ч е с к и м и д а н н ы м и об о т л о ж е н и я х в р а з л и ч н ы х р а й о н а х , р а з л и ч н о г о в о з р а с т а , л и т о л о г и ч е с к о г о т и п а , м и н е р а л ь н о г о со­ с т а в а и генезиса, T M A после в о з н и к н о в е н и я могут п о д в е р г а т ь с я постседиментационным преобразованиям (трансформации) п р е ж д е всего в р е з у л ь т а т е п р о я в л е н и я процессов в н у т р и с л о й ного ( в н у т р и п л а с т о в о г о ) р а с т в о р е н и я химически неустойчивых TM. Р а с с м а т р и в а я д а н н ы й вопрос, о с т а н о в и м с я н е с к о л ь к о подроб­ нее на у ж е у п о м и н а в ш е й с я в ы ш е з а к о н о м е р н о с т и Т у л е — П е т т и д ж о н а , к а с а ю щ е й с я особенностей х р о н о с т р а т и г р а ф и ч е с к о г о р а с ­ п р е д е л е н и я т е р р и г е н н ы х м и н е р а л о в . Эта з а к о н о м е р н о с т ь в ее с о в р е м е н н о й т р а к т о в к е в с а м о м о б щ е м в и д е м о ж е т быть с ф о р ­ м у л и р о в а н а с л е д у ю щ и м о б р а з о м . В н а п р а в л е н и и от м о л о д ы х о т л о ж е н и й к о все более д р е в н и м и г л у б о к о п о г р у ж е н н ы м о б щ е е число м и н е р а л ь н ы х видов, п р и с у т с т в у ю щ и х в с о с т а в е T M ас­ социаций тяжелой фракции, последовательно уменьшается за счет в н у т р и с л о й н о г о р а с т в о р е н и я х и м и ч е с к и все более устойчи­ вых в у с л о в и я х диа-, к а т а - и м е т а г е н е з а т е р р и г е н н ы х минераловТ Т а к ж е к а к Ж . Т у л е и Ф. П е т т и д ж о н , м о ж н о в ы д е л и т ь з а ­ к о н о м е р н о с т и : 1) в н а п р а в л е н и и от м о л о д ы х о т л о ж е н и й ко все более древним и глубокопогруженным уменьшается минерало­ гическое р а з н о о б р а з и е T M A т я ж е л о й ф р а к ц и и , к о л и ч е с т в о при­ с у т с т в у ю щ и х в них м и н е р а л ь н ы х в и д о в ; 2) п о с л е д о в а т е л ь н о с т ь и с ч е з н о в е н и я T M в н а п р а в л е н и и от м о л о д ы х о т л о ж е н и й к о все б о л е е д р е в н и м и г л у б о к о п о г р у ж е н н ы м соответствует, п о с л е д о в а ­ т е л ь н о с т и у в е л и ч е н и я х и м и ч е с к о й устойчивости T M (в у с л о в и я х диа-, к а т а - и м е т а г е н е з а , к а к м о ж н о и н у ж н о сейчдс д о б а в и т ь , ибо о т н о с и т е л ь н а я х и м и ч е с к а я у с т о й ч и в о с т ь T M в э т и х усло­ виях, к а к у ж е д а в н о у с т а н о в л е н о , в частности, Ф. П е т т и д ж о н о м , не в п о л н е т о ж д е с т в е н н а их относительной устойчивости в усло­ виях поверхностного выветривания). Эти з а к о н о м е р н о с т и в п е р в ы е , хотя, м о ж е т быть, и не в столь явной ф о р м е , б ы л и с ф о р м у л и р о в а н ы Ж - Т у л е в 1913 г. Ф. Пет­ т и д ж о н , о б о б щ и в б о л ь ш о й ф а к т и ч е с к и й м а т е р и а л об о с а д о ч н ы х ф о р м а ц и я х р а з л и ч н о г о в о з р а с т а , п о к а з а л их статистически вы­ д е р ж и в а ю щ у ю с я п р а в и л ь н о с т ь . У с т а н о в л е н и ю этих з а к о н о м е р ­ ностей п р е д ш е с т в о в а л и идеи о р а з л и ч н о й химической устойчи-

вости TM, г л у б о к о у к о р е н и в ш и е с я е щ е в X I X в., и м ы с л ь о в о з ­ можности постседиментационного химического разложения и за­ мещения TM непосредственно в отложениях, по-видимому впер­ в ы е в ы с к а з а н н а я Г. Т о м а с о м в 1909 г. В соответствии с и м е ю щ и м и с я д а н н ы м и , в р а з р е з а х осадоч­ ных т о л щ в н а п р а в л е н и и сверху вниз в н а и б о л е е полном с л у ч а е м о ж н о в ы д е л и т ь основные зоны и а д е к в а т н ы е им с т а д и и (или ф а з ы ) п р о я в л е н и я процессов к а т а г е н е т и ч е с к о г о в н у т р и с л о й н о г о растворения TM. 1. Зона слабого (начального) проявления ПВР. В п р е д е л а х этой з о н ы т р а н с ф о р м и р у ю т с я н е к о т о р ы е т и п о м о р ф н ы е особен­ ности х и м и ч е с к и н а и м е н е е у с т о й ч и в ы х T M ( о л и в и н а , пироксе­ нов, а м ф и б о л о в , б и о т и т а ) и м о ж е т п р о и с х о д и т ь ч а с т и ч н о е унич­ т о ж е н и е м и н е р а л о в этой г р у п п ы , п р е ж д е всего о л и в и н а к а к наи­ менее устойчивого 'из них. К р о м е того, м о ж е т в той или иной м е р е п р о я в л я т ь с я ч а с т и ч н а я т р а н с ф о р м а ц и я т и п о м о р ф н ы х осо­ бенностей т е р р и г е н н ы х м и н е р а л о в средней (промежуточной) химической устойчивости (эпидот и его группа, х л о р и т о и д , от­ части а н д а л у з и т ) . 2. Зона среднего проявления ПВР. В этой зоне х и м и ч е с к и неустойчивые ( н и з к о у с т о й ч и в ы е ) T M полностью исчезают, час­ тично р а з р у ш а ю т с я T M средней химической устойчивости, т р а н с ф о р м и р у ю т с я н е к о т о р ы е т и п о м о р ф н ы е особенности хими­ чески с р а в н и т е л ь н о у с т о й ч и в ы х T M ( с и л л и м а н и т , к и а н и т , с т а в ­ ролит). 3. Зона сильного (глубокого) проявления ПВР. В этой зоне х и м и ч е с к и о т н о с и т е л ь н о неустойчивые T M отсутствуют, полно­ стью р а з р у ш а ю т с я м и н е р а л ы с р е д н е й устойчивости, н а ч и н а е т с я частичное р а з р у ш е н и е с р а в н и т е л ь н о у с т о й ч и в ы х м и н е р а л о в . 4. Зона очень сильного (весьма глубокого) проявления ПВР. В этой зоне п р о и с х о д и т полное р а з р у ш е н и е с р а в н и т е л ь н о устой­ чивых TM и с о х р а н я ю т с я с в е р х у с т о й ч и в ы е — г л а в н ы м о б р а з о м , ц и р к о н , рутил, т у р м а л и н , г р а н а т . В о з м о ж н ы и з м е н е н и я неко­ торых т и п о м о р ф н ы х особенностей м и н е р а л о в этой группы и час­ тичное р а з р у ш е н и е н а и м е н е е у с т о й ч и в ы х из них ( г р а н а т ) . П а этих ж е о с н о в а н и я х , т. е. с учетом т р а н с ф о р м а ц и и типо­ м о р ф н ы х особенностей T M , изменений к о л и ч е с т в е н н ы х соотно­ шений м е ж д у TM в р е з у л ь т а т е частичного у н и ч т о ж е н и я некото­ рых из них и изменений видового н а б о р а T M в р е з у л ь т а т е пол­ ного у н и ч т о ж е н и я н е к о т о р ы х из них, в о з м о ж н о в ы д е л е н и е и б о ­ лее д р о б н ы х е д и н и ц — подзон П В Р о б л о м о ч н о г о в е щ е с т в а . З а к а ж д о й иа зон П В Р ц е л е с о о б р а з н о з а к р е п и т ь с л е д у ю щ и е о б о з н а ч е н и я : 1 - з о н а с л а б ы х п р о я в л е н и й П В Р ; II — з о н а сред­ них п р о я в л е н и и П В Р ; I I I — з о н а с и л ь н ы х ( г л у б о к и х ) п р о я в л е ­ ний П В Р ; IV — зона очень с и л ь н ы х п р о я в л е н и й П В Р . П о д з о н ы же целесообразно обозначать арабскими цифрами в направле­ нии с в е р х у вниз ( н у м е р а ц и я в п р е д е л а х к а ж д о й зоны о т д е л ь ­ ная).

Классификация и характеристика индикаторных признаков в ы д е л е н н ы х зон и с о о т в е т с т в у ю щ и х им с т а д и й ( ф а з ) П В Р схе­ м а т и ч е с к и п р е д с т а в л е н ы в т а б л . 15. Н а б л ю д а е м ы е в п р и р о д е ре­ а л ь н ы е зоны п р о я в л е н и я П В Р я в л я ю т с я л и ш ь б л и з к и м п р и б л и ­ ж е н и е м к этой схеме. Г л у б и н ы з а л е г а н и я и м о щ н о с т и в ы д е л е н н ы х з о н (и п о д з о н ) П В Р в р а з н ы х с л у ч а я х могут б ы т ь с у щ е с т в е н н о р а з л и ч н ы м и , что о п р е д е л я е т с я в к а ж д о м с л у ч а е к о н к р е т н ы м и у с л о в и я м и про­ т е к а н и я П В Р ( в к л ю ч а я исходный м и н е р а л ь н ы й с о с т а в о т л о ж е ­ ний, их с т р у к т у р н о - т е к с т у р н ы е особенности, о п р е д е л я ю щ и е по­ ристость и п р о н и ц а е м о с т ь о т л о ж е н и й , с о с т а в п о р о в ы х вод, р Н и E h среды, п л а с т о в ы е т е м п е р а т у р ы и в с е с т о р о н н е е ( г и д р о с т а ­ тическое) д а в л е н и е , о д н о с т о р о н н е е (боковое) д а в л е н и е , дли­ тельность протекания процессов П В Р ) . Таблица Зоны и стадии (фазы)

Группы минералов по их относительной химической устойчивости в условиях П В Р

15

ПВР терригенных минералов и их TM индикаторы

Степень проявления П В Р (зоны П В Р )

слабая

(D

средняя (")

сильная (III)

очень сильная (IV)

Неустойчивые (низкоустойчивые) (оливин, пиооксены, амфиболы, биотит и др.)

Трансформиру­ Полностью ются типо­ исчезают морфные осо­ бенности; час­ тично исчезают (наименее ус­ тойчивые)

Отсутству­ ют

Отсутствуют

Среднеустойчивые (группа эпидота, андалузит (?) и др.)

Могут транс­ Частично формироваться исчезают типоморфные особенности

Полностью исчезают

Отсутствуют

Устойчивые (вы­ сокоустойчивые) (силлиманит, киа­ нит, ставролит и др.).

Не затронуты

Возможны Частично изменения исчезают типоморф­ ных особен­ ностей

Очень устойчивые (сверхустойчивые) (циркон, рутил, турмалин, гранат и др.)

Не затронуты

Не затрону­ Не затрону­ Возможны из­ ты ты менения типо­ морфных осо­ бенностей и ч а » стичное исчез­ новение ере Bнителмю менее устойчивых TM (гранат и др.)

Полностью ис­ чезают

Н а п р и м е р , по д а н н ы м А. М о р т о н а [27] ( т а б л . 16), в п а л е о ­ ц е н о в ы х о т л о ж е н и я х С е в е р н о г о м о р я у ж е с г л у б и н ы 915 м про­ с л е ж и в а е т с я ч а с т и ч н о е у н и ч т о ж е н и е к и а н и т а и, т а к и м о б р а з о м , начинается зона сильного проявления П В Р . С глубины пример­ но 1500 м н а ч и н а е т с я ч а с т и ч н о е у н и ч т о ж е н и е с т а в р о л и т а , что у к а з ы в а е т на н е с к о л ь к о б о л е е в ы с о к у ю х и м и ч е с к у ю устойчи­ вость с т а в р о л и т а , по с р а в н е н и ю с к и а н и т о м , в у с л о в и я х к а т а генетического в н у т р и с л о й н о г о р а с т в о р е н и я и д а е т основания д л я в ы д е л е н и я с л е д у ю щ е й п о д з о н ы в р а м к а х з о н ы . Н а этой г л у б и н е с о д е р ж а н и е к и а н и т а р е з к о с н и ж а е т с я . С г л у б и н ы око­ л о 2135 м п р а к т и ч е с к и и с ч е з а е т к и а н и т и н а ч и н а е т с я р е з к о е с н и ж е н и е с о д е р ж а н и я с т а в р о л и т а . Это (особенно первый из этих ф а к т о в ) д а е т о с н о в а н и я д л я в ы д е л е н и я е щ е одной, с а м о й н и ж ­ ней подзоны зоны с и л ь н о г о в н у т р и с л о й н о г о р а с т в о р е н и я . С глу­ б и н ы п р и м е р н о 2590 м п р а к т и ч е с к и и с ч е з а ю т к и а н и т и с т а в р о ­ лит. Соответственно эта глубина в палеоценовых отложениях С е в е р н о г о м о р я с о о т в е т с т в у е т н и ж н е й г р а н и ц е зоны с и л ь н о г о п р о я в л е н и я П В Р и н а ч а л у зоны очень сильного проявления ПВР. В е с ь м а п о к а з а т е л ь н о д л я этих о т л о ж е н и й о т н о ш е н и е с т а в р о ­ л и т / к и а н и т (см. т а б л . 16), в ы ч и с л е н н о е а в т о р о м по д а н н ы м А. М о р т о н а . В с а м о й в е р х н е й зоне д о г л у б и н ы 915 м в е л и ч и н а о т н о ш е н и я и с к л ю ч и т е л ь н о в ы д е р ж а н а (1,7—1,8) и, очевидно, соответствует первичному, с е д и м е н т о г е н н о м у з н а ч е н и ю этого т е р р и г е н н о - м и н е ралогического коэффициента (TMK). Н и ж е н а б л ю д а е т с я д о с т а т о ч н о п о с л е д о в а т е л ь н о е и все у с к о ­ р я ю щ е е с я с г л у б и н о й у в е л и ч е н и е з н а ч е н и я этого Т М К , что у к а ­ з ы в а е т , во-первых, на п о с л е д о в а т е л ь н о е усиление с глубиной П В Р , а в о - в т о р ы х , на б о л ь ш у ю х и м и ч е с к у ю у с т о й ч и в о с т ь в этих у с л о в и я х с т а в р о л и т а по с р а в н е н и ю с к и а н и т о м . З о н а , в п р е д е ­ л а х которой н а б л ю д а е т с я с в я з а н н о е с П В Р у в е л и ч е н и е з н а ч е н и я T M K S/K ( г л у б и н ы 9 1 5 — 2 5 9 0 . м ) , в соответствии с п р и в е д е н н о й в ы ш е к л а с с и ф и к а ц и о н н о й схемой (см. т а б л . 15), относится к зо­ не г л у б о к о г о п р о я в л е н и я П В Р . Е щ е б о л е е н а г л я д н ы е р е з у л ь ­ т а т ы д о л ж н о д а т ь в ы ч и с л е н и е д л я о т л о ж е н и й этой зоны T M K типа TISl RI(K-\-S) и т. п. С в е д е н и я о с о д е р ж а н и и д р у г и х T M ( к р о м е г р а н а т а ) в р а б о т е А. М о р т о н а [27] не п р и в е д е н ы . И з в е с т н ы н е е д и н и ч н ы е ф а к т ы , р е з к о не с о г л а с у ю щ и е с я с з а ­ к о н о м е р н о с т ь ю Т у л е — П е т т и д ж о н а и не и м е ю щ и е пока в п о л н е удовлетворительного объяснения. Особенно это касается откло­ нений от у к а з а н н ы х Ф. П е т т и д ж о н о м д а н н ы х об о с о б е н н о с т я х с т р а т и г р а ф и ч е с к о г о р а с п р е д е л е н и я р а з л и ч н ы х м и н е р а л ь н ы х ви­ дов тяжелой фракции. Приведем некоторые примеры. Э. С. Щ е р б а к о в , Т. Ф. П р о с к у р и н и Ю . И . Л у п п о в у с т а н о ­ в и л и в девонских т е р р и г е н н ы х п о р о д а х з а п а д н о г о с к л о н а С е в е р ­ ного У р а л а с у щ е с т в е н н ы е к о л и ч е с т в а о л и в и н а , р а с п р о с т р а н е н и е которого д о л г о е в р е м я из-за н и з к о й химической у с т о й ч и в о с т и считалось ограниченным современными осадками. 1

№

Содержание ставролита и кианита в палеоценовых отложениях Северного моря (по А. Мортону [27]), значения TMK ставролит/кианит (S/K) и зональность проявления ПВР Содержание в тяжелой фракции, % SlK

Глубина, м Ставролит

Кианит

457—610 610—762 762—915

4,4 3,5 4,8

2,4 2,1 2,6

1,8 1,7 1,8

915—1067 1067—1220 1220—1372 1372—1524

4Д 3,2 3,8 3,9

1,6 1,9 1,2 1,8

2,6 1,7 3,2 2,2

1524—1677 1677—1829 1829—1982 1982—2135

3,2 2,6 2,9 2,1

0,9 0,8 0,8 0,3

3,6 3,2 3,6 7,0

2135—2287 2287—2439 2439—2591

1,6 0,5 0,3

Редкий

2591—2744 2744—2896

Редкий О.чень редкий

2896—3049 3049—3201 3201—3354

Очень редкий

I—II Ставролит и кианит со­ храняют первичные со­ держания, но содержат следы травления

IH Частичное кианита

IH

2

Частичное исчезновение кианита и ставролита

IH

—

1

исчезновение

3

Полное исчезновение ки­ анита, частичное исчез­ новение ставролита

IV Отсутствует

Отсутствует

З о н ы и подзоны ПВР и их TM индикаторы

—

Полное исчезновение ки­ анита и ставролита

Л . Н. Новоселова описала присутствие в нижнекембрийских о т л о ж е н и я х Ю ж н о й Т у в ы у н и к а л ь н о й Т М А , с о с т о я щ е й из п л а ­ гиоклазов типа олигоклаза — андезина, эгирина, эгирин-диопсид а , р и б е к и т а , г а с т и н г с и т а , биотита, л е п и д о м е л а н а , ф л о г о п и т а , шорломита, пирохлора. В. Т. Г у д з е н к о , В. Т. Р а б о т н о в и д р . в к е м б р и й с к и х и в е р х н е д о к е м б р и й с к и х о т л о ж е н и я х юго-восточного с к л о н а А л д а н с к о г о щ и т а о т м е ч а ю т п и р о к с е н ы (гиперстен, авгит, эгирин, д и о п с и д ) , а м ф и б о л ы , эпидот, биотит, т и т а н и т . Э п и д о т - р о г о в о о б м а н к о в ы й с о с т а в T M A т я ж е л о й ф р а к ц и и от­ л о ж е н и й в е р х н е й ч а с т и с е р а л а х с к о й серии ( в е н д северного с к л о л а А л д а н с к о г о щ и т а ) у с т а н о в и л И. Е. М о с к в и т и н . П о д а н н ы м Н . Г. Б о р о в к о и др., химически неустойчивые T M присутствуют ( н е р е д к о в з н а ч и т е л ь н ы х к о л и ч е с т в а х ) во многих древнейших докембрийских и раннепалеозойских отло­ ж е н и я х У р а л а . Т а к , в з и г а л ь ч и н с к о й свите с р е д н е г о р и ф е я Б а ш ­ к и р с к о г о а н т и к л и н о р и я н а й д е н оливин. В к р и в о л у к с к о м н а д г о р и з о н т е верхнего п р о т е р о з о я з а п а д н о г о с к л о н а У р а л а , по д а н ­ ным шлихового опробования, установлены высокие концентра­ ции о л и в и н а , а м ф и б о л о в , э п и д о т а . В н и ж н е а ш и н с к и х о т л о ж е ­ ниях (венд) в р а й о н е К у д ы м к а р а у с т а н о в л е н ы з н а ч и т е л ь н ы е со­ д е р ж а н и я п и р о к с е н о в . В а ш и н с к о й серии и н о г д а в з н а ч и т е л ь н о м к о л и ч е с т в е с о д е р ж и т с я г л а у к о н и т . О т л о ж е н и я н и ж н е г о и сред­ него о р д о в и к а Ю ж н о г о У р а л а о б о г а щ е н ы п и р о к с е н а м и , эпидотом, о л и в и н о м . Ш и р о к о е р а с п р о с т р а н е н и е х и м и ч е с к и н е у с т о й ч и в ы х T M по в с е м у о с а д о ч н о м у р а з р е з у Ц е н т р а л ь н о й С и б и р и от в е р х н е г о п р о т е р о з о я до н и ж н е г о м е л а о т м е ч а ю т 3 . 3 . Р о н к и н а , М. Е . Kaп л а н и Е. Г. Ю д о в н ы й . В частности, по д а н н ы м у к а з а н н ы х ав­ т о р о в , в о т л о ж е н и я х синийского в о з р а с т а с р е д н е е с о д е р ж а н и е о л и в и н а в т я ж е л о й ф р а к ц и и , по р е з у л ь т а т а м 71 а н а л и з а , со­ с т а в л я е т 8,7 % • Число подобных примеров можно значительно увеличить. П р и этом в а ж н о о т м е т и т ь , что по к о м п л е к с у д р у г и х л и т о л о г и ческих п р и з н а к о в п е р е ч и с л е н н ы е о т л о ж е н и я н а х о д я т с я н е р е д к о на с т а д и я х г л у б о к о г о к а т а г е н е з а ( а п о к а т а г е н е з а ) и м е т а г е н е з а или н а ч а л ь н о г о м е т а м о р ф и з м а . Н и з к а я х и м и ч е с к а я з р е л о с т ь T M A многих д о к е м б р и й с к и х от­ л о ж е н и й с п р а в е д л и в о с ч и т а е т с я п о к а з а т е л е м отсутствия г л у б о ­ кого п р о я в л е н и я п р о ц е с с о в п о в е р х н о с т н о г о х и м и ч е с к о г о вывет­ ривании при ф о р м и р о в а н и и этих о т л о ж е н и й . П о к р а й н е й м е р е , отчасти она м о ж е т б ы т ь с в я з а н а с п р о я в л е н и я м и к о н с е д и м е н тационного вулканизма в докембрии. Н о одновременно она — показатель слабого проявления в соответствующих отложениях процессов п о с т с е д п м е н т а ц и о н н о г о в н у т р и с л о й н о г о р а с т в о р е н и я х и м и ч е с к и неустойчивых т е р р и г е н н ы х к о м п о н е н т о в , п р и ч и н ы че­ го в ы я с н е н ы д а л е к о не в полной м е р е . В с в я з и со с т а т и с т и ч е с к и м х а р а к т е р о м з а к о н о м е р н о с т и х р о н о с т р а т е г и ч е с к о г о р а с п р е д е л е н и я T M ( н а з в а н н о й н а м и в честь 68

у с т а н о в и в ш и х ее г е о л о г о в з а к о н о м е р н о с т ь ю Т у л е — П е т т и д ж о н а ) отмеченные выше и другие известные отклонения еще недоста­ точны для отрицания справедливости данной закономерности и н у ж д а ю т с я в д е т а л ь н о м изучении. С о х р а н е н и е х и м и ч е с к и неустойчивых T M в в е с ь м а д р е в н и х и г л у б о к о п о г р у ж е н н ы х о с а д о ч н ы х т о л щ а х во многих с л у ч а я х м о ж н о о б ъ я с н и т ь р а з л и ч н ы м и ф о р м а м и « з а п е ч а т ы в а н и я » («бро­ н и р о в а н и я » , « к о н с е р в а ц и и » ) о б л о м о ч н ы х зерен. Н а и б о л е е э ф ­ ф е к т и в н о « б р о н и р о в а н и е » р е л и к т о в ы х TM, п р и в о д я щ е е к д л и ­ т е л ь н о м у с о х р а н е н и ю х и м и ч е с к и о т н о с и т е л ь н о неустойчивых м и н е р а л о в , п р о я в л я е т с я в к о н к р е ц и о н н ы х с т я ж е н и я х , к а к это -было п о к а з а н о М. Б р а м л е т т о м , а п о з д н е е Р . В е й л е м , Т. Тоддом, Р. Фолком и др. М н о г и м и а в т о р а м и у с т а н о в л е н о я в л е н и е з а п а з д ы в а н и я внут­ рислойного растворения TM в породах с низкими значениями п о р и с т о с т и и п р о н и ц а е м о с т и , особенно г л и н и с т ы х . Э т о — т а к ж е о с о б ы й тип « з а п е ч а т ы в а н и я » о б л о м о ч н ы х з е р е н . В п о с л е д н е е в р е м я у с т а н о в л е н о , что д о с т а т о ч н о ш и р о к о р а с п р о с т р а н е н н ы й случай «запечатывания» («консервации») химически относи­ т е л ь н о н е у с т о й ч и в ы х T M в о с а д о ч н ы х т о л щ а х с в я з а н с проник­ н о в е н и е м в п о р о д ы - к о л л е к т о р ы у г л е в о д о р о д н ы х ф л ю и д о в , при­ в о д я щ и м к з а м е д л е н и ю ( « и н г и б и р о в а н и ю » ) или п о л н о м у пре­ к р а щ е н и ю процессов в н у т р и с л о й н о г о р а с т в о р е н и я м и н е р а л о в . Естественно, что « б р о н и р о в а н н ы е » ( « з а п е ч а т а н н ы е » ) з е р н а T M , о б л а д а ю щ и х н и з к о й х и м и ч е с к о й у с т о й ч и в о с т ь ю , могут со­ х р а н я т ь с я на г л у б и н а х , на к о т о р ы х в о т н о с и т е л ь н о в ы с о к о п о ­ р и с т ы х и « н е з а п е ч а т а н н ы х » о т л о ж е н и я х п о д о б н ы е T M уничто­ ж е н ы в р е з у л ь т а т е п р о я в л е н и я процессов в н у т р и с л о й н о г о р а с ­ творения. Подобные «бронированные» реликты наблюдаются и н о г д а не т о л ь к о в о с а д о ч н ы х , но и в з н а ч и т е л ь н о б о л е е г л у б о ­ ко измененных метаморфических породах (Г. Винклер, Н . В . Л о г в и н е н к о , В. Н. Ш в а н о в и д р . ) . К основным условиям, содействующим длительному сохра­ н е н и ю х и м и ч е с к и относительно неустойчивых T M при П В Р , от­ н о с я т с я : 1) б р о н и р о в а н и е другими первичными минералами о с а д к а ( н а п р и м е р , г л и н и с т ы м и ) в у с л о в и я х низкой о б щ е й про­ н и ц а е м о с т и п о р о д ы ; 2) б р о н и р о в а н и е в т о р и ч н ы м и , а у т и г е н н ы м и м и н е р а л а м и : а ) з а п о л н я ю щ и м и поры в м е ж з е р н о в о м п р о с т р а н ­ с т в е , б) о б р а з у ю щ и м и к о н к р е ц и о н н ы е или иные с т я ж е н и я , в к л ю ­ ч а ю щ и е з е р н а T M , в) н е п о с р е д с т в е н н о п о к р ы в а ю щ и м и о б л о м о ч ­ н ы е з е р н а т р у д н о р а с т в о р и м о й п л е н к о й ; 3) б р о н и р о в а н и е о б л о ­ м о ч н ы х з е р е н у г л е в о д о р о д н о й пленкой, с о п р о в о ж д а ю щ е е с я гидр о ф о б и з а ц и е й их поверхности; 4) б р о н и р о в а н и е («запечаты­ вание», «консервация») обломочных зерен углеводородными ф л ю и д а м и , в ы т е с н я ю щ и м и п о р о в ы е в о д ы (в т о м числе не со­ п р о в о ж д а ю щ е е с я г и д р о ф о б и з а ц и е й поверхности зерен при со­ х р а н е н и и в о к р у г з е р е н остаточной пленочной в о д ы ) . И м е ю т с я с л у ч а и , к о г д а п р и ч и н ы с о х р а н е н и я химически не­ устойчивых TM в глубинных условиях остаются невыявленны-

ми и отсутствуют д а н н ы е , с в и д е т е л ь с т в у ю щ и е о тех или иных, формах «запечатывания» минералов. Подобные случаи стати­ стически не столь м н о г о ч и с л е н н ы , к а к с л у ч а и у н и ч т о ж е н и я не­ устойчивых м и н е р а л о в , но к а ж д ы й из них, не п о л у ч а я у д о в л е т ­ в о р и т е л ь н о г о о б ъ я с н е н и я , с т а в и т под сомнение п р е д с т а в л е н и я о в н у т р и с л о й н о м р а с т в о р е н и и о б л о м о ч н о г о в е щ е с т в а (их. с п р а ­ в е д л и в о с т ь или у н и в е р с а л ь н о с т ь ) . В соответствии с р е з у л ь т а т а м и , п о л у ч е н н ы м и А. В . К о п е л и о вичем, А. Г. К о с с о в с к о й , Н . В. Л о г в и н е н к о , В. Н . Ш в а н о в ы м , . В . Д . Ш у т о в ы м и др., н е о б х о д и м о отметить, что в е с ь м а д л и т е л ь ­ ное (сотни м и л л и о н о в л е т ) с о х р а н е н и е о т н о с и т е л ь н о н е у с т о й ­ чивых T M м о ж е т б ы т ь с в я з а н о со с п е ц и ф и ч е с к и м и р е г и о н а л ь ­ н ы м и т е к т о н и ч е с к и м и п р и ч и н а м и и о б у с л о в л е н н ы м и ими т е р м о ­ динамическими условиями постседиментационного преобразова­ ния о б л о м о ч н о г о в е щ е с т в а , п р е ж д е всего с отсутствием з н а ч и ­ тельных температур и одностороннего давления, как это на­ блюдается в неглубоко погруженных отложениях платформен­ ных о б л а с т е й . Е щ е одной в о з м о ж н о й причиной длительного сохранения химически о т н о с и т е л ь н о неустойчивых T M в у с л о в и я х П В Р мо­ гут быть очень в ы с о к о е исходное с о д е р ж а н и е этих м и н е р а л о в в о с а д к е и к р у п н ы е и с х о д н ы е р а з м е р ы их з е р е н . И з в е с т н о , что в н е к о т о р ы х с л у ч а я х , особенно в о б л а с т я х в у л к а н о г е н н о - о с а д о ч ного л и т о г е н е з а , а м ф и б о л ы , п и р о к с е н ы , биотит и н е к о т о р ы е дру­ гие м и н е р а л ы , о б л а д а ю щ и е н и з к о й х и м и ч е с к о й у с т о й ч и в о с т ь ю , я в л я ю т с я не а к ц е с с о р н ы м и , а о д н и м и из г л а в н ы х м и н е р а л о в н а ­ к а п л и в а ю щ и х с я о т л о ж е н и й . А. В . К о п е л и о в и ч е м и В . Д . Ш у ­ т о в ы м д л я биотита б ы л о п о к а з а н о , что д а ж е в е с ь м а д л и т е л ь ­ ные процессы П В Р не в с е г д а п р и в о д я т к п о л н о м у и с ч е з н о в е н и ю этих м и н е р а л о в , х о т я и о б у с л о в л и в а ю т их т р а н с ф о р м а ц и ю , у м е н ь ш е н и е р а з м е р о в зерен и з н а ч и т е л ь н о е с н и ж е н и е их с о ­ д е р ж а н и я в породе. Явление П В Р терригенных минералов устанавливается к а к при переходе ко все более г л у б о к и м с т р а т и г р а ф и ч е с к и м у р о в ­ н я м , т а к и в п р е д е л а х одного с т р а т и г р а ф и ч е с к о г о у р о в н я п р и п е р е х о д е от и е ф т с с о д е р ж а щ и х о т л о ж е н и й к о т л о ж е н и я м з а к о н ­ турного пространства нефтяных залежей. Последняя законо­ м е р н о с т ь , р а з л и ч н ы е а с п е к т ы которой р а с к р ы т ы и с с л е д о в а н и я м и Е. П. Е р м о л о в о й , В . Л о у р и , Н . А. О р л о в о й , Г. Н . П е р о з и о , Г. Э. П р о э о р о в п ч а , С. Г. С а р к и с я н а , Г. Ф ю х т б а у э р а , К. Р . Ч е пикова, И. В . Ш в е ц о в о й , Р . М. Ю р к о в о й и р я д а д р у г и х а в т о ­ ров, я в л я е т с я одним из н а и б о л е е веских а р г у м е н т о в , п о д т в е р ж ­ д а ю щ и х ш и р о к о е п р о я в л е н и е процессов П В Р х и м и ч е с к и неус­ тойчивых T M . Н е л ь з я не о б р а т и т ь в н и м а н и е на с у щ е с т в о в а н и е о п р е д е л е н ­ ного п а р а д о к с а и х р о н о с т р а т и г р а ф и ч е с к о м р а с п р е д е л е н и и T M легкой и тяжелой фракций. Существование этого парадокса вы­ т е к а е т , в частности, из п о л у ч е н н ы х А. Б . Р о н о в ы м , М. С. М и ­ х а й л о в с к о й и И . И. С о л о д к о в о й д а н н ы х по э в о л ю ц и и м и н е р а л ь -

ного с о с т а в а п е с ч а н ы х о т л о ж е н и й и п о д т в е р ж д а е т с я многочис­ ленными данными других авторов. К а к у с т а н о в и л и А. Б . Р о н о в и др., х и м и ч е с к а я з р е л о с т ь T M A л е г к о й ф р а к ц и и , в о п р е к и д е й с т в и ю процессов П В Р , не повы­ ш а е т с я в н а п р а в л е н и и сверху вниз по р а з р е з у о с а д о ч н о г о чех­ ла Восточно-Европейской платформы и сопредельных областей от с о в р е м е н н ы х о т л о ж е н и й д о в е р х н е п р о т е р о з о й с к и х в интер­ в а л е в р е м е н и , о х в а т ы в а ю щ е м б о л е е 800 м л н . лет, и в и н т е р в а л е глубин б о л е е 3000 м. В м е с т е с тем эти ж е а в т о р ы д л я т я ж е л о й ф р а к ц и и этих ж е о т л о ж е н и й у с т а н о в и л и , что « с у м м а р н о е содер­ ж а н и е неустойчивых м и н е р а л о в у в е л и ч и в а е т с я почти в 30 р а з от синия к ч е т в е р т и ч н о м у в р е м е н и » , о б ъ я с н и в это «эпигенети­ ческим р а с т в о р е н и е м н а и м е н е е стойких м и н е р а л о в » . Данный п а р а д о к с — очевидное несоответствие в о с о б е н н о с т я х э в о л ю ц и и T M A л е г к о й и т я ж е л о й ф р а к ц и й — пока не получил у д о в л е т в о ­ рительного объяснения. Е с л и о г р а н и ч и в а т ь с я л и ш ь ф а н е р о з о е м , то м о ж н о прийти к выводу о том, что с о д е р ж а н и е п о л е в ы х ш п а т о в у в е л и ч и в а е т с я в п е с ч а н и к а х с у м е н ь ш е н и е м в о з р а с т а [ 1 1 ] . О д н а к о учет и м е ю ­ щихся д а н н ы х о д о к е м б р и й с к и х о т л о ж е н и я х п о к а з ы в а е т , что д л я геологической истории в ц е л о м т е н д е н ц и я , к о т о р а я с неко­ т о р ы м о с н о в а н и е м п о з в о л и л а бы с о п о с т а в и т ь д а н н ы е о с о с т а в е легкой фракции с данными о составе тяжелой фракции и с представлениями о внутрислойном растворении обломочного нещества, не в ы д е р ж и в а е т с я . Т а к , если в о с п о л ь з о в а т ь с я д а н н ы ­ ми А. Б . Р о н о в а и других, с о д е р ж а н и е п о л е в ы х ш п а т о в в д о ­ к е м б р и й с к и х п е с ч а н и к а х В о с т о ч н о - Е в р о п е й с к о й п л а т ф о р м ы со­ ставляет 3 0 , 5 % , тогда как среднее содержание полевых шпа­ тов в п е с ч а н и к а х по всему и з у ч е н н о м у ими р а з р е з у п л а т ф о р м ы (докембрий-f-фанерозой) в два раза меньше ( 1 5 , 3 % ) . Принци­ п и а л ь н о с х о д н ы е д а н н ы е п о л у ч е н ы А. Э н г е л е м и д л я С е в е р н о й Америки. М о ж н о п о л а г а т ь , что с у щ е с т в о в а н и е д а н н о г о п а р а д о к с а я в ­ л я е т с я с л е д с т в и е м с о в м е с т н о г о в л и я н и я р я д а причин. 1. К а к п о к а з а л и В. Х у а н и В . К е л л е р , Ю . П. К а з а н с к и й и др., у с л о в и я п о в е р х н о с т н о г о в ы в е т р и в а н и я м и н е р а л о в в до­ кембрии и ф а н е р о з о е не б ы л и о д и н а к о в ы м и . Из-за различия УГНХ условий о л и в и н , п и р о к с е н ы , а м ф и б о л ы , биотит, м у с к о в и т /! д о к е м б р и й с к и х к о р а х в ы в е т р и в а н и я п о д в е р г а л и с ь б о л е е ин­ т е н с и в н о м у р а с т в о р е н и ю , чем в ф а н е р о з о й с к и х , т о г д а к а к мик­ роклин и другие полевые ш п а т ы в условиях докембрийского в ы в е т р и в а н и я , н а о б о р о т , б ы л и б о л е е у с т о й ч и в ы м и , чем в ф а н е ­ розое, особенно в п о з д н е м п а л е о з о е , м е з о з о е и к а й н о з о е . Это м о г л о привести к з н а ч и т е л ь н о м у п е р в о н а ч а л ь н о м у , исходному несоответствию в степени з р е л о с т и T M A л е г к о й и тяжелой фракций накапливавшихся в докембрии осадков. 2. П р и с у т с т в у ю щ и е в с о с т а в е T M A л е г к о й ф р а к ц и и о с а д о ч ­ ных п о р о д п о л е в ы е ш п а т ы в у с л о в и я х П В Р , очевидно, я в л я ю т ­ ся, к а к п р а в и л о , о т н о с и т е л ь н о у с т о й ч и в ы м и и, б е з у с л о в н о , б о л е е П

у с т о й ч и в ы м и , чем ц е л ы й р я д TM тяжелой фракции (оливин, п и р о к с е н ы , а м ф и б о л ы , биотит и д р . ) . С у щ е с т в у е т мнение, ч т о в этих условиях полевые шпа­ ты могут б ы т ь д а ж е б о л е е ус­ т о й ч и в ы м и , чем к в а р ц . П о д о б ­ ное мнение высказывала Е. С. Р а б и х а н у к а е в а , по д а н ­ ным которой с о о т н о ш е н и е х и ­ мической устойчивости п о л е ­ вых ш п а т о в и к в а р ц а при п р о ­ цессах п о с т с е д и м е н т а ц и о н н о г о изменения отложений в щелоч­ ной с р е д е о к а з ы в а е т с я п р я м о противоположным тому, кото­ Рис. 6. Уровни химической устойчи­ рое н а б л ю д а е т с я при п о в е р х ­ вости кварца (/) и альбита (2) при ностном в ы в е т р и в а н и и . Г е о л о ­ различных значениях рН раствора, гические н а б л ю д е н и я и э к с п е ­ по данным Е. Никкеля риментальные исследования п о к а з ы в а ю т , что в н е к о т о р ы х у с л о в и я х х и м и ч е с к а я устойчивость к в а р ц а с у щ е с т в е н н о с н и ж а ­ ется, а в о з м о ж н о , и о к а з ы в а е т с я н и ж е устойчивости н е к о т о р ы х химически наиболее устойчивых и широко распространенных полевых шпатов. В е с ь м а и н т е р е с н ы е в этом о т н о ш е н и и д а н н ы е получены при и с с л е д о в а н и и устойчивости м и н е р а л о в в п о ч в а х р а з л и ч н о г о ти­ па. К а к п о к а з а л Г. А. С и м о н о в [ 1 3 ] , к в а р ц химически с у щ е с т ­ венно б о л е е устойчив, чем п о л е в ы е ш п а т ы , л и ш ь в п о ч в а х с кислой р е а к ц и е й с р е д ы . В с л а б о к и с л ы х и н е й т р а л ь н ы х у с л о в и я х х и м и ч е с к а я устойчивость к в а р ц а и к а л и е в ы х п о л е в ы х ш п а т о в становится близкой. В щелочных условиях калиевые полевые ш п а т ы устойчивее, чем к в а р ц . П о р е з у л ь т а т а м э к с п е р и м е н т а л ь н ы х и с с л е д о в а н и й Е. Н и к ­ к е л я [ 2 9 ] , уровни химической устойчивости к в а р ц а и а л ь б и т а при п о в ы ш е н и и р Н р а с т в о р а от 0,2 д о 5,6 с у щ е с т в е н н о с б л и ж а ­ ются (рис. 6) и при р И = 5,6 у с т о й ч и в о с т ь этих м и н е р а л о в б л и з ка. П р а в д а , при р Н = 1 0 , 6 , по д а н н ы м Е. Н и к к е л я [ 2 9 ] , х и м и ч е ­ с к а я устойчивость к в а р ц а в н о в ь у в е л и ч и в а е т с я , а а л ь б и т а — i с н и ж а е т с я и к в а р ц в этих у с л о в и я х о к а з ы в а е т с я у с т о й ч и в е е а л ь б и т а ( к а к и при р Н = 3,6). В р а б о т е Е . Н и к к е л я нет д а н н ы х по к а л и е в ы м п о л е в ы м ш п а т а м ( о р т о к л а з , м и к р о к л и н ) . О с о б е н ­ но и н т е р е с н ы м и эти д а н н ы е м о г л и б ы б ы т ь д л я з н а ч е н и й р Н = = 5-т-10. Н о , по и м е ю щ и м с я д а н н ы м , н е л ь з я и с к л ю ч и т ь в а р и а н т , что х и м и ч е с к а я у с т о й ч и в о с т ь к в а р ц а м о ж е т б ы т ь и н и ж е устой­ чивости к а л и е в ы х п о л е в ы х ш п а т о в . В в о п р о с е о х и м и ч е с к о й устойчивости п о л е в ы х ш п а т о в в у с ­ л о в и я х П В Р о с т а е т с я много неясного и п р о т и в о р е ч и в о г о . Н а ­ р я д у с р а з л и ч н ы м и г е о л о г и ч е с к и м и д а н н ы м и об их в ы с о к о й

устойчивости, и м е ю т с я с в е д е н и я (Т. А г и л а р , М . Х и л ь д и Р.. Л а резе и др.), свидетельствующие о возможном постседиментационном внутрислойном растворении полевых шпатов. Так, на­ п р и м е р , Т. А г и л а р по р е з у л ь т а т а м и з у ч е н и я особенностей р а с ­ пределения полевых шпатов в терригенных породах на севере И с п а н и и п р и ш е л к з а к л ю ч е н и ю , что п о л е в ы е ш п а т ы д о в о л ь н о н е у с т о й ч и в ы при процессе П В Р , причем н а и м е н е е устойчивы из них п л а г и о к л а з ы , к о т о р ы е и с ч е з а ю т д а ж е в т е к т о н и ч е с к и от­ носительно стабильных континентальных областях и в зонах с л а б о г о п р о г и б а н и я , т о г д а к а к б о л е е у с т о й ч и в ы е к а л и е в ы е по­ левые шпаты оказываются неустойчивыми и исчезают лишь в у с л о в и я х интенсивного и г л у б о к о г о п р о г и б а н и я . В п о д о б н ы х с л у ч а я х м о ж н о г о в о р и т ь в основном об опере­ жении повышения зрелости TMA тяжелой фракции в результате п р о я в л е н и я п р о ц е с с о в П В Р по с р а в н е н и ю с п о в ы ш е н и е м з р е ­ лости TMA легкой фракции. В легкой фракции накапливающих­ с я о т л о ж е н и й о б ы ч н о нет или п р и с у т с т в у е т н е з н а ч и т е л ь н о е чи­ с л о м и н е р а л о в , к о т о р ы е в у с л о в и я х П В Р о б л а д а ю т т а к о й низ­ кой х и м и ч е с к о й у с т о й ч и в о с т ь ю , к а к п е р е ч и с л е н н ы е м а г н е з и а л ь н о - ж е л е з и с т ы е т я ж е л ы е м и н е р а л ы и д а ж е к а к б о л е е устойчи­ вые т я ж е л ы е минералы группы эпидота, андалузит, титанит, а возможно, кианит, силиманит и др. Что касается химически н а и м е н е е у с т о й ч и в ы х п о л е в ы х ш п а т о в ( п р е ж д е всего основных п л а г и о к л а з о в ) , а т а к ж е н е ф е л и н а и д р у г и х х и м и ч е с к и неустой­ чивых л е г к и х м и н е р а л о в , то они з а ч а с т у ю у н и ч т о ж а ю т с я е щ е н а с т а д и я х , п р е д ш е с т в у ю щ и х о с а д к о н а к о п л е н и ю , и поэтому, к а к правило, отсутствуют в первичном составе TMA легкой фрак­ ции. П о с т с е д и м е н т а ц и о н н о е п о в ы ш е н и е з р е л о с т и T M A л е г к о й ф р а к ц и и о б ы ч н о т р е б у е т с у щ е с т в е н н о б о л е е интенсивного, д л и ­ т е л ь н о г о и г л у б о к о г о п р о я в л е н и я п р о ц е с с о в П В Р , чем п о в ы ш е ­ ние ( д а ж е з н а ч и т е л ь н о е ) з р е л о с т и T M A т я ж е л о й ф р а к ц и и , осо­ б е н н о если в первичном с о с т а в е п о с л е д н е й в з н а ч и т е л ь н о м ко­ личестве присутствовали оливин, пироксены, а м ф и б о л ы и дру­ гие химически о т н о с и т е л ь н о н е у с т о й ч и в ы е T M . 3. П р а к т и ч е с к и постоянное, в ц е л о м п о с л е д о в а т е л ь н о у м е н ь ­ ш а ю щ е е с я , но п е р и о д и ч е с к и р е з к о у с и л и в а ю щ е е с я в о в л е ч е н и е в д е н у д а ц и ю и о с а д к о о б р а з о в а н и е с в е ж и х порций м а г м а т и ч е с к и х и м е т а м о р ф и ч е с к и х пород, в е д у щ е е к о б щ е м у с н и ж е н и ю з р е л о ­ сти Т М А , способствует з н а ч и т е л ь н о б о л ь ш е м у с н и ж е н и ю з р е ­ лости T M A т я ж е л о й ф р а к ц и и , чем л е г к о й . 4. П р а к т и ч е с к и постоянное, в ц е л о м п о с л е д о в а т е л ь н о уве­ личивающееся, хотя и периодически сокращающееся в масшта­ б а х п о в т о р н о е п е р е о т л о ж е н и е м а т е р и а л а б о л е е д р е в н и х осадоч­ ных пород, в е д у щ е е к п о в ы ш е н и ю з р е л о с т и Т М А , приводит к значительно большему повышению зрелости TMA легкой фрак­ ции, чем т я ж е л о й . Н е о б х о д и м о о б р а т и т ь в н и м а н и е на то, что процессы П В Р х и м и ч е с к и неустойчивых в г л у б и н н ы х у с л о в и я х T M и п р о ц е с с ы рецикличности (повторного переотложения обломочного мате-

р и а л а ) , в той или иной м е р е с о п р о в о ж д а ю щ и е с я х и м и ч е с к и м и ф и з и к о - м е х а н и ч е с к и м р а з р у ш е н и е м неустойчивых к о м п о н е н т о в в поверхностных у с л о в и я х (а т а к ж е в о в л е ч е н и е м в о б о р о т в к а ч е с т в е источников сноса н е р е д к о в ы с о к о з р е л ы х о с а д о ч н ы х п о р о д ) , в о б щ е м д е й с т в у ю т в одном н а п р а в л е н и и п о в ы ш е н и я х и м и ч е с к о й з р е л о с т и T M A о с а д о ч н ы х т о л щ . О д н а к о с учетом в о з р а с т а о т л о ж е н и й , з р е л о с т ь к о т о р ы х в о з р а с т а е т при в о з д е й ­ ствии о т м е ч е н н ы х процессов, р е з у л ь т а т ы п р о я в л е н и я этих про­ цессов в с т у п а ю т в о п р е д е л е н н о е п р о т и в о р е ч и е . Р е з у л ь т а т ы П В Р д о л ж н ы б ы т ь м а к с и м а л ь н ы м и в относи­ тельно древних и испытавших глубокое погружение отложениях. И м е н н о в этих о т л о ж е н и я х у к а з а н н ы е процессы в ц е л о м про­ я в и л и с ь н а и б о л е е интенсивно, г л у б о к о и в течение д о с т а т о ч н о д л и т е л ь н о г о в р е м е н и . К а к п о к а з ы в а ю т ф а к т ы [10, 1 1 ] , особен­ но э т о с к а з ы в а е т с я на э в о л ю ц и и з р е л о с т и T M A т я ж е л о й ф р а к ­ ции о т л о ж е н и й . Р е з у л ь т а т ы р е ц и к л и ч н о с т и о б л о м о ч н о г о м а т е ­ р и а л а , с учетом р а с ш и р е н и я ее м а с ш т а б о в в истории З е м л и и у в е л и ч е н и я числа ц и к л о в и е р е о т л о ж е н и я , п р о й д е н н ы х о б л о м о ч ­ ным м а т е р и а л о м о с а д о ч н ы х т о л щ , и соответственно степени е г о переработки, наоборот, д о л ж н ы возрастать д л я более молодых о т л о ж е н и й . О с о б е н н о э т о о т р а ж а е т с я на э в о л ю ц и и з р е л о с т и TMA легкой фракции отложений. Анализ имеющихся достаточ­ но м н о г о ч и с л е н н ы х ф а к т и ч е с к и х д а н н ы х п р и в о д и т к о т м е ч е н ­ ному в ы ш е п а р а д о к с а л ь н о м у в ы в о д у : при всех п е р и о д и ч е с к и х колебаниях зрелости отложений зрелость TMA легкой фракции от д р е в н и х о т л о ж е н и й к м о л о д ы м в ц е л о м в о з р а с т а е т ( к а к э т о и д о л ж н о б ы т ь в р е з у л ь т а т е повторного п е р е о т л о ж е н и я о б л о ­ мочного в е щ е с т в а и п о в ы ш е н и я р о л и о с а д о ч н ы х п о р о д в соста­ ве источников сноса, но в о п р е к и д е й с т в и ю процессов П В Р ) , з р е ­ л о с т ь T M A т я ж е л о й ф р а к ц и и в этом ж е н а п р а в л е н и и , н а о б о ­ рот, у б ы в а е т вопреки д е й с т в и ю р е ц и к л и ч н о с т и , но н а х о д и т с я в полном соответствии с д е й с т в и е м процессов внутрислойного растворения. Д л я о б ъ я с н е н и я третьей и четвертой причин р а с с м о т р и м во­ прос о с р а в н и т е л ь н о й р а с п р о с т р а н е н н о с т и х и м и ч е с к и устойчи­ вых и неустойчивых м и н е р а л о в л е г к о й и т я ж е л о й ф р а к ц и й в к р и с т а л л и ч е с к и х ( м а г м а т и ч е с к и х и м е т а м о р ф и ч е с к и х ) и оса­ дочных п о р о д а х источников сноса. С о о т в е т с т в у ю щ и е д а н н ы е от­ р а ж е н ы в т а б л . 17. В соответствии с д а н н ы м и , п р и в е д е н н ы м и в т а б л . 17 (поле А), отметим с у щ е с т в е н н ы й момент, к а с а ю щ и й с я с о с т а в а м а г м а ­ тических H м е т а м о р ф и ч е с к и х п о р о д : х и м и ч е с к и у с т о й ч и в ы е т я ­ ж е л ы е м и н е р а л ы этих п о р о д (циркон, рутил и т у р м а л и н , а т а к ­ ж е хромит, ильменит, м о н а ц и т и др.) я в л я ю т с я в них, к а к п р а ­ вило, а к ц е с с о р н ы м и , т о г д а к а к п о р о д о о б р а з у ю щ и е т я ж е л ы е м и ­ н е р а л ы ( а м ф и б о л ы , пироксены, эпидот, биотит, оливин и д р . ) б о л е е всего и з м е н я ю т з р е л о с т ь T M A т я ж е л о й ф р а к ц и и , пред­ с т а в л я я собой химически о т н о с и т е л ь н о н е у с т о й ч и в ы е компонен­ ты. В с в я з и с этим у с и л е н и е т е к т о н о - м а ш а т и ч е с к о й а к т и в н о с т и

Сравнительная распространенность различных по химической устойчивости минералов легкой и тяжелой фракций в кристаллических и осадочных породах источников сноса Минералы т я ж е л о й фракции

Породы

Магматиче­ ские и ме­ таморфиче­ ские

устойчивые (циркон, рутил, турмалин и др.)

неустойчивые (амфбиолы, пироксены, эпидот и д р . )

Минералы легкой ф р а к ц и и

устойчивые (кварц)

А

Акцессор­ ные

Породооб­ разующие

В

Породооб­ разующие

С

Осадочные

Акцессор­ ные

Акцессор­ ные

неустойчивые (полевые шпаты)

Породооб­ разующие

D

Породооб­ разующие

Процессы, приводящие к формирова­ нию TM ассоциаций

Вовлечение в денудацию и осадкооб­ разование

Повторное переотло­ жение

Второсте­ пенные, ре­ же главные породооб­ разующие

Примечание: В т а б л и ц е отмечены н а и б о л е е типичные д л я TM а с с о ц и а ц и й м и н е р а л ы . П о р а с п р о с т р а н е н н о с т и , как и о б ы ч н о , в ы д е л е н ы три к л а с с а м и н е р а л о в — породообразующие, второстепенные и акцессорные. Распространенность минералов оце­ н е н а н е д л я о т д е л ь н ы х типов п о р о д или их групп ( г р а н и т о и д ы , сланцы и т. п . ) , а д л я классов пород в целом. Курсивом выделены минералы, играющие наиболее значитель­ ную роль в относительном изменении х и м и ч е с к о й з р е л о с т и TMA л е г к о й и т я ж е л о й ф р а к ц и й . Д а н н ы е т а б л . 17 п р и н ц и п и а л ь н о б л и з к и с в е д е н и я м , п р и в е д е н н ы м Д ж . Г р и ф фитсом [4].

и д р у г и е причины, в в о д я щ и е в процессы д е н у д а ц и и и о с а д к о о б ­ разования д а ж е сравнительно небольшое количество свежих п о р ц и й м а г м а т и ч е с к и х и м е т а м о р ф и ч е с к и х п о р о д при отсутст­ вии процессов интенсивного и д л и т е л ь н о г о их х и м и ч е с к о г о вы­ ветривания, неизбежно должны приводить к существенному снижению химической зрелости TMA тяжелой фракции накап­ ливающихся отложений. В л е г к о й ф р а к ц и и многих р а с п р о с т р а н е н н ы х м а г м а т и ч е с к и х и м е т а м о р ф и ч е с к и х п о р о д (см. т а б л . 17, п о л е В), н а р я д у с хи­ мически о т н о с и т е л ь н о н е у с т о й ч и в ы м и п о р о д о о б р а з у ю щ и м и ми­ н е р а л а м и , з н а ч и т е л ь н о е р а с п р о с т р а н е н и е н е р е д к о имеет т а к ж е к в а р ц . В с в я з и с э т и м в в е д е н и е в процесс о с а д к о о б р а з о в а н и я м а т е р и а л а с в е ж и х м а г м а т и ч е с к и х и м е т а м о р ф и ч е с к и х п о р о д не обязательно приводит к столь ж е значительному понижению з р е л о с т и T M A л е г к о й ф р а к ц и и , к а к и т я ж е л о й . Это — т р е т ь я из о т м е ч е н н ы х в ы ш е в о з м о ж н ы х причин, о б у с л о в л и в а ю щ и х на­ б л ю д а е м о е н е р е д к о несоответствие в з а к о н о м е р н о с т и р а с п р е д е -

ления TM и изменения зрелости TMA легкой и тяжелой ф р а к ­ ций по р а з р е з у . Т я ж е л а я ф р а к ц и я о с а д о ч н ы х п о р о д (см. т а б л . 17, поле С) с л о ж е н а химически у с т о й ч и в ы м и и н е у с т о й ч и в ы м и м и н е р а л а м и . У ч и т ы в а я это и то, что т я ж е л ы е м и н е р а л ы п р и с у т с т в у ю т в о с а ­ д о ч н ы х п о р о д а х , к а к п р а в и л о , в в е с ь м а н е б о л ь ш о м количестве(не б о л е е 1 % ) , у ч а с т и е этих п о р о д в с о с т а в е источников сно­ са и м н о г о к р а т н о е п е р е о т л о ж е н и е м а т е р и а л а этих п о р о д с л а ­ бо в л и я ю т на и з м е н е н и е з р е л о с т и T M A т я ж е л о й ф р а к ц и и на­ к а п л и в а ю щ и х с я о с а д к о в , особенно если в с о с т а в е и с т о ч н и к о в сноса х о т я бы в н е б о л ь ш о м к о л и ч е с т в е п р и с у т с т в у ю т не п о д ­ вергшиеся глубокому химическому выветриванию магматиче­ ские или м е т а м о р ф и ч е с к и е п о р о д ы . В л е г к о й ф р а к ц и и (см. т а б л . 17, п о л е D) з а ч а с т у ю к в а р ц , существенно преобладает над полевыми шпатами. У ж е одно э т о ( д а ж е если д о п у с т и т ь п о л н у ю с о х р а н н о с т ь п о л е в ы х ш п а т о в , при п е р е о т л о ж е н и и , что, конечно, не в с е г д а верно) при у ч а с т и и о с а д о ч н ы х п о р о д в м и н е р а л ь н о м питании о б л а с т и о с а д к о н а к о п ­ ления приводит обычно к значительному повышению зрелости TMA легкой фракции накапливающихся отложений, существен­ но б о л ь ш е м у , чем п о в ы ш е н и е з р е л о с т и T M A т я ж е л о й фракции.. Это — ч е т в е р т а я п р и ч и н а отмеченного в ы ш е н е с о о т в е т с т в и я . Н а р я д у с о б ъ е к т и в н о й , п р а в и л ь н о й оценкой действительной. р о л и п о с т с е д и м е н т а ц и о н н ы х процессов в о п р е д е л е н и и с о с т а в а T M A и все е щ е н е р е д к о н е д о о ц е н к о й этих п р о ц е с с о в и д а ж е п о л н ы м их и г н о р и р о в а н и е м , м о ж н о з а м е т и т ь т е н д е н ц и ю к п р е ­ у в е л и ч е н и ю их р о л и . О д н и м и из о с н о в н ы х з а к о н о м е р н о с т е й в р а с п р е д е л е н и и T M являются последовательное усложнение состава TMA тяжелой фракции и у в е л и ч е н и е о б щ е г о ч и с л а м и н е р а л ь н ы х в и д о в от древних о т л о ж е н и й к с о в р е м е н н ы м . Э т а з а к о н о м е р н о с т ь о т м е ­ ч а л а с ь Ж . Т у л е , II. Б о с у э л л о м , Ф. П е т т и д ж о н о м , Н . М. С т р а ­ ховым и д р . О б ъ я с н я ю т з а к о н о м е р н о с т ь о б ы ч н о п р о я в л е н и е м процессовпостседиментационного внутрислойного (внутрипластового) рас­ творения химически неустойчивых TM, усиливающегося в н а ­ п р а в л е н и и от м о л о д ы х о т л о ж е н и й к б о л е е д р е в н и м . П р и т а к о м подходе, о д н а к о , ф а к т и ч е с к и и г н о р и р у ю т с я в о з м о ж н ы е первич­ ные р а з л и ч и я в с о с т а в е T M A н а к а п л и в а в ш и х с я в р а з н о е в р е м я о т л о ж е н и й . В м е с т е с тем с у щ е с т в у ю т и д р у г и е причины, с о в м е ­ стное п р о я в л е н и е к о т о р ы х о п р е д е л я е т о т м е ч е н н у ю з а к о н о м е р ­ ность в р а с п р е д е л е н и и T M и в л и я е т н а п е р в и ч н ы й с о с т а в T M A накапливающихся в различные геологические периоды осадков. Э т о п р е ж д е всего с л е д у ю щ и е о с н о в н ы е п р и ч и н ы . 1. П о с л е д о в а т е л ь н о е у с л о ж н е н и е (от р а н н и х э т а п о в р а з в и т и я З е м л и д о ф а н е р о з о я ) м и н е р а л ь н о г о с о с т а в а и видового р а з н о о б ­ р а з и я м н о ж е с т в а м а г м а т и ч е с к и х и м е т а м о р ф и ч е с к и х пород, что» вполне достоверно устанавливается современной петрологией.

2.\ У в е л и ч е н и е д и ф ф е р е н ц и р о в я н н о с т и т е к т о н и ч е с к и х д в и ж е ­ ний, в ы с о т ы с т о я н и я м а т е р и к о в , р а с ч л е н е н н о с т и р е л ь е ф а об­ ластей сноса. Эти д в а ф а к т о р а с о д е й с т в о в а л и п о с л е д о в а т е л ь н о м у у в е л и ­ чению п о л и м и н е р а л ь н о с т и , с л о ж н о с т и и р а з н о о б р а з и я , пестро­ ты исходного с о с т а в а п о д в е р г а в ш и х с я д е н у д а ц и и п о р о д источ­ н и к о в сноса. 3. П о х о л о д а н и е и и с с у ш е н и е к л и м а т а , п о я в л е н и е и у с и л е н и е резкости широтной климатической зональности. П о с л е д н и е д в а ф а к т о р а вели к о б щ е м у с н и ж е н и ю степени химического выветривания минералов в породах источников сноса и на п о с л е д у ю щ и х э т а п а х с е д и м е н т о г е н е з а . Снижение минеральной и химической зрелости состава TMA во в р е м е н и и снизу вверх по р а з р е з у п о я в л я е т с я н а ф о н е все усиливающегося действия фактора, ведущего к противополож­ ной по н а п р а в л е н н о с т и э в о л ю ц и и с о с т а в а T M A н а к а п л и в а ю ­ щ и х с я о т л о ж е н и й . Т а к и м ф а к т о р о м я в л я е т с я повторное пере­ отложение обломочного материала (рецикличность). Исключи­ т е л ь н у ю з н а ч и м о с т ь д а н н о г о геологического ф а к т о р а неодно­ к р а т н о п о д ч е р к и в а л и Ф. П е т т и д ж о н , Н . М. С т р а х о в , А. Б . P o нов, В . Н . Х о л о д о в , X. Б л э т т , М. В . К о р ж , С. Г. С а р к и с я н и д р у г и е к р у п н е й ш и е л и т о л о г и . О с н о в н ы м и п а р а м е т р а м и , опре­ деляющими суммарный эффект действия данного фактора, яв­ л я ю т с я : 1) п л о щ а д ь , з а н и м а е м а я о с а д о ч н ы м и п о р о д а м и ; 2) о б ъ ­ ем п е р е о т л о ж е н н о г о м а т е р и а л а ; 3) м н о г о к р а т н о с т ь п е р е о т л о ­ ж е н и я , ч и с л о п р о й д е н н ы х м а т е р и а л о м о с а д о ч н ы х ц и к л о в и свя­ з а н н а я с э т и м степень п е р е р а б о т к и о с а д о ч н о г о м а т е р и а л а , его з р е л о с т ь . В с е эти п а р а м е т р ы с течением в р е м е н и п о с л е д о в а ­ т е л ь н о (хотя и с н е к о т о р ы м и о т к л о н е н и я м и ) в о з р а с т а ю т . В с в я з и с этим м о ж н о о ж и д а т ь , что при п о с л е д о в а т е л ь н о м возрастании влияния ф а к т о р а рецикличности на состав форми­ р у ю щ и х с я о с а д о ч н ы х т о л щ о т м е ч е н н ы е в ы ш е у с л о ж н е н и е со­ с т а в а и с н и ж е н и е х и м и ч е с к о й з р е л о с т и ТМА, н а ч и н а я с неко­ т о р о г о м о м е н т а , д о л ж н ы с м е н и т ь с я п р о т и в о п о л о ж н ы м и тенден­ циями. Таким образом, в развитии террисферы (терригенной ч а с т и с т р а т и с ф е р ы или с е д и м е н т о с ф е р ы , если р а с с м а т р и в а т ь д в а п о с л е д н и х т е р м и н а в к а ч е с т в е р а в н о з н а ч н ы х ) д о л ж н ы су­ ществовать два наиболее крупных этапа: 1) в о с х о д я щ и й — э т а п у с л о ж н е н и я и 2) н и с х о д я щ и й — э т а п у п р о щ е н и я с о с т а в а формирующихся (накапливающихся) ТМА. В с в я з и с п е р и о д и ч е с к и м и з н а ч и т е л ь н ы м и и з м е н е н и я м и ин­ тенсивности п р о т е к а н и я т е к т о н о - м а г м а т и ч е с к и х процессов на фоне общей направленности эволюции состава TMA осадочных т о л щ п р о я в л я ю т с я з н а ч и т е л ь н ы е к о л е б а н и я степени с л о ж н о с т и и зрелости состава TMA — существенные повышения сложности и снижения зрелости, связанные с усилением тектоно-магматической а к т и в н о с т и , и с н и ж е н и я с л о ж н о с т и и п о в ы ш е н и я з р е л о ­ сти, с в я з а н н ы е со с н и ж е н и е м т е к т о н о - м а г м а т и ч е с к о й а к т и в н о с т и

и в о з р а с т а н и е м роли процессов р е ц и к л и ч н о с т и и р я д а д р у г и х г е о л о г и ч е с к и х ф а к т о р о в , п р е ж д е всего к л и м а т и ч е с к о г о . Хотя а в т о р не п р о в о д и л точных к о л и ч е с т в е н н ы х подсчетов д л я т е р р и с ф е р ы , на о с н о в а н и и п р и б л и ж е н н ы х к а ч е с т в е н н ы х и к о л и ч е с т в е н н ы х оценок по о т д е л ь н ы м к р у п н ы м р е г и о н а м и от­ ч а с т и д л я З е м л и , м о ж н о у т в е р ж д а т ь , что по всей с л о ж н о с т и э в о л ю ц и и ТМА, T M A т я ж е л о й ф р а к ц и и о с а д о ч н ы х т о л щ в це­ л о м н а х о д я т с я е щ е на в о с х о д я щ е м э т а п е р а з в и т и я , т о г д а к а к T M A л е г к о й ф р а к ц и и — на н и с х о д я щ е м (по к р а й н е й м е р е , в те­ чение всего ф а н е р о з о я ) . П р и этом о т м е т и м , что в п р и р о д е не т а к у ж р е д к и с л у ч а и н а р у ш е н и я о т м е ч е н н о й в 1942 г. П . К р ы н и ным и п о д д е р ж а н н о й Д ж . Г р и ф ф т с о м [ 4 ] , Д ж . Х ь ю б е р т о м [25] и другими исследователями закономерности, согласно которой комплексы (ассоциации) легких и т я ж е л ы х TM в отложениях о б ы ч н о о б л а д а ю т сходной степенью з р е л о с т и . Н а и б о л е е с у щ е ­ с т в е н н ы е и ч а с т ы е о т к л о н е н и я от этой з а к о н о м е р н о с т и * уста­ навливаются в докембрийских и современных отложениях. Д л я п е р в ы х из них ч а с т ы с л у ч а и , к о г д а н е з р е л а я T M A л е г к о й ф р а к ­ ции ( н а п р и м е р , в а р к о з о в ы х п е с ч а н и к а х ) с о ч е т а е т с я с в ы с о к о ­ з р е л о й T M A т я ж е л о й ф р а к ц и и . П о д о б н ы е с о ч е т а н и я T M A лег­ кой и т я ж е л о й ф р а к ц и и ш и р о к о у с т а н а в л и в а ю т с я , в частности, в верхнедокембрийских отложениях Восточно-Европейской п л а т ф о р м ы по в е с ь м а п р е д с т а в и т е л ь н ы м р е з у л ь т а т а м исследо­ в а н и й А. Б . Р о н о в а , М. С. М и х а й л о в с к о й , И . И . С о л о д к о в о й , Е . С. Б у з у л у ц к о в о й и д р . X. В и л ь я м е , Ф. Т е р н е р и Ч . Г и л б е р т с в я з ы в а ю т п о д о б н ы е ф а к т ы с п о с т с е д и м е н т а ц и о н н ы м внутрис л о й н ы м р а с т в о р е н и е м неустойчивых т я ж е л ы х T M при с о х р а н е ­ нии с у щ е с т в е н н о б о л е е у с т о й ч и в ы х в этих у с л о в и я х щ е л о ч н ы х п о л е в ы х ш п а т о в . Д л я с о в р е м е н н ы х о т л о ж е н и й н е р е д к и проти­ воположные случаи, когда высокозрелая олигомиктовая и да­ ж е а н х и м о н о м и и с р а л ь н а я к в а р ц е в а я T M A л е г к о й ф р а к ц и и ассо­ циирует с весьма незрелой, например существенно амфиболовой, T M A т я ж е л о й ф р а к ц и и . О д и н из п р и м е р о в п о д о б н о г о ти­ па — T M A г л у б о к о в о д н о - м о р с к и х песков на з а п а д е Северо-Ат­ лантического шельфа, изученные Д ж . Хьюбертом и В. Нилом. Впрочем, указанные авторы объясняют данный случай резкого несоответствия з р е л о с т и T M A л е г к о й и т я ж е л о й ф р а к ц и й б о л е е в ы с о к о й ф и з и к о - м е х а н и ч е с к о й у с т о й ч и в о с т ь ю , а б р а з и в н о й проч­ ностью т я ж е л ы х м и н е р а л о в по с р а в н е н и ю с п о л е в ы м и ш п а т а м и . О т м е т и м , что д л я о б о с н о в а н н о й о ц е н к и р о л и того или иного г е о л о г и ч е с к о г о ф а к т о р а в ф о р м и р о в а н и и T M A к а к и х - л и б о отло­ жений чрезвычайно большое значение имеют сравнительные д а н н ы е о с о с т а в е T M A этих о т л о ж е н и й и п о д с т и л а ю щ и х и пере­ к р ы в а ю щ и х их, и не т о л ь к о н е к о т о р о г о д а н н о г о р а й о н а , но и с о п р е д е л ь н ы х с ним. К а к у к а з ы в а ю т Ф. П е т т и д ж о н и д р . [ 1 1 ] , * По данным Дж. Хьюберта [25], касающимся приоритета в ее уста­ новлении, эта закономерность может быть названа закономерностью П. Крынина.

« и с п о л ь з у я сравнительные данньге, м о ж н о получить б о л е е цен­ ное р е ш е н и е , чем на основе абсолютных оценок». Н а п р и м е р , химически в ы с о к о з р е л ы й с о с т а в Т М А , к а к из­ вестно, м о ж е т б ы т ь о б у с л о в л е н д е й с т в и е м р а з л и ч н ы х геологи­ ческих ф а к т о р о в , в частности п р е д ш е с т в у ю щ и м о с а д к о н а к о п л е н и ю г л у б о к и м п о в е р х н о с т н ы м х и м и ч е с к и м * в ы в е т р и в а н и е м по­ р о д п и т а ю щ и х провинций и к а т а г е н е т и ч е с к и м в н у т р и с л о й н ы м р а с т в о р е н и е м х и м и ч е с к и неустойчивых T M . Е с л и при этом хи­ м и ч е с к а я з р е л о с т ь T M A в о з р а с т а е т в н а п р а в л е н и и с в е р х у вниз по р а з р е з у , то этот э ф ф е к т м о ж е т б ы т ь о б у с л о в л е н л ю б ы м из этих д в у х ф а к т о р о в . Н о если х и м и ч е с к а я з р е л о с т ь T M A отло­ ж е н и й у в е л и ч и в а е т с я в н а п р а в л е н и и снизу вверх, к а к это у с т а ­ новлено, н а п р и м е р , д л я к о н т и н е н т а л ь н ы х о т л о ж е н и й с р е д н е ю р с к о - п о з д н е м е л о в о г о в о з р а с т а ц е н т р а л ь н о й и з а п а д н о й частей В и л ю й с к о й в п а д и н ы (по д а н н ы м В . И . М у р а в ь е в а ) или д л я от­ л о ж е н и й в е р х н е г о д е в о н а и низов н и ж н е г о к а р б о н а М а р о к к о (по д а н н ы м А. П и к ю ) , то д р у г о й из ф а к т о р о в ( к а т а г е н е т и ч е ское в н у т р и с л о й н о е р а с т в о р е н и е ) , естественно, не м о ж е т б ы т ь о с н о в н ы м . Б о л ь ш о е з н а ч е н и е при этом и м е е т к о м п л е к с н ы й под­ ход, п р е д у с м а т р и в а ю щ и й и с п о л ь з о в а н и е н а р я д у с T M д а н н ы ­ ми р е з у л ь т а т о в и з у ч е н и я г л и н и с т ы х м и н е р а л о в , особенностей распределения в отложениях малых химических элементов и т. д. С у щ е с т в о в а н и е з н а ч и т е л ь н о г о несоответствия в п о с т с е д и м е н тационном изменении зрелости TMA легкой и тяжелой фракций позволяет в принципе разграничивать в разрезах следующие в о з м о ж н ы е с л у ч а и ( т а б л . 18). В о з н и к ш е е на с т а д и и с е д и м е н т о г е н е з а р а с п р е д е л е н и е T M в о с а д о ч н ы х т о л щ а х иногда м о ж е т в той или иной м е р е н а р у ­ ш а т ь с я д е й с т в и е м е щ е одного п о с т с е д и м е н т а ц и о н н о г о геологи­ ческого ф а к т о р а — п о в е р х н о с т н о г о выветривания осадочных т о л щ . Д е й с т в и е д а н н о г о ф а к т о р а ф и к с и р у е т с я нечасто и, по-ви­ д и м о м у , з н а ч и т е л ь н о р е ж е , чем оно имеет место в д е й с т в и т е л ь ­ ности. В р а б о т а х Р . В е й л я , А. Г. К о с с о в с к о й , А. В а н Л у н а , В . И . М у р а в ь е в а , Ф. С и н д о в с к о г о , X. Ф р и с а и д р . п о к а з а н о дей­ ствие д а н н о г о , в е с ь м а с у щ е с т в е н н о г о г е о л о г и ч е с к о г о ф а к т о р а . X. Ф р и с { 2 4 ] и д р . к р е з у л ь т а т а м п о с т с е д и м е н т а ц и о н н о г о вы­ в е т р и в а н и я T M относят: i ) у в е л и ч е н и е о т н о ш е н и я ч и с л а к о р ­ р о д и р о в а н н ы х з е р е н к числу н е к о р р о д и р о в а н н ы х з е р е н химиче­ ски неустойчивых м и н е р а л о в ; 2) у м е н ь ш е н и е р а з м е р о в з е р е н хи­ мически н е у с т о й ч и в ы х м и н е р а л о в ; 3) у м е н ь ш е н и е отношения с о д е р ж а н и я н е у с т о й ч и в ы х м и н е р а л о в к с о д е р ж а н и ю устойчи­ вых; 4) исчезновение ( у н и ч т о ж е н и е ) о т д е л ь н ы х химически не­ устойчивых минеральных видов. О д н а к о д л я з а к л ю ч е н и я о том, что о т м е ч е н н ы е ф а к т ы обус­ л о в л е н ы и м е н н о п о в е р х н о с т н ы м в ы в е т р и в а н и е м о т л о ж е н и й , не­ обходимы дополнительные сведения. Наиболее важными и з д а н ­ ных, к о т о р ы е могли бы п о д т в е р д и т ь подобное з а к л ю ч е н и е , я в л я ­ ются с л е д у ю щ и е .

Факторы изменения зрелости TMA легкой и тяжелой фракций (снизу вверх по разрезу) Характер изменения з р е л о с т и

Фактор

I. Согласованное повышение

1. Усиление поверхностного выветривания пород в областях сноса 2. Поверхностное выветривание отложений 3. Рецикличность (?)

II. Согласованное понижение

1. Ослабление поверхностного выветрива­ ния пород в областях сноса 2. Выведение в зону денудации свежего ма­ териала (в том числе вулканогенного) 3. Внутрислойное растворение (?)

III. Повышение зрелости лег­ кой фракции и снижение — тя­ желой

1. Рецикличность 2. Внутрислойное растворение 3. Отчасти — денудация свежих пород (?), поступление (и переотложение) вулкано­ генного материала (?)

IV. Снижение зрелости легкой фракции и повышение — тяже­ лой

1. Изменение состава пород сноса 2. Внутрислойное растворение

источников

1. Ф а к т ы т р а н с ф о р м а ц и и T M и их а с с о ц и а ц и й п р о с л е ж и в а ­ ются только в пределах отдельных, достаточно узких стратигра­ ф и ч е с к и х и н т е р в а л о в , т о г д а к а к в ы ш е л е ж а щ и е и, что особенно в а ж н о , н и ж е л е ж а щ и е о т л о ж е н и я не з а т р о н у т ы или ж е з а т р о ­ нуты в с у щ е с т в е н н о м е н ь ш е й степени э т и м и п р о ц е с с а м и . 2. В п р е д е л а х т о л щ и , з а т р о н у т о й п о в е р х н о с т н ы м в ы в е т р и ­ в а н и е м , в о з р а с т а н и е степени в ы в е т р и в а н и я м и н е р а л о в просле­ ж и в а е т с я в н а п р а в л е н и и снизу в в е р х . Эти ф а к т ы с о в м е с т н о с д р у г и м и , д о п о л н и т е л ь н ы м и геологи­ ческими д а н н ы м и п о з в о л я ю т о т л и ч а т ь р е з у л ь т а т ы в л и я н и я н а T M A процессов п о в е р х н о с т н о г о в ы в е т р и в а н и я о т л о ж е н и й от ре­ зультатов постседиментационного диаи катагенетического внутрислойного растворения TM. Что касается отличия результатов выветривания отложений от р е з у л ь т а т о в в ы в е т р и в а н и я и с х о д н ы х п о р о д и с т о ч н и к о в сно­ са, то, по А. Г. К о с с о в с к о й , X. Ф р и с у и др., д л я у в е р е н н о г о их разграничения весьма существенно наличие специфических кор­ розионных ограничений зерен, а т а к ж е особых поверхностных с к у л ь п т у р , к о т о р ы е не могли б ы с о х р а н и т ь с я при т р а н с п о р т и -

р о в к е и, т а к и м о б р а з о м , носят я в н о а у т и г е н н ы й х а р а к т е р , а т а к ж е наличие специфических аутигенных минеральных новооб­ р а з о в а н и й , в о з н и к ш и х in s i t u в р е з у л ь т а т е процессов в ы в е т р и ­ вания. В е с ь м а с у щ е с т в е н н о е з н а ч е н и е при р е ш е н и и п о д о б н ы х во­ просов имеют, конечно, о б щ е г е о л о г и ч е с к и е д а н н ы е — н а л и ч и е перерыва в осадконакоплении между подвергшимися выветри­ ванию и вышележащими отложениями, перекрытие затронутых выветриванием отложений толщей, начинающейся с горизонта базальных конгломератов, и др. Н а состав TMA осадочных толщ в какой-то мере влияет постседиментационный фактор — механическое перераспределе­ ние T M в с а м и х о т л о ж е н и я х в р е з у л ь т а т е п р о я в л е н и я процес­ сов проседания (просадки) т я ж е л ы х минералов под действием гравитации. Влияние данного фактора на с о с т а в T M A (на т р а н с ф о р м а ц и ю их первичного состава) является, однако, сравнительно ограниченным. В о - п е р в ы х , оно не м е н я е т в и д о в о г о н а б о р а T M , а л и ш ь не­ с к о л ь к о о т р а ж а е т с я на п е р в и ч н ы х к о л и ч е с т в е н н ы х соотноше­ ниях м е ж д у н е к о т о р ы м и из них в о т д е л ь н ы х ч а с т я х ф о р м и р у ю ­ щихся слоев. Во-вторых, некоторое перераспределение т я ж е л ы х T M под д е й с т в и е м с и л ы т я ж е с т и происходит, к а к п р а в и л о , в п р е д е л а х о д н о г о с л о я или д а ж е его части. П р и этом с р е д н и е в е л и ч и н ы содержания минералов и количественные соотношения между ними д л я с л о я в ц е л о м с о х р а н я е т с я н е и з м е н е н н ы м и . В-третьих, в о з д е й с т в и ю э ф ф е к т а г р а в и т а ц и о н н о г о п р о с е д а н и я подвержены преимущественно наиболее тяжелые («сверхтяже­ лые») и относительно редкие в осадочных т о л щ а х минералы (золото, платина, в меньшей мере касситерит, вольфрамит и др.). П о д а в л я ю щ а я масса встречающихся в осадочных тол­ щ а х породообразующих и акцессорных TM легких и тяжелых ф р а к ц и й п р а к т и ч е с к и не и с п ы т ы в а е т з н а ч и т е л ь н о г о п р о с е д а н и я в у ж е сформировавшемся осадке. Б о л е е того, по э к с п е р и м е н т а л ь н ы м д а н н ы м Н . В. Х м е л е в о й и Н. П. Григорьева, гравитационное проседание д а ж е золота и в о з н и к н о в е н и е п о в ы ш е н н ы х его к о н ц е н т р а ц и й в п р и п л о т и к о в о й ч а с т и с л о я х а р а к т е р н о л и ш ь д л я з о н ы п р и в н о с а , д а и то оно в значительной мере связано с повторным перемывом аллювия, т. е. я в л я е т с я , в сущности, с е д и м е н т о г е н н ы м , о т р а ж а ю щ и м ус­ л о в и я о с а д к о н а к о п л е н и я , а не в т о р и ч н ы м , п о с т с е д и м е н т а ц и о н н ы м , в н у т р и п л а с т о в ы м , не с в я з а н н ы м с у с л о в и я м и о с а д к о н а к о п ­ л е н и я и н а р у ш а ю щ и м п е р в и ч н у ю , в о з н и к ш у ю на с т а д и и седиментогенеза картину распределения T M в разрезе аллювия. Н е п о с р е д с т в е н н о в з о н е первичной а к к у м у л я ц и и , к а к п о к а з а л и исследования Н. В. Хмелевой и Н. П. Григорьева, эффект гра­ витационного проседания в осадке д а ж е золота проявляется о ч е н ь с л а б о . Ф о р м и р о в а н и е россыпей (в том числе п л о т и к о вых, приплотиковых, «висячих») в результате перемыва (как

п р а в и л о , м н о г о к р а т н о г о ) о б л о м о ч н о г о м а т е р и а л а , в том числе при отсутствии с к о л ь к о - н и б у д ь з н а ч и т е л ь н о г о л а т е р а л ь н о г о пе­ р е м е щ е н и я т я ж е л ы х р о с с ы п е о б р а з у ю щ и х T M , не м о ж е т р а с ­ сматриваться как проявление эффекта постседиментационного г р а в и т а ц и о н н о г о п р о с е д а н и я т я ж е л ы х м и н е р а л о в . Оно я в л я е т с я обычным автохтонным седиментогенным россыпеобразованием за счет м а т е р и а л а т а к н а з ы в а е м ы х в т о р и ч н ы х или п р о м е ж у т о ч ­ ных к о л л е к т о р о в . В-четвертых, С. В. К о л е с о в ы м , В. Т. К а р д а ш е м , С. С. О с а д чим и д р . у с т а н о в л е н о что г р а в и т а ц и о н н о е п р о с е д а н и е в о с а д к е и с п ы т ы в а ю т г л а в н ы м о б р а з о м о б л о м о ч н ы е з е р н а т я ж е л ы х ми­ н е р а л о в к р у п н е е 0,5 м м . Д л я б о л е е л е г к и х T M т я ж е л о й ф р а к ­ ции ( ц и р к о н а , р у т и л а , и л ь м е н и т а , т у р м а л и н а и д р . ) и тем бо­ л е е д л я ф р а к ц и и —0,25 + 0,01 мм э ф ф е к т п о с т с е д и м е н т а ц и о н н о г о г р а в и т а ц и о н н о г о п р о с е д а н и я не я в л я е т с я с у щ е с т в е н н ы м , не мо­ ж е т привести к з а м е т н о м у п е р е р а с п р е д е л е н и ю T M в о с а д к е и им м о ж н о п р е н е б р е ч ь ( и с к л ю ч е н и е с о с т а в л я ю т с п е ц и а л ь н ы е ис­ с л е д о в а н и я в о б л а с т и геологии з о л о т о н о с н ы х , п л а т и н о н о с н ы х , о л о в о н о с н ы х россыпей и д р . ) . В к а ч е с т в е п р е д п о л о ж е н и я о т м е т и м , что г р а в и т а ц и о н н о е про­ с е д а н и е н а и б о л е е т я ж е л ы х м и н е р а л о в в о с а д к е , в е р о я т н о , не­ с к о л ь к о б о л ь ш е р а з в и т о в сейсмически а к т и в н ы х о б л а с т я х в ре­ з у л ь т а т е п о в т о р я ю щ и х с я сейсмических т о л ч к о в , «просеиваю­ щих» м и н е р а л ы в в ы с о к о п о р и с т о м н е л и т и ф и ц и р о в а н н о м о с а д к е . Это — одно из в о з м о ж н ы х п р о я в л е н и й д е й с т в и я сейсмотектони­ ческого ф а к т о р а , его в л и я н и я на с о с т а в T M A о с а д о ч н ы х т о л щ . С у щ е с т в у ю т и д р у г и е г е о л о г и ч е с к и е ф а к т о р ы , в л и я ю щ и е на р а с п р е д е л е н и е и п е р е р а с п р е д е л е н и е T M . О д н и м и из н а и б о л е е з н а ч и т е л ь н ы х с р е д и них я в л я ю т с я биологические, криологиче­ ские и, в о з м о ж н о , гидрохимические ф а к т о р ы , на что у к а з ы в а ю т Н. А. Ш и л о , А. П. Л и с и ц ы н , Ю . В . Ш у м и л о в , Ф. И. Ц х у р б а е в и д р . К с о ж а л е н и ю , т о ч н а я р е к о н с т р у к ц и я и учет р о л и к а ж д о г о из этих ф а к т о р о в в ф о р м и р о в а н и и и э в о л ю ц и и T M A о с а д о ч н ы х т о л щ , особенно и с к о п а е м ы х , в е с ь м а з а т р у д н и т е л ь н ы . Тем не менее в н е к о т о р ы х с л у ч а я х и м е ю т с я к о н к р е т н ы е д а н н ы е , поз­ воляющие с достаточным основанием предполагать существен­ ное в л и я н и е этих геологических ф а к т о р о в н а с о с т а в T M A от­ ложений. Т а к , н а п р и м е р , Р. Г р а м с ч и т а е т с у щ е с т в е н н о й р о л ь биоло­ гических агентов в о п р е д е л е н и и с о с т а в а T M A р и ф о в ы х отло­ ж е н и й . Он у с т а н о в и л что в с о в р е м е н н ы х р и ф о в ы х о т л о ж е н и я х у побережья Флориды концентрация тяжелых минералов в 10 р а з в ы ш е , чем в соседних р а й о н а х с п р е и м у щ е с т в е н н о пес­ ч а н ы м и д о н н ы м и о с а д к а м и . Р . Г р а м с в я з ы в а е т это с д е я т е л ь ­ ностью о р г а н и з м о в - р и ф о о б р а з о в а т е л е й , поглощающих тонко­ д и с п е р с н ы й м а т е р и а л из о к о л о р и ф о в о г о о с а д о ч н о г о в е щ е с т в а и э т и м с о д е й с т в у ю щ и х его м и н е р а л о г и ч е с к о й с о р т и р о в к е . Это не единственное о б ъ я с н е н и е у с т а н о в л е н н о г о ф а к т а . Д е й ­ ствие биологических а г е н т о в на р а з л и ч н ы х э т а п а х т е р р и г е н н о г о 82

осадочного процесса м о ж е т б ы т ь с у щ е с т в е н н ы м по з н а ч е н и ю и р а з н о о б р а з н ы м по х а р а к т е р у , и его н е л ь з я и г н о р и р о в а т ь . Особенно^ з н а ч и т е л ь н а р о л ь о р г а н и з м о в в п р о ц е с с а х в ы в е т р и в а н и я м и н е р а л о в при переносе и о с а ж д е н и и в е щ е с т в а — по А. П. Л и ­ сицыну, Н . А. А й б у л а т о в у , В. А. Д р у щ и ц у и д р . Н а р я д у с рассмотренными в данной главе тенденциями в р а с п р е д е л е н и и T M п р о я в л я ю т с я м н о г о ч и с л е н н ы е л о к а л ь н ы е осо­ бенности р а с п р е д е л е н и я T M , о п р е д е л я е м ы е с п е ц и ф и к о й мест­ ных, л о к а л ь н ы х ф а к т о р о в ( « п о д ф а к т о р о в » или « м и к р о ф а к т о ­ р о в » ) и у с л о в и й п р о т е к а н и я о с а д о ч н о г о процесса, д е й с т в у ю щ и х к а к в течение д л и т е л ь н о г о в р е м е н и ( н а п р и м е р , х а р а к т е р пло­ т и к а ) , так и весьма кратковременных (например, изменения гидрометеорологических условий). Существенное влияние широ­ кой г а м м ы п о д о б н ы х л о к а л ь н ы х ф а к т о р о в и у с л о в и й на с о с т а в и структуру накапливающихся осадков неоднократно фиксиролось специалистами в области океанологии и литодинамики, г и д р о л о г и и и д и н а м и к и р у с л о в ы х п о т о к о в , четвертичной геоло­ гии и г е о м о р ф о л о г и и , геологии россыпей и о б о г а щ е н и я полез­ ных и с к о п а е м ы х , т е о р е т и ч е с к и м о д е л и р о в а л о с ь и в о с п р о и з в о д и ­ л о с ь с тем или иным п р и б л и ж е н и е м э к с п е р и м е н т а л ь н о . О д н о из последних обобщений в данной области выполнено Б . М. О с о в е ц к и м [ 9 ] , п р е д п р и н я в ш и м по м а т е р и а л а м изучения с о в р е м е н н о г о а л л ю в и я п о п ы т к у в ы д е л и т ь и о ц е н и т ь в л и я н и е на т е р р и г е н н ы й а л л ю в и а л ь н ы й с е д и м е н т о г е н е з л о к а л ь н ы х геологи­ ческих ф а к т о р о в и у с л о в и й в основном г и д р о д и н а м и ч е с к о г о ха­ рактера. И з весьма многочисленных локальных «микрофакторов» и « м и к р о у с л о в и й » м о ж н о о т м е т и т ь , что х и м и ч е с к а я устойчивость одного и того ж е м и н е р а л а м о ж е т б ы т ь р а з л и ч н о й в з а в и с и м о ­ сти от о б щ е г о с о с т а в а п о д в е р г а ю щ е й с я х и м и ч е с к о м у воздейст­ вию п о р о д ы , от того, к а к и е м и н е р а л ы и в к а к о м к о л и ч е с т в е со­ п у т с т в у ю т д а н н о м у м и н е р а л у , в частности от п р и с у т с т в и я или о т с у т с т в и я с у л ь ф и д о в . Д а н н ы й л о к а л ь н ы й геологический ф а к ­ тор у с т а н а в л и в а е т с я , в частности, по р е з у л ь т а т а м и з у ч е н и я зон о к и с л е н и я р у д н ы х м е с т о р о ж д е н и й , из и с с л е д о в а н и й по подзем­ ному в ы щ е л а ч и в а н и ю и из о б щ и х х и м и ч е с к и х п р е д с т а в л е н и й о растворимости минералов. Необходимо отметить, однако, ограниченность возможностей обоснованной детальной реконструкции и раздельного учета в л и я н и я на с о с т а в T M A р а з л и ч н ы х л о к а л ь н ы х ф а к т о р о в оса­ дочного п р о ц е с с а , особенно если р е ч ь идет не о с о в р е м е н н ы х или в е с ь м а м о л о д ы х и с к о п а е м ы х о т л о ж е н и я х . В терригенной минералогии существуют трудности с обоснованием реконструк­ ций и р а з д е л ь н ы м учетом д а ж е н е м н о г и х с о в о к у п н ы х , основных ф а к т о р о в о с а д о ч н о г о процесса, о п р е д е л я ю щ и х . о с н о в н ы е осо­ бенности р а с п р е д е л е н и я T M в о с а д о ч н ы х т о л щ а х [ 1 1 ] . И тем не менее при р е к о н с т р у к ц и и л ю б о г о геологического ф а к т о р а всегда ж е л а т е л ь н о с т р е м л е н и е к м а к с и м а л ь н о в о з м о ж н о й де­ т а л и з а ц и и его х а р а к т е р а ( н а р я д у со с т р е м л е н и е м к м а к с и м а л ь -

0*

83

ной п р а в и л ь н о с т и и о б о с н о в а н н о с т и з а к л ю ч е н и й ) . Э т о и м е е т не т о л ь к о научное, но и п р а к т и ч е с к о е з н а ч е н и е , в частности в свя­ зи с г е о л о г о - п о и с к о в ы м и р а б о т а м и н а и с к о п а е м ы е россыпи р а з ­ личного типа.

Глава

IV

СВОЙСТВА И ОСОБЕННОСТИ ПОВЕДЕНИЯ ТЕРРИГЕННЫХ МИНЕРАЛОВ В ХОДЕ ОСАДОЧНОГО ПРОЦЕССА Предварительные

замечания

А. Е. Ф е р с м а н у к а з ы в а л , что н а с т о я щ а я г е о х и м и я о т д е л ь н ы х элементов будет построена только тогда, когда можно будет н а р и с о в а т ь к а р т и н у их п е р е м е щ е н и я , к о н ц е н т р а ц и и и р а с с е и ­ в а н и я не к а к с у м м у э м п и р и ч е с к и н а н и з а н н ы х ф а к т о в , а к а к н е о б х о д и м ы й и о б я з а т е л ь н ы й р е з у л ь т а т тех ф и з и ч е с к и х и х и м и ­ ческих свойств а т о м о в и ионов, к о т о р ы е о п р е д е л я ю т всю их п р и р о д у и все их п о в е д е н и е в з е м н о й к о р е . П о д х о д , принципи­ а л ь н о полностью г о м о л о г и ч н ы й п р и в е д е н н о м у в ы ш е п о д х о д у в геохимии, б е з у с л о в н о , д о л ж е н б ы т ь и с п о л ь з о в а н и в т е р р и г е н ной м и н е р а л о г и и . В поверхностных условиях земной коры минералы подвер­ г а ю т с я химическому (и б и о х и м и ч е с к о м у ) в о з д е й с т в и ю , веду­ щ е м у к их р а с т в о р е н и ю , р а з л о ж е н и ю и з а м е щ е н и ю д р у г и м и ми­ н е р а л а м и , гидроаэродинамическому и иному в о з д е й с т в и ю , спо­ собствующему перемещению минералов, и физико-механиче­ скому в о з д е й с т в и ю , при к о т о р о м они и з м е л ь ч а ю т с я и р а з р у ш а ­ ются, г л а в н ы м о б р а з о м , в с л е д с т в и е д р о б л е н и я и истирания. В основном х и м и ч е с к о е в о з д е й с т в и е п р о д о л ж а е т с я и п о с л е се­ д и м е н т а ц и и T M . П о д а т л и в о с т ь м и н е р а л о в этим в о з д е й с т в и я м и м е н у е т с я соответственно р а с т в о р и м о с т ь ю , п о д в и ж н о с т ь ю , д р о бимостью, истираемостью. Сопротивляемость минералов этим в о з д е й с т в и я м н а з ы в а е т с я соответственно их х и м и ч е с к о й , г и д р о а э р о д и н а м п ч е с к о й и ф и з и к о - м е х а н и ч е с к о й у с т о й ч и в о с т ь ю . С ве­ личиной этой устойчивости с в я з а н а о д н а в е с ь м а в а ж н а я (на­ п р и м е р , в п р а к т и ч е с к и х ц е л я х ) х а р а к т е р и с т и к а к а ж д о г о мине­ р а л а — м и г р а ц и о н н а я способность, в к а ч е с т в е которой р а с с м а т ­ р и в а е т с я м а к с и м а л ь н о в о з м о ж н о е у д а л е н и е T M от к о р е н н ы х источников при с о х р а н е н и и о б л о м о ч н ы м и зернами некоторых минимальных размеров. Все эти свойства м и н е р а л о в , з а в и с я щ и е п р е ж д е всего от их состава и строения, определяют поведение T M в осадочном про­ цессе на всех его с т а д и я х и э т а п а х — от с а м ы х н а ч а л ь н ы х э т а ­ пов с е д и м е н т о г е н е з а ( в к л ю ч а я г и п е р г е н е з ) д о н а и б о л е е п о з д ­ них — г л у б о к о г о п о с т с е д и м е н т а ц и о н н о г о п р е о б р а з о в а н и я в е щ е ­ с т в а , в ы з ы в а я с о х р а н е н и е или у н и ч т о ж е н и е м и н е р а л о в , их кон-

ц е н т р а ц и ю или р а с с е я н и е , а т а к ж е ведут к с о в м е с т н о м у н а к о п ­ л е н и ю р а з л и ч н ы х м и н е р а л о в или к их р а з д е л е н и ю в ходе оса­ дочного ц и к л а . С в о й с т в а , п р о я в л я е м ы е м и н е р а л а м и в процессе с е д и м е н т о и литогенеза, назовем седименто- и литогенетическими. Р а з л и ч н ы е з е р н а одного и того ж е м и н е р а л ь н о г о в и д а не т о ж д е с т в е н н ы по с в о й с т в а м . Они и з м е н я ю т с я в тех или иных п р е д е л а х в з а в и с и м о с т и от т а к и х , н а п р и м е р , в а р ь и р у ю щ и х х а ­ р а к т е р и с т и к м и н е р а л ь н ы х з е р е н , к а к их р а з м е р ы в и с х о д н ы х п о р о д а х , м о р ф о л о г и я , степень совершенства кристаллической структуры, наличие различных изоморфных примесей, включе­ ний и т. п. В с в я з и с э т и м н и ж е речь идет, к а к п р а в и л о , о сред­ нестатистических з н а ч е н и я х тех или иных свойств к а ж д о г о и з м и н е р а л о в , о статистически п р о я в л я ю щ и х с я о с о б е н н о с т я х п о в е ­ дения TM. Химическая

устойчивость

П р о б л е м а устойчивости ( « ж и з н е с т о й к о с т и » , по X. Б л э т т у ( 2 1 ] ) , п р е ж д е всего х и м и ч е с к о й устойчивости, T M в р а з л и ч н ы х условиях протекания осадочного процесса, безусловно, являет­ ся одной из в а ж н е й ш и х п р о б л е м т е р р и г е н н о й м и н е р а л о г и и . Р е з у л ь т а т о м и с с л е д о в а н и й по д а н н о й п р о б л е м е б ы л о в ы я в ­ л е н и е с у щ е с т в у ю щ и х в п р и р о д е р я д о в устойчивости T M . П о ­ строение таких рядов проводится приблизительно с 1913 г., когда Ж . Туле, обобщив накопленные к тому времени геолога­ ми, х и м и к а м и , п о ч в о в е д а м и д о в о л ь н о м н о г о ч и с л е н н ы е н а б л ю д е ­ ния, р а с п о л о ж и л T M в т а к о й п о с л е д о в а т е л ь н о с т и по у в е л и ч е ­ нию их х и м и ч е с к о й устойчивости в у с л о в и я х в ы в е т р и в а н и я : оли­ вин, пироксен, а м ф и б о л , а п а т и т , п л а г и о к л а з , о р т о к л а з , биотит, мусковит, к в а р ц , р у т и л , ц и р к о н , к о р у н д . П о п о в о д у п о л о ж е н и я о т д е л ь н ы х T M в д а н н о м р я д у могут быть в ы с к а з а н ы с о м н е н и я (в частности, п р е д с т а в л я ю т с я н е с к о л ь к о завышенными места биотита и к о р у н д а в д а н н о м р я д у ) , но в ц е л о м д а н н ы й р я д п р а ­ в и л ь н о о т р а ж а е т п р и р о д н ы е с о о т н о ш е н и я устойчивости мине­ ралов. З а п р о ш е д ш е е с тех пор в р е м я у с т а н о в л е н ы при с р а в н и т е л ь ­ ном изучении и с х о д н ы х и о с а д о ч н ы х пород, э к с п е р и м е н т а л ь ­ но — д л я р а з н ы х у с л о в и й и т е о р е т и ч е с к и — д л я различных к р и с т а л л о х и м и ч е с к и х и д р у г и х особенностей м и н е р а л о в д е с я т ­ ки р я д о в устойчивости T M . А н а л и з и р у я р а з в и т и е и с о в р е м е н н о е с о с т о я н и е п р е д с т а в л е н и й об устойчивости м и н е р а л о в , о т м е т и м с л е д у ю щ е е . Д а в н о б ы л о о б р а щ е н о в н и м а н и е на то, что р я д ы ( п о с л е д о в а т е л ь н о с т и ) о т н о с и т е л ь н о й устойчивости одних и тех ж е м и н е р а л о в по о т н о ш е н и ю к п р о ц е с с а м х и м и ч е с к о г о р а з л о ­ ж е н и я и ф и з и ч е с к о г о р а з р у ш е н и я не т о ж д е с т в е н н ы . Б о л е е глу­ б о к о е и с с л е д о в а н и е д а н н о й п р о б л е м ы п о к а з а л о , что о т н о с и т е л ь ­ н а я у с т о й ч и в о с т ь м и н е р а л о в не т о ж д е с т в е н н а в коре в ы в е т р и ­ в а н и я и в зоне г л у б и н н о г о к а т а г е н е з а . Е щ е б о л е е д е т а л ь н ы й

п о д х о д , х а р а к т е р н ы й д л я р а б о т И . И . Г и н з б у р г а , В . П. П е т р о в а , Ф. В. Ч у х р о в а , 10. П. К а з а н с к о г о , Ф. Л а ф н е н а , Е. Н и к к е л я и д р у г и х , п р и в о д и т к п р е д с т а в л е н и ю о том, что в к а ж д о й из этих з о н , п р е ж д е всего в зоне г и п е р г е н е з а , о т н о с и т е л ь н а я химиче­ с к а я устойчивость м и н е р а л о в т а к ж е м о ж е т быть р а з л и ч н о й в з а в и с и м о с т и от исходного с о с т а в а п о р о д и условий п р о т е к а н и я процессов в ы в е т р и в а н и я . Я. И. О л ь ш а н с к и й , Р . П. Р а ф а л ь с к и й , В. Д . Т р е д в е л л и р я д д р у г и х а в т о р о в п о к а з а л и , что и с п о л ь з у е ­ м ы е в геологической л и т е р а т у р е р а с ч е т н ы е з н а ч е н и я р а с т в о р и ­ мости м и н е р а л о в не п о д т в е р ж д а ю т с я э к с п е р и м е н т а л ь н ы м и ис­ с л е д о в а н и я м и . Р а с х о ж д е н и я м е ж д у этими д а н н ы м и о г р о м н ы . П р и этом а в т о р ы с п р а в е д л и в о п о д ч е р к и в а ю т б о л ь ш у ю досто­ в е р н о с т ь и соответственно п р е д п о ч т и т е л ь н о с т ь э к с п е р и м е н т а л ь ­ но у с т а н о в л е н н ы х величин р а с т в о р и м о с т и м и н е р а л о в . Х и м и ч е с к а я устойчивость к а ж д о г о из них (в том числе при­ н а д л е ж н о с т ь к химически у с т о й ч и в ы м или н е у с т о й ч и в ы м ) в р а з л и ч н ы х у с л о в и я х седименто- и л и т о г е н е з а , естественно, не­ о д и н а к о в а я . Эти у с л о в и я не с о в п а д а ю т д л я р а з н ы х г л у б и н З е м ­ ли, к л и м а т и ч е с к и х зон и э т а п о в геологической истории, в част­ ности д о п о я в л е н и я н а з е м н о й р а с т и т е л ь н о с т и и п о с л е ее п о я в л е ­ ния ( д а н н ы е А. Б э й с у , Д ж . К а у л и , Р . Б а р р у с а , X. Х о л л а н д а и д р . ) . О д н а к о о т н о с и т е л ь н а я х и м и ч е с к а я устойчивость T M в различных условиях нередко сохраняется достаточно близкой. Н а п р и м е р , п р а к т и ч е с к и во в с е м ш и р о к о м д и а п а з о н е п р и р о д н ы х условий циркон и рутил являются химически более устойчивы­ ми, чем оливин, п и р о к с е н ы , а м ф и б о л ы ; м у с к о в и т б о л е е устой­ чив, чем биотит; х р о м ш п и н е л и д ы и а л ю м о ш п и н е л и б о л е е устой­ чивы, чем м а г н е т и т и д р у г и е ф е р р и ш п и н е л и и Т: п. Анализируя существующие в данной области представления, о т м е т и м , что, х о т я д о сих пор нет о д н о з н а ч н о с т и в о п р е д е л е н и и относительной химической устойчивости T M , у с т а н а в л и в а е м ы е р я д ы относительной химической устойчивости T M д о с т а т о ч н о б л и з к и . С о п о с т а в л е н и е х и м и ч е с к о й устойчивости T M , п р о я в л я е ­ мой ими в р а з л и ч н ы х у с л о в и я х , п о к а з ы в а е т , что с о о т н о ш е н и я м е ж д у в е л и ч и н а м и химической устойчивости н е к о т о р ы х м и н е р а ­ л о в в ы д е р ж и в а ю т с я не в с е г д а о д и н а к о в ы м и и м и н е р а л ы , б о л е е устойчивые, чем д р у г и е , в одних у с л о в и я х , в д р у г и х о к а з ы в а ­ ются, по с р а в н е н и ю с теми ж е T M , м е н е е у с т о й ч и в ы м и . Т а к и м о б р а з о м , р я д о т н о с и т е л ь н о й х и м и ч е с к о й устойчивости T M в р а з л и ч н ы х у с л о в и я х м о ж е т п р е т е р п е в а т ь перестройку, н е з н а ч и т е л ь ­ ную или с у щ е с т в е н н у ю . П р е ж д е всего это относится к с р а в ­ нению относительной химической устойчивости м и н е р а л о в в ус­ л о в и я х поверхностного в ы в е т р и в а н и я и г л у б и н н о г о к а т а г е н е з а (особенно при з н а ч и т е л ь н о м н а п р а в л е н н о м д а в л е н и и ) , а т а к ж е , в о з м о ж н о , в у с л о в и я х поверхностного в ы в е т р и в а н и я , с у щ е с т в о ­ в а в ш и х на р а з л и ч н ы х э т а п а х р а з в и т и я З е м л и (в а р х е е , проте­ розое, н а ч а л е п а л е о з о я и в о с т а л ь н о й ч а с т и ф а н е р о з о я ) . Изменения условий среды (например, изменение р Н среды, р а з л и ч и я в с о с т а в е а с с о ц и а ц и и с о в м е с т н о р а с т в о р я ю щ и х с я ми-

Ряды устойчивости минералов к растворению при различных значениях рН раствора (по результатам 30-дневной обработки зерен крупностью 20—35 мкм) [29] рН=0,2

рН=3,6

Кварц Рутил

Циркон, рутил Мусковит

Кианит, мусковит Турмалин

Кварц Роговая обманка

Циркон Роговая обманка Ставролит Эпидот Альбит Альмандин Апатит

Кианит Альбит Ставролит Турмалин Эпидот Альмандин Апатит

рН=5,6

рН = 10,6

Циркон, рутил Альмандин, став­ ролит Кварц Кианит Турмалин, ставро­ Роговая обманка лит Апатит Кварц Мусковит Эпидот, альбит Роговая обманка Кианит Турмалин Альмандин Альбит Апатит Эпидот Циркон, рутил Мусковит

П р и м е ч а н и я : I. У с т о й ч и в о с т ь м и н е р а л о в с н и ж а е т с я в н а п р а в л е н и и с в е р х у вниз. 2. Р я д у с т о й ч и в о с т и м и н е р а л о в при рН«=10,6, п р и в е д е н н ы й в р а б о т е Е. Н и к к е л я [ 2 9 ] , в о д н о м с л у ч а е и м е е т в и д как в т а б л и ц е , а в д р у г о м м и н е р а л ы п е р в ы х д в у х строчек с о в м е щ е н ы в о д н у (т. е. у с т о й ч и в о с т ь ц и р к о н а , р у т и л а , а л ь м а н д и н а и с т а в р о ­ л и т а п о к а з а н а р а в н о й , а п о л о ж е н и е в с е х о с т а л ь н ы х м и н е р а л о в с м е щ е н о на о д н у с т р о ­ ку в в е р х ) .

н е р а л о в и д р . ) с у щ е с т в е н н о в л и я ю т на х и м и ч е с к у ю устойчи­ вость м и н е р а л о в . П р и э т о м , в частности, и з м е н е н и е р Н с р е д ы п о - р а з н о м у в л и я е т на р а с т в о р и м о с т ь р а з л и ч н ы х м и н е р а л о в . Это п р и в о д и т к той или иной т р а н с ф о р м а ц и и , п е р е с т р о й к е р я д а от­ носительной х и м и ч е с к о й устойчивости м и н е р а л о в , к тому, что д л я к а ж д о г о з н а ч е н и я р Н с р е д ы с у щ е с т в у е т свой р я д химиче­ ской устойчивости м и н е р а л о в , к о т о р ы й м о ж е т о т л и ч а т ь с я от д р у г и х р я д о в не т о л ь к о а б с о л ю т н о й величиной р а с т в о р и м о с т и к а ж д о г о м и н е р а л а , но и по о т н о с и т е л ь н ы м ( в з а и м н ы м ) поло­ ж е н и я м м и н е р а л о в в р я д у . П р и в е д е м в этой с в я з и н е к о т о р ы е д а н н ы е по х и м и ч е с к о й устойчивости T M , п о л у ч е н н ы е экспери­ м е н т а л ь н о Е. Н и к к е л е м [29] ( т а б л . 19). Б о л е е р а н н и е сведения о б о б щ е н ы в ш и р о к о и з в е с т н ы х т р у д а х Т. в а н А н д е л а , В . П . Б а ­ т у р и н а , Р . В е й л я , Л и К. Д р а й д е н о в , А. К а й е и Ж . Т р и к а р а , А. Г. К о с с о в с к о й , А. А. К у х а р е н к о , Н . В . Л о г в и н е н к о , Г. М и л ь нера, Ф. П е т т и д ж о н а , Ф. С м и т с о н а , Г. Ф ю х т б а у э р а и д р . П о л у ч е н н ы е Е. Н и к к е л е м р я д ы в основном п о д т в е р ж д а ю т и м е в ш и е с я р а н е е о б о с н о в а н н ы е п р е д с т а в л е н и я об относительной х и м и ч е с к о й устойчивости р а з л и ч н ы х м и н е р а л о в в у с л о в и я х по­ в е р х н о с т н о г о в ы в е т р и в а н и я и п о с т с е д и м е н т а ц и о н н о г о внутри­ слойного р а с т в о р е н и я . С у щ е с т в у е т , о д н а к о , и р я д о т к л о н е н и й . Н а и б о л е е н е о ж и д а н н ы м и о к а з а л и с ь д в а полученных Е. Н и к к е ­ лем результата: 1) н е с к о л ь к о п о н и ж е н н а я у с т о й ч и в о с т ь т у р м а л и н а при лют б ы х з н а ч е н и я х р Н -^- б о л е е н и з к а я , в частности, по с р а в н е н и ю

с у с т о й ч и в о с т ь ю к и а н и т а , а иногда (особенно при р Н = 3,6 и р Н = 1 0 , 6 ) б о л е е н и з к а я , чем устойчивость р я д а д р у г и х мине­ р а л о в , о б ы ч н о с ч и т а ю щ и х с я м е н е е у с т о й ч и в ы м и , чем т у р м а ­ лин; 2) в ы с о к а я устойчивость роговой о б м а н к и , п р е в о с х о д я щ а я у с т о й ч и в о с т ь многих д р у г и х м и н е р а л о в , особенно при р Н = 3,6 и р Н = 1 0 , 6 , к о г д а устойчивость роговой о б м а н к и о к а з а л а с ь , в частности, с у щ е с т в е н н о в ы ш е , чем т у р м а л и н а . П о л у ч е н н ы е Е. Н и к к е л е м р я д ы с о д е р ж а т в а ж н у ю и н ф о р м а ­ цию, в значительной мере согласующуюся с наблюдаемыми в п р и р о д е д а н н ы м и . Т а к , н а п р и м е р , о к а з а л о с ь , что в у с л о в и я х к и с л о й с р е д ы к и а н и т х и м и ч е с к и б о л е е устойчив, чем с т а в р о ­ л и т , о д н а к о при росте з н а ч е н и й р Н их устойчивость с б л и ж а е т с я . П р и з н а ч е н и я х р Н = 10,6 устойчивость к и а н и т а с у щ е с т в е н н о по­ н и ж а е т с я , т о г д а к а к устойчивость с т а в р о л и т а в о з р а с т а е т . В ре­ з у л ь т а т е устойчивость с т а в р о л и т а в этих у с л о в и я х о к а з ы в а е т с я з н а ч и т е л ь н о в ы ш е , чем у к и а н и т а . Б о л е е в ы с о к у ю х и м и ч е с к у ю устойчивость с т а в р о л и т а в условиях постседиментационного внутрислойного растворения, по с р а в н е н и ю с устойчивостью к и а н и т а , п о д т в е р ж д а ю т д е т а л ь н ы е и с с л е д о в а н и я А. М о р т о н а [27]. Д . Б ю р г е р э к с п е р и м е н т а л ь н о у с т а н о в и л с л е д у ю щ у ю после­ д о в а т е л ь н о с т ь п о в ы ш е н и я х и м и ч е с к о й устойчивости при п р о ц е с ­ с а х выветривания р я д а наименее устойчивых кальцийсодержатцих м и н е р а л о в : к а л ь ц и т , д о л о м и т — битовнит — а п а т и т — Лаб­ р а д о р — о л и г о к л а з — д и о п с и д — а в г и т — р о г о в а я о б м а н к а , гросс у л я р . П р и этом он п о д ч е р к н у л , что с и з м е н е н и е м у с л о в и й вы­ в е т р и в а н и я о т н о с и т е л ь н о е п о л о ж е н и е м и н е р а л о в в этом р я д у изменяется. О т м е т и м , что у с т а н о в л е н н ы е в а р и а ц и и в р я д а х о т н о с и т е л ь ­ ной х и м и ч е с к о й устойчивости м и н е р а л о в д л я ц е л о г о р я д а н а и ­ более распространенных TM (циркон, рутил, турмалин, ильменит + л е й к о к с с н , с и л л и м а н и т , эпидот, амфиболы, пироксены я д р . ) , при всех р а с х о ж д е н и я х м е ж д у д а н н ы м и р а з л и ч н ы х а в ­ т о р о в , как п р а в и л о , не очень в е л и к и . Д л я б о л ь ш и н с т в а н а и б о ­ л е е р а с п р о с т р а н е н н ы х T M т я ж е л о й ф р а к ц и и почти все а в т о р ы у к а з ы в а ю т на одну и ту ж е п о с л е д о в а т е л ь н о с т ь м и н е р а л о в по их относительной х и м и ч е с к о й устойчивости на всех с т а д и я х и э т а п а х седименто- и л и т о г е н е з а . Э т а п о с л е д о в а т е л ь н о с т ь в н а ­ п р а в л е н и и у м е н ь ш е н и я устойчивости м и н е р а л о в п р и м е р н о т а к о ­ в а : циркон, рутил — т у р м а л и н — к и а н и т , с т а в р о л и т — с и л л и м а ­ н и т — эпидот — р о г о в а я обманка — авгит — оливин. Устойчи­ вость ц и р к о н а и р у т и л а , к и а н и т а и с т а в р о л и т а обычно счита­ е т с я б л и з к о й , о д н а к о у к а з ы в а е м а я р а з н ы м и а в т о р а м и последо­ в а т е л ь н о с т ь в з а и м н о г о р а с п о л о ж е н и я э т и х м и н е р а л о в в р я д у хи­ м и ч е с к о й устойчивости р а з л и ч н а . Н а и б о л е е р а с п р о с т р а н е н н ы е T M т я ж е л о й ф р а к ц и и , в силу их в ы с о к о й р а с п р о с т р а н е н н о с т и и достаточно определенного, фиксированного положения в ряду х и м и ч е с к о й устойчивости T M , м о г у т р а с с м а т р и в а т ь с я в к а ч е с т -

ве р е п е р о в ш к а л ы х и м и ч е с к о й устойчивости, по о т н о ш е н и ю к которым в конкретном случае удобно определять устойчивость T M . Н и ж е ш и р о к о и с п о л ь з у е т с я п о д о б н ы й подход, принципи­ ально аналогичный получившему признание и чрезвычайно ши­ рокое распространение в минералогии подходу к определению т в е р д о с т и м и н е р а л о в по ш к а л е М о о с а . П о л о ж е н и е д р у г и х T M в р я д у х и м и ч е с к о й устойчивости ме­ нее о п р е д е л е н н о и, к р о м е того, н е р е д к о с у щ е с т в е н н о р а з л и ч н о д л я р а з н ы х с т а д и й о с а д о ч н о г о процесса. П о с л е д н е е , по о б щ е м у м н е н и ю , относится п р е ж д е всего к а л ь м а н д и н у и а п а т и т у , х и ­ м и ч е с к а я устойчивость к о т о р ы х в у с л о в и я х п о с т с е д и м е н т а ц и о н ­ ного в н у т р и с л о й н о г о р а с т в о р е н и я с у щ е с т в е н н о в ы ш е , чем в у с ­ л о в и я х поверхностного в ы в е т р и в а н и я . П о А. М о р т о н у [ 2 7 ] , у с ­ тойчивость а л ь м а н д и н а в этих у с л о в и я х д а ж е в ы ш е у с т о й ч и в о ­ сти с т а в р о л и т а (устойчивость у б ы в а е т в н а п р а в л е н и и а л ь м а н ­ д и н — ставролит — кианит). Не противоречат этому и экспери­ м е н т а л ь н ы е д а н н ы е Е . Н и к к е л я [ 2 9 ] . П о А. Г. К о с с о в с к о й , о д ­ н а к о , х и м и ч е с к а я устойчивость г р а н а т о в в у с л о в и я х г л у б и н н о г о к а т а г е н е з а я в л я е т с я все ж е с у щ е с т в е н н о б о л е е н и з к о й . В качестве терминологического замечания следует сказать, что, н а п р и м е р , м а г н е т и т (и не т о л ь к о ) обычно р а с с м а т р и в а е т с я к а к х и м и ч е с к и неустойчивый м и н е р а л , но иногда — к а к устой­ чивый. З д е с ь нет, по с у щ е с т в у , п р о т и в о р е ч и я . Д е л о в том, ч т о в предложенных авторами многочисленных рядах химической устойчивости м и н е р а л о в у к а з ы в а е т с я , к а к п р а в и л о , относитель­ ная у с т о й ч и в о с т ь м и н е р а л о в . П р и этом имеет з н а ч е н и е п о л о ж е ­ ние к а ж д о г о м и н е р а л а о т н о с и т е л ь н о д р у г и х м и н е р а л о в в р я д у устойчивости, а не н а з в а н и е «устойчивый» или « н е у с т о й ч и в ы й » . В а ж н о , что при л ю б о м из этих н а и м е н о в а н и й м а г н е т и т стоит в р я д у устойчивости н е с к о л ь к о в ы ш е о л и в и н а , п и р о к с е н о в и а м ­ фиболов и значительно ниже — циркона, турмалина, рутила. Е с л и при э т о м м а г н е т и т относится к н е у с т о й ч и в ы м , то мине­ р а л ы первой группы ( о л и в и н и д р . ) п р и н а д л е ж а т к в е с ь м а не­ у с т о й ч и в ы м , а в т о р о й (циркон, и д р . ) — к у с т о й ч и в ы м . Е с л и ж е м а г н е т и т и м е н у е т с я у с т о й ч и в ы м , то м и н е р а л ы первой груп­ пы с ч и т а ю т с я н е у с т о й ч и в ы м и , а второй — в е с ь м а у с т о й ч и в ы м и , с в е р х у с т о й ч и в ы м и и т. п. [ 1 1 ] . Т а к и м о б р а з о м , п о д о б н ы е р а з ­ л и ч и я к а с а ю т с я , г л а в н ы м о б р а з о м , н а и м е н о в а н и й , оценка от­ носительной устойчивости м и н е р а л о в при этом о с т а е т с я неиз­ менной. Т е м не м е н е е н е л ь з я с ч и т а т ь у д а ч н ы м р а с п р о с т р а н е н ­ ное в н а с т о я щ е е в р е м я п о л о ж е н и е , к о г д а в п о л н е о п р е д е л е н н ы й м и н е р а л одни а в т о р ы и м е н у ю т х и м и ч е с к и у с т о й ч и в ы м , а д р у ­ гие — н е у с т о й ч и в ы м или д а ж е в е с ь м а н е у с т о й ч и в ы м . Причины такого положения — неопределенность понятий «химически устойчивый (неустойчивый) минерал», отсутствие ш к а л ы отсчета в е л и ч и н ы х и м и ч е с к о й устойчивости м и н е р а л о в . В значительной мере этим обусловлены, по-видимому, и т а к и е нередкие негативные случаи, когда, например, эвксенит, счита-

ется в е с ь м а у с т о й ч и в ы м в к о р е в ы в е т р и в а н и я [14, с. 1 8 9 ] , а п а ­ т и т — у с т о й ч и в ы м (М. И, К о н с а , X. А. В и й д и н г ) , а с т а в р о л и т , к и а н и т и с и л л и м а н и т , з н а ч и т е л ь н о б о л е е устойчивые, чем э в к с е нит и а п а т и т , к л а с с и ф и ц и р у ю т с я м а л о у с т о й ч и в ы м и (X. А. Вий­ динг, А. Э. К л е е с м е н т и д р . ) . В е с ь м а м н о г о ч и с л е н н ы е п р и м е р ы п о д о б н о г о р о д а м о ж н о найти и в о ц е н к а х х и м и ч е с к о й устой­ чивости TM, п р и в е д е н н ы х в р а б о т а х Г. Б . М и л ь н е р а . С о г л а с н о о ц е н к а м этого и с с л е д о в а т е л я , н а п р и м е р , х а л ь к о п и р и т и б а з а л ь тическая роговая обманка являются устойчивыми минералами, а х р о м и т и и л ь м е н и т с ч и т а ю т с я м и н е р а л а м и «средней устойчи­ вости». Н а и б о л е е д о с т о в е р н ы й способ о п р е д е л е н и я устойчивости T M в тех или иных г е о л о г и ч е с к и х у с л о в и я х и п р о ц е с с а х — с р а в н е ­ ние н а б л ю д а е м ы х в н а с т о я щ е е в р е м я с о д е р ж а н и й м и н е р а л о в в п о д в е р г ш и х с я с о о т в е т с т в у ю щ и м п р о ц е с с а м геологических о б р а ­ з о в а н и я х ( C i ) с их и с х о д н ы м и с о д е р ж а н и я м и ( C ) , с у щ е с т в о ­ в а в ш и м и д о н а ч а л а п р о я в л е н и я этих процессов. С о о т в е т с т в у ю ­ щ и е или п р и н ц и п и а л ь н о п о д о б н ы е им к о э ф ф и ц и е н т ы устойчиво­ сти (Ks) п р и м е н е н ы в геологии С. И. Г у р в и ч е м , В. С. Ш у б о м и д р . и в почвоведении (в частности, под н а з в а н и я м и « к о э ф ф и ­ ц и е н т а относительного и з м е н е н и я » [13 и д р . ] и « к о э ф ф и ц и е н ­ та о б о г а щ е н и я » [14 и д р . ] ) . П р и этом в н а и м е н о в а н и я х и обо­ з н а ч е н и я х к о э ф ф и ц и е н т о в устойчивости (Ks = CiICo) целесооб­ р а з н о у к а з ы в а т ь , к а к а я и м е н н о у с т о й ч и в о с т ь и м е е т с я в виду — х и м и ч е с к а я (Ks(ch)), ф и з и к о - м е х а н и ч е с к а я (K ( H)) или гидро­ а э р о д и н а м и ч е с к а я (/Cs(Ad)) и д л я к а к и х п р о ц е с с о в она о п р е д е ­ л я е т с я — процессов выветривания (K (ch,w)), внутрислойного р а с т в о р е н и я (K (ch, is)) и т. д., а т а к ж е д л я к а к о г о и м е н н о ми­ нерала проводятся вычисления (например, K (CH,W){Z)—коэф­ ф и ц и е н т х и м и ч е с к о й устойчивости ц и р к о н а при п р о ц е с с а х вы­ в е т р и в а н и я ; и т. п . ) . Н е о б х о д и м о п о д ч е р к н у т ь , что при вычислении конечных со­ д е р ж а н и й (Ci) м и н е р а л о в с ц е л ь ю п о с л е д у ю щ е г о о п р е д е л е н и я в е л и ч и н ы к о э ф ф и ц и е н т о в устойчивости (/G) н е о б х о д и м о прини­ м а т ь в расчет т о л ь к о те м и н е р а л ы ( п р и р а в н и в а я их с у м м у к 1 0 0 % ) , к о т о р ы е п р и с у т с т в о в а л и в исходном, п е р в о н а ч а л ь н о м с о с т а в е породы и входили в подсчет с о д е р ж а н и й (C ) минера­ лов. Л ю б ы е д р у г и е м и н е р а л ы , их п р и с у т с т в и е и с о д е р ж а н и е мо­ гут у к а з ы в а т ь с я о т д е л ь н о , но при в ы ч и с л е н и и з н а ч е н и й Ci они у ч и т ы в а т ь с я не д о л ж н ы . Н е о б х о д и м о и с к л ю ч а т ь из подсчетов при о п р е д е л е н и и С\ все н о в о о б р а з о в а н н ы е , а у т и г е н н ы е мине­ р а л ы , в о з н и к ш и е в процессе и з м е н е н и я исходного м и н е р а л ь н о г о состава породы. Р а с с м а т р и в а е м ы е коэффициенты характеризу­ ют устойчивость к а ж д о г о единичного T M и п р и н ц и п и а л ь н о от­ л и ч а ю т с я от ш и р о к о и с п о л ь з у е м ы х в геологии россыпей и терригенной м и н е р а л о г и и в о о б щ е к о э ф ф и ц и е н т о в устойчивости TM ассоциаций. П о с л е д н и е по з а к л ю ч е н н о й в них г е о л о г и ч е с к о й и н ф о р м а ц и и б о л е е п р а в и л ь н о и м е н о в а т ь к о э ф ф и ц и е н т а м и хи­ м и к о - м и н е р а л о г и ч е с к о й зрелости Т М А . 0

S P

S

S

S

0

П р и о п р е д е л е н и и в е л и ч и н ы Ks д о с т а т о ч н о с л о ж н о р е к о н с т ­ руировать исходный минеральный состав вещества и доказать то, что н а б л ю д а е м ы е и з м е н е н и я этого с о с т а в а о б у с л о в л е н ы д е й ­ ствием и м е н н о д а н н о г о п р о ц е с с а , д а н н о г о геологического ф а к ­ т о р а или ф а к т о р о в . Д л я о п р е д е л е н и я устойчивости м и н е р а л о в в у с л о в и я х по­ верхностного выветривания большие возможности дает сравни­ тельное минералогическое исследование коренных пород и р а з ­ л и ч н ы х зон в е р т и к а л ь н о г о п р о ф и л я р а з в и т о й по э т и м п о р о д а м к о р ы в ы в е т р и в а н и я . С о о т в е т с т в у ю щ и е д а н н ы е ш и р о к о извест­ ны из р а б о т С. С. Г о л д и ч а , В . Д . Г р и м м а , Ю . П. К а з а н с к о г о , и д р . В д о п о л н е н и е к ним п р и в е д е м и н т е р е с н ы е данные Г. В. Н е с т е р е н к о и В. М. Ц и б у л ь ч и к а , х а р а к т е р и з у ю щ и е с р е д ­ ний м и н е р а л ь н ы й с о с т а в т я ж е л ы х ф р а к ц и й г а б б р о , а м ф и б о л и ­ тов и р а з в и т ы е по ним к о р ы в ы в е т р и в а н и я в с е в е р о - з а п а д н о й части К у з н е ц к о г о А л а т а у ( т а б л . 2 0 ) . Н а основе д а н н ы х , п р и в е д е н н ы х в т а б л . 20, м о ж н о построить р я д у м е н ь ш е н и я в е л и ч и н ы х и м и ч е с к о й устойчивости м и н е р а ­ л о в (в с к о б к а х у к а з а н ы з н а ч е н и я K (ch, ш>, ср д л я к а ж д о г о м и н е ­ р а л а ) : ц и р к о н (9,25) — р у т и л (7,75) — а н а т а з (6,79) — и л ь м е ­ нит ( 3 , 6 5 ) — т и т а н о м а г н е т и т ( 0 , 6 5 ) — м а г н е т и т ( 0 , 1 0 ) . Используя подобный подход, В . С. Ш у б , Г. И . Ц а у р и В. М. Я к у ш е в п о л у ч и л и з н а ч е н и я к о э ф ф и ц и е н т о в х и м и ч е с к о й устойчивости м и н е р а л о в т я ж е л о й ф р а к ц и и на основе с р а в н е н и я их с о д е р ж а н и й в к и с л ы х , средних, основных и у л ь т р а о с н о в н ы х интрузивных, а т а к ж е метаморфических породах и развитых п а ним к о р а х в ы в е т р и в а н и я ( т а б л . 2 1 ) . S

Таблица Средний минеральный состав тяжелых фракций пород (°/о от объема фракций, по Г. В. Нестеренко и В. М. Цибульчику) и значения коэффициентов химической устойчивости минералов

20

Коэффициенты химической устойчивости минералов при выветривании (по В. С. Шубу, Г. И. Цауру и В. М. Якушеву) Значения к о э ф ф и ц и е н т о в устойчивости Минералы

Минералы Пределы колебаний

Ставролит Циркон Хромшпинели-

Среднее

2,56—3,85 0,02—8,35 0,10—4,44

3,20 2,52 2,10

0,05—3,39 0,20—2,66 0,22—2,50 0,65—0,66 0,41—0,83

1,72 1,07 0,98 0,66 0,62

ды

Турмалин Ильменит Кианит Рутил Лейкоксен

Значения коэффициентов устойчивости

Эпидот Амфиболы Гранат Апатит Магнетит Титанит Пироксены

Пределы колебаний

Среднее

0,09—1,24 0,02—0,59 0,04—0,60 0,04—0,28 0,03—0,33 0,02—0,27 0,00—0,36

0,47 0,28 0,20 0,15 0,13 0,08 0,08

П р и в е д е н н ы е в т а б л . 21 д а н н ы е с о о т в е т с т в у ю т р а с п р о с т р а ­ н е н н ы м п р е д с т а в л е н и я м в этой о б л а с т и . О с н о в н ы е о т л и ч и я со­ стоят в следующем. 1. Н и з к и е з н а ч е н и я к о э ф ф и ц и е н т а устойчивости получены д л я р у т и л а и л е й к о к с е н а , в т о м числе н и з к и м и о к а з ы в а ю т с я в е р х н и е з н а ч е н и я к о э ф ф и ц и е н т а д л я этих м и н е р а л о в . Р у т и л и лейкоксен обычно концентрируются в продуктах выветривания, и, по к р а й н е й мере, в е р х н и е з н а ч е н и я к о э ф ф и ц и е н т а устойчи­ вости д о л ж н ы б ы л и з а ф и к с и р о в а т ь это. 2. Н и з к и м и о к а з а л и с ь н и ж н и е з н а ч е н и я к о э ф ф и ц и е н т а д л я т у р м а л и н а , х р о м ш п и н е л и д о в и ц и р к о н а . И с х о д я из этого, м о ж ­ но с д е л а т ь в ы в о д о том, что в н е к о т о р ы х с л у ч а я х х и м и ч е с к а я устойчивость циркона и условиях выветривания является чрез­ в ы ч а й н о низкой и что ц и р к о н иногда я в л я е т с я о д н и м из х и м и ­ чески н а и м е н е е устойчивых м и н е р а л о в . К р а й н е м а л а я п р а в д о ­ подобность этого з а с т а в л я е т п о л а г а т ь , что причина п о л у ч е н н ы х с т о л ь низких з н а ч е н и й д л я этого м и н е р а л а о б у с л о в л и в а е т с я не­ точностями, возможно, методического характера, например в к л ю ч е н и е в подсчет не т о л ь к о и с х о д н ы х м и н е р а л о в п о р о д ы , но и тех или иных н о в о о б р а з о в а н н ы х , а у т и г е н н ы х м и н е р а л о в . В о з м о ж н о , что именно эти (или к а к и е - л и б о иные) неточности при о п р е д е л е н и и з н а ч е н и й к о э ф ф и ц и е н т а устойчивости ц и р к о н а , р у т и л а и некоторых д р у г и х м и н е р а л о в п р и в е л и к тому, что н а и ­ большие средние з н а ч е н и я этого к о э ф ф и ц и е н т а оказались у с т а в р о л и т а ( п р и с у т с т в у ю щ е г о в иных, п р е и м у щ е с т в е н н о м е т а ­ морфических породах). Значительный интерес п р е д с т а в л я е т анализ полученных В . В. Л я х о в и ч е м д а н н ы х о с о д е р ж а н и и р а з л и ч н ы х а к ц е с с о р н ы х м и н е р а л о в в н е и з м е н е н н ы х г р а н и т о и д а х и п р о д у к т а х их поверх-

3

Содержание (в г/м ) акцессорных минералов в неизмененных гранодиоритах (1) и сильно каолинизированных гранитах ( 2 ) , по В. В. Ляховичу, и значения коэффициента химической устойчивости минералов Породы

Место в ряду убывающей химической устойчивости

Минералы 1

Циркон Ортит (алланит) Уранинит Топит Галенит Халькопирит Молибденит Пирротин Пирит Магнетит Титаномагнетит Ильменит Сфен (титанит) Рутил Шеелит Апатит Дистен (кианит) Ставролит Гранат Эпидот

948,53 3,16 3,65 24,88 0,49 3,02 5,25 0,12 8,76 55 474,65 34,60 —.

4 556,45 6,24 0,99 5 100,96 — —i

46,95 117,74

2

676,76 63,86

0,71 20,21 К0.01 0,81 0,37 К 0,01 0,38 К0.25 0,02 0,003 1,21 >Л397 0,04 0,32 1<0,03 0,31 >> 60,67 > 178,33 < 0,001 2,18

—

20,11 0,18 —

2,00 —.

0,18 165,65 41,90 41,90 177,55 2,00 — 1578,88 1,82 5,35 —

256,36

8 (?) 4 16—20 7 10 16—20 9 16—20 14 •15 6 1—3 13 11 (??) 16—20 12 1—3 1—3 16—20 5

костного каолинового выветривания, развитых в различных рай­ онах Советского Союза (табл. 22—25)*. И з д а н н ы х т а б л . 22 п о с л е д о в а т е л ь н ы й р я д T M по у б ы в а н и ю химической устойчивости минералов в условиях поверхностного каолинового выветривания следующий: ильменит, ставролит, кианит — а л л а н и т — эпидот — титаномагнетит — торит — цир­ кон ( ? ) — м о л и б д е н и т — г а л е н и т — р у т и л ( ? ? ) — а п а т и т — т и т а ­ н и т — пирит — магнетит — пирротин, шеелит, уранинит, халько­ пирит, гранат. Приведенный р я д отчасти совпадает с известными р я д а м и м и н е р а л о в и л и б л и з о к к н и м . И м е ю т с я , о д н а к о , и д о в о л ь н о су* Примечание к табл. 22—25. Полностью или в значительной мере вто­ ричные, гипергенные, эпигенетические (по А. И. Перельману) и аутигенные минералы из рассмотрения исключены. Результаты, вызывающие сомнение, помечены знаком вопроса. Прочерк указывает на отсутствие минерала или его содержание в количестве менее 0,03 г/м . В приведенных по данным табл. 22—25 рядах химической устойчивости минералы, взаимное положение которых не может быть указано с достаточным основанием, обычно разделе­ ны запятой. В таблицах сохранена последовательность минералов, принятая В. В. Ляховичем. 3

в

3

Содержание . ( г/м ) акцессорных минералов в неизмененных гранитах (1) и каолинизированной гранитной дресве (2), по В. В. Ляховичу, и значения коэффициента химической устойчивости минералов К, Породы

Место в ряду убывающей химической устойчивости

Минералы 1

Колумбит Тантало-ниобаты Монацит Циркон Ортит (алланит) Берилл Галенит Халькопирит ьиоит Магнетит Ильменит Сфен (титанит) Рутил Касситерит Корунд Флюорит Апатит Андалузит Ставролит Гранат Эпидот MvaccaHHT

1,31 0,34 '686,48 215,53 9-1,42 — —. 0,28 1,38 103,29 92,69 0,28 0,80 0,07 0,80 3,17 922,23 3,52 -г—

91 399,36 0,34 —

0,04 489,55 50,24 —

0,10 0,06 0,19 0,93 0,32 4,79 —.

0,15 0,04 1.12 0,06 7,24 —.

0,84 104,78 —. 0,04

:<0,02 0,12 0,71 0,23 < 0,0003 !>3,33 >2,00 0,68 0,67 0,003 0,05 '<0,11 0,19 0,57 1,40 0,02 0,01 <0,01 > 28,00 0,001 <0,09 > 1,33

18—22 12 6 10 18—22 1-4(?) 1 - 4 (??) 7 (?) 8 (?) 16 13 18—22 11 9 5 14 15 18—22 1—4 17 18—22 1—4

щ е с т в е н н ы е р а з л и ч и я м е ж д у ними. Они з а к л ю ч а ю т с я п р е ж д е всего в необычно низкой устойчивости ц и р к о н а и особенно ру­ т и л а , б е з у с л о в н о не с о о т в е т с т в у ю щ е й д е й с т в и т е л ь н о й величине химической устойчивости этих м и н е р а л о в в к о р а х в ы в е т р и в а ­ ния. По д а н н ы м , приведенным в т а б л . 23, р я д у б ы в а ю щ е й относи­ тельной химической устойчивости а к ц е с с о р н ы х м и н е р а л о в в коре в ы в е т р и в а н и я г р а н и т о в имеет с л е д у ю щ и й в и д : с т а в р о л и т , берилл (?), галенит (??), муассанит — корунд — монацит — — халькопирит (?) — пирит (?) — к а с с и т е р и т — ц и р к о н — ру­ тил - т а н т а л о - н и о б а т ы —- и л ь м е н и т — ф л ю о р и т — а п а т и т — маг­ нетит- г р а н а т - — т и т а н и т , эпидот, к о л у м б и т , а н д а л у з и т , а л л а ­ нит. Этот р я д н целом б о л е е с о о т в е т с т в у е т и з в е с т н ы м д а н н ы м об относительной химической устойчивости м и н е р а л о в , чем п р е д ы ­ дущий. Исключение составляют сульфиды, данные о сравни­ т е л ь н о высокой х и м и ч е с к о й устойчивости к о т о р ы х не в п о л н е достоверны. С р а в н е н и е п р и в е д е н н ы х В. В . Л я х о в и ч е м д а н н ы х о с о д е р ж а ­ нии а к ц е с с о р н ы х м и н е р а л о в в п е л и к а н и т и з и р о в а н н ы х г р а н и т а х

3

Содержание (в г/м ) акцессорных минералов в пеликанитизированных гранитах (1) и каолинах (2), по В. В. Ляховичу, и значения коэффициента химической устойчивости минералов Породы

М е с т о в ряду убывающей химической устойчивости

Минералы 1 (C ) 1

Тантало-ниобаты Монацит Ксенотим Циркон Ортит (алланит) Сфалерит Халькопирит Арсенопирит Пирит Магнетит Сфен (титанит) Рутил Касситерит Кооунд Флюорит Топаз Турмалин Апатит Гранат Эпидот Муассанит

0,82 488,17 4,55 31,86

2 (C ) 0

—

0,24 163,30 0,18 102,87 0,18 1,88 0,52 0,17 1,04 1,69 0,25

—

0,04 0,42 0,45 0,45

— —

0,57

—

0,67 0,61 0,15 0,38 2,48 0,04 0,06 0,78 8,08 — 0,06

—

—

2,28 20,76 0,25

3,42 2,99 25,33 0,31 ;<0,17 ,<0,02 1,10 <0,18 0,64 0,56 ,<0,12 >5,00 9,50 5,90 0,09 ,<0,07 >2,00 0,34 0,39 <0,12 >2,00

7 8 4 14 (??) 16—21 16—21 9 (?) 16—21 Ю (?) 11 16—21 1—3 5 6 15 16—21 1—3 13 12 16—21 1—3

и к а о л и н а х ( т а б л . 24) п о к а з ы в а е т , что с о д е р ж а н и е б о л ь ш и н с т ­ ва м и н е р а л о в , с ч и т а ю щ и х с я обычно х и м и ч е с к и о т н о с и т е л ь н о не­ у с т о й ч и в ы м и при п р о ц е с с а х в ы в е т р и в а н и я ( б о л ь ш и н с т в о суль­ ф и д о в , а л л а н и т , м а г н е т и т , титанит, ф л ю о р и т , а п а т и т , г р а н а т ы ) в п е л и к а н и т и з и р о в а н н ы х г р а н и т а х н и ж е , чем в к а о л и н а х , а со­ д е р ж а н и е б о л ь ш и н с т в а м и н е р а л о в , о б ы ч н о х и м и ч е с к и б о л е е ус­ тойчивых при п р о ц е с с а х в ы в е т р и в а н и я ( м о н а ц и т , ксенотим, ру­ тил, к а с с и т е р и т , к о р у н д , т у р м а л и н , м у а с с а н и т ) , з а исключени­ ем ц и р к о н а , в п е л и к а н и т и з и р о в а н н ы х г р а н и т а х в ы ш е , чем в каолинах. Таким образом, в пеликанитизированных гранитах происходит относительное накопление химически устойчивых м и н е р а л о в и у н и ч т о ж е н и е м и н е р а л о в , х и м и ч е с к и неустойчивых в д а н н ы х у с л о в и я х . Молено п о л а г а т ь , э т о эти п о р о д ы в д а н н о м с л у ч а е н а х о д я т с я на с т а д и и б о л е е г л у б о к о г о гипергенного пре­ о б р а з о в а н и я , чем к а о л и н ы , что с о г л а с у е т с я , в частности, с из­ в е с т н ы м и п р е д с т а в л е н и я м и о в о з н и к н о в е н и и п е л и к а н и т о в в ре­ з у л ь т а т е э п и г е н е т и ч е с к о г о (по А. И . П е р е л ь м а н у ) о к р е м н е н и я п е р в и ч н ы х к а о л и н о в (по И . И . Г и н з б у р г и д р . ) . С о о т в е т с т в е н н о при о п р е д е л е н и и в е л и ч и н ы к о э ф ф и ц и е н т а Ks(ch, W)-CJCo для

3

Содержание (в г/м ) акцессорных минералов, по В. В. Ляховичу, и значения коэффициента химической устойчивости минералов

Минералы

Эвксенит Циркон Метаторбернит Сподумен Пирит Магнетит Титаномагнетит Ильменит Сфен (титанит) Р^тил Касситерит Корунд Турмалин Апатит Гранат Эпидот Муассанит

Неизмененные граниты

1 582,08 0,62 1,04 1,68 729,40 9,69 4 222,40 1,54 1,04 1,32 1,74 —

34,66 87 924,37 1,85 1,04

Гранитная дресва

0,23 3419,42 — 0,05 1,60 71,82 —.

193,50 1,37 1,48 1,60 1,51 0,09 179,57 85,85 0,23 0,05

8

Место в ряду убывающей химической устойчивости

'7,67 2,16 0,05 0,05 0,95 0,10 0,003 0,05 0,89 1,42 1,21 0,87 3,00 5,18 0,001 0,12 0,05

1 - 2 (?) 5 17—18 13—15 8 (?) 12 17—18 (?) 13—15 (?) 9 6 7 10 1—2 4 (??) 16 11 13—15 (?)

К

о ц е н к и о т н о с и т е л ь н о й х и м и ч е с к о й устойчивости м и н е р а л о в в к а ч е с т в е н а ч а л ь н о г о естественно р а с с м а т р и в а т ь с о д е р ж а н и е ми­ н е р а л о в ( C ) в к а о л и н е , а в к а ч е с т в е конечного ( C i ) в п е л и к а нитизированном граните. С учетом и з л о ж е н н о г о (см. т а б л . 24) и м е е м с л е д у ю щ и й р я д п о с л е д о в а т е л ь н о г о у м е н ь ш е н и я х и м и ч е с к о й устойчивости мине­ р а л о в : р у т и л , т у р м а л и н , м у а с с а н и т — ксенотим — к а с с и т е р и т — —• к о р у н д — т а н т а л о - н и о б а т ы — м о н а ц и т — х а л ь к о п и р и т (?) — — пирит (?) — м а г н е т и т - г р а н а т — а п а т и т — ц и р к о н (??) — — ф л ю о р и т — арссногшрит, а л л а н и т , т и т а н и т , эпидот, т о п а з , сфалерит. П о л у ч е н н ы й р я д устойчивости о б н а р у ж и в а е т в ы с о к у ю сте­ пень с о о т в е т с т в и я с м н о г о ч и с л е н н ы м и о ц е н к а м и о т н о с и т е л ь н о й х и м и ч е с к о й устойчивости р а з л и ч н ы х м и н е р а л о в в у с л о в и я х по­ в е р х н о с т н о г о в ы в е т р и в а н и я . О с н о в н ы е р а с х о ж д е н и я состоят в з а в ы ш е н н о й устойчивости н е к о т о р ы х с у л ь ф и д о в ( х а л ь к о п и р и т , пирит) и р е з к о з а н и ж е н н о й устойчивости ц и р к о н а в п р и в е д е н ­ ном в ы ш е р я д у . Д о в о л ь н о п р а в д о п о д о б е н р я д о т н о с и т е л ь н о й х и м и ч е с к о й ус­ тойчивости м и н е р а л о в в у с л о в и я х п о в е р х н о с т н о г о в ы в е т р и в а н и я , у с т а н а в л и в а е м ы й на о с н о в а н и и с р а в н е н и я с о д е р ж а н и й а к ц е с ­ сорных минералов в неизмененных гранитах и в гранитной дресве другого района (табл. 2 5 ) : эвксенит (?), турмалин — монацит — апатит (??) *— ц и р к о н — р у т и л — к а с с и т е р и т — пи­ рит (?) — т и т а н и т — к о р у н д эпидот — магнетит — ильме0

нит ( ? ) , м у а с с а н и т ( ? ) , сподумен — г р а н а т — м е т а т о р б е р н и т , т и т а н о м а г н е т и т ( ? ) . О д н а к о и в д а н н о м с л у ч а е и м е ю т с я неко­ т о р ы е с о м н и т е л ь н ы е р е з у л ь т а т ы (особенно по а п а т и т у ) . М о ж н о у с о м н и т ь с я и в столь р а з л и ч н о м п о л о ж е н и и м а г н е т и т а и т и т а н о м а г н е т и т а (при с у м м и р о в а н и и с о д е р ж а н и й этих м и н е р а л о в т и т а н о м а г н е т и т совместно с м а г н е т и т о м о к а з ы в а е т с я на 12-м месте — н е п о с р е д с т в е н н о после э п и д о т а ) . О б р а щ а ю т на с е б я в н и м а н и е н е с о в п а д е н и я (иногда в е с ь м а з н а ч и т е л ь н ы е ) в п о л о ж е н и и н е к о т о р ы х м и н е р а л о в в приведен­ ных, а т а к ж е п о л у ч е н н ы х д р у г и м и и с с л е д о в а т е л я м и р я д а х от­ н о с и т е л ь н о й х и м и ч е с к о й устойчивости м и н е р а л о в в у с л о в и я х поверхностного в ы в е т р и в а н и я . О б ъ я с н е н и е э т о м у , в о з м о ж н о , в неидентичности у с л о в и й в ы в е т р и в а н и я и р а з л и ч н о й степени ( г л у б и н е ) его п р о я в л е н и я в р а з л и ч н ы х с л у ч а я х . О б а эти об­ с т о я т е л ь с т в а с о в м е с т н о м о г у т п р и в о д и т ь не т о л ь к о к р а з н о м у п р о я в л е н и ю а б с о л ю т н о й х и м и ч е с к о й устойчивости одних и тех ж е м и н е р а л о в (в одних с л у ч а я х устойчивых, в д р у г и х — неус­ т о й ч и в ы х ) , но и к той или иной п е р е с т р о й к е р я д о в о т н о с и т е л ь ­ ной устойчивости м и н е р а л о в , и з м е н е н и ю в з а и м н о г о п о л о ж е н и я м и н е р а л о в в этих р я д а х . Н е и с к л ю ч е н о т а к ж е , что в н е к о т о р ы х (в том числе н е р а с с м о т р е н н ы х ) с л у ч а я х не в п о л н е с о в е р ш е н н ы ­ ми о к а з а л и с ь о п р о б о в а н и е , в ы д е л е н и е и д и а г н о с т и к а м и н е р а ­ л о в или о п р е д е л е н и е их к о л и ч е с т в е н н о г о с о д е р ж а н и я . Е щ е о д н а в е р о я т н а я и с у щ е с т в е н н а я причина з н а ч и т е л ь н ы х р а с х о ж д е н и й в о ц е н к а х относительной устойчивости м и н е р а л о в состоит в том, что и с х о д н ы й с о с т а в пород, п о д в е р г ш и х с я вывет­ риванию', мог б ы т ь в той или иной м е р е о т л и ч н ы м от с о с т а в а неизмененных гранитоидов, с которым сопоставляется состав п р о д у к т о в в ы в е т р и в а н и я . Е с л и э т а п р и ч и н а д е й с т в и т е л ь н о име­ л а место, то многие р е з у л ь т а т ы с о п о с т а в л е н и я не могут не вы­ з ы в а т ь в п о л н е о б о с н о в а н н ы х сомнений в их п р а в и л ь н о с т и и д о ­ стоверности. К ф а к т а м , к о т о р ы е могли бы п о д т в е р д и т ь (или о п р о в е р г н у т ь ) с п р а в е д л и в о с т ь д о п у щ е н и я о сходстве первичного с о с т а в а со­ п о с т а в л я е м ы х пород, п р е ж д е всего о т н о с я т с я п о л е в ы е геологи­ ческие н а б л ю д е н и я , б л и з о с т ь (или р а з л и ч и е ) к о л и ч е с т в е н н ы х соотношений с о д е р ж а н и й м и н е р а л о в с б л и з к о й по в е л и ч и н е ус­ тойчивостью (отношения циркон/рутил, циркон/монацит, став­ р о л и т / к и а н и т и т. п.), а т а к ж е сходство т и п о м о р ф н ы х особен­ ностей м и н е р а л о в с о п о с т а в л я е м ы х пород. Е щ е более сложно определение х и м и ч е с к о й устойчивости TM для условий постседиментационного внутрислойного раство­ рения обломочного вещества. Здесь возможно сравнительное изучение ТМА: 1) г р а н у л о м е т р и ч е с к и б л и з к и х п е с ч а н о - а л е в р и т о в ы х о т л о ж е ­ ний из частей р а з р е з а , н а х о д я щ и х с я на р а з н ы х с т а д и я х пост­ седиментационного преобразования; 2) с т р а т и г р а ф и ч е с к и к а к м о ж н о б о л е е б л и з к и х или ф а ц и а л ь но з а м е щ а ю щ и х с р а в н и т е л ь н о в ы с о к о - (особенно р ы х л ы х пес7

З а к . 981

97

ч а н ы х ) и с л а б о п р о н и ц а е м ы х (в частности, г л и н и с т ы х ) о т л о ж е ­ ний; 3) п е с ч а н о - а л е в р и т о в ы х о т л о ж е н и й и п р и с у т с т в у ю щ и х в них конкреций; 4) н е ф т е н а с ы щ е н н ы х и г р а н у л о м е т р и ч е с к и х с х о д н ы х с ними пород, р а з в и т ы х в п р е д е л а х з а к о н т у р н о г о п р о с т р а н с т в а з а л е ­ жей. И с х о д н ы м при этом во всех с л у ч а я х п р е д с т а в л я е т с я предпо­ л о ж е н и е , что п е р в и ч н ы й с о с т а в T M A с о п о с т а в л я е м ы х о т л о ж е ­ ний б ы л и д е н т и ч н ы м . И м е е т с я в в и д у с е д и м е н т о г е н н ы й с о с т а в Т М А , а не и с х о д н ы й , д о с е д и м е н т а ц и о н н ы й м и н е р а л ь н ы й с о с т а в п е т р о ф о н д а . И д е н т и ч н о с т ь п о с л е д н е г о н е д о с т а т о ч н а д л я обос­ нованного сопоставления TMA разных отложений, поскольку н а б л ю д а е м ы е р а з л и ч и я м о г у т быть о б у с л о в л е н ы не в н у т р и слойным растворением, а другими геологическими факторами, д е й с т в о в а в ш и м и н а с т а д и и с е д и м е н т о г е н е з а (процессы вывет­ р и в а н и я или г и д р о а э р о д и н а м и ч е с к о й с о р т и р о в к и ) . Значитель­ ные и с х о д н ы е р а з л и ч и я в с о с т а в е T M A п о р о д д е л а ю т в е с ь м а з а т р у д н и т е л ь н ы м н е п о с р е д с т в е н н о е с о п о с т а в л е н и е этих Т М А , обоснованное выделение эффекта П В Р терригенных минералов и у с т а н о в л е н и е о т н о с и т е л ь н о й х и м и ч е с к о й устойчивости T M в условиях П В Р . Существенно более надежные р е з у л ь т а т ы по оценке П В Р минералов и установлению относительной химиче­ ской устойчивости T M в у с л о в и я х П В Р м о ж н о п о л у ч и т ь , сопо­ с т а в л я я д а н н ы е по с о с т а в у Т М А , по с о д е р ж а н и ю T M в сцемен­ т и р о в а н н ы х и н е с ц е м е н т и р о в а н н ы х ( р ы х л ы х ) о т л о ж е н и я х одно­ го и того ж е т и п а . Д л я о т м е ч е н н ы х в ы ш е в т о р о г о , т р е т ь е г о и ч е т в е р т о г о п о д х о д о в и с х о д н ы м я в л я е т с я т а к ж е п о л о ж е н и е о су­ щественном отставании внутрислойного растворения TM в гли­ нистых и д р у г и х с л а б о п р о н и ц а е м ы х о т л о ж е н и я х , к о н к р е ц и о н н ы х с т я ж е н и я х и н е ф т е н а с ы щ е н н ы х п о р о д а х . С п р а в е д л и в о с т ь этого п о л о ж е н и я у ж е д о к а з а н а на многих п р и м е р а х . Ч т о к а с а е т с я п р е д п о л о ж е н и я о п е р в о н а ч а л ь н о м с х о д с т в е со­ с т а в а T M A с о п о с т а в л я е м ы х о т л о ж е н и й , то его с п р а в е д л и в о с т ь в большинстве случаев неочевидна и требует доказательств. В этом п л а н е о б ы ч н а я м е т о д и к а , о с н о в а н н а я н а у ч е т е и с р а в н е н и и в и д о в о г о н а б о р а T M и, т е м б о л е е , к о л и ч е с т в е н н о г о с о д е р ж а н и я к а ж д о г о из них в п о р о д е или той или иной ее ф р а к ­ ции, не м о ж е т б ы т ь в п о л н е э ф ф е к т и в н о й , п о с к о л ь к у в к а ж д о м из о т м е ч е н н ы х в ы ш е ч е т ы р е х п о д х о д о в к о п р е д е л е н и ю химиче­ ской устойчивости T M в у с л о в и я х П В Р с о п о с т а в л е н и ю п о д в е р ­ г а ю т с я Т М А , и с п ы т а в ш и е р а з л и ч н о е по п р о д о л ж и т е л ь н о с т и л и ­ бо по интенсивности в о з д е й с т в и е п р о ц е с с о в П В Р . З н а ч и т е л ь н о б о л е е э ф ф е к т и в н ы м я в л я е т с я и с п о л ь з о в а н и е в э т и х ц е л я х све­ д е н и й о п е р в и ч н ы х ( у н а с л е д о в а н н ы х ) т и п о м о р ф н ы х особенно­ с т я х T M . Н о и эти д а н н ы е о б ы ч н о н е д о с т а т о ч н ы д л я о д н о з н а ч ­ ного р е ш е н и я в о п р о с а . Наиболее эффективным является использование в данных ц е л я х с п е ц и а л ь н ы х п е т р о ф о н д о в ы х T M K [ 1 ] типа у п о м и н а в ш и х -

ся в ы ш е о т н о ш е н и й ц и р к о н / р у т и л и др., а т а к ж е ц и р к о н / х р о ­ мит, а м ф и б о л ы / п и р о к с е н ы и т. п. В к а ж д о м из э т и х T M K опре­ д е л я е т с я в е л и ч и н а о т н о ш е н и я т о л ь к о т а к и х T M , к о т о р ы е "явля­ ю т с я с х о д н ы м и по х и м и ч е с к о й (в т о м ч и с л е в у с л о в и я х П В Р ) , а т а к ж е г и д р о а э р о д и н а м и ч е с к о й и ф и з и к о - м е х а н и ч е с к о й устойчи­ вости. В с в я з и с э т и м и м е ю т с я д о с т а т о ч н ы е о с н о в а н и я п о л а г а т ь , что в е л и ч и н а п о д о б н ы х о т н о ш е н и й в з н а ч и т е л ь н о й м е р е не з а ­ висит от в о з м о ж н ы х р а з л и ч и й у с л о в и й к а к ф о р м и р о в а н и я , т а к и постседиментационного преобразования ТМА. Целесообразно с о п о с т а в л е н и е з н а ч е н и й и ф а ц и а л ь н о - д и н а м и ч е с к и х T M K типа ц и р к о н / т у р м а л и н , м а г н е т и т / а м ф и б о л ы и т. п. [ 1 ] . П р е д п о л о ж е н и е о п е р в о н а ч а л ь н о м с х о д с т в е с о с т а в а сопо­ с т а в л я е м ы х T M A н а и б о л е е в е р о я т н о при т р е т ь е м из п е р е ч и с л е н ­ ных п о д х о д о в , т, е. к о г д а с р а в н е н и ю п о д в е р г а ю т с я T M A п е с ч а н о - а л е в р и т о в ы х о т л о ж е н и й и п р и с у т с т в у ю щ и х в них к о н к р е ц и й . Р а с с м о т р и м один из к о н к р е т н ы х п р и м е р о в этого р о д а , вос­ п о л ь з о в а в ш и с ь д л я о п р е д е л е н и я х и м и ч е с к о й устойчивости T M т р е т ь и м из о т м е ч е н н ы х в ы ш е в о з м о ж н ы х путей и и с х о д н ы м и данными минералогических анализов М. Б р а м л е т т а , воспроиз­ в е д е н н ы м и Ф. П е т т и д ж о н о м [ 1 0 ] . Е с л и , т а к ж е к а к и М . Б р а м л е т т , п р и н я т ь , что и с х о д н ы й , п е р в и ч н ы й с о с т а в T M A в и з у ч е н н ы х им п е с ч а н и к а х и присутст­ в у ю щ и х в них к а р б о н а т н ы х к о н к р е ц и я х б ы л о д и н а к о в ы м и со­ став TMA конкреций соответствовал п е р в о н а ч а л ь н о м у (седим е н т о г е н н о м у ) с о с т а в у Т М А , а с о с т а в T M A п е с ч а н и к о в б ы л из­ м е н е н п р о ц е с с а м и в н у т р и с л о й н о г о р а с т в о р е н и я (т. е. что на­ блюдаемые различия в составе TMA песчаников и конкреций о б у с л о в л е н ы и м е н н о э т и м и п р о ц е с с а м и , п р о я в и в ш и м и с я в пес­ ч а н и к а х , но не з а т р о н у в ш и м и « з а п е ч а т а н н ы е » в конкрециях T M ) , т о о к а ж е т с я , что в у с л о в и я х в н у т р и с л о й н о г о р а с т в о р е н и я р о г о в а я о б м а н к а х и м и ч е с к и н е у с т о й ч и в а , а ц и р к о н , г р а н а т и ти­ танит устойчивы. Д л я эпидота-цоизита полученные результаты противоречи­ в ы : в о д н о м с л у ч а е ( п е с ч а н и к и Х а м б р ) он о к а з ы в а е т с я в ы с о к о ­ у с т о й ч и в ы м , в д р у г о м ж е ( п е с ч а н и к и М о д е л л о ) — в е с ь м а не­ устойчивым. Д л я б о л е е д е т а л ь н о й к о л и ч е с т в е н н о й оценки и с о п о с т а в л е ­ ния р а з л и ч н ы х T M по в е л и ч и н е их х и м и ч е с к о й у с т о й ч и в о с т и в условиях внутрислойного растворения вычислим отношения ве­ л и ч и н с о д е р ж а н и я к а ж д о г о м и н е р а л а в п е с ч а н и к а х к его со­ д е р ж а н и ю в присутствующих в этих о т л о ж е н и я х конкрециях, т. е. о п р е д е л и м д л я д а н н ы х о т л о ж е н и й з н а ч е н и я к о э ф ф и ц и е н т а х и м и ч е с к о й устойчивости к а ж д о г о T M в у с л о в и я х п о с т с е д и м е н ­ тационного внутрислойного растворения: Ks^h.is^CxICo, где C — п е р в и ч н о е с о д е р ж а н и е м и н е р а л а ( з а ф и к с и р о в а н н о е в T M A к о н к р е ц и й ) , Ci — с о д е р ж а н и е д а н н о г о м и н е р а л а в п о р о ­ дах, испытавших процессы внутрислойного растворения. П р и э т о м , чем в ы ш е в е л и ч и н а K (ch,is), т е м , естественно, ус­ тойчивее минерал (для данных условий и д л я данных отложе0

S

7*

99

Значения коэффициента химической устойчивости терригенных минералов в условиях постседиментационного внутрислойного растворения (вычислено по данным М. Брамлетта) Формации (отложения)

Циркон

Хамбр Моделло

2,4 .1,7

Гранат

Титанит

1,0 3,0

1,7 2,2

Роговая обманка

Эпидотцоизит

2,2 0,04

0,1

н и й ) . Е с л и д л я к а к о г о - л и б о T M Ks(ch,is)^l, этот минерал мо­ ж е т с ч и т а т ь с я х и м и ч е с к и у с т о й ч и в ы м , а е с л и K (ch, * ) < 1 — н е ­ у с т о й ч и в ы м . В к л а с с и ф и к а ц и о н н ы х ц е л я х м о ж н о п р и н я т ь , что при Ks(ch, is)> 1,5 м и н е р а л о б л а д а е т в е с ь м а в ы с о к о й х и м и ч е с к о й S

УСТОЙЧИВОСТЬЮ,

П р И /Са(сЛ, ^ ) = 1 , 0 - 7 - 1 , 5 — ВЫСОКОЙ,

S

П р И Ks(ch, is) =

= Т , 0 - г - 0 , 5 — с р е д н е й , а п р и Ks(ch, )<0,5— низкой устойчиво­ стью. Возможны, разумеется, и другие градации. Анализируя числовые значения, п р и в е д е н н ы е в т а б л . 26, можно сделать выводы. 1. Ц и р к о н в о б е и х ф о р м а ц и я х х и м и ч е с к и в е с ь м а в ы с о к о у с ­ тойчивый. 2. У ч и т ы в а я д а н н ы е Ф . П е т т и д ж о н а , а т а к ж е Р . М . Ю р к о в о й (по н е о г е н о в ы м о т л о ж е н и я м С е в е р н о г о С а х а л и н а ) и д р у г и е м а ­ т е р и а л ы , т и т а н и т н е о ж и д а н н о о к а з а л с я х и м и ч е с к и в е с ь м а высо­ ко у с т о й ч и в ы м , п р и ч е м если в ф о р м а ц и и Х а м б р он у с т у п а е т циркону, то в формации Моделло — д а ж е превосходит его. 3. К о э ф ф и ц и е н т ы д л я г р а н а т а н е о д н о з н а ч н ы . В о д н о м слу­ чае минерал среднеустойчивый, уступающий циркону и д а ж е т и т а н и т у и э п и д о т - ц о и з и т у , в д р у г о м — в е с ь м а в ы с о к о устойчи­ вый, с у щ е с т в е н н о п р е в о с х о д я щ и й по у с т о й ч и в о с т и в с е перечис­ ленные минералы. 4. П р о т и в о р е ч и в ы п о л у ч е н н ы е д а н н ы е д л я э п и д о т а - ц о и з и т а . В одном случае он о к а з а л с я весьма высоко устойчивым (Ks(Ch, la) = 2 , 2 ) , в другом — весьма н е у с т о й ч и в ы м (Ks(ch,is) = = 0,04). Отмеченные несовпадения величины химической устойчиво­ сти одних и тех ж е м и н е р а л о в , в о з м о ж н о , с в я з а н ы с р а з л и ч н ы ­ ми у с л о в и я м и и р а з н о й с т е п е н ь ю п о с т с е д и м е н т а ц и о н н о г о пре­ образования пород: минерал при одной глубине постседиментационных изменений (например, на подстадии протокатагенеза, по ш к а л е Н . Б . В а с с о е в и ч а ) м о ж е т б ы т ь х и м и ч е с к и в п о л н е у с ­ т о й ч и в ы м , а при у с и л е н и и п о с т с е д и м е н т а ц и о н н о г о п р е о б р а з о в а ­ н и я о б л о м о ч н о г о в е щ е с т в а ( н а п о д с т а д и и м е з о к а т а г е н е з а ) он может оказаться неустойчивым и подвергнуться частичному или полному растворению. 100 tS

Средние содержания минералов (в %) в крупноалевритовой тяжелой фракции пород среднего девона (по А. Клеесмент) и значения коэффициентов химической устойчивости * минералов *

Песчаники, а л е в р о ­ литы Минералы

Глины сцементи­ рованные Со

рыхлые C 1

Лейкоксен Магнетит Гранат Циркон Турмалин Апатит Рутил Титанит Выветрелые тита­ нистые Корунд Амфиболы, пирок­ сены

7,5

Домериты, доломиты C

K

s

27,5 21,3 ,17,3 24,7 411 0,9 4,0

46,1 13,8 .1-3,7 21,4 2,1 2,6 2,0

48,5 20,0 8,0 10,2 3,0 3,2 2,2

56,2 17,6 5,9 6,8 1,7 3,9 1,8

3,75 0,31 0,49 1,21 0,93 3,63 2,41 0,23 2,22

0,1 0,4

0,4 0,6

1,0 2,1

2,1 2,6

0,05 0,15

5,3

K

's

0

2,9

3,4

2,0 10,9

1,42

—

0,60 1,54 1,26 1,15 )1,95 0,35 2,00 0,25 0,67

5. Х и м и ч е с к а я устойчивость роговой о б м а н к и м о ж е т б ы т ь д о ­ с т о в е р н о оценена л и ш ь д л я ф о р м а ц и и Х а м б р . О н а в е с ь м а н и з ­ кая. 6. Д л я ф о р м а ц и и Х а м б р у с т а н а в л и в а е т с я с л е д у ю щ а я после­ д о в а т е л ь н о с т ь м и н е р а л о в в п о р я д к е у м е н ь ш е н и я их химиче­ ской устойчивости в у с л о в и я х п о с т с е д и м е н т а ц и о н н о г о в н у т р и ­ слойного растворения: циркон — эпидот-цоизит — титанит — — г р а н а т — р о г о в а я о б м а н к а , д л я ф о р м а ц и и М о д е л л о — иной вид: гранат — титанит — циркон — эпидот — цоизиг. С л е д у я в т о р ы м путем о п р е д е л е н и я х и м и ч е с к о й устойчивости T M в у с л о в и я х П В Р , в о с п о л ь з у е м с я д а н н ы м и А. К л е е с м е н т по с о с т а в у T M A к р у п н о а л е в р и т о в о й т я ж е л о й ф р а к ц и и п о р о д сред­ него д е в о н а р а з л и ч н ы х по п р о н и ц а е м о с т и и соответственно по в о з м о ж н о с т я м п р о я в л е н и я в них п р о ц е с с о в П В Р ( т а б л . 2 7 ) . В к а ч е с т в е п р и м е ч а н и я к т а б л . 27 о т м е т и м , во-первых, что идентичность п е р в и ч н ы х с р е д н и х с о д е р ж а н и й T M в п о р о д а х р а з л и ч н о г о т и п а не о ч е в и д н а . В с в я з и с э т и м в ы ч и с л е н н ы е з н а ­ чения к о э ф ф и ц и е н т а K' (ch) п р и о п р е д е л е н и и д е й с т в и я П В Р и о т н о с и т е л ь н о й устойчивости р а з л и ч н ы х T M в у с л о в и я х П В Р в д а н н о м и п о д о б н о м е м у с л у ч а я х с л е д у е т п р и з н а т ь в ц е л о м пред­ почтительными по с р а в н е н и ю со з н а ч е н и я м и коэффициента S

^Cs(Ch) Для т е х ж е м и н е р а л о в и о т л о ж е н и й .

Средние содержания (в %) минералов в тяжелой фракции палеоген-неогеновых отложений Техаса (по X. Блэтту и Б. Сазерленду) и значения коэффициента химической устойчивости минералов * Минералы

Песчаники C 1

Глинистые сланцы C 0

Циркон Гранат Турмалин Эпидот Ставролит Рутил Роговая обманка Кианит Титанит Клиноцоизит Монацит Цоизит Топаз Неопределенные (сильно измененные) Прочие

59,5 4,8 3,7 6,5 1,8 2,5 0,7 1,4 2,0 1,1 0,8 0,2 0,3 12,3 2,3

46,8 6,5 9,8 5,9 2,0 2,2 3,2 2,6 1,8 1.5 0,6 0,5 8,4 6,3 1,9

1,27 0,74 0,38 1,10 0,90 1,14 0,22 0,54 IyIl 0,73 1,33 0,40 0,04 1,95 1,21

* В таблице указаны суммарные содержания неизмененных и измененных зерен

с л а н ц ы , п о с к о л ь к у д л я к а ж д о г о из T M ( з а и с к л ю ч е н и е м т о п а ­ за) отношение числа неизмененных зерен к числу измененных в п е с ч а н и к а х з н а ч и т е л ь н о н и ж е , чем в с л а н ц а х . Использование петрофондовых коэффициентов [1] ц и р ­ к о н / р у т и л , ц и р к о н / м о н а ц и т и к и а н и т / с т а в р о л и т п о з в о л я е т с по­ мощью х " Р Р я Пирсона с высокой вероятностью ( 0 , 5 0 < < Р < С 0 , 6 0 ) сделать в а ж н ы й для последующих сопоставлений в ы в о д о сходстве источников сноса д л я этих о т л о ж е н и й и ис­ х о д н о г о с о с т а в а их Т М А . Д а н н ы е о з н а ч е н и я х к о э ф ф и ц и е н т а х и м и ч е с к о й устойчивости в условиях П В Р различных TM рассматриваемых отложений ( т а б л . 28) п о з в о л я ю т п о с т р о и т ь с л е д у ю щ и й р я д м и н е р а л о в (от н а и б о л е е у с т о й ч и в ы х к н а и м е н е е у с т о й ч и в ы м ) : м о н а ц и т — цир­ кон — р у т и л — т и т а н и т — э п и д о т — с т а в р о л и т — г р а н а т — к л и ­ ноцоизит — к и а н и т — ц о и з и т — т у р м а л и н — р о г о в а я о б м а н к а — — топаз. Этот р я д н е с к о л ь к о о т л и ч а е т с я от п р и в е д е н н ы х в ы ш е р я д о в для отложений Прибалтики. Особенно заметно необычно низкое п о л о ж е н и е в э т о м р я д у т у р м а л и н а , но т а к о е п о л о ж е н и е т у р м а ­ лина хорошо согласуется с экспериментальными данными Е. Н и к к е л я [29] по о т н о с и т е л ь н о й х и м и ч е с к о й устойчивости р а з л и ч н ы х T M при их р а с т в о р е н и и в. щ е л о ч н о й с р е д е с р Н = = 10,6 (см. т а б л . 1 9 ) . П р а в д а , п о л о ж е н и е в этих р я д а х э п и д о т а и роговой обманки весьма различно. Однако циркон, рутил, 2

к

и т е

и

В о - в т о р ы х , столь з н а ч и т е л ь н о е в о з р а с т а н и е с о д е р ж а н и й л е й к о к с е н а и а п а т и т а м о ж е т б ы т ь в той и л и иной м е р е о б у с л о в л е ­ но п о с т с е д и м е н т а ц и о н н ы м а у т и г е н н ы м о б р а з о в а н и е м этих ми­ нералов. И с х о д я и з з н а ч е н и й к о э ф ф и ц и е н т о в х и м и ч е с к о й устойчиво­ сти р а з л и ч н ы х T M в у с л о в и я х П В Р (см. т а б л . 2 7 ) , м о ж н о по­ с т р о и т ь с л е д у ю щ и е п о с л е д о в а т е л ь н ы е р я д ы о т н о с и т е л ь н о й хи­ мической устойчивости T M (от н а и б о л е е у с т о й ч и в ы х к н а и ­ м е н е е у с т о й ч и в ы м ) : 1) р у т и л — ц и р к о н — л е й к о к с е н — т у р м а ­ л и н — а п а т и т — а м ф и б о л ы , п и р о к с е н ы — г р а н а т — т и т а н и т — ко­ р у н д (по в е л и ч и н е K's); 2) л е й к о к с е н — а п а т и т — т у р м а л и н — рутил — циркон — гранат — магнетит — титанит — амфиболы, п и р о к с е н ы — к о р у н д (по в е л и ч и н е Ks). Последовательность расположения минералов в р я д а х не в п о л н е с о в п а д а е т . В о з м о ж н ы е п р и ч и н ы э т о г о р а з н ы е : а) р а з ­ личная степень сходства первичных состава TMA и содержаний TM между песчано-алевритовыми и карбонатными породами, между рыхлыми и сцементированными песчано-алевритовыми п о р о д а м и ( б о л е е в ы с о к а я , естественно, во в т о р о м с л у ч а е при в ы ч и с л е н и и Ks'); б) и г н о р и р о в а н и е к о э ф ф и ц и е н т о м Ks' воздей­ с т в и я процессов П В Р на T M на р а н н и х э т а п а х п о с т с е д и м е н т а ­ ционного п р е о б р а з о в а н и я в е щ е с т в а с ц е м е н т и р о в а н н ы х п е с ч а н о алевритовых пород — до н а ч а л а их ц е м е н т а ц и и и в процессе цементации и др. Между рядами х и м и ч е с к о й устойчивости T M в условиях П В Р и м е е т с я и з н а ч и т е л ь н о е с х о д с т в о . О н о состоит п р е ж д е все­ го в том, что р у т и л , ц и р к о н , л е й к о к с е н , т у р м а л и н и а п а т и т ус­ т о й ч и в ы (Ks, K '>1) в тех у с л о в и я х П В Р , к о т о р ы е и с п ы т а л и среднедевонские отложения Прибалтики (подстадия позднего к а т а г е н е з а ) , а гранат, магнетит, титанит, амфиболы, пироксе­ ны, к о р у н д — н е у с т о й ч и в ы (Ks, Ks'<1). О б р а щ а е т на себя в н и м а н и е в е с ь м а н и з к о е п о л о ж е н и е ко­ р у н д а в полученных р я д а х — н и ж е а м ф и б о л о в , п и р о к с е н о в , м а г ­ н е т и т а , т и т а н и т а и д р у г и х м и н е р а л о в . Это п о д т в е р ж д а е т мне­ ние о т о м , что х и м и ч е с к а я у с т о й ч и в о с т ь к о р у н д а в у с л о в и я х П В Р с у щ е с т в е н н о н и ж е , чем при п о в е р х н о с т н о м в ы в е т р и в а н и и . Д е л о не с т о л ь к о в п о л у ч е н н ы х р е з у л ь т а т а х , х о т я они н е б е з ­ ы н т е р е с н ы , с к о л ь к о в м е т о д и к е их п о л у ч е н и я . Ж е л а т е л ь н о р а с ­ п р о с т р а н и т ь ее на и с с л е д о в а н и е многих г е о л о г и ч е с к и х о б р а з о ­ в а н и й , н а х о д я щ и х с я на р а з л и ч н о й с т а д и и п о с т с е д и м е н т а ц и о н н о ­ го и з м е н е н и я , с ц е л ь ю п о л у ч е н и я с т а т и с т и ч е с к и п р е д с т а в и т е л ь ­ ных д а н н ы х о в л и я н и и П В Р на с о с т а в T M A и о х и м и ч е с к о й устойчивости р а з л и ч н ы х T M в у с л о в и я х П В Р . Интересные результаты получены от применения методики для изучения палеоген-неогеновых песчаников и глинистых сланцев Техаса ( С Ш А ) . X. Б л э т т и Б . С а з е р л е н д у с т а н о в и л и , что п е с ч а н и к и н а х о ­ дятся на существенно более глубокой стадии постседиментаци­ онного п р е о б р а з о в а н и я , чем о д н о в о з р а с т н ы е с н и м и г л и н и с т ы е S

с т а в р о л и т , г р а н а т , к и а н и т , к а к и т у р м а л и н , з а н и м а ю т в отме­ ченных р я д а х сходное п о л о ж е н и е . В к а ж д о м к о н к р е т н о м с л у ч а е х и м и ч е с к и у с т о й ч и в ы м и есте­ ственно и м е н о в а т ь т а к и е м и н е р а л ы , к о т о р ы е в д а н н ы х у с л о в и я х п р а к т и ч е с к и не п о д в е р г а ю т с я ч а с т и ч н о м у р а з р у ш е н и ю и соот­ ветственно о т н о с и т е л ь н о е ( п р о ц е н т н о е ) с о д е р ж а н и е к о т о р ы х с р а з в и т и е м п р о ц е с с а п о с л е д о в а т е л ь н о у в е л и ч и в а е т с я (за счет у н и ч т о ж е н и я н е у с т о й ч и в ы х м и н е р а л о в ) . Х и м и ч е с к и неустойчи­ в ы м и д л я д а н н ы х у с л о в и й естественно н а з в а т ь т а к и е м и н е р а л ы , к о т о р ы е п о д в е р г а ю т с я р а з р у ш е н и ю и с о д е р ж а н и е к о т о р ы х (и от­ носительное, и а б с о л ю т н о е ) с р а з в и т и е м п р о ц е с с а п о с л е д о в а ­ т е л ь н о у б ы в а е т в п л о т ь д о полного их и с ч е з н о в е н и я . Д л я к а ж д о ­ го процесса ( п о в е р х н о с т н о е в ы в е т р и в а н и е , в н у т р и с л о й н о е р а с ­ т в о р е н и е ) или той или иной его с т а д и и , д л я тех или иных ус­ л о в и й его п р о т е к а н и я м о ж н о в ы д е л я т ь т а к ж е м и н е р а л ы с р е д н е й или п р о м е ж у т о ч н о й химической устойчивости. К этой г р у п п е м о ж н о отнести м и н е р а л ы , к о т о р ы е в д а н н ы х у с л о в и я х п о д в е р г а ­ ются ч а с т и ч н о м у у н и ч т о ж е н и ю . И х о т н о с и т е л ь н о е с о д е р ж а н и е м о ж е т у б ы в а т ь , в о з р а с т а т ь или и с п ы т ы в а т ь с л о ж н у ю э в о л ю ц и ю , н а п р и м е р с н а ч а л а в о з р а с т а т ь з а счет р а с т в о р е н и я с а м ы х не­ устойчивых м и н е р а л о в , а з а т е м в н о в ь у б ы в а т ь . Х а р а к т е р изме­ нения о т н о с и т е л ь н о г о с о д е р ж а н и я м и н е р а л о в этой г р у п п ы при прочих р а в н ы х у с л о в и я х во многом о п р е д е л я е т с я и з н а ч а л ь н о п р и с у т с т в у ю щ и м и в а с с о ц и а ц и и м и н е р а л а м и , в частности н а л и - * чием и к о л и ч е с т в е н н ы м с о д е р ж а н и е м в ней г р у п п ы неустойчи­ в ы х T M . В а ж н о у ч и т ы в а т ь не т о л ь к о х а р а к т е р , н а п р а в л е н н о с т ь и з м е н е н и я о т н о с и т е л ь н о г о с о д е р ж а н и я м и н е р а л о в , но и ско­ рость, степень этого и з м е н е н и я . Так, например, анализируя ставшие уже классическими дан­ ные С. Г о л д и ч а об и з м е н е н и и м и н е р а л ь н о г о с о с т а в а гнейса при в ы в е т р и в а н и и и и с к л ю ч и в из р а с с м о т р е н и я л и м о н и т , основное к о л и ч е с т в о к о т о р о г о я в н о а у т и г е н н о и о б р а з у е т с я з а счет в е щ е ­ ства п о д в е р г ш и х с я у н и ч т о ж е н и ю м и н е р а л о в , м о ж н о в ы д е л и т ь с л е д у ю щ и е основные г р у п п ы м и н е р а л о в по их х и м и ч е с к о й ус­ тойчивости. 1. У с т о й ч и в ы е ( к в а р ц , ц и р к о н ) . 2. М и н е р а л ы п р о м е ж у т о ч н о й х и м и ч е с к о й устойчивости (по­ л е в ы е ш п а т ы , особенно к а л и е в ы е , г р а н а т ы , эпидот, а п а т и т ) . От­ носительное с о д е р ж а н и е р я д а м и н е р а л о в этой г р у п п ы ( п р е ж д е всего к а л и ш п а т о в ) в н а ч а л е , на п е р в ы х с т а д и я х в ы в е т р и в а н и я , н е с к о л ь к о у в е л и ч и в а е т с я — з а счет п р е и м у щ е с т в е н н о г о уничто­ ж е н и я химически менее у с т о й ч и в ы х м и н е р а л о в , а з а т е м суще­ ственно у м е н ь ш а е т с я — и з - з а ч а с т и ч н о г о х и м и ч е с к о г о уничто­ ж е н и я их с а м и х в у с л о в и я х , к о г д а менее у с т о й ч и в ы е м и н е р а л ы в з н а ч и т е л ь н о й м е р е у н и ч т о ж е н ы . Т а к и м о б р а з о м , х а р а к т е р из­ м е н е н и я о т н о с и т е л ь н о г о с о д е р ж а н и я этих м и н е р а л о в о п р е д е л я ­ ется не т о л ь к о их собственной х и м и ч е с к о й у с т о й ч и в о с т ь ю и ин­ т е н с и в н о с т ь ю п р о я в л е н и я процессов х и м и ч е с к о г о в ы в е т р и в а н и я , но и о б щ и м к о л и ч е с т в е н н ы м м и н е р а л ь н ы м с о с т а в о м в ы в е т р и -

в а ю щ е г о с я м а т е р и а л а , особенно п р и с у т с т в и е м и к о л и ч е с т в е н н ы м с о д е р ж а н и е м в нем х и м и ч е с к и н е у с т о й ч и в ы х м и н е р а л о в . 3. Н е у с т о й ч и в ы е ( р о г о в а я о б м а н к а , биотит, м а г н е т и т и д р . ) . В . П . Б а т у р и н ы м , Д ж . Г р ю н е р о м , П . Р а й х е , X. Ф е р б е р н о м и д р . п р е д л о ж е н ы д о в о л ь н о м н о г о ч и с л е н н ы е т е о р е т и ч е с к и е или р а с ­ четные п о к а з а т е л и ( и н д е к с ы ) и о с н о в а н н ы е н а их в ы ч и с л е н и и р я д ы х и м и ч е с к о й устойчивости T M . М н о г и е из п о л у ч е н н ы х ре­ з у л ь т а т о в о б о б щ е н ы в р а б о т е Ф. Л а ф н е н а [ 2 6 ] . В частности, П . Р а й х е ввел т а к н а з ы в а е м ы е и н д е к с ы п о т е н ц и а л а в ы в е т р и в а ­ ния м и н е р а л о в ( о б о з н а ч и м с и м в о л о м J ), о п р е д е л я е м ы е по ф о р ­ мул е 7 » = [ 100Х моли ( N a O + K O + C a O + M g O — H O ) ] / [моли X X (Na O + K O + CaO +'MgO + S i O + A l O + Fe O ) ]. Б о л е е в ы с о к и е з н а ч е н и я J у к а з ы в а ю т н а б о л е е в ы с о к у ю выв е т р и в а е м о с т ь (соответственно н и з к у ю х и м и ч е с к у ю устойчи­ вость) м и н е р а л о в . Н а основе в ы ч и с л е н и я з н а ч е н и й J П . Р а й х е и Ф. Л а ф н е ном п о л у ч е н с л е д у ю щ и й р я д в о з р а с т а ю щ е й (при у б ы в а н и и ве­ личины J ) химической устойчивости м и н е р а л о в в у с л о в и я х выветривания (табл. 29). П р а к т и ч е с к а я з н а ч и м о с т ь т е о р е т и ч е с к и х или р а с ч е т н ы х по­ к а з а т е л е й х и м и ч е с к о й устойчивости м и н е р а л о в , о д н а к о , п о к а н е в е л и к а . О н а о п р е д е л я е т с я степенью с о о т в е т с т в и я теоретиче­ ских или р а с ч е т н ы х д а н н ы х р е а л ь н о н а б л ю д а е м ы м в п р и р о д е соотношениям х и м и ч е с к о й устойчивости м и н е р а л о в . Степень т а к о г о с о о т в е т с т в и я в б о л ь ш и н с т в е с л у ч а е в пока н е в ы с о к а . П о ­ ж а л у й , одно из- н а и б о л ь ш и х соответствий м е ж д у т е о р е т и ч е с к и ­ ми и э м п и р и ч е с к и у с т а н а в л и в а е м ы м и , ф а к т и ч е с к и м и д а н н ы м и о х и м и ч е с к о й устойчивости м и н е р а л о в н а б л ю д а е т с я при исполь­ зовании показателя, предложенного П. Райхе. Однако и данный w

2

2

2

2

2

2

2

3

2

3

w

w

w

Таблица

29

Ряд возрастающей химической устойчивости минералов в условиях выветривания (по П. Райхе и Ф. Лафнену, с сокращениями) Минералы

Форстерит Оливин * Волластонит Энстатит Диопсид Тремолит Авгит * Роговая обманка * Тальк Нефелин Анортит

Минералы

66 54 50 50 50 40 39 36 29 25 25

Эпидот Биотит * Лабрадор * Лейцит Олигоклаз * Альбит * Ортоклаз * Кварц * Силлиманит Мусковит *

J W

23 22 20 17 15 • 13 12 О 0 —10,7

* Средняя величина, полученная П. Райхе. Остальные значения вычислены из тео­ ретических формул минералов.

п о к а з а т е л ь в р я д е с л у ч а е в д а е т р е з у л ь т а т ы , не в п о л н е согла­ с у ю щ и е с я с н а б л ю д а е м ы м и в п р и р о д е ф а к т а м и , а и н о г д а и про­ т и в о р е ч а щ и е им. Т а к , Ф. Л а ф н е н [26] о б р а щ а л в н и м а н и е н а то, что р а с с ч и т а н н ы й по ф о р м у л е П. Р а й х е индекс п о т е н ц и а л а в ы в е т р и в а н и я а н а л ь ц и м а з н а ч и т е л ь н о н и ж е и н д е к с а потенциа­ л а в ы в е т р и в а н и я к в а р ц а и м у с к о в и т а и соответственно х и м и ­ ч е с к а я устойчивость а н а л ь ц и м а д о л ж н а б ы т ь в ы ш е устойчиво­ сти к в а р ц а и м у с к о в и т а , что, б е з у с л о в н о , н а х о д и т с я в р е з к о м противоречии с действительными природными соотношениями м е ж д у в е л и ч и н а м и х и м и ч е с к о й устойчивости этих м и н е р а л о в . Н е вполне соответствуют природным геологическим данным и у к а з а н н ы е в т а б л . 29 т е о р е т и ч е с к и е ( р а с с ч и т а н н ы е по ф о р м у л е П . Р а й х е ) с о о т н о ш е н и я величин х и м и ч е с к о й устойчивости нефе­ лина и роговой обманки, а т а к ж е некоторых других TM. И с с л е д о в а т е л и в ы д е л я ю т р а з н о е число групп T M по их хи­ м и ч е с к о й устойчивости — о б ы ч н о от д в у х (А. П. С и г о в и д р . ) д о семи ( В . - Д . Г р и м м и д р . ) . Ш и р о к о и з в е с т н а , н а п р и м е р , к л а с ­ с и ф и к а ц и я А. А. К у х а р е н к о , в соответствии с к о т о р о й в ы д е л я ­ ю т с я ч е т ы р е группы м и н е р а л о в по их устойчивости в п р о ц е с с а х х и м и ч е с к о г о в ы в е т р и в а н и я . П р е д л о ж е н н а я А. А. К у х а р е н к о классификация весьма детальна, поскольку в пределах к а ж д о й из в ы д е л е н н ы х им групп м и н е р а л ы р а с п о л о ж е н ы не п р о и з в о л ь ­ но, а в п о р я д к е у в е л и ч е н и я их х и м и ч е с к о й устойчивости. Т а к ж е ч е т ы р е г р у п п ы м и н е р а л о в по их х и м и ч е с к о й устойчивости в ы ­ д е л я ю т Г. В и н д о м , В . Н и л , К. Б е к , Р . Г и л е с и О. П и л к и и д р . О т н е с е н и е к о н к р е т н ы х м и н е р а л о в к т е м или иным к л а с с и ф и к а ­ ционным группам иногда вызывает существенные возражения, н а п р и м е р отнесение Р . Г и л е с о м и О. П и л к и силлиманита к очень у с т о й ч и в ы м м и н е р а л а м , р у т и л а — к у м е р е н н о устойчи­ в ы м , м у с к о в и т а — к очень неустойчивым м и н е р а л а м . В.-Д. Г р и м м в ы д е л я е т семь групп T M по их х и м и ч е с к о й ус­ тойчивости в у с л о в и я х п о в е р х н о с т н о г о в ы в е т р и в а н и я ( т а б л . 3 0 ) . Т а к ж е семь групп м и н е р а л о в по их устойчивости к в ы в е т р и в а ­ нию в ы д е л я е т Ф. С и н д о в с к и й ( т а б л . 3 1 ) . О д н а к о в к л а с с и ф и Таблица Химическая устойчивость минералов тяжелой фракции в условиях выветривания (по В.-Д. Гримму) Устойчивость

Чрезвычайно высокая Очень высокая Высокая Умеренная Низкая Очень низкая Чрезвычайно низкая

Минералы

Циркон, рутил Турмалин, кианит, андалузит Ставролит Цоизит, эпидот Апатит, гранат Роговая обманка Авгит, оливин

30

Химическая устойчивость минералов тяжелой фракции в условиях выветривания (по Ф. Синдовскому) Группа

VII VI V IV III II I

Устойчивость

Невыветриваемые (устойчи­ вые) Слабо выветриваемые

Минералы

Турмалин, циркон, рутил Кианит, ставролит, силлиманит, дюмортьерит, корунд Андалузит

Трудно выветриваемые Относительно трудно выветри­ Титанит, брукит, анатаз ваемые Относительно легко выветри­ Эпидот, цоизит ваемые Легко выветриваемые (неус­ Гранат, амфиболы, авгит тойчивые) Очень легко выветриваемые Апатит, оливин, глауконит (неустойчивые)

к а ц и и В . - Д . Г р и м м а и Ф. С и н д о в с к о г о и м е ю т с я с у щ е с т в е н н ы е р а с х о ж д е н и я , особенно в о т н о ш е н и и о ц е н к и устойчивости а п а ­ т и т а и о ц е н к и с о о т н о ш е н и я устойчивости а н д а л у з и т а и с т а в р о ­ лита. Т р и н а д ц а т ь групп м и н е р а л о в по их устойчивости к процес­ сам выветривания в почвах и осадочных толщах выделили М . Л . Д ж е к с о н с с о а в т о р а м и . В их к л а с с и ф и к а ц и и ( т а б л . 3 2 ) , о д н а к о , н а р я д у с т е р р и г е н н ы м и , о б л о м о ч н ы м и (или, к а к они пи­ шут, п е р в и ч н ы м и ) м и н е р а л а м и , ф и г у р и р у ю т и а у т и г е н н ы е , вто­ р и ч н ы е м и н е р а л ы , п о л н о с т ь ю с о с т а в л я ю щ и е р я д групп. А. С. П о в а р е н н ы х , у к а з а в на н е д о с т а т о ч н о с т ь и б о л ь ш и е р а с ­ х о ж д е н и я д а н н ы х по р а с т в о р и м о с т и м и н е р а л о в , особенно т р у д ­ норастворимых, приводит ш к а л у растворимости минералов в воде. К с о ж а л е н и ю , п о д а в л я ю щ е е б о л ь ш и н с т в о T M , х и м и ч е с к и , естественно, с р а в н и т е л ь н о устойчивых, о к а з а л и с ь в одной груп­ пе « с в е р х т р у д н о р а с т в о р и м ы х » м и н е р а л о в , не п о л у ч и в ш е й номе­ р а в ш к а л е ' A . G. П о в а р е н н ы х ( п о с к о л ь к у , по-видимому, предпо­ л а г а е т с я , что д а н н а я г р у п п а д о л ж н а б ы т ь р а з д е л е н а на р я д групп, с о о т в е т с т в у ю щ и х р а з л и ч н ы м с т у п е н я м р а с т в о р и м о с т и ) . Н а основе с о п о с т а в л е н и я ч а с т о т ы встречаемости каждого м и н е р а л а в с о в р е м е н н ы х и и с к о п а е м ы х о т л о ж е н и я х Ф. П е т т и д ж о н построил следующий последовательный р я д убывающей устойчивости TM в условиях внутрислойного растворения ( т а б л . 3 3 ) . П о с т р о е н н ы й им р я д , к а к в и д и м , не т о ж д е с т в е н ни о д н о м у из п р е д л о ж е н н ы х р я д о в х и м и ч е с к о й устойчивости мине­ р а л о в в у с л о в и я х поверхностного в ы в е т р и в а н и я . В н а и б о л ь ш е й м е р е это к а с а е т с я п о л о ж е н и я в д а н н о м р я д у м у с к о в и т а , г р а н а ­ та, биотита, а п а т и т а , т о п а з а и с и л л и м а н и т а . В е с ь м а и н т е р е с н ы е и п о д р о б н ы е д а н н ы е по х и м и ч е с к о й ус­ тойчивости т е р р и г е н н ы х м и н е р а л о в с о д е р ж а т с я в р а б о т е А. К а й е

Последовательность выветривания минералов глинистого размера в почвах и осадочных отложениях (по М. Л. Джексону и др.) Уровень (индекс) выветривания

Gp Cc

3 4

Ot Hb В

5

Ab

6 7 8 9 10 11 12 13

Минералы, встречающиеся на различных у р о в н я х (стадиях) выветривания

Символ*

1 2

1

Q

п им Mt Kl Gb Hm At

(

Гипс (а также галит и др.) Кальцит (а также доломит, арагонит, апатит и др.) Оливин, роговая обманка (а также диопсид и др.) Биотит (а также глауконит, хлорит, антигорит и др.) Альбит (а также анортит, микроклин, стильбит и др.) Кварц (а также кристобалит и др.) Иллит (а также мусковит, серицит и др.) Гидрослюда промежуточного состава (вермику­ лит и др.) Монтмориллонит (а также бейделлит и др.) Каолинит (а также галлуазит и др.) Гиббсит (а также бемит и др.) Гематит (а также гетит, лимонит и др.) Анатаз (а также рутил, циркон, ильменит, корунд и др.)

* С некоторыми изменениями

автора.

и Ж . Т р и к а р а [23] ( т а б л . 3 4 ) . П р и у к а з а н и и в е л и ч и н ы устой­ чивости T M а в т о р ы в з я л и з а основу у с л о в н ы е ч и с л о в ы е о ц е н к и Л . и К- Д р а й д е н о в , у м н о ж е н н ы е н а 10 и и з м е н е н н ы е с у ч е т о м д а н н ы х других а в т о р о в . С у щ е с т в е н н о , о д н а к о , что п р и в е д е н н а я А. К а й е и Ж . Т р и к а р о м т а б л и ц а з н а ч е н и й в е л и ч и н ы химиче­ ской устойчивости T M г о р а з д о более о б ш и р н а , о х в а т ы в а е т го­ р а з д о б о л ь ш и й перечень м и н е р а л о в , чем п р и в е д е н н ы й в т а б ­ л и ц е Л . и К. Д р а й д е н о в . Приведенные в т а б л . 34 д а н н ы е при их у с л о в н о с т и д л я б о л ь ш и н с т в а м и н е р а л о в в ц е л о м д о с т а т о ч н о б л и з к о соответст­ в у ю т и м е ю щ и м с я п а р а м е т р а м относительной х и м и ч е с к о й устой­ чивости T M , хотя о т д е л ь н ы е о ц е н к и в е л и ч и н ы устойчивости T M могут в ы з ы в а т ь те или и н ы е в о з р а ж е н и я . В частности, з а в ы ­ ш е н н ы м и п р е д с т а в л я ю т с я д а н н ы е А. К а й е и Ж . Т р и к а р а о хи­ мической устойчивости а н о р т о к л а з а , гипса, м а р к а з и т а и н е к о ­ торых других минералов, заниженными — кианита, ставролита, ильменита и др. Суммируя многочисленные фактические данные, полученные различными авторами, можно выделить следующие группы наи­ б о л е е р а с п р о с т р а н е н н ы х T M по их х и м и ч е с к о й у с т о й ч и в о с т и : 1) устойчивые (высокоустойчивые) — к в а р ц , циркон, рутил, тур­ малин, кианит, ставролит, силлиманит, монацит, хромит, ильме-

\ орядок устойчивости минералов в условиях внутрислойного растворения (по Ф. Петтиджону) и оценка величины устойчивости минералов Степень устойчивости

Анатаз Мусковит Рутил Циркон Турмалин Монацит Гранат

Весьма высокая

Биотит Апатит Ильменит Магнетит Ставролит Кианит Эпидот

Высокая

Минералы

Роговая обманка Андалузит Топаз Сфен (титанит) . Цоизит Авгит Силлиманит

Гиперстен Диопсид Актинолит Оливин

Степень устойчивости

Средняя

Низкая

нит ( + л е й к о к с е н ) и д р . ; 2) промеоюуточные (минералы средней устойчивости) — ортоклаз, микроклин, кислые плагиоклазы, эпидот, а л ь м а н д и н , т и т а н и т и д р . ; 3) относительно неустойчивые (низкоустойчивые) — средние и основные плагиоклазы, магне­ тит, биотит, а м ф и б о л ы , п и р о к с е н ы , о л и в и н и д р . С о з д а н и е д е т а л ь н о й о б щ е й ш к а л ы х и м и ч е с к о й устойчивости м и н е р а л о в с л о ж н а я з а д а ч а , д а ж е если о г р а н и ч и т ь с я л и ш ь усло­ в и я м и поверхностного в ы в е т р и в а н и я или—- о т д е л ь н о — внутри­ с л о й н о г о р а с т в о р е н и я . С р а в н и т е л ь н о простой путь п р и б л и ж е н ­ ного р е ш е н и я д а н н о г о вопроса состоит в т о м , чтобы из р а с ­ п р о с т р а н е н н ы х T M , х и м и ч е с к а я устойчивость к о т о р ы х д о с т а т о ч ­ но х о р о ш о изучена, в ы б р а т ь н е с к о л ь к о м и н е р а л о в с р а з л и ч н о й устойчивостью, в е л и ч и н ы которой я в и л и с ь бы р е п е р а м и ш к а л ы х и м и ч е с к о й устойчивости T M . М и н е р а л а м и - р е п е р а м и ( э т а л о н ­ н ы м и м и н е р а л а м и , и н д е к с - м и н е р а л а м и ) ш к а л ы х и м и ч е с к о й ус­ тойчивости T M д л я с а м о й п р и б л и ж е н н о й оценки устойчивости TM автор предлагает выбрать следующие минералы ( т а б л . 3 5 ) . К первой г р у п п е о т н о с я т с я м и н е р а л ы , х и м и ч е с к а я устойчи­ вость к о т о р ы х б л и з к а к устойчивости о л и в и н а или н и ж е ее ( а н о р т и т , н е ф е л и н , к а л ь ц и т , д о л о м и т , в е з у в и а н , п и р о х л о р , то­ рит, т о р и а н и т , п и р р о т и н , а р с е н о п и р и т и д р . ) . В о в т о р у ю группу в х о д я т м и н е р а л ы , х и м и ч е с к а я устойчи­ вость к о т о р ы х в ы ш е устойчивости о л и в и н а , но н и ж е устойчиво­ сти р о г о в о й о б м а н к и и л и б л и з к а к ней ( а н д е з и н , г л а у к о н и т , т р е м о л и т , а к т и н о л и т , г л а у к о ф а н , авгит, д и о п с и д и д р у г и е пи­ роксены, спессартин и д р . ) .

Химическая устойчивость минералов, по А. Кайе и Ж. Трикару [23] / Минералы

Циркон Турмалин Рутил Лимонит Платина Мусковит Анатаз Алмаз Лейкоксен Золото Шпинель Кварц Брукит Корунд Халцедон Топаз Монацит Касситерит Анортоклаз Ксенотим Хлорит Вольфрамиту Барит Ортоклаз Силлиманит Гранат Микроклин Флюорит Титанит Кианит Магнетит Ставролит 1

Химическая устойчивость, усл. е д .

710 630 610 600 600 600 550 550 550 550 550 530 530 500 500 420 420 400 400 400 400 360 360 350 330 310 290 280 280 270 270 270

Химическай Минералы

устойчивости» усл. е д .

Апатит •Андалузит Гематит Альбит Биотит Ильменит Олигоклаз Андезин Эпидот Плагиоклаз средний Лабрадор Кордиерит Тремолит Гипс Марказит Пиролюзит Цоизит Роговая обманка Авгит Диопсид Битовнит Актинолит Гиперстен Анортит Бронзит Энстатит Пирит Оливин Пирротин Глауконит Глаукофан

(

220 220 200 170 160 150 130 110 ПО 100 80 70 70 70 70 70 70 70 60 50 40 40 40 30 15 15 10 10 10 10 10

К третьей группе о т н о с я т с я м и н е р а л ы с х и м и ч е с к о й устойчи­ востью в ы ш е устойчивости роговой о б м а н к и , но н и ж е — т и т а н и ­ та или б л и з к о й к ней,— к а л и е в ы е п о л е в ы е ш п а т ы , а л ь б и т , эпи­ дот, х л о р и т о и д , пироп, а л ь м а н д и н ( д л я у с л о в и й поверхностно­ го в ы в е т р и в а н и я ) и д р . В четвертой группе о б ъ е д и н е н ы м и н е р а л ы , х и м и ч е с к а я ус­ т о й ч и в о с т ь к о т о р ы х в ы ш е у с т о й ч и в о с т и т и т а н и т а , но н и ж е ус­ тойчивости к а с с и т е р и т а или б л и з к а к ней ( с и л л и м а н и т , с т а в р о ­ лит, к и а н и т , д ю м о р т ь е р и т , т о п а з , к о л у м б и т , т а н т а л и т и д р . ) . П р и о ц е н к е к л а с с и ф и к а ц и о н н о г о п о л о ж е н и я T M по их х и м и ч е ­ ской устойчивости а в т о р не в с е г д а строго с л е д у е т о ц е н к а м , д а н ­ н ы м А. К а й е и Ж . Т р и к а р о м , п о с к о л ь к у они не в с е г д а в е р н ы . В к а ч е с т в е э т а л о н н о г о м и н е р а л а д л я ч е т в е р т о й г р у п п ы , воз­ м о ж н о , с л е д о в а л о бы р а с с м а т р и в а т ь к а к о й - л и б о из стресс-ми-

\ Таблица

35

Шкала относительной химической устойчивости терригенных минералов : Группа

I II III IV V

Оценка

Весьма низкая Низкая Средняя Высокая Весьма высокая

Эталонные минералы

Оливин Роговая обманка Титанит Касситерит Циркон

н е р а л о в , н а п р и м е р с т а в р о л и т или к и а н и т , х о т я д а н н а я А. К а й е и Ж . Т р и К а р о м о ц е н к а в е л и ч и н ы их х и м и ч е с к о й устойчивости я в л я е т с я с р а в н и т е л ь н о низкой, у с т у п а ю щ е й , в частности, устой­ чивости т и т а н и т а , что не с о о т в е т с т в у е т н а к о п л е н н ы м к н а с т о я ­ щему времени фактическим данным. К пятой г р у п п е о т н о с я т с я м и н е р а л ы , х и м и ч е с к а я устойчи­ вость к о т о р ы х в ы ш е устойчивости к а с с и т е р и т а ( к в а р ц , ц и р к о н , рутил, турмалин, алмаз, шпинель (алюмошпинели), монацит, хромит (хромшпинелиды), корунд, лейкоксен, бадделеит, муас­ санит, з о л о т о , п л а т и н а и д р . ) . П о с т р о е н и е более д е т а л ь н о й , б о л е е д р о б н о й ш к а л ы химиче­ ской устойчивости T M с у щ е с т в е н н о з а т р у д н я е т с я н е д о с т а т о ч н о ­ стью и м е ю щ и х с я д а н н ы х , их п р о т и в о р е ч и в о с т ь ю , а г л а в н о е , из­ м е н е н и я м и не т о л ь к о а б с о л ю т н о й , но и о т н о с и т е л ь н о й устойчи­ вости м и н е р а л о в д л я р а з л и ч н ы х у с л о в и й . П о э т о м у л ю б а я т а к а я ш к а л а , к а к о й бы в и д она ни и м е л а , в с е г д а б у д е т в е с ь м а при­ б л и ж е н н о й , с п р а в е д л и в о й д л я одних с л у ч а е в и не в п о л н е бу­ д е т р а с п р о с т р а н я т ь с я на д р у г и е , д а ж е если о г р а н и ч и т ь с я у с л о ­ в и я м и п о в е р х н о с т н о г о в ы в е т р и в а н и я . И м е я это ввиду, м о ж н о все ж е п р е д л о ж и т ь б о л е е д е т а л ь н ы е ш к а л ы х и м и ч е с к о й устой­ чивости T M д л я у с л о в и й поверхностного в ы в е т р и в а н и я и от­ дельно для условий постседиментационного внутрислойного р а с т в о р е н и я ( т а б л . 36 и 3 7 ) . Устойчивость T M в п о с т с е д и м е н т а ц и о н н ы х у с л о в и я х м о ж е т б ы т ь н е п о с р е д с т в е н н о у в я з а н а с д е т а л ь н о й ш к а л о й с т а д и й , подстадий и градаций литогенеза, разработанной Н. Б. Вассоевичем и р я д о м д р у г и х а в т о р о в . П о с т р о е н н а я на этой основе ш к а ­ л а устойчивости T M м о ж е т и м е т ь с л е д у ю щ и й в и д ( т а б л . 3 8 ) . К с о ж а л е н и ю , и м е ю щ и е с я в этой о б л а с т и вполне д о с т о в е р н ы е д а н н ы е по точной у в я з к е устойчивости T M с г р а д а ц и я м и лито­ г е н е з а пока н е м н о г о ч и с л е н н ы . Д л я многих к о н к р е т н ы х с л у ч а е в у к а з а н н ы е в т а б л . 36 и 37 п о с л е д о в а т е л ь н о с т и м и н е р а л о в по их химической устойчивости будут только приближением к реальным ф а к т а м . Однако дока­ з а т е л ь н о е в ы я в л е н и е к о н к р е т н ы х о т к л о н е н и й от этих п о с л е д о ­ в а т е л ь н о с т е й в к а ж д о м к о н к р е т н о м с л у ч а е п р е д с т а в л я е т опре-

Шкала относительной химической устойчивости терригенных минералов ! в условиях поверхностного выветривания Оценка

Весьма низкая Низкая

Группа

Подгруппа

I

1

II

'2

Эталонные минералы

Оливин, анортит Гиперстен, глаукофан, глауко­ нит,

3 4 Средняя

Высокая

Весьма высокая

5 6 7

III

Лабрадор

Роговая обманка, авгит, анде­ зин Апатит, биотит, олигоклаз Эпидот, альбит Титанит, пироп Альмандин, ильменит, шпаты

кали-

IV

8 9 10

Андалузит Ставролит, топаз Кианит, силлиманит, ксенотим, касситерит

V

11 12

Монацит, мусковит Турмалин, лейкоксен, корунд Циркон, рутил, кварц

13

хромит,

Таблица

37

Шкала относительной химической устойчивости терригенных минералов в условиях постседиментационного внутрислойного растворения Оценка

Весьма низкая

Группа

Подгруппа

Эталонные минералы

I

1

Оливин

Низкая

II

2 3 4

Гиперстен Роговая обманка Биотит

Средняя

III

5 6 7

Эпидот Титанит Ильменит

Высокая

IV

Весьма высокая

V

'

8 9 10

Андалузит Кианит, силлиманит, апатит Ставролит, альмандин, ксено­ тим

11 12 13

Монацит, лейкоксен Турмалин, хромит Циркон, рутил

Таблица

38

Шкала устойчивости TM в постседиментационных условиях Устойчивость T M Стадии и подстадии литогенеза

Градация

Диагенез

D

Протокатагенез PK

PK PK PK

Оценка

Группа

Весьма низкая

I

1

Низкая

II

2 3 4

MK MK MKz

Средняя

III

5 6 7

MKi MK AK

Высокая

IV

8 9 10

AK AK AK

Весьма высокая

V

11 12 13

1

2 3

Мезокатагенез MK

1

2

5

1

Апокатагенез *АК

Подгруппа

2

3 t

д е л е н н ы й интерес и м о ж е т с л у ж и т ь о д н и м из о с н о в а н и й д л я уг­ л у б л е н н о й р е к о н с т р у к ц и и у с л о в и й п р о т е к а н и я о с а д о ч н о г о про­ цесса. Убедительно установлено к н а с т о я щ е м у в р е м е н и , что при п е р е х о д е от у с л о в и й п о в е р х н о с т н о г о в ы в е т р и в а н и я к у с л о в и я м п о с т с е д и м е н т а ц и о н н о г о в н у т р и с л о й н о г о р а с т в о р е н и я ( П В Р ) по­ с л е д о в а т е л ь н о с т ь T M по их о т н о с и т е л ь н о й х и м и ч е с к о й устойчи­ вости п р е т е р п е в а е т н е к о т о р у ю п е р е с т р о й к у , г л а в н ы м о б р а з о м , в с в я з и с с у щ е с т в е н н ы м п о в ы ш е н и е м в у с л о в и я х П В Р относи­ т е л ь н о й х и м и ч е с к о й устойчивости н е к о т о р ы х м и н е р а л о в , осо­ бенно а л ь м а н д и н а и а п а т и т а . О д н а к о о т н о с и т е л ь н а я п о с л е д о в а ­ т е л ь н о с т ь б о л ь ш и н с т в а T M по их х и м и ч е с к о й устойчивости к а к в условиях поверхностного выветривания, так и в условиях П В Р с о х р а н я е т с я д о с т а т о ч н о б л и з к о й . Это п о з в о л я е т с о з д а т ь и о б о б щ е н н у ю ш к а л у х и м и ч е с к о й устойчивости T M . С учетом воз­ м о ж н о г о в ы д е л е н и я пяти групп T M по их х и м и ч е с к о й устойчи­ вости т а к а я ш к а л а п р и в е д е н а в т а б л . 35. Б о л е е д е т а л ь н а я ш к а ­ л а м о ж е т и м е т ь вид, п о к а з а н н ы й в т а б л . 39. С учетом в ы ш е с к а з а н н о г о , н е л ь з я все ж е не о т м е т и т ь , что п о л о ж е н и е р я д а м и н е р а л о в в п р и в е д е н н ы х т а б л . 36, 37, 39 я в ­ л я е т с я л и ш ь п р е д п о л о ж и т е л ь н ы м и, в о з м о ж н о , д о л ж н о быть н е с к о л ь к о и з м е н е н о . Н а п р и м е р , при о п р е д е л е н и и положения Лабрадора в ш к а л е о т н о с и т е л ь н о й химической устойчивости T M ( т а б л . 36) а в т о р в з н а ч и т е л ь н о й м е р е у ч и т ы в а л оценку ус­ тойчивости этого м и н е р а л а , д а н н у ю А. К а й е и Ж . Т р и к а р о м [ 2 3 ] , х о т я э т а о ц е н к а и п р е д с т а в л я е т с я з а в ы ш е н н о й (в с р а в 8

З а к . 981

ИЗ

T а б л и ц а 89 Обобщенная шкала относительной химической устойчивости терригенных минералов Оценка

Группа

Подгруппа

Эталонные минералы

I

1

Оливин

Низкая

II

2 3 4

Гиперстен Роговая обманка Биотит

Средняя

III

5 6 7

Эпидот Титанит Ильменит

Высокая

IV

8 9 10

Андалузит Кианит, ставролит Ксенотим, касситерит

V

11 12 13

Монацит Турмалин Циркон, рутил

Весьма низкая

Весьма высокая

Л 1

нении с о ц е н к а м и х и м и ч е с к о й устойчивости д р у г и х м и н е р а л о в , в частности, р о г о в о й о б м а н к и , а в г и т а и д р . ) . В связи с приведенными выше классификационными ш к а л а ­ ми относительной х и м и ч е с к о й устойчивости T M н е о б х о д и м о з а ­ м е т и т ь , что в н е к о т о р ы х п р и р о д н ы х у с л о в и я х и н о г д а в е с ь м а з н а ­ ч и т е л ь н ы м и з м е н е н и я м , в том числе р а с т в о р е н и ю и з а м е щ е н и ю , м о г у т п о д в е р г а т ь с я д а ж е н а и б о л е е у с т о й ч и в ы е T M (сверхустой­ чивые, « с у п е р с т а б и л ь н ы е » ) , в том числе ц и р к о н , р у т и л , т у р м а л и н , кварц, хромит и др. Например, Л . Хендрикс приводит количе­ с т в е н н ы е д а н н ы е , у к а з ы в а ю щ и е на в е с ь м а с у щ е с т в е н н ы е изме­ нения и замещение вторичными минералами циркона, а т а к ж е а с с о ц и и р у ю щ е г о с ним х р о м и т а в конгломератах Доминион Р и ф ( Ю ж н а я А ф р и к а ) . О д н а к о о т н о с и т е л ь н а я х и м и ч е с к а я ус­ тойчивость этих м и н е р а л о в (особенно ц и р к о н а ) является в б о л ь ш и н с т в е с л у ч а е в , б е з у с л о в н о , н а и б о л ь ш е й , з н а ч и т е л ь н о пре­ в о с х о д я щ е й х и м и ч е с к у ю у с т о й ч и в о с т ь б о л ь ш и н с т в а д р у г и х ми­ нералов. И с п о л ь з у я о б щ и й п о д х о д А. К а й е и Ж . Т р и к а р а [23] и вве­ д е н н ы е ими у с л о в н ы е е д и н и ц ы х и м и ч е с к о й устойчивости мине­ р а л о в , м о ж н о п р е д л о ж и т ь т а к ж е о б щ у ю о ц е н о ч н у ю ш к а л у хи­ мической устойчивости T M ( т а б л . 4 0 ) . П р и п р а к т и ч е с к о м и с п о л ь з о в а н и и д а н н о й ш к а л ы необходи­ мо, о д н а к о , и м е т ь в виду с л е д у ю щ и е м о м е н т ы . 1. В е л и ч и н а х и м и ч е с к о й устойчивости T M , по А. К а й е и Ж . Т р и к а р у [ 2 3 ] , не в с е г д а п р а в и л ь н а и д л я н е к о т о р ы х мине­ р а л о в ( к и а н и т , с т а в р о л и т , и л ь м е н и т , м а р к а з и т и д р . ) не м о ж е т

Общая шкала относительной химической устойчивости терригенных минералов (по А. Кайе и Ж- Трикару)

Оценка

Группа

Данные по А. К а й е и Ж . Трикару [23] (с изменениями), усл. ед.

I

1

<ю

II

2 3 4

10—50 50—100 100—150

Весьма низкая Низкая

Подгруппа

"*

.

Средняя

III

5 6 7

150—200 200—250 250—300

Высокая

IV

8 9 10

300—350 350—400 400—450

V

11 12 13

450—500 500—550 >550

Весьма высокая

б ы т ь п р и н я т а . Поэтому, х о т я в данной работе и и с п о л ь з у е т с я о б щ и й п о д х о д А. К а й е и Ж . Т р и к а р а к о ц е н к е х и м и ч е с к о й ус­ т о й ч и в о с т и TM, п р и н и м а е м ы е а в т о р о м к о н к р е т н ы е з н а ч е н и я у с ­ тойчивости д л я целого ряда минералов в той и л и иной мере от­ личаются от значений, которые были приведены этими исследо­ вателями. 2. В р а з л и ч н ы х у с л о в и я х х и м и ч е с к о г о в о з д е й с т в и я минера­ лы обладают в т о й и л и и н о й м е р е различной х и м и ч е с к о й у с ­ тойчивостью — абсолютной и относительной. В э т о м состоит т а к ж е п р и ч и н а т о г о , ч т о о т н е с е н и е отдельных TM к т о й и л и и н о й г р у п п е и п о д г р у п п е по х и м и ч е с к о й у с т о й ч и в о с т и н е в с е г д а соответствует значениям устойчивости минералов, приведенным А. К а й е и Ж . Т р и к а р о м [ 2 3 ] . Величину х и м и ч е с к о й устойчивости T M м о ж н о обозначить с и м в о л о м S h с добавлением внизу в скобках д о п о л н и т е л ь н ы х индексов, указывающих, д л я каких условий о н а определяется, н а п р и м е р S h(w) — д л я у с л о в и й поверхностного выветривания, C

C

— Д Л Я УСЛОВИЙ В Н у Т р И С Л О Й Н О Г О р а С Т В О р е Н И Я , S ft(pH 5,6) — д л я с р е д ы с р Н = 5,6 и т . п . П о м е щ е н н ы й р я д о м в с к о б к а х д о ­ полнительный индекс может указывать, устойчивость какого минерала имеется в виду, например S h(w){Z)—химическая у с т о й ч и в о с т ь ц и р к о н а п р и процессах поверхностного в ы в е т р и ­ в а н и я и т. п . Соответствующие с и м в о л и ч е с к и е обозначения могут быть в в е д е н ы и д л я о б о з н а ч е н и я д р у г и х т и п о в устойчивости T M ScH(Ia)

C

C

8»

115

физико-механической (S a) и гидроаэродинамической (Shd). Н и ж е широко используются введенные обозначения. В д а н н о м р а з д е л е н е о б х о д и м о з а т р о н у т ь т а к ж е вопрос об устойчивости T M к р а с т в о р е н и ю в у с л о в и я х одностороннего давления. П о В . Н . Ш в а н о в у , у с т о й ч и в о с т ь T M в этих у с л о в и я х воз­ р а с т а е т в с л е д у ю щ е й п о с л е д о в а т е л ь н о с т и : о л и в и н — пироксе­ ны — с и л л и м а н и т — ц о и з и т — а м ф и б о л ы — э п и д о т — с т а в р о ­ л и т — т и т а н и т — а п а т и т — биотит — г р а н а т — т у р м а л и н — х р о м ш п и н е л и д ы — ц и р к о н — р у т и л . Этот р я д п р а к т и ч е с к и пол­ ностью с о в п а д а е т с п р и в е д е н н ы м в ы ш е (см. т а б л . 33) рядом устойчивости м и н е р а л о в в у с л о в и я х в н у т р и с л о й н о г о р а с т в о р е ­ ния, по Ф. П е т т и д ж о н у , он п р е д с т а в л я е т собой у с е ч е н н ы й в а ­ р и а н т (с д о б а в л е н и е м х р о м ш п и н е л и д о в и и с к л ю ч е н и е м м у с к о в и ­ та, м о н а ц и т а , и л ь м е н и т а , м а г н е т и т а и р я д а д р у г и х T M ) и от­ л и ч а е т с я от него, г л а в н ы м о б р а з о м , н е с к о л ь к о б о л е е в ы с о к и м положением титанита. С у щ е с т в е н н о и н ы м , о д н а к о , я в л я е т с я о б о б щ е н н ы й ( д л я лег­ кой, т я ж е л о й и глинистой ф р а к ц и й ) р я д устойчивости (умень­ ш е н и я р а с т в о р и м о с т и ) м и н е р а л о в и о б л о м к о в п о р о д под д а в ­ л е н и е м , по П . Т р у р н и т у {3O] и А. А. Н и к и т и н у [ 7 ] : p

Галит, сильвин Кальцит, обломки известняков Доломит, обломки доломитов Ангидрит Гипс Амфиболы, пироксены Обломки кремнистых и глинистых сланцев, роговиков Обломки мелкозернистого осадочного кварцита Обломки грубозернистого жильного кварцита Сдавленный метаморфический кварц ^ Кварц, глауконит, альбит, микроклин } гематит, лимонит, сидерит (?) J Рутил Ортоклаз Биотит, хлорит Мусковит Серицит, глинистые минералы, иллит Арсенопирит Коллофаи, титанит, турмалин Марказит Пирит Циркон Магнетит Хромит

В этом р я д у , о д н а к о , многое в ы з ы в а е т с о м н е н и е и в о з р а ­ ж е н и е . С о в е р ш е н н о б е з о с н о в а т е л ь н о и с к л ю ч е н и е и л л и т а из чис­ ла глинистых минералов; сомнительны столь существенное пре­ в ы ш е н и е устойчивости о р т о к л а з а н а д у с т о й ч и в о с т ь ю м и к р о к л и ­ на, с р а в н и т е л ь н о н и з к а я устойчивость р у т и л а и т. д. 116

Физико-механическая

устойчивость

З н а ч и т е л ь н о м е н е е изучен в н а с т о я щ е е в р е м я в о п р о с о б устойчивости T M по о т н о ш е н и ю к п р о ц е с с а м ф и з и ч е с к о г о (фи­ зико-механического) разрушения. Приводимые X. А л л и н г о м , Г. Т и л е м , Ф. Ф р и з е , Е. А. Ж у к о в с к о й , Е. И. Еременко, Ю . А. П о л к а н о в ы м и д р . д а н н ы е по э т о м у в о п р о с у во м н о г о м противоречивы. П. Кюнен выделяет р я д различных форм проявления про­ цессов ф и з и ч е с к о г о р а з р у ш е н и я м и н е р а л о в — и с т и р а н и е , р а с ­ калывание, а т а к ж е отбивание (откалывание) и др. Сопротив­ ляемость минералов процессам истирания, раздавливания, рас­ к а л ы в а н и я и т. п. н е р е д к о и м е н у е т с я м е х а н и ч е с к о й устойчи­ в о с т ь ю , ф и з и ч е с к о й устойчивостью, п р о ч н о с т ь ю и т. д. Это свой­ ство м и н е р а л о в н а з о в е м физико-механической устойчивостью. М е ж д у химической и ф и з и к о - м е х а н и ч е с к о й у с т о й ч и в о с т ь ю о б л о м о ч н ы х з е р е н в п р и р о д е о б ы ч н о с у щ е с т в у е т д о с т а т о ч н о тес­ н а я п р я м а я з а в и с и м о с т ь , о б у с л о в л е н н а я , по д а н н ы м А. А. Ку­ х а р е н к о , тем, что м и н е р а л ы , д а ж е с л е г к а з а т р о н у т ы е в ы в е т р и ­ ванием, характеризуются резко пониженной абразивной прочно­ стью. П о с л е д о в а т е л ь н о с т ь о т н о с и т е л ь н о й ф и з и к о - м е х а н и ч е с к о й устойчивости м и н е р а л о в д о н е к о т о р о й степени соответствует р я д у их относительной х и м и ч е с к о й устойчивости при процес­ с а х в ы в е т р и в а н и я . Н а и б о л ь ш и е о т л и ч и я при с р а в н е н и и этих р я ­ д о в у с т а н а в л и в а ю т с я д л я п и р и т а , м а г н е т и т а и а л ь м а н д и н а , ко­ т о р ы е по ф и з и к о - м е х а н и ч е с к о й устойчивости з а н и м а ю т б о л е е в ы с о к о е место, чем по х и м и ч е с к о й устойчивости м и н е р а л о в в условиях поверхностного выветривания. А. А. К у х а р е н к о п р и в о д и т с л е д у ю щ и й р я д в о з р а с т а ю щ е й а б ­ р а з и в н о й устойчивости м и н е р а л о в (в с к о б к а х у к а з а н ы з н а ч е ­ ния т в е р д о с т и м и н е р а л о в по ш к а л е М о о с а ) : 1) з о л о т о (2—3),. 2) к и н о в а р ь ( 2 — 2 , 5 ) , 3) в о л ь ф р а м и т ( 4 , 5 — 5 , 5 ) , 4) ш е е л и т ( 4 , 5 ) , . 5 ) м о н о к л и н н ы й пироксен ( 5 — 6 ) , 6) к о л у м б и т (6—6,5),. 7) п л а т и н а ( 4 ) , 8) г е м а т и т ( 5 — 6 ) , 9) э п и д о т ( 6 — 7 ) , 10) о б ы к ­ новенная роговая обманка (5,5—6), И ) кианит (5,5—7), 12) о л и в и н ( 6 , 5 — 7 ) , 13) а п а т и т ( 5 ) , 14) монацит (5—5,5), 15) а н д а л у з и т ( 6 , 5 — 7 , 5 ) , 16) с т а в р о л и т ( 7 — 7 , 5 ) , 17) пирит ( 6 — 6 , 5 ) , 18) и л ь м е н и т ( 5 — 6 ) , 19) м а г н е т и т ( 5 , 5 — 6 ) , 20) х р о м ш п и н е л ь ( 5 , 5 — 7 , 5 ) , 21) к а с с и т е р и т ( 6 — 7 ) , 22) ц и р к о н ( 7 — 7,5), 23) т у р м а л и н ( 7 — 7 , 5 ) , 24) осмистый иридий (6—7),. 25) а л ь м а н д и н ( 6 , 5 — 7 , 5 ) , 26) т о п а з ( 8 ) , 27) р у т и л ( 6 — 6 , 5 ) , 28) ш п и н е л ь ( 7 , 5 — 8 ) , 29) к о р у н д ( 9 ) , 30) а л м а з ( 1 0 ) . А б р а з и в н а я прочность м и н е р а л о в , и тем б о л е е их ф и з и к о м е х а н и ч е с к а я устойчивость в ц е л о м , о п р е д е л я е т с я не т о л ь к о т в е р д о с т ь ю м и н е р а л о в , но и их х р у п к о с т ь ю ( с в я з а н н о й непо­ с р е д с т в е н н о со с п а й н о с т ь ю ) и д р у г и м и с в о й с т в а м и . И тем не м е н е е а н а л и з п р и в е д е н н о г о р я д а А. А. К у х а р е н к о п о к а з ы в а е т , что, з а н е к о т о р ы м и с к л ю ч е н и е м ( к о л у м б и т , р у т и л и д р . ) , устой­ чивость м и н е р а л о в к и с т и р а н и ю п р о п о р ц и о н а л ь н а их т в е р д о -

Группы терригенных минералов по их относительной устойчивости Группа минералов

Оценка устойчивости

Значения твердости по шкале Мооса

физико-механической

П р и м е р ы минералов

Весьма низкая

<2

Графит, молибденит

II

Низкая

2—4

Золото, киноварь, биотит, мус­ ковит

III

Средняя

4—6

Вольфрамит, шеелит, апатит, пироксены, амфиболы

IV

Высокая

6—8

Кварц, топаз, альмандин, шпи­ нель, турмалин, циркон, касси­ терит, пирит, ставролит, силли­ манит, оливин, рутил

Весьма высокая

>8

Корунд, муассанит, алмаз

I

V

ческих п а р а м е т р о в м и н е р а л о в . И м е ю щ и е с я о т к л о н е н и я и несо­ г л а с о в а н н о с т ь в д а н н ы х по ф и з и к о - м е х а н и ч е с к о й устойчивости м и н е р а л о в в ц е л о м не очень с у щ е с т в е н н ы д л я ф о р м и р о в а н и я ТМА, по к р а й н е й м е р е , д л я в т о р о й п о л о в и н ы р я д а А. А. К у х а ­ р е н к о : р а з л и ч и я в ф и з и к о - м е х а н и ч е с к о й устойчивости э т и х ми­ н е р а л о в , н е з а в и с и м о от тех или иных д е т а л е й в ее оценке, п р а к т и ч е с к и не о т р а ж а ю т с я на о с о б е н н о с т я х п о в е д е н и я этих минералов в ходе осадочного процесса. У ч и т ы в а я п р я м у ю з а в и с и м о с т ь ф и з и к о - м е х а н и ч е с к о й устой­ чивости м и н е р а л о в от их т в е р д о с т и и а н а л о г и ю р а з д е л е н и я T M по д р у г и м их с в о й с т в а м , все T M в п е р в о м п р и б л и ж е н и и мо­ гут быть к л а с с и ф и ц и р о в а н ы по их ф и з и к о - м е х а н и ч е с к о й устой­ чивости на п я т ь групп ( т а б л . 4 1 ) . И н а я г р у п п и р о в к а м и н е р а л о в по т в е р д о с т и д а н а в р я д е р а ­ бот С. И. Л е б е д е в о й [5] и д р . О д и н из в а р и а н т о в п р е д л о ж е н ­ ной ею г р у п п и р о в к и п р е д с т а в л е н в т а б л . 42. В 1969 г. б ы л а п р е д л о ж е н а и б о л е е д е т а л ь н а я г р у п п и р о в к а м и н е р а л о в по их м и к р о т в е р д о с т и ( т а б л . 4 3 ) . С учетом и з л о ж е н н о г о в ы ш е и и з в е с т н ы х д а н н ы х по м и к р о ­ т в е р д о с т и м и н е р а л о в (по С. И. Л е б е д е в о й , С. Б о в и , К. Т е й л о р у , И . А. П у д о в к и н о й , М. М. Х р у щ о в у , Б . Янгу, А. М и л л м а н у и д р . ) , м о ж н о предложить следующую более детальную класси­ ф и к а ц и о н н у ю ш к а л у ф и з и к о - м е х а н и ч е с к о й устойчивости T M (табл. 44). К с о ж а л е н и ю , д а н н ы е по м и к р о т в е р д о с т и м и н е р а л о в , полу­ ченные а в т о р а м и д л я р а з л и ч н ы х о б р а з ц о в на м и к р о т в е р д о м е т р а х р а з н ы х м а р о к и с и с п о л ь з о в а н и е м н е о д и н а к о в о й по вели-

сти. О с о б е н н о х о р о ш о это видно д л я к р а й н и х членов р я д а . В частности, д л я р у т и л а , с у щ е с т в е н н о о т к л о н я ю щ е г о с я в приве­ денном р я д у от этой з а к о н о м е р н о с т и , п о - в и д и м о м у , его поло­ ж е н и е у к а з а н о не совсем точно. П о э к с п е р и м е н т а л ь н ы м д а н н ы м Е. И. Е р е м е н к о , по устойчивости к и с т и р а н и ю р у т и л с у щ е с т в е н ­ но у с т у п а е т не т о л ь к о а л м а з у , к о р у н д у и ш п и н е л и , но и г р а ­ н а т у , т у р м а л и н у , ц и р к о н у , с т а в р о л и т у и н е к о т о р ы м д р у г и м ми­ н е р а л а м , п р е в о с х о д я щ и м его по т в е р д о с т и . О п р е д е л е н и е проч­ ности м и н е р а л о в на с ж а т и е , п р о в е д е н н о е Ю . А. П о л к а н о в ы м , т а к ж е п о к а з а л о , что р у т и л у с т у п а е т а л м а з у , м у а с с а н и т у , ко­ р у н д у , а т а к ж е с и л л и м а н и т у , ц и р к о н у , б а д д е л е и т у , пиропу, а л ь ­ мандину, ставролиту. П о д а н н ы м Ю . А. П о л к а н о в а , у с т а н а в л и в а е т с я с л е д у ю щ и й р я д п о в ы ш е н и я прочности м и н е р а л о в ( д л я з е р е н б л и з к о й к р у п ­ ности) : м о н а ц и т — и з м е н е н н ы й ильменит — кварц — рутил — — с т а в р о л и т и а л ь м а н д и н — пироп — ц и р к о н — к и а н и т * и сил­ л и м а н и т — к о р у н д — м у а с с а н и т —; а л м а з . П р я м а я зависимость сопротивления минералов абразивному и з н а ш и в а н и ю (износостойкость) от их т в е р д о с т и ( м и к р о т в е р д о ­ сти, о п р е д е л я е м о й методом вдавливания) давно эксперимен­ т а л ь н о у с т а н о в л е н а , в ч а с т н о с т и , М. М. Х р у щ о в ы м и М. А. Б а ­ б и ч е в ы м . Б л и з к и е д а н н ы е п р и в е д е н ы т а к ж е Л . А. Ш р е й н е р о м , О. М. П е т р о в о й и д р . Ф а к т ы , п о л у ч е н н ы е Д ж . Д э н а и К. Х е р л б а т о м , Ф. Т и к к е л е м , Н . П . Ю ш к и н ы м и др., в ц е л о м с о г л а с у ю т ­ ся с тем, что ф и з и к о - м е х а н и ч е с к а я устойчивость T M н а х о д и т с я в п р я м о й з а в и с и м о с т и от их т в е р д о с т и . И это в п о л н е естествен­ но, т а к к а к т в е р д о с т ь п р е д с т а в л я е т собой свойство м и н е р а л о в , о т р а ж а ю щ е е и суммирующее присущие минералам различные, но в з а и м о с в я з а н н ы е ф и з и к о - м е х а н и ч е с к и е с в о й с т в а . К а к с п р а ­ в е д л и в о п о д ч е р к и в а ю т многие а в т о р ы и к а к э т о в и д н о из р е ­ з у л ь т а т о в многих э к с п е р и м е н т а л ь н ы х и с с л е д о в а н и й , т в е р д о с т ь является универсальной интегральной характеристикой физиком е х а н и ч е с к и х свойств м и н е р а л о в и с в я з а н а с т а к и м и их свой­ с т в а м и , к а к прочность, п л а с т и ч н о с т ь , упругость, э н е р г и я кри­ с т а л л и ч е с к о й р е ш е т к и и д р . И м е н н о т в е р д о с т ь , по о п р е д е л е н и я м Н . А. Э ш б и , Н . П . Ю ш к и н а и д р у г и х а в т о р о в , я в л я е т с я мерой с о п р о т и в л е н и я т в е р д ы х тел ф и з и к о - м е х а н и ч е с к о м у р а з р у ш е н и ю . П о Н . П. Ю ш к и н у , т в е р д о с т ь — с у м м а р н а я м е х а н и ч е с к а я ха­ р а к т е р и с т и к а м и н е р а л а , о т р а ж а ю щ а я его способность сопротив­ л я т ь с я в н е ш н и м м е х а н и ч е с к и м в о з д е й с т в и я м [ 2 0 ] . И в п о л н е ес­ тественно, что со з н а ч е н и я м и т в е р д о с т и м и н е р а л о в с о г л а с у ю т с я и з м е р е н н ы е р а з н ы м и а в т о р а м и п р е ж д е всего д л я э т а л о н н ы х ми­ нералов ш к а л ы Мооса различные прочностные характеристики, величина показателя абразивности и ряд других физико-механи* Для кианита в данном ряду имеется значительный элемент неопреде­ ленности, связанный с тем, что зерна кианита и силлиманита не были пред­ варительно разделены. Поэтому значения прочности кианита в действитель­ ности могут относиться к силлиманиту.

Таблица

42

Группировка минералов по твердости (по С. И. Лебедевой) Твердость Характеристика

Группа

I II III IV V

Очень мягкие Мягкие Средней твердости Твердые Очень твердые

* Границы и н т е р в а л о в

Единица по шкале М о о с а

1—2 2—3 3—5 5—7 >7

кгс/мм

2

1—60* 60—120 120—550 550—1100 Oil 100

приблизительные.

чине н а г р у з к и , часто р а з л и ч а ю т с я . В з н а ч и т е л ь н о й мере, од­ н а к о , это о т р а ж а е т о б ъ е к т и в н о с у щ е с т в у ю щ и е к о л е б а н и я в ве­ л и ч и н е т в е р д о с т и м и н е р а л ь н ы х и н д и в и д о в одного в и д а . В с в я з и с этим один и тот ж е м и н е р а л по ф и з и к о - м е х а н и ч е с к о й устой­ чивости м о ж е т п р и н а д л е ж а т ь не одной, а д в у м и л и д а ж е б о л ь ­ ш е м у числу подгрупп п р и в е д е н н о й в т а б л . 44 к л а с с и ф и к а ц и о н ­ ной ш к а л ы . В п р е д ы д у щ е м р а з д е л е б ы л о п о к а з а н о , что в ы с к а з ы в а в ш и е с я р а н е е и в о з р о ж д а е м ы е с е й ч а с п р е д с т а в л е н и я о р о л и процессов д р о б л е н и я и и с т и р а н и я и соответственно о з н а ч е н и и ф и з и к о - м е ­ х а н и ч е с к о й устойчивости T M в о п р е д е л е н и и с о с т а в а T M A в з н а ­ ч и т е л ь н о й м е р е п р е у в е л и ч е н ы *. В м е с т е с т е м б ы л о б ы н е п р а ­ в и л ь н ы м п о л а г а т ь , что з н а ч е н и е ф и з и к о - м е х а н и ч е с к о й устойчичивости м и н е р а л о в в определении состава TMA осадочных т о л щ н е с у щ е с т в е н н о . Оно ч р е з в ы ч а й н о в е л и к о 'и во многих слу­ ч а я х о п р е д е л я е т в ы ж и в а е м о с т ь или у н и ч т о ж е н и е тех или иных м и н е р а л о в в ходе т е р р и г е н н о г о с е д и м е н т о г е н е з а . И м е н н о ч р е з ­ в ы ч а й н о н и з к а я ф и з и к о - м е х а н и ч е с к а я устойчивость о п р е д е л я е т п о л н о е отсутствие или к р а й н е н е з н а ч и т е л ь н о е л о к а л ь н о е р а с ­ пространение целого ряда минералов в качестве терригенных к о м п о н е н т о в о с а д о ч н ы х т о л щ . Это особенно х о р о ш о видно у * Подобное преувеличение можно найти даже в такой фундаментальной работе, как известный академический справочник «Минералы», где, в част­ ности, содержится утверждение, что ильменит попадает в более мелкие фрак­ ции песков в связи с тем, что он более хрупок, чем кварц («Минералы», т. 2, вып. 3, M.: Наука, 1967, с. 280). Общеизвестно, однако, что в более мел­ кие фракции песков обычно попадают практически все тяжелые TM как бо­ лее хрупкие, так и менее хрупкие, а также более абразивно устойчивые, чем кварц (и тем более, чем другие TM легкой фракции, прежде всего полевые шпаты). Это со всей очевидностью показывает, что концентрация тяжелых TM в более мелких фракциях обусловлена отнюдь не прочностным отбором минералов, не различиями в величине их физико-механической устойчивости, а гидроаэродинамической сортировкой обломочного вещества, различиями в плотности минералов. 1

Таблица

43

Группы твердости минералов, по С. И. Лебедевой Твердость Группа

I II III IV V

по шкале Мооса

•

1 — 1,5 1,5—2 2—3 3—4 4—4,5

* Все интервалы д а ю т с я

Твердость Группа

кгс/мм

2

7—30* 30—60 60—120 120—200 200—350

VI VII VIII IX

по шкале Мооса

4,5—5 .5—6 6—7 >7

кгс/мм

4

а

350—550 550—800 800—1100 > 1100

приблизительно.

м и н е р а л о в , о б л а д а ю щ и х высокой- х и м и ч е с к о й у с т о й ч и в о с т ь ю (например, графит). О д н а к о по м е р е р о с т а ф и з и к о - м е х а н и ч е с к о й устойчивости м и н е р а л о в з н а ч и м о с т ь д а н н о г о п о к а з а т е л я в о п р е д е л е н и и со­ с т а в а T M A с н и ж а е т с я . М и н е р а л ы с т в е р д о с т ь ю 2 — 3 по ш к а л е М о о с а при д о с т а т о ч н о в ы с о к о й их х и м и ч е с к о й устойчивости до­ в о л ь н о ш и р о к о н а к а п л и в а ю т с я в с о с т а в е т е р р и г е н н ы х компо­ н е н т о в о с а д о ч н ы х т о л щ , и р е з у л ь т а т ы их у ч а с т и я в п р о ц е с с а х м и н е р а л о г и ч е с к о й д и ф ф е р е н ц и а ц и и о б л о м о ч н о г о в е щ е с т в а , их м и г р а ц и я или ф и к с а ц и я в о с а д к е и тем б о л е е их с о х р а н е н и е или у н и ч т о ж е н и е о п р е д е л я ю т с я не с т о л ь к о ф и з и к о - м е х а н и ч е с к о й ус­ т о й ч и в о с т ь ю этих м и н е р а л о в , с к о л ь к о их х и м и ч е с к о й и г и д р о ­ а э р о д и н а м и ч е с к о й у с т о й ч и в о с т ь ю . В этом о т н о ш е н и и п о к а з а ­ тельны примеры распространения и распределения в осадочных образованиях терригенного золота, мусковита, биотита и ряда других терригенных компонентов. Д а ж е д л я золота, обладаю­ щего исключительно высокой плотностью и довольно низкой т в е р д о с т ь ю , н а р я д у с у т в е р ж д е н и я м и о его б ы с т р о м и с т и р а н и и при т р а н с п о р т и р о в к е , в ы с к а з ы в а е т с я о с н о в а н н о е , в ч а с т н о с т и , на р е з у л ь т а т а х э к с п е р и м е н т о в мнение о том, что его ф и з и ч е с к о е , в том числе а б р а з и в н о е , и з м е л ь ч е н и е при т р а н с п о р т и р о в к е не­ в е л и к о ( С . В . К о л е с о в , В . А. Н о в и к о в , С. В . Я б л о к о в а и д р . ) . При еще большем повышении величины физико-механиче­ ской устойчивости м и н е р а л о в (особенно при Я ^ б ) их о б л о м о ч ­ ные з е р н а п е с ч а н о - а л е в р и т о в о г о р а з м е р а в б о л ь ш и н с т в е усло­ вий о с а д о ч н о г о процесса, к а к п р а в и л о , ведут с е б я в ф и з и к о м е х а н и ч е с к о м , а б р а з и в н о м и прочностном о т н о ш е н и и к а к р а в н о у с т о й ч и в ы е и п р а к т и ч е с к и а б с о л ю т н о у с т о й ч и в ы е *, д а ж е ес­ ли р а з л и ч и я в их ф и з и к о - м е х а н и ч е с к о й устойчивости очень ве­ л и к и ( н а п р и м е р , т о п а з и к и а н и т , к о р у н д и м о н а ц и т и т. п . ) . И т о л ь к о в у с л о в и я х очень в ы с о к о й г и д р о а э р о д и н а м и ч е с к о й ак* За исключением возможной частичной трансформации их и некоторых других исходных типоморфных особенностей.

морфологии

Таблица Шкала физико-механической устойчивости терригенных минералов

Оценка

Группа

Подгруппа

Микротвердость, кгс/мм 3

I

Весьма низкая

II

Низкая

IV

Высокая

V '

Весьма высокая i

Твердость по шкале Мооса

Графит, тальк, пирофиллит

1—1,5

1

<30

2

30-^60

Гипс, молибденит

3

60—100

Галенит

2—3

4

,100—150

Кальцит

3

5

150—250

Флюорит, сфале­ рит, халькопирит

4

6

250—500

Шеелит, вольфра­ мит

4,5—5

7

500—750

Апатит, ильменит, титанит

5; 5—6

8

750—1000

Ортоклаз, микро­ клин

9

1000—1300

Кварц, альмандин, турмалин, кассите­ рит

10

1300—1600

Шпинель, берилл, топаз (?)

11

1600—2000

Плеонаст, топаз (?)

8

12

2000—2500

Корунд

9

13

2500—3000

Муассанит

9,5

14

>3000

Алмаз

10

III '

Средняя

Характерные минералы

1,5—2

6—6,5

7

7,5-8

44

тивности ( р у с л о в ы е ф а ц и и и н с т р а т и в н о й динамической фазы горного а л л ю в и я , а к т и в н о е д е й с т в и е п р и б о й н о г о п о т о к а в при­ б р е ж н о - м о р с к о й зоне, э о л о в а я о б с т а н о в к а ) м о ж н о о ж и д а т ь , что р а з л и ч и я в ф и з и к о - м е х а н и ч е с к о й устойчивости м и н е р а л о в и от­ носительно в ы с о к и х групп устойчивости могут в к а к о й - т о м е р е о т р а з и т ь с я на р е з у л ь т а т а х м и н е р а л о г и ч е с к о й д и ф ф е р е н ц и а ц и и о б л о м о ч н о г о в е щ е с т в а , в к л ю ч а я не т о л ь к о г р а в и й н ы е и б о л е е к р у п н ы е о б л о м к и (прочностной отбор с р е д и к о т о р ы х в с е г д а бо­ л е е з н а ч и т е л е н ) , но и з е р н а п с а м м и т о в о г о р а з м е р а . Гидроаэродинамическая

устойчивость

П р и х а р а к т е р и с т и к е свойств T M , о п р е д е л я ю щ и х их п е р е м е ­ щ е н и е и т р а н с п о р т и р о в к у , и с п о л ь з у ю т р а з л и ч н ы е и не в с е г д а четко о п р е д е л е н н ы е п о н я т и я и к р и т е р и и . П о ж а л у й , н а и б о л е е ч а с т о при о с в е щ е н и и д а н н о г о в о п р о с а о п е р и р у ю т б л и з к и м и по­ н я т и я м и о п о д в и ж н о с т и T M , их т р а н с п о р т а б е л ь н о с т и ( п л а в у ч е ­ сти, ф л о т и р у е м о с т и ) , под к о т о р ы м и п о н и м а ю т о б ы ч н о п о д а т ­ л и в о с т ь о б л о м о ч н ы х ч а с т и ц н а п р а в л е н н ы м н а их п е р е м е щ е н и е в о з д е й с т в и я м и с к о р о с т ь их п е р е м е щ е н и я . В о многих с л у ч а я х , о д н а к о , при х а р а к т е р и с т и к е T M и оп­ р е д е л е н и и особенностей их п о в е д е н и я в процессе седиментоге­ н е з а у д о б н о п о л ь з о в а т ь с я о б р а т н о й величиной, х а р а к т е р и з у ю ­ щ е й с о п р о т и в л я е м о с т ь о б л о м о ч н ы х ч а с т и ц м е х а н и ч е с к и м воз­ д е й с т в и я м , н а п р а в л е н н ы м на их п е р е м е щ е н и е . Т а к а я в е л и ч и н а и м е н у е т с я в д а н н о й р а б о т е гидроаэродинамической (гидроаэром е х а н и ч е с к о й ) устойчивостью. В дальнейшем для обозначения этого п о н я т и я и к р а т к о с т и б у д е м и с п о л ь з о в а т ь т е р м и н г и д р о м е ­ ханическая устойчивость. С у ч е т о м и з в е с т н ы х дан-ных о м е х а н и з м е т р а н с п о р т и р о в к и T M , в ч а с т н о с т и , о г р о м н о й р о л и в этой т р а н с п о р т и р о в к е с а л ь т а ц и о н н о г о ( « п р ы ж к о в о г о » ) м е х а н и з м а , при к о т о р о м о б л о м о ч ­ ные з е р н а в процессе их п е р е н о с а м н о г о к р а т н о п е р е х о д я т из п о д в и ж н о г о с о с т о я н и я в н е п о д в и ж н о е , а з а т е м вновь с р ы в а ю т с я потоком, в к а ч е с т в е п о к а з а т е л е й г и д р о м е х а н и ч е с к о й устойчиво­ сти ч а с т и ц естественно рассматривать критические скорости (V ) — критическую скорость срыва (V ) ч а с т и ц ы , т. е. мини­ мальную скорость потока, необходимую д л я начала транспорти­ р о в к и , п е р е м е щ е н и я ч а с т и ц ы , или критическую несдвигающую скорость (VH), Т. е. м а к с и м а л ь н у ю с к о р о с т ь потока, при кото­ рой ч а с т и ц а е щ е с о х р а н я е т устойчивость и не п о д в е р г а е т с я сры­ ву, выносу, т р а н с п о р т и р о в к е . Т а к к а к к а ж д ы й п р и с у т с т в у ю щ и й в осадке минерал имеет различную форму, размеры и другие х а р а к т е р и с т и к и о б л о м о ч н ы х з е р е н , к р и т и ч е с к а я на р а з м ы в ско­ р о с т ь с р ы в а V в тех или иных п р и р о д н ы х у с л о в и я х есть наи­ м е н ь ш а я в е л и ч и н а скорости п о т о к а , при которой н а ч и н а ю т с я массовый срыв и вынос обломочных зерен данного минераль­ ного в и д а . KP

C

0

Н е р е д к о в к а ч е с т в е основного п о к а з а т е л я г и д р о м е х а н и ч е ­ с к о й устойчивости ч а с т и ц р а с с м а т р и в а е т с я их гидравлическая крупность ( о с н о в н а я г и д р а в л и ч е с к а я крупность, г и д р а в л и ч е с к а я с к о р о с т ь ) {U), п р е д с т а в л я ю щ а я собой с к о р о с т ь р а в н о м е р н о г о с в о б о д н о г о п а д е н и я ч а с т и ц ы в н е п о д в и ж н о й воде. М е ж д у их г и д р а в л и ч е с к о й к р у п н о с т ь ю (U) и к р и т и ч е с к и м и с р ы в а ю щ е й (V ) и н е с д в и г а ю щ е й ( V ) с к о р о с т я м и с у щ е с т в у ю т простые количественные соотношения (данные В. Н. Гончарова, Р . А. Б а г н о л ь д а и д р . ) : VJU ^4,5; VJV ~l,4. О д н а к о п р и р о д н ы е у с л о в и я т р а н с п о р т и р о в к и и особенности о б л о м о ч н о г о м а т е р и а л а в е с ь м а с л о ж н ы и м н о г о о б р а з н ы . Это м о ж е т п р и в о д и т ь и н о г д а к з н а ч и т е л ь н ы м о т к л о н е н и я м от при­ в е д е н н ы х з а в и с и м о с т е й . В частности, в т о р о е из п р и в е д е н н ы х вы­ р а ж е н и й справедливо д л я гранулометрически однородного ма­ т е р и а л а . Д л я смеси ж е з е р е н р а з н о г о р а з м е р а , по В . Н . Г о н ­ чарову, фактически обычно выполняется соотношение V / V H ^ 2 . П. А. В о л к о в э к с п е р и м е н т а л ь н о получил г и д р а в л и ч е с к и е х а ­ рактеристики минералов п р и б р е ж н ы х песков Ч е р н о г о м о р я (табл. 45). П о Н . Н . Г р и ш и н у , о т н о ш е н и е VJV не постоянно по в е л и ­ чине, а к о л е б л е т с я при и з м е н е н и и интенсивности т у р б у л е н т н о ­ сти п о т о к а ( у в е л и ч и в а е т с я с ее р о с т о м ) . Н е постоянно и отно­ ш е н и е VJU д л я о б л о м о ч н ы х з е р е н р а з л и ч н о г о р а з м е р а . В с е эти г и д р а в л и ч е с к и е х а р а к т е р и с т и к и о б л о м о ч н ы х з е р е н м о г у т быть с в е д е н ы к г и д р а в л и ч е с к о й к р у п н о с т и и при р а в н ы х г л у б и н е потока, в е л и ч и н е у к л о н а д н а , р а з м е р а х в ы с т у п о в дон­ ной ш е р о х о в а т о с т и , о б ъ е м н о й к о н ц е н т р а ц и и ч а с т и ц у д н а и т . д . з а в и с я т от плотности, р а з м е р о в и ф о р м ы з е р е н , а т а к ж е их по­ в е р х н о с т н ы х свойств. Имеются довольно противоречивые данные эксперименталь­ ных о п р е д е л е н и й г и д р а в л и ч е с к о й к р у п н о с т и T M . Н е д о с т а т о ч н у ю н а д е ж н о с т ь полученных к н а с т о я щ е м у в р е м е н и д а н н ы х о т м е ч а ­ ет, в частности, Б . М. О с о в е ц к и й [ 9 ] . с

H

H

C

n

Таблица

45

Основные гидравлические характеристики минералов анапского песка фракции —0,25+0,15 мм (по П. А. Волкову) Минералы и их плотность Характеристика

Кварц, п о л е ­ вые шпаты 8=2,65

Пироксен 8=3,5

Несдвигающая скорость волнового потока ( V H ) СМ/С Срывающая скорость волнового по­ тока (V ), см/с Гидравлическая крупность (U), см/с

8,6

14,5

17,0

24,6

Титаномагне­ тит 8=4,5

19,6

1

36,3

0

VJU VJV»

3,0 5,67 1,98

5,4 4,56 1,70

8,5 4,27 ,1,85

А н а л и з и р у я э к с п е р и м е н т а л ь н ы е д а н н ы е , п о л у ч е н н ы е в этой о б л а с т и Б . М . О с о в е ц к и м к а к д л я водной с р е д ы ( т а б л . 4 6 ) , т а к и для тяжелой жидкости, моделирующей водно-аллювиальную среду (табл. 47), в качестве наиболее существенного вывода з а м е т и м , что в п р е д е л а х к а ж д о г о р а з м е р н о г о к л а с с а г и д р а в ­ л и ч е с к а я к р у п н о с т ь р а з л и ч н ы х T M , и м е ю щ и х б л и з к у ю по вели­ чине плотность, я в л я е т с я , к а к п р а в и л о , в е с ь м а б л и з к о й и после­ д о в а т е л ь н о в о з р а с т а е т с у в е л и ч е н и е м плотности м и н е р а л о в . Эти данные согласуются с результатами, полученными В. Р у б и , Г. Р и т т е н х а у з о м , Л . Б р и г г с б м , Ю . А. П о л к а н о в ы м , И . Ф. К а ш к а р о в ы м , В . И . П я т н о в ы м и д р у г и м и и с с л е д о в а т е л я м и . Они п о д ч е р к и в а ю т в е д у щ у ю р о л ь именно плотности TM, о п р е д е л я ю ­ щ е й п о в е д е н и е м и н е р а л о в при т р а н с п о р т и р о в к е и о с а д к о н а к о п л е н и и . Н а и б о л е е с х о д и м ы з н а ч е н и я г и д р а в л и ч е с к о й крупности б л и з к и х по плотности T M д л я з е р е н менее 0,25 м м , причем не т о л ь к о д л я м а т е р и а л а , в з я т о г о из а л л ю в и я одной реки, но и д л я а л л ю в и я р а з н ы х рек. И н т е р е с н ы е д а н н ы е по э к с п е р и м е н т а л ь н о м у о п р е д е л е н и ю ко­ э ф ф и ц и е н т о в р а в н о п а д а е м о с т и T M получены Ю . А. П о л к а н о ­ вым (табл. 48). Эти и д р у г и е фактические данные п о к а з ы в а ю т , что д л я б о л ь ш и н с т в а T M в п р е д е л а х одного к л а с с а крупности в л и я н и е р а з л и ч и й по м о р ф о л о г и и и по д р у г и м х а р а к т е р и с т и к а м обломоч­ ных з е р е н , з а и с к л ю ч е н и е м их плотности, на особенности пове­ д е н и я р а з л и ч н ы х T M при т р а н с п о р т и р о в к е и с е д и м е н т а ц и и я в ­ л я е т с я в т о р о с т е п е н н ы м . И м е ю щ и е с я в л и т е р а т у р е у к а з а н и я про­ т и в о п о л о ж н о г о х а р а к т е р а о т н о с я т с я в основном, к м и н е р а л а м с весьма значительными вариациями морфологии (например, золото), с резко уплощенной формой зерен (главным образом, с л ю д ы ) л и б о о с н о в а н ы на не в п о л н е н а д е ж н ы х э к с п е р и м е н т а л ь ­ ных д а н н ы х или п р е д с т а в л я ю т собой неточную и н т е р п р е т а ц и ю этих д а н н ы х . П о Ю . В . Ш у м и л о в у и А. Г. Ш у м о в с к о м у , о к а т а н н ы е и нео к а т а н н ы е з е р н а к в а р ц а о д и н а к о в о г о р а з м е р а р а з л и ч а ю т с я по г и д р а в л и ч е с к о й крупности на 20—40 %. П о д а н н ы м а в т о р о в , это с п р а в е д л и в о д л я з е р е н р а з м е р о м 1—2 мм ( о к а т а н н ы е з е р н а о б л а д а ю т б о л ь ш е й г и д р а в л и ч е с к о й к р у п н о с т ь ю , чем н е о к а т а н н ы е ) . О д н а к о д л я зерен р а з м е р о м 0,5—1 мм к а р т и н а о к а з ы в а ­ ется п р о т и в о п о л о ж н о й : г и д р а в л и ч е с к а я к р у п н о с т ь н е о к а т а н н ы х з е р е н в ы ш е , чем о к а т а н н ы х ( п р и м е р н о на 1 5 % ) . Г и д р а в л и ч е ­ с к а я ж е к р у п н о с т ь з е р е н к в а р ц а р а з м е р о м 0,2—0,5 мм о к а з а ­ л а с ь с о в е р ш е н н о идентичной н е з а в и с и м о от степени их окат а н н о с т и ( д л я е щ е более м е л к и х з е р е н д а н н ы е не п р и в о д я т с я ) . П о В . Н. Г о н ч а р о в у , д л я у с л о в и й плоского т у р б у л е н т н о г о равномерного потока K = lg{S,SD/k ) ( ( 2 ^ ( 6 1 - 6 ) ^ ) / 1 , 7 5 6 ) ' . В соответствии с ф о р м у л о й *, в е л и ч и н а с р ы в а ю щ е й скорости 1

c

2

5

* Условные обозначения в формуле частично изменены по сравнению с обозначениями, принятыми В. Н. Гончаровым.

Гидравлическая крупность минералов в воде, см/с (по Б. М. Осовецкому [9]) Класс, мм

i

.j. со <о о I

о

+i о

I

+ \

о I

+

+0,16

T

+0,315

Минералы

1Л

с*

T

3+

S о* I

о* to CM i

5,0 6,35 5,75 5,1 4),95 5,75 6,6

4,2 5,1 4,65 4,2 4,05 4,8 5,5

3,35 4,0 3,75 3,45 3,25 4,0 4,4

2,65 3,0 2,9 2,7 2,55

4,25 4,75 4,7 5,0 4,6 4,65 5,4 6,6

3,55 3,95 3,9 4,25 3,6 31,95 4,4 5,5

2,95 3,3 3,25 3,45 2,7 3,35 3,6 4.4

2,35 2,7 2,6 3,0 2,05 2,85 2,85 3,4

4,8 5,35 6,25 4,4 5,3 3,7

4,0 4,45 5,1 3,45 4,25 3,0

CN О*

I

I. Печора Эпидот Альмандин Ставролит Роговая обманка Турмалин Ильменит Циркон Эпидот Ставролит Турмалин Ильменит Лимонит Кианит Рутил Циркон

Эпидот Авгит Альмандин Лимонит Ильменит Кварц

9,75 —.

10,6 9,6 10,0

8,25 10,6 9,3 8,3 8.5

7,1 9,1 8,1 7,1 7,2

8,1 0,1 —

6,95 7,8 7,6

5,9 6,55 6,6

7,2

6,2 7,1

5,5 6,25

6,0 7,65 6,85 6,-1 6,0 6,7 P- Дон 5,0 5,55 5,6 5,95 5,1 5,35

Z 9,6 10,6 — 8,5

7,8 9,05 9,9 7,4

6,55 7,75 8,7 6,25

7,2

6,2

5,3

Вилюй 5,6 6,4 7,5 5,3 6,55 4,45

3,3 3,55 4,04 2,7 3,4 1,35

3,4

3,4

2,6 2,75 3,15 2,05 2,8 1,8

Гидравлическая крупность минералов в смеси бромоформа со спиртом, см/с (по Б. М. Осовецкому [9])

со (О

Минералы

OO

tT о

о"

++ OO

о I

ю о

+<о со T

о I

о

t•Iо I

+0,31E

Класс, мм

+ оf

I

I +

со о

I

ю CN

fP ю о I

CN

(О

о

t + CN

о

I

I (О

о" I

р. Вилюй Авгит Альмандин Лимонит Ильменит

6,1 7,75 6,1

—

5,5 6,8 5,2

—

4,5 6,4 4,5

—

3,8 5,1 3,6

—

2,7 3,7 2,4 4,1

2,65 3,3 1,7 3,25

1,6 2,3 1,25 2,3

1,4 1,7 1,05 2,1

1,5 2,85 3,4 3,65 3,55

1,4 2,5 3,2 2,75 3.2

1,25 1,85 2,3 2,0 2,7

1,5 1,7 1,6 2,1

2,3 4,45

1,9 3,35

—

— — — —

р. Коса (приток Камы) 2,8

Кварц Эпидот Альмандин Ставролит Хромит

2,45

р. Миасс Кварц Циркон

5,1 8,05

4,3 7,9

3,5 6,6

2,95 5,05

—

— —

{Vc) о б л о м о ч н ы х з е р е н з а в и с и т от г л у б и н ы потока (D), с р е д н е й к р у п н о с т и з е р е н смеси (k), д и а м е т р а н а и б о л е е к р у п н ы х з е р е н , д о л я к о т о р ы х в смеси р а в н а 5 % (&s) плотности ж и д к о с т и (б) и плотности з е р н а (6i) (g—ускорение свободного п а д е н и я ) . П е р в ы е ч е т ы р е из этих п а р а м е т р о в о б щ и е д л я всех з е р е н неко­ т о р о й д а н н о й смеси, п о д в е р г а ю щ е й с я г и д р о д и н а м и ч е с к о й сор­ т и р о в к е . П о с л е д н и й п о к а з а т е л ь (6i) я в л я е т с я строго индивиду­ альным, специфическим д л я зерен к а ж д о г о минерального вида. К а к показывают теоретические расчеты, экспериментальные д а н н ы е и р е з у л ь т а т ы T M и с с л е д о в а н и й многих о с а д о ч н ы х т о л щ , в первом п р и б л и ж е н и и в п о л н е м о ж н о с ч и т а т ь , что п о с л е д о в а ­ т е л ь н о с т ь у м е н ь ш е н и я г и д р о а э р о д и н а м и ч е с к о й устойчивости T M с о о т в е т с т в у е т п о с л е д о в а т е л ь н о с т и у м е н ь ш е н и я их плотности (с н е к о т о р о й к о р р е к т и р о в к о й этого р я д а , к а с а ю щ е й с я , г л а в н ы м об­ разом, слюд). С учетом в ы ш е и з л о ж е н н о г о м о ж н о в ы д е л и т ь п я т ь групп T M по их г и д р о м е х а н и ч е с к о й устойчивости, к о т о р ы м с о о т в е т с т в у ю т з н а ч е н и я плотности м и н е р а л о в , п р и в е д е н н ы е в т а б л . 49. П р и н я т ы е в к а ч е с т в е г р а н и ч н ы х д л я к а ж д о й из групп T M з н а ч е н и я плотности (см. т а б л . 49) в н е к о т о р о й м е р е у с л о в н ы .

Средние коэффициенты равнопадаемости минералов комплексных прибрежно-морских россыпей, по Ю. А. Полканову Песок Минерал

Циркон Рутил Ильменит измененный Корунд Альмандин Ставролит Алмаз Кианит и силлиманит Муассанит Турмалин Кварц

тонкозерни­ стый

1,0 1,08 1,14 1,18 1,27 1,30 1,31 1,35 1,38 1,68

мелкозернИ' ст ый

1,00 1,10 1,20 1,25 1,31 1,44 1,45 1,50 1,55 1,60 2,05

У ч и т ы в а я д а н н ы е об особенностях п о в е д е н и я р а з л и ч н ы х TM, в к а ч е с т в е г р а н и ч н ы х с н е к о т о р ы м о с н о в а н и е м могут р а с с м а т ­ р и в а т ь с я и н е с к о л ь к о иные, х о т я и б л и з к и е к указанным в т а б л . 49 з н а ч е н и я п л о т н о с т и : 2,85 ( 2 , 9 ) ; 3,6; 4,3; 5,2 ( 5 , 3 ) . Р а з в и т и е и д е т а л и з а ц и я п р е д л о ж е н н о й о б щ е й с х е м ы состоят п р е ж д е всего в у с т а н о в л е н и и д о с т а т о ч н о д е т а л ь н ы х р я д о в от­ н о с и т е л ь н о й г и д р о м е х а н и ч е с к о й ( г и д р о а э р о д и н а м и ч е с к о й ) ус­ тойчивости (или о б р а т н ы х им р я д о в « д и ф ф е р е н ц и а л ь н о й под­ в и ж н о с т и » ) TM д л я р а з л и ч н ы х у с л о в и й с е д и м е н т о г е н е з а . Один из в е с ь м а в а ж н ы х в о п р о с о в при этом — вопрос о м е т о д и к е по­ строения т а к и х р я д о в , м е т о д и к е о п р е д е л е н и я относительной г и д р о а э р о д и н а м и ч е с к о й устойчивости TM. О с н о в н ы м методом о б ъ е к т и в н о г о р е ш е н и я в о п р о с а о гидро­ а э р о д и н а м и ч е с к о й устойчивости р а з л и ч н ы х TM я в л я е т с я а н а л и з р а с п р е д е л е н и я TM в о т л о ж е н и я х с р а з л и ч н о й степенью концен­ т р а ц и и т я ж е л о й ф р а к ц и и (без у ч е т а а у т и г е н н ы х м и н е р а л о в ) при с о б л ю д е н и и у с л о в и я п е т р о ф о н д о в о й т о ж д е с т в е н н о с т и сопо­ с т а в л я е м ы х о т л о ж е н и й , т. е. при у с л о в и и , что н е п о с р е д с т в е н н о е с р а в н е н и е к о л и ч е с т в е н н ы х с о д е р ж а н и й TM п р о в о д и т с я д л я та­ ких о т л о ж е н и й , к о т о р ы е в о з н и к л и за счет одних и тех ж е источ­ ников сноса, из одного и того ж е исходного м а т е р и а л а . Д л я определения величины гидроаэродинамической устойчивости TM и построения с о о т в е т с т в у ю щ и х р я д о в их относительной устойчивости ц е л е с о о б р а з н о с р а в н и т ь с о д е р ж а н и е к а ж д о г о из TM в о т л о ж е н и я х с р а з л и ч н ы м с о д е р ж а н и е м т я ж е л о й ф р а к ц и и и в ы ч и с л и т ь к о э ф ф и ц и е н т г и д р о а э р о д и н а м и ч е с к о й устойчивости K (hd) = Ci/C , где Ci — с о д е р ж а н и е того или иного TM в отло­ ж е н и я х , д л я условий ф о р м и р о в а н и я к о т о р ы х определяется устойчивость TM, C — исходное с о д е р ж а н и е д а н н о г о TM. S

Q

0

Группировка терригенных минералов по их относительной гидромеханической устойчивости Группы минералов по гидромеха­ нической устойчивости

Оценка устойчивости

Значения плотности минералов, г/см

Примеры минералов

3

I

Весьма низкая

II

Низкая

2,85—3,5

Турмалин, силлиманит, андалузит, эпидот, апатит, биотит, амфиболы, авгит, диопсид, гиперстен, оливин (форстерит)

III

Средняя

3,5—4,0

Алмаз, лейкоксен, шпинель, кианит, ставролит, титанит, пироп, андрадит, оливин (гортонолит)

IV

Высокая

4,0—5,5

Циркон, рутил, ильменит, монацит, ксенотим, хромит, корунд, спессартин, альмандин, магнетит, перовскит, пирохлор, оливин (фаялит)

V

Весьма высокая

>5,5

Платина, золото, бадделеит, кассите­ рит, танталит, вольфрамит, шеелит, киноварь

<2,85

Кварц, полевые кордиерит

шпаты, мусковит,

П о с к о л ь к у точное о п р е д е л е н и е к о л и ч е с т в е н н о - м и н е р а л о г и ­ ческого с о с т а в а м а т е р и а л а источников сноса т р у д н о , в к а ч е ­ стве в е л и ч и н ы C м о ж е т п р и н и м а т ь с я с о д е р ж а н и е д а н н о г о T M в отложениях с наименьшим содержанием тяжелой фракции (при с о б л ю д е н и и о т м е ч е н н о г о в ы ш е у с л о в и я п е т р о ф о н д о в о й тождественности сопоставляемых отложений). В качестве примера воспользуемся подходом, предложенным Д ж . Н е й х е й з е л о м [28] д л я и з у ч е н и я с о в р е м е н н ы х и п л е й с т о ц е ­ новых песков п р и б р е ж н о й р а в н и н ы шт. Д ж о р д ж и я ( С Ш А ) (табл. 50). С о п о с т а в л е н и е в ы ч и с л е н н ы х значений Ks(Hd) (см. т а б л . 50) п о з в о л я е т п о л у ч и т ь с л е д у ю щ и й р я д относительной г и д р о а э р о д и ­ н а м и ч е с к о й устойчивости T M ( м и н е р а л ы р а с п о л о ж е н ы в по­ р я д к е у м е н ь ш е н и я их у с т о й ч и в о с т и ) : м о н а ц и т — р у т и л — и л ь м е ­ н и т — л е й к о к с е н — ц и р к о н — с т а в р о л и т — г р а н а т — э п и д о т — силли­ манит—турмалин—роговая обманка. П о л у ч е н н ы е д а н н ы е п о к а з ы в а ю т , что при ф о р м и р о в а н и и со­ в р е м е н н ы х и п л е й с т о ц е н о в ы х песков п р и б р е ж н о й р а в н и н ы гид­ р о а э р о д и н а м и ч е с к а я устойчивость T M о п р е д е л я л а с ь п р е ж д е всего п л о т н о с т ь ю м и н е р а л о в . Это н а г л я д н о и л л ю с т р и р у е т с я и графиком зависимости коэффициента гидроаэродинамической 0

9

З а к . 981

129

•У"

Содержание тяжелых минералов в современных и плейстоценовых прибрежных песках о. Джекилл, шт. Джорджия, США, по Д ж . Нейхейзелу [28], и значения коэффициента гидроаэродинамической устойчивости Выход т я ж е л о й фраки ии, % Минералы

Роговая обманка Турмалин Эпидот Силлиманит Кианит Ставролит Гранат Рутил Лейкоксен Ильменит Циркон Монацит Прочие

Плотность, 3

г/см

K

s

[Hd)

50-90

5—30

3,1

2,0

4,2

9,1

0,22

3,1 3,3 3,3 3,6 3,7 4,3 4,4 4,6 4,7 4,7 5,1 3,5

0,5 10,0 3,0 Следы 3,0 1,0 7,5 2,0 51,0 ' 16,5 3,0 0,5

1,3 „ 14,5 6,0 1,3 3,8 1,0 5,8 2,8 42,0 14,3 1,2 1,3

1,8 16,0 7,8 1,6 2,7 1,1 5,2 1,5 37,2 13,2 1,5 1,3

0,28 0,63 0,38 — 1,11 0,91 1,44 1,33 1,37 1,25 2,00 0,38

1-5

1

( г и д р о м е х а н и ч е с к о й ) устойчивости T M (/С (ы>) от в е л и ч и н ы их плотности (б, г / с м ) ( р и с . 7 ) . А н а л и з п о л у ч е н н ы х д а н н ы х ( с м . т а б л . 50; р и с . 7 ) п о з в о л я е т в ы д е л и т ь три с у щ е с т в е н н о р а з л и ч н ы е по г и д р о а э р о д и н а м и ч е ­ ской устойчивости г р у п п ы T M т я ж е л о й ф р а к ц и и . 1. Минералы с высокой гидроаэродинамической устойчиво­ стью (Ks(hd) > 1,2) — м о н а ц и т , ц и р к о н , и л ь м е н и т , р у т и л . П о м е р е усиления гидроаэродинамической активности среды и повыше­ ния степени м и н е р а л о г и ч е с к о й с о р т и р о в к и о б л о м о ч н о г о в е щ е ­ ства (что в ы р а ж а е т с я , в ч а с т н о с т и , в у в е л и ч е н и и в ы х о д а т я ж е ­ лой фракции в накапливающихся осадках) содержание минера­ л о в этой г р у п п ы , к а к п р а в и л о , п о с л е д о в а т е л ь н о у в е л и ч и в а е т с я з а счет у с и л и в а ю щ е г о с я в ы н о с а о т н о с и т е л ь н о л е г к и х м и н е р а л о в т я ж е л о й ф р а к ц и и (роговой о б м а н к и и д р . ) . М и н е р а л ы этой группы о б л а д а ю т с р а в н и т е л ь н о в ы с о к о й п л о т н о с т ь ю ( 6 = 4 , 4 4 -5-6,1). 5

3

2. Минералы со средней гидроаэродинамической устойчи­ востью (/<s(hd)*»l или Ks(Hd) — 0,84-1,2, в д а н н о м с л у ч а е K (hd)~ » 0 , 9 — 1 , 1 ) — гранат и ставролит. Относительное содержание этих м и н е р а л о в в т я ж е л о й ф р а к ц и и при р а з л и ч н о й г и д р о а э р о ­ динамической активности среды осадконакопления остается п р а к т и ч е с к и н е и з м е н е н н ы м . В н а и б о л ь ш е й степени э т о относит­ с я к г р а н а т у (см. т а б л . 5 0 ) . С о д е р ж а н и е с т а в р о л и т а и с п ы т ы в а ­ ет н е б о л ь ш и е , но в п о л н е з а к о н о м е р н ы е и з м е н е н и я : при с р а в н и ­ тельно небольшом и среднем повышении гидроаэродинамичеS

Рис. 7. Зависимость величины коэф­ фициента гидромеханической устой­ чивости терригенных минералов от их плотности (вычислено по данным Д ж . Нейхейзела): /—роговая силлиманит, гранат, 7 — менит,

обманка, 2 — турмалин, 3 — 4 — эпидот, 5 — ставролит, 6 — р у т и л , 8 — л е й к о к с е н , 9— иль­ 10 ~ ц и р к о н , и — м о н а ц и т

S3

3,2

1_

3,8

1

'

'

4,0

4,4

4,8

I

5,2

3

Плотность ( ф г / с м . )

ской а к т и в н о с т и с р е д ы о с а д к о н а к о п л е н и я о т н о с и т е л ь н о е с о д е р ­ ж а н и е с т а в р о л и т а в т я ж е л о й ф р а к ц и и у в е л и ч и в а е т с я с 2,7 д о 3,8 % з а счет в ы н о с а н а и б о л е е л е г к и х и с о о т в е т с т в е н н о г и д р о аэродинамически наименее устойчивых TM — роговой обманки и д р . (при э т о м е с т е с т в е н н о о ж и д а т ь у в е л и ч е н и я п р о ц е н т н о г о содержания граната, однако приведенные Д ж . Нейхейзелом [28] д а н н ы е э т о г о не п о к а з ы в а ю т ) ; при б о л е е з н а ч и т е л ь н о м повышении гидроаэродинамической активности ставролит ока­ з ы в а е т с я не в п о л н е у с т о й ч и в ы м и ч а с т и ч н о п о д в е р г а е т с я выносу, в р е з у л ь т а т е чего его с о д е р ж а н и е у м е н ь ш а е т с я (с 3,8 д о 3,0 % ) . п р и б л и ж а я с ь к и с х о д н о м у . П л о т н о с т ь м и н е р а л о в этой г р у п п ы я в л я е т с я с р е д н е й (6 = 3 , 7 - + 4 , 3 ) , п р о м е ж у т о ч н о й по в е л и ч и н е м е ж д у плотностью гидроаэродинамически высокоустойчивых T M первой группы и плотностью низкоустойчивых — тяжелой ф р а к ц и и . Н е о б х о д и м о о т м е т и т ь , что с х о д н о е со с т а в р о л и т о м по­ ведение в условиях последовательно возрастающей гидроаэро­ динамической активности среды обнаруживает в рассматривае­ мом с л у ч а е , по д а н н ы м Д ж . Н е й х е й з е л а [ 2 8 ] , и л е й к о к с е н (см. т а б л . 5 0 ) . И с т и н н ы е п р и ч и н ы э т о г о н е я с н ы . В о з м о ж н о , что у к а ­ з а н н а я Д ж . Н е й х е й з е л о м в е л и ч и н а п л о т н о с т и л е й к о к с е н а (6 = = 4,6 г / с м ) н е п р а в и л ь н а , с у щ е с т в е н н о з а в ы ш е н а и д е й с т в и т е л ь ­ н а я плотность лейкоксена в рассматриваемых отложениях зна­ ч и т е л ь н о б л и ж е к плотности с т а в р о л и т а , к а к э т о у с т а н о в л е н о для отложений других районов детальными исследованиями А. Н . Ж е р д е в о й , В . К. А б у л е в и ч , Ю . А. П о л к а н о в а , И . Ф. К а ш карова и др. 3. Минералы с низкой гидроаэродинамической устойчиво­ стью ( / С « ( Ы ) < 0 , 8 ) — э п и д о т , к и а н и т , с и л л и м а н и т , т у р м а л и н , ро­ г о в а я о б м а н к а . С о д е р ж а н и е э т и х м и н е р а л о в по м е р е у с и л е н и я г и д р о а э р о д и н а м и ч е с к о й а к т и в н о с т и с р е д ы о с а д к о н а к о п л е н и я по­ с л е д о в а т е л ь н о у б ы в а е т . П о к а з а т е л ь н о , что при с р а в н и т е л ь н о небольшом усилении гидроаэродинамической активности среды наиболее резко ( > 2 раз) уменьшается содержание роговой о б м а н к и (см. т а б л . 5 0 ) в з н а ч и т е л ь н о й м е р е , п о - в и д и м о м у , изз а с п е ц и ф и ч н о с т и м о р ф о л о г и и ее ч а с т и ц . С о д е р ж а н и е ж е при­ м е р н о р а в н о г о ей по п л о т н о с т и т у р м а л и н а у б ы в а е т при этом в 3

9*

131

с у щ е с т в е н н о м е н ь ш е й степени. В е щ е м е н ь ш е й м е р е с н и ж а е т с я при э т о м с о д е р ж а н и е б о л е е т я ж е л ы х T M этой группы — сил­ л и м а н и т а , к и а н и т а и э п и д о т а . И л и ш ь при б о л е е з н а ч и т е л ь н о м усилении гидроаэродинамической активности среды происходит более резкое уменьшение содержания турмалина, силлиманита, к и а н и т а и э п и д о т а . П л о т н о с т ь м и н е р а л о в этой г р у п п ы н а и б о ­ л е е н и з к а я д л я T M т я ж е л о й ф р а к ц и и : 6 = ^ 3 , 6 , точнее, 6 = 2 , 8 5 - f 4-3,6. К п о с л е д н е й группе в о б щ е м с л у ч а е п р и м ы к а е т е щ е о д н а группа TM — TM легкой фракции (кварц, полевые шпаты и д р . ) , о б л а д а ю щ и е весьма низкой гидроаэродинамической ус­ тойчивостью и н а и м е н ь ш е й с р е д и T M п л о т н о с т ь ю ( 6 < 2 , 8 5 ) . С учетом с о с т а в а T M A р а з л и ч н ы х о т л о ж е н и й , в о б щ е м слу­ ч а е в ы д е л я е т с я и е щ е о д н а г р у п п а T M — T M с весьма высокой гидроаэродинамической устойчивостью и наибольшей среди TM п л о т н о с т ь ю ( 6 > 5 , 5 или, в о з м о ж н о , 6 > 5 , 3 ) — к а с с и т е р и т , в о л ь ­ фрамит, шеелит, танталит, бадделеит, золото и др., как это и б ы л о с д е л а н о в ы ш е (см. т а б л . 4 9 ) . И з л о ж е н н ы е д а н н ы е н а х о д я т с я в соответствии с многочис­ ленными материалами о различных современных и ископаемых о с а д о ч н ы х о б р а з о в а н и я х и имеют, б е з у с л о в н о , о б щ е е з н а ч е н и е . В качестве метода решения вопроса о положении каждого м и н е р а л а в р я д а х о т н о с и т е л ь н о й г и д р о м е х а н и ч е с к о й (гидро­ а э р о д и н а м и ч е с к о й ) устойчивости, м е т о д а п о с т р о е н и я т а к и х р я ­ дов д л я разных природных условий седиментогенеза следует р а с с м а т р и в а т ь а н а л и з и з м е н е н и я к о л и ч е с т в е н н ы х соотношений м е ж д у различными м и н е р а л а м и в п р е д е л а х у ч а с т к о в (или э т а ­ пов) с изменяющейся гидроаэродинамической активностью с р е д ы о с а д к о н а к о п л е н и я , н а п р и м е р у ч а с т к о в н а к о п л е н и я обыч­ ных песков и у ч а с т к о в с п о в ы ш е н н о й д и н а м и к о й , в п р е д е л а х к о т о р ы х н а к а п л и в а ю т с я пески с в ы с о к и м с о д е р ж а н и е м т я ж е л ы х минералов — природные шлихи (при с о б л ю д е н и и равенства д р у г и х у с л о в и й , п р е ж д е всего при идентичности источников сно­ са и р а в н о й у д а л е н н о с т и с о п о с т а в л я е м ы х у ч а с т к о в зоны о с а д ­ к о н а к о п л е н и я от источников с н о с а ) . Н а п р и м е р , у в е л и ч е н и е о т н о ш е н и я ц и р к о н / т у р м а л и н при по­ вышении гидродинамической активности среды осадконакопле­ ния у к а з ы в а е т на б о л е е р а н н и й и б о л е е з н а ч и т е л ь н ы й в ы н о с т у р ­ м а л и н а по с р а в н е н и ю с ц и р к о н о м , н а т о , что м и н е р а л , н а х о д я ­ щ и й с я в ч и с л и т е л е ( ц и р к о н ) , я в л я е т с я г и д р о м е х а н и ч е с к и бо­ л е е у с т о й ч и в ы м (менее п о д в и ж н ы м ) , чем м и н е р а л , н а х о д я щ и й ­ ся в з н а м е н а т е л е ( т у р м а л и н ) . П р о а н а л и з и р о в а в т а к и м о б р а з о м х а р а к т е р и з м е н е н и я коли­ чественных с о о т н о ш е н и й м е ж д у к а ж д ы м и д в у м я T M , присут­ ствующими в составе какой-либо осадочной толщи, в отложе­ ниях, накапливавшихся в условиях различной гидродинамиче­ ской а к т и в н о с т и ( у с т а н а в л и в а е м о й с у ч е т о м с у м м а р н о г о в ы х о д а T M т я ж е л о й ф р а к ц и и , а т а к ж е по г р а н у л о м е т р и и , слоистости и д р у г и м п р и з н а к а м ) , н е т р у д н о построить точный р я д относи-

т е л ь н о й г и д р о м е х а н и ч е с к о й устойчивости (или о б р а т н ы й ему ряд «дифференциальной подвижности») TM, выдерживавшийся при ф о р м и р о в а н и и д а н н о й т о л щ и . С п о м о щ ь ю д а н н о й м е т о д и к и , по м а т е р и а л а м м и н е р а л о г и ­ ческих а н а л и з о в Д ж . М а р т е н с а , а в т о р о м у с т а н о в л е н , в ч а с т н о ­ сти, р я д г и д р о м е х а н и ч е с к о й устойчивости T M в б е р е г о в о й зоне Восточной Ф л о р и д ы , к о т о р ы й имеет с л е д у ю щ и й в и д (в п о р я д к е уменьшения устойчивости м и н е р а л о в ) : циркон—рутил—ильме­ нит ( л е й к о к с е н и з и р о в а н н ы й ) — с т а в р о л и т — э п и д о т — т у р м а л и н — силлиманит—роговая обманка. Д р у г о й р я д г и д р о м е х а н и ч е с к о й устойчивости T M , с о г л а с у ю ­ щ и й с я с э т и м р я д о м и д о с т а т о ч н о б л и з к и й к нему, у с т а н о в л е н а в т о р о м д л я а л л ю в и а л ь н ы х о т л о ж е н и й . Этот р я д , в п о р я д к е у м е н ь ш е н и я устойчивости м и н е р а л о в , и м е е т в и д : ц и р к о н — р у ­ тил—альмандин—ставролит—кианит—турмалин—силлиманит. Некоторые из таких рядов установлены, например, А. И . Б л а ж ч и ш и н ы м и М . М . Усонисом по д а н н ы м м и н е р а л о г и ­ ческого а н а л и з а с о в р е м е н н ы х п р и б р е ж н ы х о т л о ж е н и й юго-вос­ точной ч а с т и Б а л т и й с к о г о м о р я . К а к п о к а з а л и эти а в т о р ы , по м е р е у д а л е н и я от б е р е г а и по м е р е п а д е н и я е м к о с т и в д о л ь б е регового п о т о к а н а н о с о в р а з л и ч н ы е м и н е р а л ы ( б л и з к о г о р а з ­ м е р а ) в ы п а д а ю т и ф и к с и р у ю т с я в о с а д к е строго п о с л е д о в а т е л ь ­ но, н а п р и м е р и л ь м е н и т — ц и р к о н — г р а н а т — э п и д о т — а м ф и б о л ы — глауконит—полевые шпаты—слюды. У к а з а н н ы й р я д в п о л н е м о ж е т б ы т ь у в я з а н с д р у г и м и уста­ н о в л е н н ы м и р я д а м и о т н о с и т е л ь н о й г и д р о а э р о д и н а м и ч е с к о й ус­ тойчивости T M ( т а б л . 5 1 ) , в частности с у с т а н о в л е н н ы м Н . А. Ш и л о [19] о б о б щ е н н ы м р я д о м п о в ы ш е н и я устойчивости ( у м е н ь ш е н и я п о д в и ж н о с т и ) основных р о с с ы п е о б р а з у ю щ и х ми­ нералов: алмаз—циркон—ильменит—монацит—магнетит—шее­ лит—касситерит—вольфрамит—золото—платина. П о с л е д о в а т е л ь н о с т ь с н и ж е н и я г и д р о а э р о д и н а м и ч е с к о й устой­ чивости T M в у с т а н о в л е н н ы х а в т о р а м и р я д а х ( д л я р а з л и ч н ы х о т л о ж е н и й и д л я р а з л и ч н ы х у с л о в и й их ф о р м и р о в а н и я ) всег­ д а п р а к т и ч е с к и строго с о о т в е т с т в у е т п о с л е д о в а т е л ь н о с т и у м е н ь ­ ш е н и я плотности м и н е р а л о в (см. т а б л . 5 1 ) . И с к л ю ч е н и е м из этой з а к о н о м е р н о с т и я в л я ю т с я л и ш ь с л ю д ы . С о п о с т а в л е н и е р а з л и ч н ы х ( у с т а н о в л е н н ы х д л я р а з л и ч н ы х от­ л о ж е н и й ) р я д о в о т н о с и т е л ь н о й г и д р о м е х а н и ч е с к о й устойчиво­ сти T M (см. т а б л , 5 1 ) п о к а з ы в а е т в ы с о к у ю степень соответст­ в и я м е ж д у н и м и , п р я м у ю с в я з ь м е ж д у г и д р о м е х а н и ч е с к о й ус­ т о й ч и в о с т ь ю и п л о т н о с т ь ю T M и п о з в о л я е т п о с т р о и т ь единый о б о б щ е н н ы й р я д о т н о с и т е л ь н о й г и д р о м е х а н и ч е с к о й устойчиво­ сти T M (в н а п р а в л е н и и у б ы в а н и я ) : п л а т и н а — з о л о т о — в о л ь ф р а ­ мит—касситерит—шеелит — магнетит — монацит — ильменит — циркон—рутил—альмандин, лейкоксен—ставролит, алмаз—киа­ нит—эпидот—турмалин—силлиманит—амфиболы—глауконит — кварц, полевые шпаты—слюды.

Ряды гидроаэродинамической устойчивости терригенных минералов

Оценка

Плотность минералов, г/см 3

Весьма высокая

Высокая

>5,5

4,0—5,5

Россыпи (обобщенный ряд Н. А. Шило)

Прибрежные отложения .Балтийского моря (по А. И. Б л а ж чишину, М . М. У с о нису)

Магнетит Монацит Ильменит Циркон

Ильменит Циркон

Алмаз 3,5—4,0

Эпидот Низкая

2,85—3,5 Амфиболы

Весьма низкая

<2,85

Аллювий

Платина Золото Вольфрамит' Касситерит Шеелит

Гранат .

Средняя

Прибрежные отложения Восточной Флориды (М. Г. Б е р г е р , по р е з у л ь т а ­ там минерало­ гических анализов Д ж . Мартенса)

Циркон Рутил Лейкоксенизированный ильме­ нит

Циркон Рутил Альмандин

Ставролит

Ставролит Кианит

Эпидот Турмалин Турмалин Силлиманит Силлиманит Роговая об­ манка

Глауконит Полевые шпаты "Слюда

П р и в е д е н н ы й р я д о х в а т ы в а е т все T M — от н а и б о л е е т я ж е ­ л ы х и г и д р о м е х а н и ч е с к и в е с ь м а у с т о й ч и в ы х д о н а и б о л е е лег­ ких и н а и м е н е е у с т о й ч и в ы х . Ясно, что л ю б о й T M в соответствии с его п л о т н о с т ь ю л е г к о н а й д е т свое п о л о ж е н и е в этом р я д у относительной г и д р о м е х а н и ч е с к о й устойчивости. В приведенном ряду лишь слюды благодаря специфической ф о р м е з а н и м а ю т место, не в п о л н е с о о т в е т с т в у ю щ е е их плот­ ности. П о м н е н и ю Б . Н . С о к о л о в а , е щ е одним г о р а з д о б о л е е

з н а ч и т е л ь н ы м о т к л о н е н и е м от д а н н о й з а к о н о м е р н о с т и , с в я з ь ь и а ю щ е й г и д р о м е х а н и ч е с к у ю устойчивость T M с их п л о т н о с т ь ю , я в л я е т с я а л м а з в с в я з и со с п е ц и ф и к о й его п о в е р х н о с т н ы х свойств — г и д р о ф о б н о с т ь ю и низкой в е л и ч и н о й к о э ф ф и ц и е н т а трения («гладкость», «скользкость»). П о этим свойствам алмаз, к а к с ч и т а е т Б . Н . С о к о л о в , п р е д с т а в л я е т собой г и д р о м е х а н и ч е ­ ски б о л е е у с т о й ч и в ы й м и н е р а л , чем б л и з к и е к н е м у по плот­ ности и д а ж е п р е в о с х о д я щ и е его по э т о м у п о к а з а т е л ю м и н е р а ­ л ы . П о м н е н и ю Б . Н . С о к о л о в а , при д е л ю в и а л ь н о м и п р о л ю в и а л ь н о м переносе а л м а з о с т а е т с я о д н и м из с а м ы х и н е р т н ы х ми­ нералов. Аллювиальный ж е перенос алмазов Б. Н. Соколов вообще считает практически невозможным. Э т о т п р и н ц и п и а л ь н о в а ж н ы й в н а у ч н о м и п р а к т и ч е с к о м от­ н о ш е н и я х в о п р о с пока о с т а е т с я н е р е ш е н н ы м . Н . Н . В е д е р н и к о в у т в е р ж д а е т , что а л м а з , о т л и ч а ю щ и й с я г и д р о ф о б н о й поверхно­ стью, в в о д н о й с р е д е б о л е е п о д в и ж е н , чем прочие м и н е р а л ы , и м е ю щ и е с м а ч и в а е м у ю п о в е р х н о с т ь , в том числе чем б л и з к и й к нему по п л о т н о с т и пироп. О б о т н о с и т е л ь н о й г и д р о м е х а н и ч е с к о й устойчивости T M м о ж ­ но судить, в частности, и по р е з у л ь т а т а м п о с л е д о в а т е л ь н о с т и их с м ы в а при ш л и х о в о м о п р о б о в а н и и ( д а н н ы е А. А. К у х а р е н к о , Б. М. Осовецкого и д р . ) . Так, например, Б. М. Осовецкий выде­ л я е т с л е д у ю щ и е группы т я ж е л ы х м и н е р а л о в в о з р а с т а ю щ е й гид­ р о м е х а н и ч е с к о й устойчивости: 1) с л ю д ы , п и р о к с е н ы , х л о р и т ; 2 ) т у р м а л и н , эпидот, а м ф и б о л ы , л е й к о к с е н , с т а в р о л и т и д р . ; 3) рутил, циркон, ильменит, магнетит, гематит и др.; 4) золото, платина и др. При некоторой сложности, разнородности состава минералов в т о р о й г р у п п ы и н е д о с т а т о ч н о й ясности, в частности, причин р а з д е л е н и я а м ф и б о л о в и п и р о к с е н о в н е т р у д н о з а м е т и т ь , что в целом д а н н а я последовательность соответствует последова­ т е л ь н о с т и у в е л и ч е н и я плотности м и н е р а л о в в р я д у от н а и б о л е е л е г к и х и п л а с т и н ч а т ы х м и н е р а л о в к т я ж е л ы м . С учетом изло­ ж е н н о г о в ы ш е , п р е д с т а в л я е т с я в о з м о ж н ы м построить с л е д у ю ­ щую шкалу гидроаэродинамической устойчивости TM (табл. 52). Миграционная способность В е с ь м а в а ж н о й (в том числе в геолого-поисковых ц е л я х ) х а р а к т е р и с т и к о й к а ж д о г о м и н е р а л а я в л я е т с я его м и г р а ц и о н н а я способность ( M C ) , о ц е н и в а е м а я д а л ь н о с т ь ю , м а к с и м а л ь н ы м расстоянием возможного перемещения минералов в свободном с о с т о я н и и от его коренного источника при с о х р а н е н и и мине­ ральными зернами некоторых минимальных размеров, в каче­ стве к о т о р ы х в т е р р и г е н н о й м и н е р а л о г и и ц е л е с о о б р а з н о при­ н я т ь р а з м е р 0,05 мм или б л и з к и е к нему. О п р е д е л я е м а я т а к и м о б р а з о м M C м и н е р а л о в з а в и с и т от их г и д р о а э р о д и н а м и ч е с к о й , х и м и ч е с к о й и ф и з и к о - м е х а н и ч е с к о й устойчивости ( о б о б щ а ю щ а я

Шкала гидроаэродинамической устойчивости терригенных минералов Группы минералов по п л о т ­ ности

Легкие

Обозначе­ ние группы

L

Весьма низкая

H

1

Тяжелые

H

3

H

3

Сверх­ тяжелые

Оценка устойчивости

SH

Низкая

Подгруппы устойчи­ вости

Плотность, г/см

Характерные минералы

1

<2,85

Кварц, полевые шпа­ ты, мусковит, глауко­ нит, кордиерит

2

2,85—3,1

3

3,1—3,3

4

3,3—315

5

3,5—3,65

3

Турмалин (дравит), тремолит Турмалин (шерл), силлиманит, андалу­ зит, апатит, роговая обманка Эпидот, авгит, диоп­ сид, гиперстен Алмаз, кианит, топаз, титанит, гроссуляр, геденбергит

Средняя 6

3,65—3,8

Шпинель (алюмошпинели), ставролит, пи­ роп, андрадит

7

3,8-4,0

Анатаз, брукит, аль­ мандин-пироп

8

4,0—4,5

Рутил, корунд, ганит, альмандин, перовскит, алланит (ор­ тит), спессартин

9

• 4,5—5,0

Циркон, хромит, ксе­ нотим, ильменит, маг­ нетит, пирохлор

10

5,0—5,5

11

>5,5

Высокая

Весьма высокая

Монацит, колумбит, гематит, пирит Платина, золото, бадделеит, касситерит, колумбит, танталит, вольфрамит, шеелит, киноварь, торит

х а р а к т е р и с т и к а T M , п р о и з в о д н а я по о т н о ш е н и ю к о т м е ч е н н ы м свойствам T M ) . П р и этом повышение химической и физико-ме­ х а н и ч е с к о й устойчивости T M ведет к у в е л и ч е н и ю их M C , а по­ в ы ш е н и е г и д р о а э р о д и н а м и ч е с к о й устойчивости м и н е р а л о в сни­ ж а е т эту способность (это с к а з ы в а е т с я с у щ е с т в е н н о на к л а с с е с в е р х т я ж е л ы х — SH) T M (см. т а б л . 5 2 ) . Имеющиеся в литературе сведения о величине M C минера­ лов весьма противоречивы. В значительной мере это обуслов­ л е н о н е д о с т а т о ч н о ^ и з у ч е н н о с т ь ю вопроса и р а з л и ч и я м и з н а ч е ­ ний M C одних и тех ж е м и н е р а л о в в р а з н ы х г и п е р г е н н ы х ус­ ловиях. Однако отчасти существующие расхождения в приво­ д и м ы х а в т о р а м и д а н н ы х о б у с л о в л е н ы р а з л и ч и я м и м е т о д и к и оп­ р е д е л е н и я в е л и ч и н ы M C , п р е ж д е всего в з н а ч е н и я х п р е д е л ь н о й в е л и ч и н ы и з м е л ь ч е н и я м и н е р а л о в при у с т а н о в л е н и и м а к с и м а л ь ­ ного у д а л е н и я T M от источников сноса. В к а ч е с т в е т а к о й в е л и ­ чины п р и н и м а ю т с я р а з м е р ы 0,01; 0 , 1 ; 0,5 и д а ж е 1 м м , а т а к ­ ж е н е к о т о р ы е д р у г и е з н а ч е н и я р а з м е р о в зерен T M . З а м е т и м , что п р е д е л ь н а я в е л и ч и н а р а з м е р о в зерен у к а з ы в а е т с я не в с е г д а . В частности, д л я п и р о п а и п и к р о и л ь м е н и т а — спутников а л ­ м а з а — э т а в е л и ч и н а и н о г д а с о с т а в л я е т 1 мм .и именно д л я к л а с с а ,4-1 мм В. Ф. К р и в о н о с о м и д р . д а е т с я их м а к с и м а л ь н о е у д а л е н и е от к о р е н н ы х источников. И с х о д я из поисковых ц е л е й , можно понять выбор крупного предельного измельчения (дроб­ ления, истирания, сортировки) минералов-спутников. Однако с ч и т а т ь его о б щ и м д л я T M н е л ь з я в с в я з и с т е м , что в терригенной м и н е р а л о г и и п р и н я т а и н а я м е т о д и к а м и н е р а л о г и ч е с к о г о а н а л и з а , а з е р н а многих ш и р о к о р а с п р о с т р а н е н н ы х м и н е р а л о в з а ч а с т у ю не д о с т и г а ю т с т о л ь к р у п н ы х р а з м е р о в в к о р е н н ы х источниках. Д л я п о л у ч е н и я с о п о с т а в и м ы х д а н н ы х при о п р е д е л е н и и в е л и ­ чины M C м и н е р а л о в п р е д е л ь н ы е з н а ч е н и я р а з м е р о в и з м е л ь ч е ­ ния д о л ж н ы , естественно, б ы т ь о д и н а к о в ы м и не т о л ь к о при изу­ чении одного и того ж е T M , но и д л я всех них. Э т и р а з м е р ы целесообразно принять небольшими исходя, главным образом, из у ч е т а 1) р е а л ь н ы х р а з м е р о в б о л ь ш и н с т в а м и н е р а л о в (осо­ бенно а к ц е с с о р н ы х ) в к о р е н н ы х п о р о д а х , 2 ) м и н и м а л ь н ы х р а з ­ меров извлекаемых минералов россыпей, 3) общей методики T M и с с л е д о в а н и й — п р е ж д е всего м е т о д и к и в ы д е л е н и я и коли­ чественного м и н е р а л о г и ч е с к о г о а н а л и з а т е р р и г е н н ы х компонен­ тов о с а д к о в и о с а д о ч н ы х г о р н ы х пород. С учетом э т и х о б с т о я т е л ь с т в , в к а ч е с т в е т а к о г о р а з м е р а це­ л е с о о б р а з н о п р и н я т ь в е л и ч и н у 0,05 мм или б л и з к у ю к ней. Н е о б х о д и м о особо п о д ч е р к н у т ь при э т о м , что речь идет о пре­ д е л ь н о й в е л и ч и н е не просто и с т и р а н и я м и н е р а л о в , а их и з м е л ь ­ чения, точнее, у м е н ь ш е н и я р а з м е р а их з е р е н , о б у с л о в л е н н о г о в о б щ е м с л у ч а е не т о л ь к о и с т и р а н и е м , но и р а з д р о б л е н и е м , р а с ­ т в о р е н и е м , г и д р о а э р о д и н а м и ч е с к о й с о р т и р о в к о й и, в о з м о ж н о , другими процессами.

В С л о в а р е по геологии россыпей [14] и в д р у г и х р а б о т а х п р и в е д е н ы д а н н ы е , п о з в о л я ю щ и е построить с л е д у ю щ и й р я д р о с с ы п е о б р а з у ю щ и х м и н е р а л о в по в о з р а с т а н и ю д а л ь н о с т и (в к м ) их в о з м о ж н о г о переноса в водной с р е д е в в и д е з е р е н , р а з м е р ы к о т о р ы х д о п у с к а ю т их и з в л е ч е н и е с у щ е с т в у ю щ и м и с п о с о б а м и и м е т о д а м и о б о г а щ е н и я : п и р о х л о р ( 1 — 1 , 5 ) — в о л ь ф р а м и т (1 — 2,5) — к о л у м б и т (1,5—2,5)—танталит (до 5 ) — к а с с и т е р и т ( 3 — 6 ) — п л а т и н а ( 4 — 8 ) — з о л о т о ( 8 — 1 0 ) (не с ч и т а я косовых к о н ц е н т р а ц и й ) — и л ь м е н и т ( р у д о о б р а з у ю щ и й ) , фергусонит, эв­ ксенит, с а м а р с к и т ( 1 5 — 2 0 ) — л о п а р и т (п-1—200 и более) — н е ф р и т ( 1 5 0 — 2 0 0 ) — а л м а з ( д е с я т к и — п е р в ы е сотни к и л о м е т ­ р о в ) — и л ь м е н и т ( а к ц е с с о р н ы й ) , ц и р к о н , м о н а ц и т , р у т и л (сот­ ни к и л о м е т р о в ) . К р о м е того, п р и в о д и т с я [14] н е с к о л ь к о иной р я д р о с с ы п е о б р а з у ю щ и х м и н е р а л о в по в о з р а с т а н и ю их м и г р а ­ ционной способности (в с к о б к а х у к а з а н номер м и н е р а л а по з а ­ н и м а е м о м у им м е с т у в п р е д ы д у щ е м р я д у ) : г а т ч е т т о л и т — м и к р о ­ лит—киноварь—пирохлор (1) — танталит (4) — вольфрамит ( 2 ) — ш е е л и т —- ц и р т о л и т (малакон) — колумбит (3) — п о л и краз — касситерит (5) — ильменит (8) — самарскит (8) — фер­ гусонит ( 8 ) — л о п а р и т ( 9 ) — э в к с е н и т ( 8 ) — з о л о т о ( 7 ) — п л а ­ тина ( 6 ) . С учетом и з л о ж е н н о г о в ы ш е и п о д х о д а А. А. К у х а р е н к о , м о ж н о п р е д л о ж и т ь с л е д у ю щ у ю э м п и р и ч е с к у ю ф о р м у л у (соот­ в е т с т в у ю щ у ю и п р и р о д н ы м н а б л ю д е н и я м , и т е о р е т и ч е с к и м пред­ ставлениям в данной области) для вычисления приближенного к о э ф ф и ц и е н т а м и г р а ц и о н н о й способности (К\ ) T M (в у с л о в ­ ных е д и н и ц а х ) : тР

О)

3

К imp = 10~ S ft (w)h pl^> C

C

где Sch(w) — п р и б л и ж е н н ы й и н д е к с х и м и ч е с к о й устойчивости T M при п р о ц е с с а х поверхностного в ы в е т р и в а н и я , по А. К а й е и Ж . Трикару [ 2 3 ] ; п — средняя твердость минералов, опреде­ л е н н а я методом м и к р о в д а в л и в а н и я ( м и к р о т в е р д о с т ь ) , к г с / м м (VHN у з а р у б е ж н ы х а в т о р о в ) ; б — с р е д н я я п л о т н о с т ь м и н е р а ­ лов, г / с м . У м н о ж е н и е на Ю д е л а е т з н а ч е н и я К\ более удобными д л я п о с л е д у ю щ е г о о п е р и р о в а н и я ими. В ы ч и с л е н и я , п р о в е д е н н ы е по д а н н о й ф о р м у л е , п о з в о л и л и по­ л у ч и т ь с л е д у ю щ и е з н а ч е н и я к о э ф ф и ц и е н т а м и г р а ц и о н н о й спо­ собности (К\ ) TM (табл. 53). С о п о с т а в л е н и е р я д а о т н о с и т е л ь н о й M C т е р р и г е н н ы х мине­ р а л о в , построенного по в ы ч и с л е н н ы м з н а ч е н и я м К\ , с рядом о т н о с и т е л ь н о й M C м и н е р а л о в , к о т о р ы й , по А. А. К у х а р е н к о , на­ м е ч а е т с я д о с т а т о ч н о о т ч е т л и в о по н а б л ю д е н и я м н а д м и н е р а л ь ­ ным с о с т а в о м россыпей и о б л о м о ч н ы х о с а д к о в р а з л и ч н ы х гене­ т и ч е с к и х типов, п о к а з ы в а е т в е с ь м а в ы с о к у ю степень с х о д с т в а э т и х р я д о в д л я б о л ь ш и н с т в а м и н е р а л о в ( т а б л . 5 4 ) . Это п о к а з ы ­ в а е т , что п р е д л о ж е н н а я э м п и р и ч е с к а я ф о р м у л а ( 1 ) я в л я е т с я в б о л ь ш и н с т в е с л у ч а е в вполне у д о в л е т в о р и т е л ь н о й д л я о п р е д е л е ср

2

3

- 3

тр

тр

тр

Значения коэффициента миграционной способности (К\ р) терригенных минералов и исходные данные для их вычисления т

Химическая устойчивость Микротвер­ дость (Sch (w) ( Л , кгс/мм ) усл. е д . ) по А. К а й е по С. И. Л е б е ­ и Ж . Трикару д е в о й [S] [23], с д о п о л ­ нениями 3

Минералы

с р

Циркон

/I = 1

1047;

710

Плотность (о, г / с м )

к

\тр

3

4,7

hi= 1276

K = 158,2; / С = 192,8; < = 175,5 237,9 114J 4,1 Д о 1580,9 1,6 148,3 227,0 263,5 407,2 169,6 37,0 63,2 43,3 25,0 22,1 - 17,8 109,0 90,1 17,0 54,3 Ki = 30,6; /С =95,8; /Сер = 63,2 31,7 36,6 38,1 13,2 20,0 2,6 0,1 2,3 x

г

р

Турмалин Лимонит Платина Алмаз Золото Хромит Кварц Корунд Муассанит Топаз Монацит Касситерит Ксенотим Колумбит Вольфрамит Барит Ортоклаз Гранат Флюорит Титанит Кианит

1 133 803 130 Д о 10 060 54 1 375 1 136 2 108 2 606 1 454 467 1 106 487 338 455 217 794 1 250 194 679 fti = 420; Z i = I 313

630 600 600 550 550 550* 530 500 500 * 420 420 400 400 400 * 360 360 350 Э10 280 280 270

610 532 1 009 402 640 1 295 87 803

270 220 200 200 * 150 10 10* 10*

3,0 4,2 19,0 3,5 18,2 5,1 2,65 4,0 3,2 3,6 5,3 7,0 4,5 5,5 7,4 4,4 2,55 4,3 3,2 3,5 3,7

2

Магнетит Апатит Гематит Шеелит Ильменит Пирит Галенит Эгирин * Дополнение

2

5,2 3,2 5,3 6,1 4,8 ч 5,0 7,6 3,5

автора.

ния о т н о с и т е л ь н о й в е л и ч и н ы M C р а з л и ч н ы х м и н е р а л о в , а в ка­ кой-то м е р е , в о з м о ж н о , и д л я п р и б л и ж е н н о й оценки а б с о л ю т ­ ной в е л и ч и н ы их M C Н а и б о л е е з н а ч и т е л ь н ы е р а з л и ч и я м е ж д у э т и м и р я д а м и со-, с т о я т в п о л о ж е н и и в них з о л о т а , п л а т и н ы , а т а к ж е и л ь м е н и т а . П р и р о д н ы е н а б л ю д е н и я , о д н а к о , не п о д т в е р ж д а ю т п р е д с т а в л е ­ ний о в ы с о к о й M C з о л о т а (если не у ч и т ы в а т ь его т р а н с п о р т и -

Шкала относительной миграционной способности терригенных минералов

Оценка

Весьма низкая

Группа

Пределы значений К\тр

Х а р а к т е р н ы е минералы (и вычисленные значения

Киноварь (0,1) Галенит (0,1)

I

Золото (1,7) Эгирин (2,3) Пирит (2,6) Платина (4,1)

Шеелит (13,2)

Флюорит (17,0) Низкая

II

10—30 Барит (17,8) Ильменит (20,0) Вольфрамит (22,1) Колумбит (25,0)

Средняя

Высокая

III

IV

30-30

60—120

Ряд о т н о с и ­ тельной миграционной способности минералов, по А. А. К у ­ харенко

Киноварь Арсенопирит Вольфра­ мит Пирит

Шеелит Оливин Авгит Гиперстен Барит Гроссулярандрадит Флюорит Роговая обманка Диопсид Колумбит Актинолит Эпидот

Титанит (54,3)

Магнетит Апатит Титанит Альмандин Ставролит Анатаз Монацит

Кианит (63,2) Касситерит (63,2) Альмандин (90,1) Ортоклаз (109,0) Лимонит (114,7)

Кианит Касситерит Андалузит Золото Лимонит

Магнетит (31,7) Апатит (36,6) Монацит (37,0) Гематит (38,1) Ксенотим (43,3)

Продолжение

Оценка

Группа

Пределы значений

Характерные минералы (и вычисленные значения

Хромит (148,3)

Весьма высокая

V

0120 Топаз (169,6) Циркон (175,5) Кваоц (227,0) Турмалин (237,9) Корунд (263,5) Муассанит (407,2) Алмаз (до 1580,9)

т а б л. 54 Р я д относи­ тельной миграционной способности минералов, по A. A. K y харенко

Хромшпинелиды Ильменит Гематит Лейкоксен Осмистый иридий Топаз Рутил Турмалин Платина Циркон Корунд Алмаз

ровку в сростках с кварцем и другими м и н е р а л а м и ) и весьма в ы с о к о й , е д в а л и не с а м о й в ы с о к о й , из всех м и н е р а л о в M C п л а ­ т и н ы . Р я д о т н о с и т е л ь н о й M C м и н е р а л о в , п о с т р о е н н ы й по вы­ ч и с л е н н ы м д л я к а ж д о г о T M з н а ч е н и я м Кшр, г о р а з д о б л и ж е соответствует природным данным. П р и о п р е д е л е н и и м и г р а ц и о н н о й способности T M , к а к извест­ но, не у ч и т ы в а ю т с я ни геологическое в р е м я ( п р о д о л ж и т е л ь н о с т ь м и г р а ц и и ) , ни число ц и к л о в п е р е м ы в а и п е р е о т л о ж е н и я обло­ мочного м а т е р и а л а . О б а эти п о к а з а т е л я п р и н и м а ю т с я п р а к т и ­ чески н е о г р а н и ч е н н ы м и , в о б щ е м с л у ч а е всегда д о с т а т о ч н ы м и д л я д о с т и ж е н и я к а ж д ы м T M (по к р а й н е й м е р е , ч а с т ь ю его зе­ рен, п р и с у т с т в о в а в ш и х в п о р о д а х источника с н о с а ) м а к с и м а л ь ­ ного у д а л е н и я от к о р е н н о г о и с т о ч н и к а , с т о л ь б о л ь ш о г о , на­ с к о л ь к о п о з в о л я ю т э т о ф и з и к о - м е х а н и ч е с к а я , х и м и ч е с к а я и гид­ р о а э р о д и н а м и ч е с к а я у с т о й ч и в о с т ь м и н е р а л о в , т. е. их сопро­ т и в л я е м о с т ь р а з л и ч н ы м в о з д е й с т в и я м , н а п р а в л е н н ы м на пере­ м е щ е н и е и р а з р у ш е н и е м и н е р а л о в . С учетом этого и и з в е с т н ы х природных механизмов, и условий транспортировки (характер к о т о р ы х т а к ж е н и к а к не о г р а н и ч и в а е т с я при о п р е д е л е н и и M C м и н е р а л о в ) , м о ж н о о т м е т и т ь , что из т р е х о т м е ч е н н ы х седимент о г е н и ч е с к и х свойств T M н а и б о л ь ш е е в л и я н и е на в е л и ч и н у M C м и н е р а л о в в б о л ь ш и н с т в е с л у ч а е в о к а з ы в а е т их ф и з и к о - м е х а ­ ническая и химическая устойчивость, а гидроаэродинамическая у с т о й ч и в о с т ь на м и н е р а л ы с 1-й по 10-ю п о д г р у п п у (см. т а б л . 52) н а м н о г о м е н ь ш е в о з д е й с т в у е т на их M C Т а к , M C т е р р и г е н н ы х м и н е р а л о в 8-й, 9-й и 10-й подгрупп г и д р о а э р о д и н а ­ мической устойчивости ( ц и р к о н , р у т и л , м о н а ц и т и д р . ) я в л я е т с я

и с к л ю ч и т е л ь н о высокой, иногда — п р а к т и ч е с к и н е о г р а н и ч е н н о й , если т о л ь к о ф и з и к о - м е х а н и ч е с к а я и особенно х и м и ч е с к а я устой­ чивость м и н е р а л о в д о с т а т о ч н о в ы с о к и . У ч и т ы в а я с к а з а н н о е , м о ж н о п р е д л о ж и т ь иную э м п и р и ч е с к у ю формулу д л я определения величины коэффициента M C (Kzmp) TM: Km 2

3

=

P

ll

\0- *S h /b \ ch{w)

(2)

cp

П о с т р о е н н ы й по в ы ч и с л е н н ы м з н а ч е н и я м Кътр РЯД относи­ т е л ь н о й м и г р а ц и о н н о й способности T M ( т а б л . 5 5 ) л и ш ь в от­ д е л ь н ы х д е т а л я х о т л и ч а е т с я от р я д а , п о с т р о е н н о г о по Кшр (см. т а б л . 5 4 ) и т а к ж е ( г л а в н ы м о б р а з о м , з а и с к л ю ч е н и е м д а н ­ ных по п л а т и н е , з о л о т у и и л ь м е н и т у ) д о с т а т о ч н о б л и з о к к р я д у о т н о с и т е л ь н о й M C м и н е р а л о в , по А. А. К у х а р е н к о (см. т а б л . 5 5 ) . С учетом с у щ е с т в е н н о в о з р а с т а ю щ е г о в л и я н и я на M C мине­ р а л о в в е л и ч и н ы плотности н а и б о л е е т я ж е л ы х м и н е р а л о в (осо­ бенно при 6 ^ 7 г / с м ) д л я м и н е р а л о в при б < 7 M C п р е д п о ч т и ­ т е л ь н е е о п р е д е л я т ь по ф о р м у л е ( 2 ) или в у д о в л е т в о р и т е л ь н о й степени по ф о р м у л е ( 1 ) и ( 2 ) , а д л я T M с 6 ^ 7 б о л е е у д о б н о пользоваться формулой (1). Д л я у с л о в и й с л а б о г о п р о я в л е н и я процессов х и м и ч е с к о г о в ы ­ в е т р и в а н и я н а и б о л е е т о ч н о м у о п р е д е л е н и ю о т н о с и т е л ь н о й ве­ личины M C м и н е р а л о в , в о з м о ж н о , с о о т в е т с т в у ю т ф о р м у л ы * * : 3 1 / 2 1 / 2 Kz =10r'>SV»chiw)h p/6 или W = 1 0 - - S c h ( « , ) W S . А д л я у с л о в и й к р а й н е с л а б о г о п р о я в л е н и я процессов хими­ ческого в ы в е т р и в а н и я и тем б о л е е п р а к т и ч е с к и п о л н о г о его от­ сутствия в данных целях, возможно, вполне удовлетворитель­ н ы м я в л я е т с я к о э ф ф и ц и е н т Ksmp — hcplS (или его м о д и ф и к а ц и я K'sm = H/d) или ж е б л и з к и й к н е м у к о э ф ф и ц и е н т Кьтр — Ь, 1Ь ( и л и его м о д и ф и к а ц и я К 'бт = Н/Ь ). О б р а т н а я к о э ф ф и ц и е н т у К'ътр в е л и ч и н а б / Я ( « к о э ф ф и ц и е н т п с е ф и ч н о с т и » ) , к а к и о т н о ш е н и е б / Л по ф и з и ч е с к о м у и г е о л о ­ гическому с м ы с л у м о ж е т х а р а к т е р и з о в а т ь неперемещаемость (степень н е п е р е м е щ а е м о с т и ) м и н е р а л о в . В целях количественного в ы р а ж е н и я величины миграцион­ ной способности и д р у г и х с е д и м е н т о - и л и т о г е н и ч е с к и х свойств TM можно использовать т а к ж е подход, принципиально анало­ гичный подходу В . Н . Ш в а н о в а , к о т о р ы й в ы р а ж а л х и м и ч е с к у ю и ф и з и к о - м е х а н и ч е с к у ю ( а б р а з и в н у ю ) устойчивость T M в ус­ ловных единицах, численные значения которых принимались соответствующими номеру (месту) каждого минерала в рядах возрастающей химической и физико-механической устойчиво­ сти м и н е р а л о в , по А. А. К у х а р е н к о . А. В . Е р е м и н а н а л о г и ч н о определял величины т а к называемых «бронов» («баллов ряда о т н о с и т е л ь н о й неустойчивости м и н е р а л о в » ) . Е с л и н о м е р а м в ы д е л е н н ы х в ы ш е 13 п о д г р у п п х и м и ч е с к о й устойчивости T M (см. т а б л . 36 и 3 7 ) , 14 п о д г р у п п ф и з и к о - м е 3

mp

C

т

P

СР

1

1/2

Р

ср

* См. формулу (1). ** Пояснение см. в формуле (1).

Шкала относительной миграционной способности терригенных минералов по величине / С щ р 2

Оценка

Весьма низкая

Груп­ па

I

Пределы значений к

2тр

<30

Характерные минералы (и их вычисленные значения к

2тр)

Киноварь (0,3) Галенит (0,3) Эгирин (4,3) Пирит (5,8) Золото (7,0) Платина (7,9)

Флюорит (30,4) Шеелит (32,6) Низкая

II

30—60 Барит (37,2)

Ильменит (43,8) Колумбит (54,8)

Средняя

Высокая

III

IV

60—120

120—240

Вольфрамит (60,2)Апатит (65,4) Магнетит (72,2) Монацит (85,2) Гематит (87,7) Ксенотим (93,9) Титанит (il01,6)

Кианит (122,2) Касситерит (167,2) Ортоклаз (174,0) Альмандин (Ш6,9) Лимонит (235,1)

Ряд относительной MC минералов, по А. А. Кухаренко

Киноварь Арсенопирит Вольфрамит Пирит

Шеелит Оливин Авгит Гиперстен Барит Гроссуляр-андрадит Флюорит Роговая обманка Диопсид Колумбит Актинолит

Эпидот Магнетит Апатит

Титанит

Альмандин Ставролит Анатаз Монацит Кианит Касситерит Андалузит Золото Лимонит

Продолжение Оценка

Весьма высокая

Группа

V

Пределы значений 2тр к

>240

Характерные минералы (и их вычисленные значения 2тр) к

Топаз (321,8) Хромшпинелиды (346,1) Кварц (369,5) Циркон (380,4) Турмалин (412,6) Корунд (527,0) Муассанит (728,4) Алмаз (до 2957,5)

табл.

55

Ряд относительной MC минералов, по А. А. К у х а р е н к о

Хромшпинелиды Ильменит Гематит Лейкоксен Осмистый иридий Топаз Рутил Турмалин Платина Циркон Корунд Алмаз

ханической устойчивости (см. т а б л . 44) и 11 подгрупп гидро­ а э р о д и н а м и ч е с к о й устойчивости (см. т а б л . 5 2 ) п р и д а т ь з н а ч е ­ ние баллов устойчивости м и н е р а л о в ( с о к р а щ е н н о «бум», у с л о в ­ ное о б о з н а ч е н и е В), то, с учетом и з л о ж е н н о г о в ы ш е , м о ж н о предложить следующую формулу д л я вычисления ориентиро­ вочной в е л и ч и н ы б а л л о в м и г р а ц и о н н о й способности T M : (3) где В — б а л л м и г р а ц и о н н о й способности T M , B h — б а л л хи­ мической устойчивости T M , Врн — б а л л ф и з и к о - м е х а н и ч е с к о й устойчивости T M , Bhd — б а л л г и д р о а э р о д и н а м и ч е с к о й устойчи­ вости T M . П р и э т о м , у ч и т ы в а я , что многие T M могут п р и н а д л е ­ ж а т ь не одной п о д г р у п п е и д а ж е не одной группе устойчивости ( н а п р и м е р , х и м и ч е с к о й ) , а могут относиться к р я д у подгрупп, в к а ч е с т в е б а л л а о п р е д е л е н н о г о т и п а устойчивости ( х и м и ч е с к о й , ф и з и к о - м е х а н и ч е с к о й или г и д р о а э р о д и н а м и ч е с к о й ) одного ми­ н е р а л а при в ы ч и с л е н и и в е л и ч и н ы В п р е ж д е всего необходи­ мо р а с с м а т р и в а т ь одно з н а ч е н и е ( н а и б о л е е типичное, с р е д н е е ) . Н а п р и м е р , в соответствии с п р и в е д е н н ы м и в ы ш е д а н н ы м и , б а л л химической устойчивости к в а р ц а B h(Q) = 12, б а л л ф и з и к о - м е ­ ханической устойчивости Bph(Q) = 9 , а б а л л его г и д р о а э р о д и н а ­ мической устойчивости Bhd(Q) = l. С о о т в е т с т в е н н о о п р е д е л е н н ы й по ф о р м у л е ( 3 ) б а л л м и г р а ц и о н н о й способности этого м и н е р а ­ ла В (Q) = 108,0. В п р о ч е м , учет в о з м о ж н ы х к р а й н и х з н а ч е н и й б а л л о в устойчивости м и н е р а л о в т а к ж е с у щ е с т в е н при х а р а к т е ­ р и с т и к е T M и при в ы ч и с л е н и и в е л и ч и н ы б а л л о в их м и г р а ц и о н ­ ной способности. В соответствии с и з л о ж е н н ы м (при а н а л и з е в ы р а ж е н и й д л я определения коэффициентов миграционной способности T M ) , тр

C

тр

C

тр

д л я группы н а и б о л е е т я ж е л ы х ( « с в е р х т я ж е л ы х » ) T M с в ы с ш и м б а л л о м г и д р о а э р о д и н а м и ч е с к о й устойчивости B ^ = H б а л л M C м о ж е т о п р е д е л я т ь с я по н е с к о л ь к о иной ф о р м у л е В\т

= — — ^

Р

B

c

h

B

p

- \ Q r \

h

(4)

Д л я у с л о в и й с л а б о г о п р о я в л е н и я процессов химического вы­ в е т р и в а н и я и т е м б о л е е п р а к т и ч е с к и полного его отсутствия о п р е д е л е н и е б а л л о в M C м и н е р а л о в м о ж е т п р о в о д и т ь с я по иным ш к а л а м , в основе к о т о р ы х л е ж а т в ы ч и с л е н н ы е з н а ч е н и я в е л и ­ чин с о о т в е т с т в е н н о : B = B h B k / B ^ и B = B IB^ hd, а д л я н а и б о л е е т я ж е л ы х T M (с 6 ^ 7 ) , соответственно В р = = B B V . \ 0 - " и в = в - ю . В к а ч е с т в е основного п о к а з а т е л я M C т е р р и г е н н ы х м и н е р а ­ л о в н и ж е р а с с м а т р и в а е т с я к о э ф ф и ц и е н т К ш р , о п р е д е л я е м ы й по ф о р м у л е ( 1 ) . С о о т в е т с т в е н н о т а к ж е основной р а с с м а т р и в а е т с я ш к а л а относительной M C терригенных минералов, построенная на з н а ч е н и я х д а н н о г о п о к а з а т е л я (см. т а б л . 5 4 ) . Д р у г и е вве­ денные выше показатели M C рассматриваются как дополнитель­ ные. В а ж н е й ш и м из них я в л я е т с я б а л л м и г р а ц и о н н о й способ­ ности { В ) T M , о п р е д е л я е м ы й по ф о р м у л е ( 3 ) . Н а основе уче­ та з н а ч е н и й д а н н о г о п о к а з а т е л я м о ж е т б ы т ь п р е д л о ж е н а сле­ д у ю щ а я дополнительная ш к а л а относительной M C терригенных м и н е р а л о в ( т а б л . 5 6 ) . С л е д у е т п р и з н а т ь , о д н а к о , что соответ­ ствие м е ж д у г р у п п а м и T M , в ы д е л е н н ы м и на основе р а з л и ч н ы х п о к а з а т е л е й M C , не я в л я е т с я п о л н ы м , а б с о л ю т н ы м . Т е м не ме­ нее в ы с о к а я степень с о о т в е т с т в и я м е ж д у п о с л е д о в а т е л ь н о с т я м и ( р я д а м и ) о т н о с и т е л ь н о й M C м и н е р а л о в , п о с т р о е н н ы м и по вве­ денным показателям, и наблюдаемыми в природе соотношения­ ми величин M C р а з л и ч н ы х м и н е р а л о в у к а з ы в а е т на д о с т а т о ч ­ ную у д о в л е т в о р и т е л ь н о с т ь и э ф ф е к т и в н о с т ь п р е д л о ж е н н ы х по­ казателей M C 1

2

m

p

/

2

2

C

P

2

h

d

3

m

p

ph

4

2

p

h

т

1

c

h

5

т

т

Р

р

Н

р

И с к л ю ч и т е л ь н о б о л ь ш о е з н а ч е н и е и м е ю т оценка а б с о л ю т н о й в е л и ч и н ы M C т е р р и г е н н ы х м и н е р а л о в (в к и л о м е т р а х ) и по­ строение соответствующей шкалы. В качестве такой шкалы м о ж н о п р е д л о ж и т ь с л е д у ю щ у ю ( т а б л . 5 7 ) . М и г р а ц и о н н а я спо­ собность T M о ц е н и в а е т с я д л я у с л о в и й т р а н с п о р т и р о в к и мине­ р а л о в в с в о б о д н о м с о с т о я н и и . Н е о б х о д и м о о т м е т и т ь , что полу­ чение точной о б о б щ е н н о й к о л и ч е с т в е н н о й оценки м а к с и м а л ь н о в о з м о ж н о й д а л ь н о с т и м и г р а ц и и T M от их к о р е н н ы х источников о с л о ж н я е т с я т е м , что T M при п р о ц е с с а х в ы в е т р и в а н и я исход­ ных ( м а т е р и н с к и х ) п о р о д и при т р а н с п о р т и р о в к е не с р а з у пол­ ностью в ы с в о б о ж д а ю т с я от своих п а р а г е н е т и ч е с к и х спутников, а н е р е д к о д л и т е л ь н о е в р е м я и з н а ч и т е л ь н о е р а с с т о я н и е мигри­ р у ю т в с о с т а в е о б л о м к о в исходных п о р о д или в в и д е с р о с т к о в с д р у г и м и м и н е р а л а м и . Е с т е с т в е н н о , что т а к и е т е р р и г е н н ы е ком­ п о н е н т ы ( о б л о м к и пород, с р о с т к и ) о б л а д а ю т с в о й с т в а м и (в ча­ стности, м и г р а ц и о н н о й с п о с о б н о с т ь ю ) , в той или иной м е р е от-

Дополнительная шкала относительной миграционной способности терригенных минералов (по величине В ) тр

Оценка

Группа

Пределы значений

Минералы (и их вычисленные значения тр) в

В

тр

<5

Молибденит (0,7—1,3), висмутин (1,2), халькопирит (1,8), киноварь (1,8) бастнезит " (il,6—2,0), микролит (1,8—2,4), галенит (1,8—2,7), паризит (2,1), пирохлор (2,5)

II

5—10

Пирит (5,7), шеелит (5,4—7,2), ги­ перстен (7), фергусонит (max 7,2), хромдиопсид (7—8), оливин (7,1—8), энстатит (8,1), актинолит (8,1)

Средняя

III

10—20

Эвксенит (7—11), авгит (10,5), диоп­ сид (12), перовскит (11,3—15,9), ро­ говая обманка (12,1), эпидот (16— 20)

Высокая

IV

20—35

Пироп (около 20) (18,4—22,0), мандин (22,3—23,8), бадделеит

Весьма высокая

V

>35

Весьма низкая

Низкая

I .

аль­ (30)

Ставролит (36,7), рутил (36,8—41,3), циркон (39), хромит (40), корунд (50,9), силлиманит (52), шпинель (53,6), турмалин (83), муассанит (90,2), кварц (108)

л и ч н ы м и от свойств в х о д я щ и х в их с о с т а в о т д е л ь н ы х лов.

минера­

Зрелость терригенно-минералогических ассоциаций Содержание понятия зрелость (зрелость отложений, зрелость о б л о м о ч н о г о в е щ е с т в а ( T M а с с о ц и а ц и й ) и т. п . ) , а т а к ж е р я д а с в я з а н н ы х с ним п о н я т и й всем п р е д с т а в л я е т с я о ч е в и д н ы м . Ве­ р о я т н о , поэтому в л и т е р а т у р е почти не в с т р е ч а ю т с я их о п р е д е ­ л е н и я . П о Ф. П е т т и д ж о н у [ 1 0 ] , з р е л о с т ь к л а с т и ч е с к и х о с а д к о в ' о п р е д е л я е т с я степенью их п р и б л и ж е н и я к к о н е ч н о м у п р о д у к т у тех п о р о д о о б р а з у ю щ и х процессов, к о т о р ы м они п о д в е р г а ю т с я . Целесообразно выделять различные типы зрелости обломоч­ ного в е щ е с т в а (рис. 8 ) . Н е о б х о д и м о о т м е т и т ь , что р е ч ь идет и м е н н о о з р е л о с т и , а не об однородности м и н е р а л ь н о г о с о с т а в а о б л о м о ч н о г о в е щ е ­ ства в х и м и ч е с к о м , г и д р а в л и ч е с к о м или ином о т н о ш е н и и . Соот­ ветственно, например, гидроаэродинамически наиболее зрелым д о л ж н о с ч и т а т ь с я о б л о м о ч н о е в е щ е с т в о не о д н о р о д н о е по гид-

Шкала миграционной способности терригенных минералов

Оценка

Группа

Максимальное удаление минерала от коренного источника,

Минералы

KM

<5

Весьма низкая

I

Низкая

II

5—20

Средняя

III

20—100

Высокая

IV

100—300

V

>300

Весьма высокая

.

Висмутин, бастнезит, паризит, эшинит-приорит, гатчеттолит, киноварь ( ^ 2 ) *, микролит, пирохлор, воль­ фрамит, колумбит ( ^ 2 , 5 ) , танталит (до 5) ** Касситерит (3—6)***, платина (4— 8)****, золото (8—,10)****, самар­ скит, фергусонит, эвксенит (до 20) Касситерит, пироп, лопарит (?) Нефрит 250)

(150—200), лопарит

(200—

Ставролит, рутил, циркон, хромит, корунд, силлиманит, турмалин, кварц

* Дальность транспортировки [14]. ** И м е ю т с я д а н н ы е , с в и д е т е л ь с т в у ю щ и е о б иных в е л и ч и н а х в о з м о ж н о г о м а к с и ­ м а л ь н о г о у д а л е н и я к о л у м б и т а и т а н т а л и т а от к о р е н н ы х источников, о б и н ы х , д и а м е т ­ р а л ь н о п р о т и в о п о л о ж н ы х с о о т н о ш е н и я х M C э т и х м и н е р а л о в . Э т о о т н о с и т с я к микроли­ ту и пирохлору [14], а т а к ж е ряду других минералов. *** Э т и з н а ч е н и я з а н и ж е н ы . **** Б е з у ч е т а к о с о в ы х р о с с ы п е й .

р а в л и ч е с к о й к р у п н о с т и с л а г а ю щ и х его зерен ( п р и н а д л е ж а щ и х о д н о м у у з к о м у г и д р а в л и ч е с к о м у к л а с с у ) , но в н а и б о л ь ш е й сте­ пени о т м ы т о е от з е р е н TM, о б л а д а ю щ и х о т н о с и т е л ь н о низкой гидроаэродинамической устойчивостью. Первый показатель гидроаэродинамической зрелости (Mhd) о б щ е й TMA тех или иных о т л о ж е н и й , в к л ю ч а ю щ е й TM и лег­ кой, и т я ж е л о й ф р а к ц и й , — с у м м а р н о е (по м а с с е ) процентное с о д е р ж а н и е в о т л о ж е н и я х TM т я ж е л о й ф р а к ц и и . П о д ч е р к н е м : и м е н н о терригенных м и н е р а л о в (а не т я ж е л о й ф р а к ц и и вооб­ щ е ) , п о с к о л ь к у в с о с т а в е т я ж е л о й ф р а к ц и и часто в з н а ч и т е л ь ­ ном к о л и ч е с т в е п р и с у т с т в у ю т и а у т и г е н н ы е м и н е р а л ы , сущест­ венно у в е л и ч и в а ю щ и е п р о ц е н т н о е с о д е р ж а н и е т я ж е л о й ф р а к ­ ции. В к а ч е с т в е второго (высшего) показателя гидроаэродинами­ ческой зрелости (M'hd) о б щ е й TMA о т л о ж е н и й и п о к а з а т е л я г и д р о а э р о д и н а м и ч е с к о й з р е л о с т и TMA т я ж е л о й ф р а к ц и и отло­ жений можно принять суммарное процентное содержание в тя­ желой фракции терригенных минералов, обладающих высокой и весьма высокой гидроаэродинамической устойчивостью (табл. 52), таких, к а к циркон, рутил, монацит, хромит,, магне-

Рис. 8. Классификация типов зрелости обломочного вещества

тит, и л ь м е н и т , к а с с и т е р и т , к о л у м б и т и д р . ( П о д р у г о м у в а р и ­ анту методики проведения количественного минералогического анализа терригенных компонентов и определения величины дан­ ного и д р у г и х п о к а з а т е л е й з р е л о с т и T M A при подсчете у ч и т ы ­ ваются только прозрачные неслюдистые TM.) И с с л е д о в а н и е р а з н о о б р а з н ы х о т л о ж е н и й , п р е ж д е всего со­ в р е м е н н ы х о с а д к о в р а з л и ч н о г о г е н е з и с а , п о к а з ы в а е т , что, начи­ н а я с о т н о с и т е л ь н о н е б о л ь ш и х ( о б ы ч н о о к о л о 1—3 %, иногда 0,6—5,0 % ) з н а ч е н и й М ы , м е ж д у в е л и ч и н а м и М ы и M ' н а су­ ществует прямая зависимость. Содержание тяжелой фракции (Mhd), фиксирующее начало существенной трансформации, «созревания» TMA тяжелой фракции в гидроаэродинамиче­ ском о т н о ш е н и и (что в ы р а ж а е т с я п р е ж д е всего в повы­ шении в е л и ч и н ы M ' h d ) , определяется исходным содержани­ ем и с о с т а в о м т я ж е л о й ф р а к ц и и к о р е н н ы х п о р о д источ­ ников сноса, р а з в и т ы х по ним кор в ы в е т р и в а н и я и п р о м е ж у т о ч ­ н ы х ( в т о р и ч н ы х ) к о л л е к т о р о в . П р и э т о м , чем б о л е е з р е л ы м я в ­ л я е т с я и с х о д н ы й с о с т а в м а т е р и а л а , п о с т у п а ю щ е г о в зону о с а д к о н а к о п л е н и я , тем б о л ь ш и е у с и л и я т р е б у ю т с я д л я д а л ь н е й ш е г о п о в ы ш е н и я з р е л о с т и T M A и тем п о з д н е е н а ч и н а е т с я о щ у т и м а я п е р е с т р о й к а ее с о с т а в а , н а п р а в л е н н а я на д а л ь н е й ш е е п о в ы ш е ­ ние г и д р о а э р о д и н а м и ч е с к о й з р е л о с т и T M A т я ж е л о й ф р а к ц и и , чтобы п р о и л л ю с т р и р о в а т ь э т о п о л о ж е н и е , в о с п о л ь з у е м с я в н о в ь д а н н ы м и Д ж . М а р т е н с а по м и н е р а л ь н о м у с о с т а в у с о в р е м е н н ы х п р и б р е ж н о - м о р с к и х о т л о ж е н и й Восточного п о б е р е ж ь я Ф л о р и д ы (см. т а б л . 2; рис. 9 ) . В соответствии с у с т а н о в л е н н ы м э т и м ис­ с л е д о в а т е л е м с о с т а в о м T M A т я ж е л о й ф р а к ц и и , в к а ч е с т в е по­ к а з а т е л я M'hd в д а н н о м с л у ч а е естественно р а с с м а т р и в а т ь сум­ марное процентное содержание ильменита, циркона, рутила и монацита 148

(J+Z-\-R-\-Mnz).

В качестве показате­ лей гидроаэродинамиче­ ской з р е л о с т и T M A могут использоваться (отчасти у ж е используются) и раз­ личные T M K — отноше­ ния м е ж д у T M и л и груп­ пами T M с разной гидро­ а э р о д и н а м и ч е с к о й устой­ ч и в о с т ь ю , п р е ж д е всего о т н о ш е н и е с у м м а р н о г о по массе, объемного или знакового содержания гидроаэродинамически наиболее устойчивых T M (с 6 > 4 , 0 ) , Т. е. в е л и ч и н ы M'hd, к с о о т в е т с т в у ю щ е ­ му с у м м а р н о м у с о д е р ж а ­ нию г и д р о а э р о д и н а м и ч е ­ ски н а и м е н е е у с т о й ч и в ы х TM т я ж е л о й ф р а к ц и и (с л _ о сзс . о с \ гт °

о — г,оо—OyO). ИЗ

этих

Последний коэффициентов

р

и с - 9. Зависимость между показателями гидроаэродинамической зрелости современприбрежно-морских отложений восточпобережья Флориды (вычислено по данным минералогических анализов Д ж .

н

ы

х

н о г о

является одновременно Мартенса) основным (обобщенным) фациально-динамическим Т М К . Принципиально близкий харак­ тер имеют Т М К , известные под названиями коэффициента гра­ в и т а ц и и (Kr) и л и к о э ф ф и ц и е н т а г р а в и т а ц и о н н о г о н а к о п л е н и я ( К Г Н ) . П р и э т о м , н а р я д у с а д д и т и в н о й ф о р м о й д а н н о г о пока­ зателя фациально-динамических условий осадконакопления и гидроаэродинамической зрелости накопившихся в этих усло­ виях ТМА, может использоваться увеличивающая контрастность получаемых результатов мультипликативная форма, представ­ л я ю щ а я собой о т н о ш е н и е п р о и з в е д е н и й с о д е р ж а н и й г и д р о а э р о ­ д и н а м и ч е с к и н а и б о л е е у с т о й ч и в ы х TM к п р о и з в е д е н и я м содер­ ж а н и й г и д р о а э р о д и н а м и ч е с к и н а и м е н е е у с т о й ч и в ы х TM т я ж е л о й ф р а к ц и и . О ч е в и д н о , что, н а р я д у с а д д и т и в н ы м и Т М К , в т е р р и генной м и н е р а л о г и и д о л ж н ы н а й т и п р и м е н е н и е и р а з н о о б р а з ­ ные м у л ь т и п л и к а т и в н ы е TMK по типу с о о т в е т с т в у ю щ и х к о э ф ­ ф и ц и е н т о в , ш и р о к о и с п о л ь з у е м ы х в поисковой геохимии. Н е п о с р е д с т в е н н о с о п о с т а в л я т ь м е ж д у собой по л ю б о м у из о т м е ч е н н ы х и многих д р у г и х TM п о к а з а т е л е й - з р е л о с т и м о ж н о т о л ь к о т а к и е о т л о ж е н и я , к о т о р ы е с ф о р м и р о в а л и с ь при р а в н ы х у с л о в и я х ( в к л ю ч а я у с л о в и я д и а - и к а т а г е н е з а ) , п р е ж д е всего з а счет о д н и х и т е х ж е по с о с т а в у источников сноса и т о л ь к о в т о м с л у ч а е , если идентичны м е т о д и к и количественного мине­ ралогического а н а л и з а терригенных компонентов и определения в е л и ч и н ы п о к а з а т е л е й з р е л о с т и Т М А . В п р о ч е м , к а к б ы л о пока-

зано ранее [ 1 ] , вполне возможен подбор таких TM показателей ( п р е ж д е всего Т М К , но не т о л ь к о T M K ) , к о т о р ы е п о з в о л и л и б ы в з н а ч и т е л ь н о й м е р е и с к л ю ч и т ь в л и я н и е на их величину некоторых различий в условиях формирования отложений и сделали бы возможным сопоставление отложений с различны­ ми (или н е у с т а н о в л е н н ы м и ) у с л о в и я м и ф о р м и р о в а н и я и постседиментационного изменения. В ц е л я х к о л и ч е с т в е н н о й оценки химической (химико-мине­ р а л о г и ч е с к о й ) зрелости обломочного вещества, как указывает Р . К. С е л л и [ 1 2 ] , м о ж н о ввести п о к а з а т е л ь химической з р е л о ­ сти (Mc), к о т о р ы й будет в а р ь и р о в а т ь от 0 в о с а д к е , не с о д е р ­ ж а щ е м х и м и ч е с к и у с т о й ч и в ы х з е р е н , д о 100 в о с а д к е , где все з е р н а п р е д с т а в л е н ы х и м и ч е с к и у с т о й ч и в ы м и м и н е р а л а м и , т. е. Mc=\00G /(Gs-\-G ), где M — п о к а з а т е л ь х и м и ч е с к о й з р е л о с т и , Gs — о б ъ е м х и м и ч е с к и у с т о й ч и в ы х з е р е н , G — о б ъ е м химиче­ ски н е у с т о й ч и в ы х з е р е н . Х и м и ч е с к у ю з р е л о с т ь м и н е р а л ь н о г о с о с т а в а о б л о м о ч н о г о ве­ щ е с т в а ц е л е с о о б р а з н о р а с с м а т р и в а т ь р а з д е л ь н о — д л я T M A лег­ кой и т я ж е л о й ф р а к ц и и о т л о ж е н и й . В к а ч е с т в е первого TM показателя химической (химико-ми­ нералогической) зрелости TMA т я ж е л о й ф р а к ц и и о т л о ж е н и й (Mch(H) можно рассматривать суммарное процентное содержа­ ние в с о с т а в е т е р р и г е н н ы х к о м п о н е н т о в т я ж е л о й ф р а к ц и и ми­ н е р а л о в , о б л а д а ю щ и х высокой и в е с ь м а в ы с о к о й химической у с т о й ч и в о с т ь ю (см. т а б л . 36 и 3 7 ) — ц и р к о н а , р у т и л а , х р о м и т а (хромшпинелидов), лейкоксена, монацита, турмалина, кианита, ставролита, силлиманита, бадделеита, шпинели (алюмошпинел е й ) , а н а т а з а , б р у к и т а (если они т е р р и г е н н ы е ) и д р . А н а л о г и ч ­ ный п о к а з а т е л ь (М н(Ь)), д а ю щ и й общее процентное содержа­ ние к в а р ц а , о б л о м к о в х а л ц е д о н а и д р у г и х л е г к и х T M с в ы с о к о й и весьма высокой химической устойчивостью (полевые шпаты, н е к о т о р ы е из к о т о р ы х иногда с ч и т а ю т с я в ы с о к о у с т о й ч и в ы м и , и с к л ю ч а ю т с я ) , м о ж е т б ы т ь и с п о л ь з о в а н в к а ч е с т в е первого TM показателя химической (химико-минералогической) зрелости TMA легкой фракции отложений. К а к второй (высший) TM показатель химической (химиком и н е р а л о г и ч е с к о й ) зрелости — п о к а з а т е л ь в ы с ш е й х и м и ч е с к о й з р е л о с т и T M A т я ж е л о й ф р а к ц и и (М' н(Н)) можно использовать суммарное процентное содержание в составе терригенных ком­ понентов т я ж е л о й ф р а к ц и и х и м и ч е с к и с а м ы х у с т о й ч и в ы х T M — ц и р к о н а , т у р м а л и н а и р у т и л а . Этот п о к а з а т е л ь б ы л в в е д е н в 1960 г. Д ж . Х ь ю б е р т о м и ш и р о к о известен к а к ZTR-шлекс Д ж . Хьюберта. Аналогичным показателем д л я легкой фракции (M'ch(L)) у д о б н о с ч и т а т ь п р о ц е н т н о е с о д е р ж а н и е в ней к в а р ц а . Последний показатель может рассматриваться и в качестве показателя физико-механической зрелости TMA легкой фрак­ ции о т л о ж е н и й (Mph(L)). С учетом э т о г о с о в п а д е н и я д а н н о м у показателю можно присвоить и более общее обозначение M h,ph(L). Как показатель физико-механической зрелости s

u

0

u

с

с

r

C

Таблица

Таблица

58

Шкала гидроаэродинамической зрелости TMA по значениям Mhd Гидроаэродинамическая зрелость

59

Шкала химической зрелости TMA тяжелой фракции по значениям Moh(H)

Химическая зрелость

Весьма низкая Низкая Средняя Высокая Весьма высокая Исключительно высо­ кая

Весьма низкая Низкая Средняя Высокая Весьма высокая Исключительно высо­ кая

<1 1—2 2—5 5—10 10—20 >20

<20 20—40 40—60 60—80 80—95 >95

TMA тяжелой фракции (М н(Н)) естественно р а с с м а т р и в а т ь суммарное процентное содержание в составе TMA т я ж е л о й фракции циркона, хромита, альмандина, турмалина, ставроли­ т а , к о р у н д а и д р у г и х T M , о б л а д а ю щ и х в ы с о к о й и в е с ь м а высо­ кой ф и з и к о - м е х а н и ч е с к о й устойчивостью (см. т а б л . 4 4 ) . П е р е ч и с л е н н ы е в ы ш е п о к а з а т е л и з р е л о с т и T M A (за и с к л ю ­ чением T M K ) могут п р и н и м а т ь л ю б ы е з н а ч е н и я от 0 д о 100. С учетом данных о составе различных осадочных образований, можно предложить следующие ш к а л ы оценки зрелости TMA по р а з л и ч н ы м п о к а з а т е л я м ( т а б л . 5 8 — 6 0 ) . Т а к и е г р а д а ц и и , к а к и е у к а з а н ы в т а б л . 59, м о ж н о п р и н я т ь д л я ш к а л ы физико-механической зрелости TMA тяжелой фрак­ ции по з н а ч е н и я м М н(Н). М о г у т б ы т ь п р е д л о ж е н ы иные г р а д а ц и и х и м и ч е с к о й , ф и з и к о м е х а н и ч е с к о й и г и д р о а э р о д и н а м и ч е с к о й з р е л о с т и Т М А , в той или иной м е р е о т л и ч а ю щ и е с я от п р и в е д е н н ы х в ы ш е и по их числу, и по г р а н и ч н ы м з н а ч е н и я м п о к а з а т е л е й з р е л о с т и . Вполне эффективными показателями гидроаэродинамиче­ ской, химической и ф и з и к о - м е х а н и ч е с к о й з р е л о с т и T M A могут служить средневзвешенные значения баллов соответствующей устойчивости м и н е р а л о в , о п р е д е л я е м ы е по ф о р м у л е Р

р

(5) где В — с р е д н е в з в е ш е н н ы й б а л л г и д р о а э р о д и н а м и ч е с к о й , хими­ ческой или ф и з и к о - м е х а н и ч е с к о й устойчивости м и н е р а л о в Т М А , Bi — б а л л с о о т в е т с т в у ю щ е й устойчивости к а ж д о г о м и н е р а л а , Ci — п р о ц е н т н о е с о д е р ж а н и е с о о т в е т с т в у ю щ е г о м и н е р а л а в со­ с т а в е T M A т я ж е л о й (или л е г к о й ) ф р а к ц и и . Аналогичным образом может быть определен и средневзве­ ш е н н ы й б а л л м и г р а ц и о н н о й способности м и н е р а л о в л ю б о й TMA

(Втр).

Шкала химической и физико-механической зрелости TMA легкой фракции. По значениям M'ch, ph(L) M'

Зрелость

Весьма низкая Низкая Средняя Высокая Весьма высокая Исключительно высокая

ch, ph

<60 60—70 70—80 80—90 90—95 >95

Д л я иллюстрации воспользуемся предложенной методикой д л я в ы ч и с л е н и я и генетической и н т е р п р е т а ц и и с р е д н е в з в е ш е н ­ ных з н а ч е н и й б а л л о в устойчивости м и н е р а л о в T M A на п р и м е р е TMA тяжелой фракции размываемого аллювиального плиоцено­ вого песка и в о з н и к ш е г о в р е з у л ь т а т е п е р е м ы в а с о в р е м е н н о г о п е с к а береговой з о н ы с е в е р н о г о п о б е р е ж ь я Азовского моря (табл. 61). П о ф о р м у л е ( 5 ) и м е е м д л я р а з м ы в а е м о г о п л и о ц е н о в о г о пес­ ка B M ( W ) = 4 , 4 ; Bch(N ) = 4 , 4 ; B (N ) = 7 , 2 а д л я песка со­ временного пляжа Bhd(Q)=6fi', Bch(Q) =6,3; B h(Q)=7,Q. С р а в н и в а я п о л у ч е н н ы е с р е д н е в з в е ш е н н ы е з н а ч е н и я б а л л о в ус­ т о й ч и в о с т и T M (В) т я ж е л о й ф р а к ц и и с о п о с т а в л я е м ы х о т л о ж е ­ ний северного побережья Азовского моря, можно прийти к сле­ дующим выводам. 2

2

ph

2

P

Средневзвешенный б а л л гидроаэродинамической устойчиво­ сти T M (и с о о т в е т с т в е н н о г и д р о а э р о д и н а м и ч е с к а я з р е л о с т ь T M A ) т я ж е л о й ф р а к ц и и песков с о в р е м е н н о г о п л я ж а (6,6) су­ щ е с т в е н н о в ы ш е , чем р а з м ы в а е м ы х а л л ю в и а л ь н ы х п л и о ц е н о в ы х песков ( 4 , 4 ) , что х о р о ш о с о г л а с у е т с я с р а з л и ч и я м и в у с л о в и я х н а к о п л е н и я э т и х п е с к о в , с о д е р ж а н и е м в них т я ж е л о й ф р а к ц и и ( з н а ч и т е л ь н о б о л е е в ы с о к и м в п е с к а х п л я ж а ) , з н а ч е н и я м и по­ к а з а т е л я Мы и другими данными. Одновременно в песках пля­ ж а в о з р о с , по с р а в н е н и ю с п л и о ц е н о в ы м и п е с к а м и , и с р е д н е ­ в з в е ш е н н ы й б а л л х и м и ч е с к о й у с т о й ч и в о с т и T M (с 4,4 д о 6 , 3 ) , что, очевидно, — побочное с л е д с т в и е гидроаэродинамической минералогической дифференциации (сопровождавшейся выно­ сом значительного количества гидромеханически и одновремен­ но х и м и ч е с к и о т н о с и т е л ь н о н и з к о у с т о й ч и в ы х а м ф и б о л о в ) , а не р е з у л ь т а т у н и ч т о ж е н и я при ф о р м и р о в а н и и п л я ж е в ы х о т л о ж е ­ ний з н а ч и т е л ь н о г о к о л и ч е с т в а х и м и ч е с к и о т н о с и т е л ь н о н и з к о ­ устойчивых TM. Средневзвешенный балл физико-механической у с т о й ч и в о с т и т я ж е л ы х T M при ф о р м и р о в а н и и с о в р е м е н н ы х п л я ­ ж е в ы х песков з а счет п е р е м ы в а и п е р е о т л о ж е н и я м а т е р и а л а а л г

152

Содержание минералов тяжелой фракции (размер —0,25-1-+0,05 мм) размываемого плиоценового песка и песка современного пляжа Содержание минералов, % (Cp, и в о з р а с т о т л о ж е н и й

/

(В0

Балл устойчивости минерала Минерал

Q

Ильменит Циркон Кианит Ставролит Силлима­ нит Амфиболы Альмандин Андалузит Эпидот

4

3 2 6 2 69 7 2 2

B

hdi

B

chi

B

phi

37 6 2 5 2

9 9 5 6 3

7

7

13 10 9 10

9 8 9 9

28 18

3 8 3 4

3 7 7 4

7 9 9 8

+ +

л ю в и а л ь н ы х п л и о ц е н о в ы х песков о с т а е т с я п р а к т и ч е с к и н е и з м е ­ ненным или д а ж е н е с к о л ь к о с н и ж а е т с я (с 7,2 д о 7,0), что не позволяет предполагать в данном случае заметное проявление процессов у н и ч т о ж е н и я ф и з и к о - м е х а н и ч е с к и н а и м е н е е устойчи­ в ы х т я ж е л ы х T M в береговой зоне м о р я . В п р о ч е м , ф и з и к о - м е х а ­ н и ч е с к а я устойчивость д а ж е н а и м е н е е у с т о й ч и в ы х в д а н н о м от­ ношении м и н е р а л о в т я ж е л о й ф р а к ц и и р а з м ы в а е м ы х в берего­ вой зоне м о р я п л и о ц е н о в ы х песков (исходного м а т е р и а л а д л я с о в р е м е н н ы х песков п л я ж а ) д о в о л ь н о в ы с о к а (В н = 7) (см. табл. 61). Н е о б х о д и м о п о д ч е р к н у т ь , что г е н е т и ч е с к а я (в частности, па­ л е о г е о г р а ф и ч е с к а я ) и н т е р п р е т а ц и я в ы ч и с л е н н ы х з н а ч е н и й по­ к а з а т е л е й з р е л о с т и T M A — непростое д е л о . З а ч а с т у ю с ч и т а е т с я , что в ы с о к а я х и м и ч е с к а я з р е л о с т ь T M A — п о к а з а т е л ь синхрон­ н ы х с о с а д к о н а к о п л е н и е м к о н с е д и м е н т а ц и о н н ы х процессов ин­ т е н с и в н о г о и г л у б о к о г о х и м и ч е с к о г о в ы в е т р и в а н и я п о р о д источ­ н и к о в сноса и соответственно п о к а з а т е л ь о п р е д е л е н н ы х т е к т о ­ нических, г е о м о р ф о л о г и ч е с к и х и к л и м а т и ч е с к и х у с л о в и й в о б л а ­ с т я х сноса — о т н о с и т е л ь н о й т е к т о н и ч е с к о й с т а б и л ь н о с т и , пенеп л е н и з а ц и и , г у м и д н о г о к л и м а т а , с у щ е с т в о в а в ш и х во в р е м я на­ копления соответствующей TMA и в непосредственно предшест­ в у ю щ е е е м у в р е м я . П р и э т о м д о п у с к а е т с я , что: 1) исходный со­ с т а в п о р о д источников сноса ( п е т р о ф о н д ) в с е г д а я в л я е т с я хи­ мически н е з р е л ы м или с о д е р ж и т т а к о й р а з н о о б р а з н ы й по хими­ ческой устойчивости н а б о р м и н е р а л о в , простое, не с о п р о в о ж ­ д а ю щ е е с я х и м и ч е с к о й п е р е р а б о т к о й , п о в т о р е н и е к о т о р о г о в от­ л о ж е н и я х п р и в е л о бы к в о з н и к н о в е н и ю х и м и ч е с к и незрелых Т М А ; 2 ) к п о в ы ш е н и ю степени з р е л о с т и T M A ведут л и ш ь про­ цессы п о в е р х н о с т н о г о х и м и ч е с к о г о в ы в е т р и в а н и я п о р о д источр

н и к о в сноса; 3 ) п о р о д ы к о р ы в ы в е т р и в а н и я не с о х р а н я ю т с я на месте первичного з а л е г а н и я в течение д л и т е л ь н о г о в р е м е н и и, т а к и м о б р а з о м , з н а ч и т е л ь н ы й р а з р ы в во в р е м е н и и в х а р а к т е р е климатических условий между временем формирования мате­ р и а л а к о р ы в ы в е т р и в а н и я и в р е м е н е м его д е н у д а ц и и и переот­ л о ж е н и я н е в о з м о ж е н . Все эти п о л о ж е н и я не в с е г д а с п р а в е д л и ­ в ы и п о э т о м у не могут б ы т ь п р и н я т ы без д о к а з а т е л ь с т в . Н а спорность первого из этих допущений уже указывали Н . М . С т р а х о в и Г. Ф. К р а ш е н и н н и к о в . Н е м е н е е спорно и второе положение: повышение зрелости ТМА, вплоть до пол­ ного у н и ч т о ж е н и я химически неустойчивых T M , м о ж е т б ы т ь в ы з в а н о р а з л и ч н ы м и п р и ч и н а м и и п р о и с х о д и т ь на р а з н ы х ста­ д и я х осадочного процесса (и в р а з л и ч н о е в р е м я ) , в частности на с т а д и и к а т а г е н е з а . Т р е т ь е п о л о ж е н и е т а к ж е в п о л н е аргу­ м е н т и р о в а н н о о с п а р и в а е т с я , н а п р и м е р , В . П . П е т р о в ы м . Хотя к о р о о б р а з о в а н и е п р а к т и ч е с к и н е и з б е ж н о с о п р о в о ж д а е т с я повы­ ш е н и е м химической з р е л о с т и T M A к о р р е л я т н ы х к о р а м вывет­ р и в а н и я о т л о ж е н и й , о б р а т н о е э т о м у п о л о ж е н и ю не м о ж е т б ы т ь а б с о л ю т и з и р о в а н о : п о в ы ш е н и е х и м и ч е с к о й з р е л о с т и T M A от­ л о ж е н и й не о б я з а т е л ь н о с в и д е т е л ь с т в у е т об о д н о в р е м е н н о м с осадконакоплением корообразовании. Т а к и м о б р а з о м , та или и н а я с т е п е н ь з р е л о с т и Т М А , у с т а н а в ­ л и в а е м а я с п о м о щ ь ю п р и в е д е н н ы х в ы ш е или иных T M п о к а з а ­ т е л е й , е щ е н е д о с т а т о ч н а д л я у в е р е н н ы х , о б ъ е к т и в н ы х и одно­ з н а ч н ы х генетических з а к л ю ч е н и й . И л и ш ь г л у б о к и й а н а л и з T M д а н н ы х , п р о в е д е н и е с р а в н и т е л ь н ы х T M и с с л е д о в а н и й , комплексирование TM методов с другими геологическими метода­ ми и с с л е д о в а н и я ( л и т о л о г и ч е с к и м и , г е о х и м и ч е с к и м и , п а л е о н т о ­ л о г и ч е с к и м и и д р . ) могут о т к р ы т ь в к о н к р е т н о м с л у ч а е истин­ ный генетический с м ы с л ; д е й с т в и т е л ь н ы е причины в о з н и к н о в е ­ н и я н а б л ю д а е м о й степени з р е л о с т и T M A о с а д о ч н ы х т о л щ . Р е з ю м и р у я и з л о ж е н н о е в ы ш е , м о ж н о с ф о р м у л и р о в а т ь сле­ д у ю щ и й основной закон тсрригенной минералогии: поведение т е р р и г е н н ы х м и н е р а л о в в ходе о с а д о ч н о г о п р о ц е с с а о п р е д е л я ­ ется их г и д р о а э р о д и н а м и ч е с к о й , х и м и ч е с к о й и ф и з и к о - м е х а н и ­ ческой у с т о й ч и в о с т ь ю и у с л о в и я м и п р о т е к а н и я о с а д о ч н о г о про­ цесса. З а в е р ш а я на э т о м р а с с м о т р е н и е в н е ш н и х (гл. I I I ) и внут­ р е н н и х (гл. I V ) ф а к т о р о в ф о р м и р о в а н и я и э в о л ю ц и и T M A оса­ д о ч н ы х т о л щ , н е о б х о д и м о п о д ч е р к н у т ь , что их в ы я в л е н и е и изу­ чение в а ж н ы не с а м и по себе, а г л а в н ы м о б р а з о м с ц е л ь ю оцен­ ки их роли в ф о р м и р о в а н и и и э в о л ю ц и и к а ж д о й T M A и у ч е т а этой р о л и при р е ш е н и и р а з л и ч н ы х геологических вопросов по терригенным минералам. Ибо, как заметил Д ж . Гриффите [4], с о в е р ш е н н о очевидно, что, пока не б у д у т д о л ж н ы м о б р а з о м учитываться различные факторы, получаемая петрографическая и п е т р о л о г и ч е с к а я и н ф о р м а ц и я в л у ч ш е м с л у ч а е о к а ж е т с я пу­ таной, а в худшем — совершенно дезориентирующей.

Глава

V

ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕРРИГЕННЫХ

МИНЕРАЛОВ

Предварительные замечания В д а н н о й г л а в е н а с б у д у т и н т е р е с о в а т ь не л ю б ы е п р и з н а к и T M , а те их п р и з н а к и , к о т о р ы е о п р е д е л я ю т основные особенно­ сти п о в е д е н и я м и н е р а л о в в ходе осадочного процесса и учет к о т о р ы х н е о б х о д и м при р е ш е н и и п а л е о г е о г р а ф и ч е с к и х , к о р р е ­ л я ц и о н н о - с т р а т и г р а ф и ч е с к и х и д р у г и х геологических вопросов по т е р р и г е н н ы м м и н е р а л а м с п о м о щ ь ю T M м е т о д о в . Соответ­ с т в у ю щ и е свойства T M в ы ш е б ы л и н а з в а н ы с е д и м е н т о - и литог е н и ч е с к и м и . К числу этих свойств о т н о с я т с я х и м и ч е с к а я , ф и з и ­ к о - м е х а н и ч е с к а я и г и д р о а э р о д и н а м и ч е с к а я устойчивость и ми­ г р а ц и о н н а я способность T M . И м е н н о эти свойства T M непосред­ ственно о п р е д е л я ю т с о х р а н е н и е или у н и ч т о ж е н и е T M в тех или иных у с л о в и я х , их р а с с е я н и е или к о н ц е н т р а ц и ю , п е р е м е щ е н и е ( м и г р а ц и ю ) или ж е о с а ж д е н и е и ф и к с а ц и ю в о с а д к е . К с о ж а ­ л е н и ю , и м е ю щ и е с я с в е д е н и я по э т и м в о п р о с а м н е п о л н ы , неред­ ко н е д о с т а т о ч н о о п р е д е л е н н ы , не в п о л н е о б о с н о в а н ы и п р о т и в о ­ р е ч и в ы *. С к а з а н н о е в з н а ч и т е л ь н о й м е р е о т н о с и т с я д а ж е к наи­ более распространенным и в а ж н ы м TM, таким, например, как п о л е в ы е ш п а т ы , мусковит, биотит, и л ь м е н и т , м а г н е т и т , г р а н а ­ ты, з о л о т о , а л м а з и д р . В е щ е б о л ь ш е й м е р е это относится к б о л е е р е д к и м T M : многие из них о с т а ю т с я с л а б о и з у ч е н н ы м и в о т н о ш е н и и их с е д и м е н т о - и л и т о г е н и ч е с к и х свойств и особенно­ стей их п о в е д е н и я в ходе осадочного п р о ц е с с а . Н е о б х о д и м о от­ м е т и т ь , к р о м е того, что особенности к а ж д о г о T M , в том числе его с е д и м е н т о - и л и т о г е н и ч е с к и е с в о й с т в а , могут в а р ь и р о в а т ь н е р е д к о в ш и р о к и х п р е д е л а х . В с е это у с л о ж н я е т з а д а ч у х а р а к ­ т е р и с т и к и (и к л а с с и ф и к а ц и и ) T M и п р и в о д и т к т о м у , что не­ которые приведенные ниже сведения носят предположительный характер. В частности, не и м е ю т у д о в л е т в о р и т е л ь н о г о к о л и ч е с т в е н н о г о в ы р а ж е н и я с в е д е н и я о х и м и ч е с к о й устойчивости T M . П р и их х а ­ рактеристике автор использовал общий подход и условную шка­ л у х и м и ч е с к о й устойчивости м и н е р а л о в , по А. К а й е и Ж . Трик а р у [ 2 3 ] , с в е д е н и я по с о с т а в у р а з н ы х зон кор в ы в е т р и в а н и я , результаты проведенных различными авторами экспериментов * Расхождения (иногда весьма значительные) характеристик TM, оцен­ ки их свойств наблюдаются не только у различных авторов, но иногда и в высказываниях одного и того же автора, в том числе приведенных в од­ ной работе. Одними из наиболее показательных примеров этого являются приведенные в работах Г. Б. Мильнера характеристики устойчивости биоти­ та, гематита, гранатов, диопсида, энстатита и других T M Все это является практически неизбежным следствием (и одновременно — свидетельством) не­ достаточной изученности седименто- и литогенических свойств TM и недоста­ точной разработанности критериев их оценки.

о п р е д е л е н и я о т н о с и т е л ь н о й х и м и ч е с к о й устойчивости м и н е р а ­ лов в разнообразных условиях, имеющиеся экспериментальные и р а с ч е т н ы е ^ а н н ы е о растворимости веществ и другие мате­ р и а л ы . Т е м не менее, н е с м о т р я на многочисленность использо­ в а н н ы х д а н н ы х , н е л ь з я не о т м е т и т ь в е с ь м а п р и б л и з и т е л ь н ы й х а ­ р а к т е р п р и в е д е н н ы х н и ж е оценок химической устойчивости и м и г р а ц и о н н о й способности ( M C ) многих T M в с в я з и с отсут­ с т в и е м и л и н е п р е д с т а в и т е л ь н о с т ь ю и м е ю щ и х с я д а н н ы х по их х и м и ч е с к о й устойчивости, с р а з л и ч и я м и химической устойчиво­ сти ( к а к а б с о л ю т н о й , т а к и о т н о с и т е л ь н о й ) одних и тех ж е ми­ нералов в разнообразных и д а ж е в одинаковых условиях — в связи с колебаниями состава, упорядоченности структуры и дру­ гих особенностей м и н е р а л ь н ы х в и д о в . Н а величину M C т е р р и ­ генных м и н е р а л о в б о л ь ш о е в л и я н и е о к а з ы в а ю т к о л е б а н и я в з н а ч е н и я х и д р у г и х х а р а к т е р и с т и к T M , п р е ж д е всего их плот­ ности и т в е р д о с т и . Д л я целей терригенной минералогии в а ж н ы т а к ж е данные о в о з м о ж н ы х п о р о д а х источников сноса, п е т р о ф о н д о в о й п р и н а д ­ л е ж н о с т и или к р а т к о п е т р о ф о н д е ( П Ф ) к а ж д о г о T M . Соответ­ с т в у ю щ и е м а т е р и а л ы ( н е р е д к о не в п о л н е о б о с н о в а н н ы е и про­ т и в о р е ч и в ы е ) п р и в е д е н ы во многих р а б о т а х . Н е о б х о д и м о з а м е т и т ь , что г е о л о г и ч е с к и е у с л о в и я о б р а з о в а ­ н и я б о л ь ш и н с т в а м и н е р а л о в в е с ь м а р а з н о о б р а з н ы . И это, есте­ с т в е н н о , н е л ь з я у п у с к а т ь из в и д у при о с у щ е с т в л е н и и п е т р о ф о н д о в ы х р е к о н с т р у к ц и й ( п о и с к а х источников сноса) по т е р р и г е н ным минералам. Однако, как показывают многочисленные данные и резуль­ таты специальных количественных исследований обобщающего х а р а к т е р а ( В . В. Л я х о в и ч и д р . ) , п р о д у ц и р у ю щ и е в о з м о ж н о с т и р а з л и ч н ы х типов и к л а с с о в и с х о д н ы х пород в о т н о ш е н и и к а ж ­ д о г о из т е р р и г е н н ы х м и н е р а л о в д а л е к о не о д и н а к о в ы . П о э т о м у при х а р а к т е р и с т и к е п е т р о ф о н д о в о й п р и н а д л е ж н о с т и каждого м и н е р а л а н и ж е о т м е ч а ю т с я п р е ж д е всего те г е о л о г и ч е с к и е о б р а ­ з о в а н и я , с к о т о р ы м и с в я з а н ы основное к о л и ч е с т в о и н а и б о л е е з н а ч и т е л ь н ы е с к о п л е н и я д а н н о г о м и н е р а л а , т. е. п о р о д ы , кото­ р ы е п о с т а в л я ю т н а и б о л ь ш е е к о л и ч е с т в о д а н н о г о м и н е р а л а в об­ л а с т ь о с а д к о н а к о п л е н и я . П р и э т о м основное в н и м а н и е у д е л я ­ ется х а р а к т е р и с т и к е п е р в и ч н о й п е т р о ф о н д о в о й п р и н а д л е ж н о ­ сти м и н е р а л о в , у к а з а н и ю п е р в и ч н ы х их источников. Во многих с л у ч а я х н е п о с р е д с т в е н н ы м и и с т о ч н и к а м и тех или и н ы х T M , к а к и з в е с т н о , могут б ы т ь т а к н а з ы в а е м ы е в т о р и ч н ы е или п р о м е ж у ­ т о ч н ы е к о л л е к т о р ы , т. е. б о л е е д р е в н и е о с а д о ч н ы е п о р о д ы , в ко­ т о р ы х п е р в и ч н о - м а г м а т о г е н н ы е или и н ы е м и н е р а л ы о к а з а л и с ь в результате более ранних, предшествующих циклов осадкона­ копления. В т е р р и г е н н о й м и н е р а л о г и и д л я р е ш е н и я р а з л и ч н ы х геоло­ гических з а д а ч по T M с у щ е с т в е н н о е з н а ч е н и е н е р е д к о имеют не с т о л ь к о а б с о л ю т н ы е в е л и ч и н ы х а р а к т е р и с т и к , с к о л ь к о отно­ с и т е л ь н ы е — в сравнении с величиной характеристик других

T M . В с в я з и с э т и м н и ж е б о л ь ш о е в н и м а н и е во многих с л у ч а ­ я х у д е л е н о с р а в н и т е л ь н о м и н е р а л о г и ч е с к о м у аспекту. П р о д о л ж е н и е и р а с ш и р е н и е и с с л е д о в а н и й TM, пополнение, д е т а л и з а ц и я и уточнение и м е ю щ и х с я сведений о с в о й с т в а х и о с о б е н н о с т я х п о в е д е н и я к а ж д о г о из них в р а з л и ч н ы х у с л о в и я х седименто- и литогенеза — весьма актуальная задача терриген­ ной м и н е р а л о г и и . Особенно в а ж н о п о л у ч и т ь д а н н ы е количест­ венной о ц е н к и х и м и ч е с к о й устойчивости и м и г р а ц и о н н о й спо­ собности м а к с и м а л ь н о ш и р о к о г о к р у г а T M д л я р а з л и ч н ы х ус­ л о в и й п р о т е к а н и я о с а д о ч н о г о процесса, а т а к ж е т е о р е т и ч е с к о е о б ъ я с н е н и е (на с т р у к т у р н о - к р и с т а л л о х и м и ч е с к о м у р о в н е ) основ­ н ы х с е д и м е н т о - и л и т о г е н и ч е с к и х свойств T M , что, в свою оче­ р е д ь , с о д е й с т в о в а л о бы с у щ е с т в е н н о м у прогрессу в получении н о в ы х ф а к т и ч е с к и х д а н н ы х по х а р а к т е р и с т и к е T M , уточнении и з в е с т н ы х д а н н ы х , о б ъ я с н е н и и и с н я т и и с у щ е с т в у ю щ и х проти­ в о р е ч и й в о ц е н к а х свойств многих м и н е р а л о в . О д н а к о и н а к о п ­ л е н н ы е к н а с т о я щ е м у в р е м е н и ф а к т и ч е с к и е д а н н ы е в этой об­ л а с т и при всей их неполноте и п р о т и в о р е ч и в о с т и п о з в о л я ю т у ж е с е й ч а с в п о л н е о п р е д е л е н н ы м о б р а з о м о х а р а к т е р и з о в а т ь боль­ ш и н с т в о о т н о с и т е л ь н о р а с п р о с т р а н е н н ы х T M в о т н о ш е н и и их с е д и м е н т о - и л и т о г е н и ч е с к и х свойств. Н а и б о л е е з н а ч и т е л ь н ы е из п р е д ш е с т в у ю щ и х о б о б щ а ю щ и х р а б о т в этой о б л а с т и при­ н а д л е ж а т Г. Б . М и л ь н е р у , А. Г. Коссовской, А. А. К у х а р е н к о , А. К а й е и Ж . Т р и к а р у . О с н о в н а я особенность п р и в о д и м о й н и ж е х а р а к т е р и с т и к и T M — к о л и ч е с т в е н н о е или п р и б л и ж е н н о - к о л и ч е ­ с т в е н н о е в ы р а ж е н и е свойств к а ж д о г о T M с и с п о л ь з о в а н и е м вве­ денных автором и некоторых других показателей и шкал. При э т о м а в т о р с о з н а е т то, что многие из п р и в е д е н н ы х оценок носят п р е д п о л о ж и т е л ь н ы й х а р а к т е р и, б е з у с л о в н о , н у ж д а ю т с я в д о ­ п о л н и т е л ь н о м о б о с н о в а н и и и уточнении. Н и ж е п р и в о д и т с я к р а т к а я х а р а к т е р и с т и к а основных седи­ менто- и л и т о г е н и ч е с к и х свойств о т н о с и т е л ь н о р а с п р о с т р а н е н ­ ных, а т а к ж е м е н е е р а с п р о с т р а н е н н ы х , но п р о м ы ш л е н н о в а ж ­ ных T M и их групп. Все м и н е р а л ы п е р е ч и с л е н ы в п о р я д к е рус­ ского а л ф а в и т а . Сведения о минералах приведены в следующей последовательности. 1. Название и обозначение (символ) минерала. 2. Химическая формула. 3. Плотность — Пл. (б, г/см ). 4. Гидроаэродинамическая устойчивость — Г. д . уст.; балл гидроаэроди­ намической УСТОЙЧИВОСТИ (Bhd) • 5. Химическая устойчивость — Хим. уст. Величина химической устойчиво­ сти (Sc/,) по шкале А. Кайе и Ж. Трикара [23] (в условных единицах). Баллы химической устойчивости — общий (B h) или раздельно для условий поверхностного выветривания (B h(v>)) и постседиментационного внутрислой­ ного растворения (B h(is)). 6. Твердость по шкале Мооса — T B . (H). 7. Микротвердость — Микротв. (ft, ft p, кгс/мм ). (Значения микротвер­ дости минералов даны, по С. И. Лебедевой, если нет иных ссылок). 3

C

C

C

2

C

8. Физико-механическая устойчивость — Ф.-м. уст.; балл физико-механи­ ческой устойчивости {Bph) *. 9. Миграционная способность — MC; коэффициент MC (Кш ) (в услов­ ных единицах), определяемый по формуле (1); балл MC (В ), определяе­ мый по формуле (3), а также балл MC (B\ ), определяемый по формуле (4) (для минералов с 6 ^ 7 ) . 10. Петрофондовая принадлежность — Пф; показатель (тип) преимуще­ ственной петрофондовой принадлежности (а, Ь, т, s). 11. Прочие сведения или замечания (при характеристике большинства TM данный пункт опущен). Р

тр

mv

Характеристика 2

минералов 3

А в г и т — Aug C a ( M g , F e + F e + Al, T i ) [ ( S i , A l ) O ] . П л . 3,2—3,6 ( о б ы ч н о 3,35—3,45). Г. д. уст. н и з к а я , отчасти с р е д н я я . B d = 3—5 (обычно 4 ) . Х и м . уст. н и з к а я . 5 ^ = 60. В = 3 . П о в ы ч и с л е н н о м у П. Р а й хе с р е д н е м у з н а ч е н и ю и н д е к с е в ы в е т р и в а е м о е ™ а в г и т х и м и ч е ­ ски н а и б о л е е устойчив из пироксенов, с у щ е с т в е н н о б о л е е устой­ чив, чем д и о п с и д и э н с т а т и т , и п р и б л и ж а е т с я по устойчивости к амфиболам. T B . 5—6,5 (обычно о к о л о 6 ) . Ф.-м. уст. с р е д н я я . B &7. Ф. Ф р и з е у к а з ы в а е т д л я с в е ж е ­ го (не з а т р о н у т о г о в ы в е т р и в а н и е м ) а в г и т а очень в ы с о к о е з н а ­ чение ф и з и к о - м е х а н и ч е с к о й устойчивости, р а в н о е 420 (в при­ н я т ы х им у с л о в н ы х е д и н и ц а х ) , з н а ч и т е л ь н о более высокое, чем для диопсида (160), кварца (245), циркона (265), альмандина ( 3 7 5 ) и д а ж е т о п а з а ( 3 9 0 ) . С т о л ь высокое з н а ч е н и е в е л и ч и н ы ф.-м. уст. а в г и т а ( п о в т о р е н н о е после Ф. Ф р и з е [ 2 4 ] ) в е с ь м а с о м н и т е л ь н о . П о Г. Т и л ю , по ф.-м. уст. а в г и т у с т у п а е т не т о л ь ­ ко к в а р ц у , циркону, г р а н а т у , но и а п а т и т у , гиперстену, роговой обманке, эпидоту и ряду других TM. M C средняя. Б = 1 0 , 5 . ПФ — Ь (базиты). А к с и н и т - A x C a ( M n , Fe) A l [ S i O I [ B O ] ( O H ) . П л . о к о л о 3,3 ( 3 , 2 — 3 , 3 5 ) . Г. д. уст. н и з к а я . Bhd = 3. Хим. уст. н и з к а я . S h « U 0 . # л » 4 (или, в о з м о ж н о , н е с к о л ь ­ ко в ы ш е ) . T B . 6,5—7. М и к р о т в . 1008—1075; / г = 1045. П о более новым д а н н ы м С. И. Л е б е д е в о й [ 5 ] , A = 9 3 4 - М 0 7 5 ; А = 994. Ф.-м. уст. п р о м е ж у т о ч н а я м е ж д у с р е д н е й и в ы с о к о й . В н = = 8—9. M C с р е д н я я . К[тр«33,1. 5 « 1 8 , 5 или н е с к о л ь к о б о л е е (до 2 0 , 8 ) . П Ф — т, а ( п н е в м а т о л и т о - г и д р о т е р м а л ь н ы е образования, альбититы, скарны, пегматиты). 2

6

h

с й

ph

т р

2

C

2

4

3

3

с

ср

р

m p

* В тех случаях, когда между имеющимися сведениями о величине мик­ ротвердости минералов и их твердости по шкале Мооса существует несоот­ ветствие, предпочтение при оценке физико-механической устойчивости мине­ ралов ниже всегда отдается данным по микротвердости.

А к т и н о л и т — Ac C a ( M g , F e ) [ S i O n ] ( О Н , F ) . П л . о к о л о 3,2 (3,0—3,3, иногда 2 , 9 — 3 , 4 5 ) . Г. д . уст. н и з к а я . Вца=3 (2—3). Х и м . уст. н и з к а я . S h = 4 0 . B h = 2 . П о А. К а й е и Ж . Т р и к а р у [ 2 3 ] , Ю . П . К а з а н с к о м у и д р . , а к т и н о л и т по х и м и ч е с к о й устой­ чивости с у щ е с т в е н н о у с т у п а е т т р е м о л и т у . T B . 5—6 ( 5 , 5 — 6 ) . Ф.-м. уст. с р е д н я я . B h ~ 7 . MC низкая. В = 8Л. П Ф — т (метаморфические породы, главным образом, слан­ цы, скарны и д р . ) . А л л а н и т ( о р т и т ) — AIn ( C a , T R ) ( A l , F e ) [ S i O ] [ S i O ] X 0(0Н). П л . 3,2—4,2, по н е к о т о р ы м д а н н ы м , 2,8—4,2 (обычно 3,7— 4,2, у н е и з м е н е н н ы х р а з н о с т е й б « 4 , 1 5 — 4 , 2 ) . С у щ е с т в е н н о е сни­ ж е н и е плотности х а р а к т е р н о д л я м е т а м и к т н ы х р а з н о с т е й . Г. д . уст. — от в ы с о к о й д о н и з к о й о б ы ч н о с р е д н я я . Bhd = 3-4-т-8 ( ч а щ е 7 ) . Х и м . уст. с р е д н я я или н и з к а я , б л и з к а я к устойчивости а п а ­ т и т а в у с л о в и я х п о в е р х н о с т н о г о в ы в е т р и в а н и я или н е с к о л ь к о в ы ш е ее. S h « 1 5 0 ( 1 5 0 — 2 0 0 ) . B h ~ 5 ( 4 — 5 ) . С о г л а с н о оцен­ к а м X. В а н д е р М а р е л а , по х и м и ч е с к о й у с т о й ч и в о с т и при про­ ц е с с а х в ы в е т р и в а н и я а л л а н и т з а н и м а е т в ы с о к о е место в р я д у у б ы в а ю щ е й о т н о с и т е л ь н о й устойчивости T M — в ы ш е всех поле­ в ы х ш п а т о в ( в к л ю ч а я а л ь б и т , м и к р о к л и н , о р т о к л а з и д р . ) , гра­ ната, мусковита (который помещен в этом р я д у Ван дер М а р е лом между гранатом и олигоклазом), эпидота (помещен меж­ д у б и т о в н и т о м и а н о р т и т о м ) и ' р я д а д р у г и х х и м и ч е с к и е щ е ме­ нее у с т о й ч и в ы х T M ( а м ф и б о л о в , а в г и т а , б и о т и т а и д р . ) . Е. К л а ­ ус, В . В . Л я х о в и ч , Е. К. П о д п о р и н а и К. Н . Д а н и л о в а и д р у г и е и с с л е д о в а т е л и у к а з ы в а ю т , о д н а к о , на н и з к у ю х и м и ч е с к у ю устой­ чивость а л л а н и т а ( о р т и т а ) в у с л о в и я х п о в е р х н о с т н о г о в ы в е т р и ­ вания. T B . 5—6,5. М и к р о т в . 5 7 0 — 9 7 7 . П о б о л е е р а н н и м д а н н ы м С. И . Л е б е д е в о й , Zi = 555-7-977; по д р у г и м д а н н ы м , 5 5 5 — 1 0 7 7 . М и к р о т в . м е т а м и к т н о г о и г и д р а т и р о в а н н о г о а л л а н и т а 103—412. Ф.-м. уст. с р е д н я я . B h ~ 8 ( 7 — 8 ) , у и з м е н е н н ы х р а з н о с т е й — с у щ е с т в е н н о н и ж е , на что е щ е в 1927 г. у к а з ы в а л В . И . В е р ­ 2

C

5

4

2

2

C

P

т

р

2

C

3

4

2

7

C

P

надский, — В

=

ph 4—6.

M C низкая, отчасти средняя ( ? ) . / C i « 3 0 (25—32). В ж « 1 5 , 1 . M C измененных разностей а л л а н и т а низкая, отчасти — весьма низкая. К ш ~ 1 2 (9—18). В & 9 , 2 или н е с к о л ь к о бо­ лее. П Ф — а (кислые и щелочные породы, пегматиты, грейзены, гидротермальные ж и л ы ) , т (скарны, сланцы). А л м а з — D. С. П л . о к о л о 3,5. Г. д. уст., и с х о д я из з н а ч е н и й плотности, с р е д н я я ( 5 ы = 5 ) . В н е к о т о р ы х с л у ч а я х т а к а я о ц е н к а г и д р о а э р о д и н а м и ч е с к о й усm p

Р

т

р

тр

тойчивости а л м а з а н а х о д и т п о д т в е р ж д е н и е в у с т о й ч и в ы х поло­ ж и т е л ь н ы х к о р р е л я ц и о н н ы х с в я з я х этого м и н е р а л а с б л и з к и м и к нему по плотности с т а в р о л и т о м , к и а н и т о м , г р а н а т а м и (пи­ р о п о м , а л ь м а н д и н о - п и р о п о м ) . О д н а к о , п о - в и д и м о м у , из-за спе­ ц и ф и к и п о в е р х н о с т н ы х свойств а л м а з в р я д е с л у ч а е в о б н а р у ­ ж и в а е т з н а ч и т е л ь н у ю о б щ н о с т ь п о в е д е н и я ( ф и к с и р у е м у ю силь­ н ы м и п о л о ж и т е л ь н ы м и к о р р е л я ц и о н н ы м и с в я з я м и ) не с б л и з ­ кими к нему по плотности, а с о б л а д а ю щ и м и в ы с о к о й плотно­ стью м и н е р а л а м и и соответственно в ы с о к о й г и д р о а э р о д и н а м и ­ ческой у с т о й ч и в о с т ь ю : ц и р к о н о м , и л ь м е н и т о м , х р о м ш п и н е л и д а ми. Хим. уст. в е с ь м а в ы с о к а я . 5 Й = 5 5 0 . 5 h = 1 3 ( 1 2 — 1 3 ) . TB. 1 0 . Микротв. до 1 0 0 6 0 (максимальная для минералов). С учетом д а н н ы х , п о л у ч е н н ы х р а з н ы м и а в т о р а м и в р е з у л ь т а т е п р и м е н е н и я р а з л и ч н ы х м е т о д и к и з м е р е н и я , на п р и б о р а х с ис­ п о л ь з о в а н и е м р а з н о о б р а з н ы х типов и н д е н т о р о в , при р а з л и ч н ы х н а г р у з к а х , д л я р а з л и ч н ы х о б р а з ц о в и д л я р а з л и ч н ы х их г р а н е й , микротвердость алмаза находится в пределах 3900— С

10060

C

2

кгс/мм .

Ф.-м. уст. в е с ь м а в ы с о к а я . B h=\4. M C весьма высокая. К ш р — до 1 5 8 0 , 9 (максимальный для минералов). В = 8 \ , 3 . С у щ е с т в у ю т и с к л ю ч и т е л ь н о п р о т и в о р е ч и в ы е о ц е н к и гидро­ а э р о д и н а м и ч е с к о й устойчивости и м и г р а ц и о н н о й способности а л м а з а — от п р е д с т а в л е н и й об « у д и в и т е л ь н о й , п о к а е щ е т р у д н о объяснимой плавучести» (С. И. Р ы б а л к о ) и транспортировке его на сотни и д а ж е т ы с я ч и к и л о м е т р о в от к о р е н н ы х источни­ ков ( Д . С а т е р л е н д и д р . ) д о у т в е р ж д е н и й об и с к л ю ч и т е л ь н о в ы с о к о й г и д р о а э р о д и н а м и ч е с к о й устойчивости а л м а з а , о его п р а к т и ч е с к о й н е п е р е м е щ а е м о с т и , н е м и г р а ц и о н н о й способности и соответственно о н а к о п л е н и и а л м а з о в л и ш ь в непосредствен­ ной б л и з о с т и от их к о р е н н ы х источников ( Б . Н . С о к о л о в ) . В с т р е м л е н и и о б ъ я с н и т ь а н о м а л ь н ы е и р а з л и ч н ы е о ц е н к и гидро­ а э р о д и н а м и ч е с к о й устойчивости и м и г р а ц и о н н о й способности а л ­ м а з а а в т о р ы о с н о в ы в а ю т с я о б ы ч н о на одних и тех ж е специ­ ф и ч е с к и х п о в е р х н о с т н ы х с в о й с т в а х а л м а з а , п р е ж д е всего его н е с м а ч и в а е м о с т и . П о д о б н ы е оценки г и д р о а э р о д и н а м и ч е с к о й ус­ тойчивости и м и г р а ц и о н н о й способности а л м а з а в н а с т о я щ е е в р е м я н у ж д а ю т с я не с т о л ь к о в о б ъ я с н е н и и , с к о л ь к о в о б о с н о в а ­ нии, п р о в е р к е на к о н к р е т н ы х м о д е л я х и п р и р о д н ы х о б ъ е к т а х , д о к а з а т е л ь с т в е их с п р а в е д л и в о с т и и в с е о б щ н о с т и , в ы п о л н и м о ­ сти, в ы д е р ж а н н о с т и во всех с л у ч а я х . В п р о ч е м , Б . Н . С о к о л о в н е о д н о к р а т н о в ы с к а з ы в а е т м н е н и е об «инертности к переносу», « к р а й н е с л а б о й п о д в и ж н о с т и » о т н ю д ь не т о л ь к о н е с м а ч и в а е м о го а л м а з а , но и ц и р к о н а , п и р о п а , п и к р о и л ь м е н и т а , х р о м д и о п с и д а , л е й к о к с е н а и д р у г и х м и н е р а л о в т я ж е л о й ф р а к ц и и , при­ чем к а к к р у п н ы х их з е р е н , т а к и в е с ь м а м е л к и х ( < ; 0 , 2 5 м м ) , что н а х о д и т с я в п р о т и в о р е ч и и с р е з у л ь т а т а м и многих п р и р о д ­ ных наблюдений и экспериментов. P

т

р

П Ф — Ь, т ( к и м б е р л и т ы , э к л о г и т ы и д р . ) . А л ь м а н д и н — A Fe Al [SiO ] . П л . о к о л о 4,1—4,3 ( и н о г д а 3 , 7 — 4 , 4 ) . Г. д . уст. в ы с о к а я . B = 8 ( 7 — 8 ) . Х и м . уст. в у с л о в и я х п о в е р х н о с т н о г о х и м и ч е с к о г о в ы в е т р и ­ в а н и я с р е д н я я (B h(w) = 7 ) , в у с л о в и я х к а т а г е н е з а — в ы с о к а я (BcHtS) = IO). П о А. К а й е и Ж . Т р и к а р у , 5 ( G ) = 3 1 0 . П о Ю . П . К а з а н с к о м у , при ф о р м и р о в а н и и г и д р о с л ю д и с т о - к а о л и н и товой к о р ы в ы в е т р и в а н и я а л ь м а н д и н х и м и ч е с к и у с т о й ч и в е е о р ­ токлаза, кислых плагиоклазов, мусковита, титанита и других и близок в данном отношении к микроклину. П о результатам экс­ п е р и м е н т о в Е. Н и к к е л я , при 0,2—5,6 р Н , с о о т в е т с т в у ю щ и х кис­ лым условиям поверхностного выветривания, альмандин обна­ р у ж и в а е т существенно более низкую химическую устойчивость и у с т у п а е т в д а н н о м о т н о ш е н и и а л ь б и т у , э п и д о т у и роговой об­ м а н к е . Д л я у с л о в и й к а т а г е н е з а S h(is)(A) « 4 0 0 — 4 5 0 . 3

2

4

3

hd

C

c f t

C

T B . 6,5—7,5 ( о б ы ч н о 7 — 7 , 5 ) . М и к р о т в . 1228—1290. А = 1 2 5 0 . Ф.-м. уст. в ы с о к а я . B h = 9. M C в ы с о к а я . Kim ~ 90,1—94,5. В = 22,3—23,8. В у с л о в и я х отсутствия глубокого и продолжительного химического выветри­ вания альмандин обнаруживает значительно большую миграци­ о н н у ю способность, б л и з к у ю по в е л и ч и н е к M C н а и б о л е е м и г р а ционноспособных TM. П Ф — т, а. А н а т а з — At T i O . П л . о к о л о 3,9 ( 3 , 7 5 — 4 , 0 ) , по н е к о т о р ы м д а н н ы м , 3,7—4,2. Г. д. уст. с р е д н я я . B = l. Х и м . уст. в е с ь м а в ы с о к а я . 5 h = 550. В л = 1 2 . П о Ю . П . К а ­ занскому, в кислых условиях поверхностного выветривания ана­ т а з по х и м и ч е с к о й у с т о й ч и в о с т и у с т у п а е т ц и р к о н у , р у т и л у , т у р ­ м а л и н у , к в а р ц у , г р а ф и т у . П о Ф. С и н д о в с к о м у , а н а т а з — с р а в н и ­ т е л ь н о т р у д н о в ы в е т р и в а е м ы й м и н е р а л , но у с т у п а е т по хими­ ческой у с т о й ч и в о с т и в у с л о в и я х в ы в е т р и в а н и я не т о л ь к о пере­ ч и с л е н н ы м м и н е р а л а м , но и а н д а л у з и т у , к и а н и т у , с т а в р о л и т у , с и л л и м а н и т у , д ю м о р т ь е р и т у и к о р у н д у . П о о ц е н к а м этого ис­ следователя, в условиях выветривания анатаз обладает лишь с р е д н е й х и м и ч е с к о й у с т о й ч и в о с т ь ю , п р и н а д л е ж и т к IV группе (из в ы д е л я е м ы х семи г р у п п ) у с т о й ч и в о с т и м и н е р а л о в и сходен в д а н н о м о т н о ш е н и и с т и т а н и т о м . Т а к а я о ц е н к а в е л и ч и н ы хи­ м и ч е с к о й у с т о й ч и в о с т и а н а т а з а я в л я е т с я з а н и ж е н н о й и против о р е ч и т многим г е о л о г и ч е с к и м ф а к т а м и в з г л я д а м б о л ь ш и н с т в а геологов. с р

P

P

тр

2

hd

C

с

-

TB. 6 (5—6). Ф.-м. уст. с р е д н я я . B — 8. M C весьма высокая. Б = 36,2. П Ф — а, т, s. Ч а с т о я в л я е т с я аутигенным, особенно в породах, прошедших поздние градации мезокатагенеза. ph

т

И

З а к . 981

р

161

А н д а л у з и т — Ad A l [ S i O ] O . П л . 3,1—3,2 (иногда 2,9—3,3) Г. д . уст. н и з к а я . 5 ^ = 3 . Х и м . уст. с р е д н я я или в ы с о к а я . П о А. К а й е и Ж . Т р и к а р у , Sc/* = 220. Э т а о ц е н к а , с учетом п р и н и м а е м ы х з н а ч е н и й S h д л я других TM, по-видимому, з а н и ж е н н а я . Более точным представ­ л я е т с я з н а ч е н и е S C h = 250—300. B C h = 7 или 8 ( 6 — 8 ) . Д а н н ы е р а з л и ч н ы х а в т о р о в по хим. уст. а н д а л у з и т а исключительно п р о т и в о р е ч и в ы . П о Ю . П . К а з а н с к о м у , в у с л о в и я х поверхност­ ного в ы в е т р и в а н и я к а о л и н о в о г о т и п а а н д а л у з и т х и м и ч е с к и ус­ т о й ч и в е е м у с к о в и т а , т и т а н и т а , о р т о к л а з а , э п и д о т а и многих д р у ­ гих T M . А н а л о г и ч н ы е д а н н ы е по х и м и ч е с к о й устойчивости ан­ далузита, в сравнении с устойчивостью TM, получены экспери­ м е н т а л ь н о С. Б у с т а м а н т о м . П р и м е р н о т а к ж е о ц е н и в а е т х и м и ­ ческую устойчивость а н д а л у з и т а к п р о ц е с с а м выветривания Ф. С и н д о в с к и й . Он с ч и т а е т а н д а л у з и т т р у д н о в ы в е т р и в а е м ы м м и н е р а л о м (V г р у п п а из в ы д е л я е м ы х им семи г р у п п ) . К а к и д р у г и е а в т о р ы , Ф. С и н д о в с к и й с ч и т а е т а н д а л у з и т х и м и ч е с к и ме­ нее у с т о й ч и в ы м , чем к и а н и т , с т а в р о л и т и с и л л и м а н и т , и б о л е е у с т о й ч и в ы м , чем т и т а н и т , эпидот, цоизит, г р а н а т и д р . П о д а н ­ ным В.-Д. Г р и м м а , х и м и ч е с к а я устойчивость а н д а л у з и т а к про­ ц е с с а м в ы в е т р и в а н и я б л и з к а к устойчивости к и а н и т а и в ы ш е устойчивости не т о л ь к о г р а н а т а , э п и д о т а , ц о и з и т а и д р . , но и ставролита. В условиях постседиментационного внутрислойного р а с т в о р е н и я а н д а л у з и т , по д а н н ы м Ф. П е т т и д ж о н а и д р . , о б л а д а е т низкой х и м и ч е с к о й устойчивостью, с у щ е с т в е н н о б о л е е н и з к о й , чем в у с л о в и я х поверхностного в ы в е т р и в а н и я и б л и з ­ кой к устойчивости а м ф и б о л о в и п и р о к с е н о в . T B . 6,5—7,5, о б ы ч н о 6,5—7. Ф.-м, уст. в ы с о к а я и л и с р е д н я я . В и = 9. И м е ю щ и е с я д а н н ы е по ф.-м. уст. т а к ж е в е с ь м а п р о т и в о р е ч и в ы . M C в ы с о к а я или в е с ь м а в ы с о к а я . 5 = 3 1 , 2 ч - 4 1 , 6 ( 3 6 , 4 ) . П Ф — т, и з р е д к а а ( п е г м а т и т ы и д р . ) . А п а т и т — Ap C a [ P O J ( F , Cl, О Н ) . П л . 3,0—3,25, н а и б о л е е часто 3,15—3,20. И н о г д а у к а з ы в а ­ ю т с я б о л е е в ы с о к и е з н а ч е н и я плотности а п а т и т а , д о с т и г а ю щ и е 3,4. Г. д. уст. н и з к а я . B d = 3 ( 2 — 4 ) . Х и м . уст. с у щ е с т в е н н о р а з л и ч н а в у с л о в и я х п о в е р х н о с т н о г о х и м и ч е с к о г о в ы в е т р и в а н и я и п о с т с е д и м е н т а ц и о н н о г о внутри­ с л о в н о г о р а с т в о р е н и я . П о А. К а й е и Ж . Т р и к а р у [ 2 3 ] , SCh(Ap) = 2 2 0 , что, по п р и н я т о й в ы ш е ш к а л е (см. т а б л . 4 0 ) , соответствует с р е д н е й химической устойчивости ( 5 ^ = 6 ) . Д л я условий поверхностного х и м и ч е с к о г о в ы в е т р и в а н и я т а к а я оцен­ ка х и м и ч е с к о й устойчивости а п а т и т а п р е д с т а в л я е т с я н е с к о л ь к о завышенной, для условий постседиментационного внутрислойного р а с т в о р е н и я — з а н и ж е н н о й . С о г л а с н о и м е ю щ и м с я ф а к т и ч е ­ ским (в том числе э к с п е р и м е н т а л ь н ы м ) д а н н ы м , по к р а й н е й ме­ ре, в н е к о т о р ы х у с л о в и я х поверхностного в ы в е т р и в а н и я устой2

4

C

р

т р

5

h

162

4

3

чивость а п а т и т а н и з к а я . П о р е з у л ь т а т а м э к с п е р и м е н т о в Е. Н и к к е л я [ 2 9 ] , в и н т е р в а л е з н а ч е н и й р Н р а с т в о р о в от 0,2 д о 5,6 а п а ­ тит я в л я е т с я х и м и ч е с к и н а и м е н е е у с т о й ч и в ы м из и з у ч е н н ы х Е. Н и к к е л е м 12 м и н е р а л о в и у с т у п а е т а л ь м а н д и н у , а л ь б и т у , эпидоту, роговой о б м а н к е . Б л и з к и е э к с п е р и м е н т а л ь н ы е д а н н ы е п о л у ч е н ы и С. Б у с т а м а н т о м . С о г л а с н о э т и м д а н н ы м , а п а т и т хи­ мически в е с ь м а м а л о у с т о й ч и в ы й м и н е р а л и у с т у п а е т по х и м и ­ ческой устойчивости не т о л ь к о п е р е ч и с л е н н ы м (и б о л е е устой­ ч и в ы м , чем о н и ) м и н е р а л а м , но и авгиту, т и т а н а в г и т у , э н с т а титу. П о д а н н ы м Ф. Ш е ф ф е р а , в с е р о - б у р ы х п о д з о л и с т ы х т о л ­ щ а х а п а т и т по х и м и ч е с к о й устойчивости в ы ш е к а л ь ц и т а и усту­ п а е т биотиту, п и р о к с е н а м , а м ф и б о л а м , х л о р и т у , эпидоту, п л а ­ гиоклазам, калиевым полевым шпатам и другим минералам. А н а л о г и ч н ы е д а н н ы е по х и м и ч е с к о й устойчивости а п а т и т а в ус­ л о в и я х поверхностного в ы в е т р и в а н и я п о л у ч е н ы р а н е е К. Г р а в е н о р о м . Е щ е р а н е е п о д о б н ы е в з г л я д ы б ы л и в ы с к а з а н ы , в ча­ стности, Ф. С и н д о в с к и м , с о г л а с н о к о т о р о м у а п а т и т я в л я е т с я хи­ мически н е у с т о й ч и в ы м , очень л е г к о в ы в е т р и в а е м ы м м и н е р а л о м , менее у с т о й ч и в ы м , чем авгит, а м ф и б о л ы , г р а н а т , эпидот, цоизит и д р у г и е р а с п р о с т р а н е н н ы е T M , сходен по х и м и ч е с к о й ус­ тойчивости с о л и в и н о м и г л а у к о н и т о м и п р и н а д л е ж и т в м е с т е с ними к I, с а м о й н и з к о й из в ы д е л я е м ы х Ф. С и н д о в с к и м , груп­ пе м и н е р а л о в по их устойчивости к в ы в е т р и в а н и ю . А н а л о г и ч ­ ные д а н н ы е п о л у ч е н ы и Е. Г р э х е м о м . В у с л о в и я х поверхност­ ного в ы в е т р и в а н и я а п а т и т по х и м и ч е с к о й устойчивости п о п а д а е т в одну г р у п п у с о л и в и н о м , а н о р т и т о м и битовнитом и у с т у п а е т Л а б р а д о р у , а н д е з и н у , биотиту, а в г и т у , роговой о б м а н к е , г р а н а ­ ту, э п и д о т у и д р у г и м T M . С у щ е с т в е н н о и н а ч е о ц е н и в а е т хими­ ческую устойчивость апатита в условиях выветривания В.-Д. Г р и м м . С о г л а с н о его оценке, х и м и ч е с к а я у с т о й ч и в о с т ь а п а ­ тита я в л я е т с я низкой, но все ж е б о л е е высокой, чем устойчи­ вость о л и в и н а , а в г и т а , роговой о б м а н к и , и б л и з к о й к устойчи­ вости г р а н а т а . П р е в ы ш е н и е х и м и ч е с к о й устойчивости а п а т и т а н а д у с т о й ч и в о с т ь ю основных п л а г и о к л а з о в и п и р о к с е н о в под­ тверждается накоплением апатита в корах выветривания, раз­ в и т ы х по т а б б р о и д а м и н е к о т о р ы м д р у г и м п о р о д а м . П о р е з у л ь ­ т а т а м п р о в е д е н н о г о М . И . К о н с а и X. А. В и й д и н г о м и з у ч е н и я кор в ы в е т р и в а н и я гнейсов и а м ф и б о л и т о в ю ж н о г о с к л о н а Б а л ­ тийского щ и т а , а п а т и т х и м и ч е с к и устойчивее м а г н е т и т а , основ­ ных п л а г и о к л а з о в , п и р о к с е н о в и а м ф и б о л о в . М о ж н о п р и н я т ь , что Sch(w)(Ap)« 100—160; В цт)(Ар)=4 ( 3 — 5 ) , что соответ­ ствует н и з к о й или о т ч а с т и с р е д н е й х и м и ч е с к о й устойчивости, а S h(is)(Ap) ^ 3 5 0 ; B h(is)(Ap)=9 ( 8 — 9 ) , что соответствует высо­ кой х и м и ч е с к о й устойчивости. П о д а н н ы м Ф. Л а ф н е н а [ 2 6 ] , хи­ мически н а и б о л е е устойчив ф т о р а п а т и т , н а и м е н е е — г и д р о к с и лапатит. с

C

C

TB.

5. М и к р о т в . 5 1 4 — 5 5 5 , Л ==530. П о М . М . Х р у щ о в у , = 5 3 6 кгс/мм . По результатам определений, выполнен­ ных р а з л и ч н ы м и и с с л е д о в а т е л я м и , с р е д н я я величина микро-

hcp(Ap)

ср

2

2

т в е р д о с т и а п а т и т а н а х о д и т с я в п р е д е л а х 525—660 к г с / м м (обычно около 530—560). Ф.-м. уст. с р е д н я я B h = 7. M C н и з к а я или с р е д н я я ( ? ) . Kim = 36A (если 5 ^ ( 0 , ) = 2 2 0 ) . Более правильными представляются, однако, значения Kimp~ «16,6—26,6. В ж 16,2. П Ф — главным образом а (кислые и щелочные магматиче­ с к и е п о р о д ы ) ; м о ж е т б ы т ь а к ц е с с о р н ы м и в иных м а г м а т и ч е ­ ских п о р о д а х (Ь), в н е к о т о р ы х м е т а м о р ф и ч е с к и х п о р о д а х ( т ) , а т а к ж е аутигенно-осадочным ( s ) . А р ф в е д с о н и т — Af N a ( M g , F e + ) ( A l F e + ) [ S i O ] ( О Н , F) ., П л . о к о л о 3,45 ( 3 , 3 — 3 , 5 ) . Г. д . уст. н и з к а я . 5 ы = 4. Х и м . уст. н и з к а я . П о А. А. К у х а р е н к о , х и м и ч е с к а я устойчи­ вость щ е л о ч н ы х а м ф и б о л о в в у с л о в и я х п о в е р х н о с т н о г о в ы в е т р и ­ в а н и я б л и з к а к устойчивости р о м б и ч е с к и х п и р о к с е н о в (немно­ гим в ы ш е е е ) , но у с т у п а е т устойчивости а в г и т а , б и о т и т а , рого­ вой о б м а н к и . С у ч е т о м э т и х и д р у г и х д а н н ы х м о ж н о п р и н я т ь , что S h(Af)te40. B = 2. T B . 5,5—6. М и к р о т в . 7 0 8 — 7 9 7 ; Л л = 749. P

P

тр

2

3

3

4

1

4

n

2

2

C

c h

с

Ф.-м. уст. с р е д н я я .

В ц=7—8. р

M C в е с ь м а н и з к а я или н и з к а я ( ? ) . КтрЖ8,7. В — 7—8. П Ф — а (щелочные породы). Близкими седименто- и литогеническими свойствами обла­ д а е т р и б е к и т. Б а д д е л е и т — Bd Z r O . П л . 5,4—6,2 ( ч а щ е — о к о л о 5,8—6,0, по н е к о т о р ы м д а н н ы м , 5,7—5,85). Г. д. уст. в е с ь м а в ы с о к а я , ч а с т и ч н о — в ы с о к а я . 5 ^ = 1 1 ( 1 0 — 11). Х и м . уст. в е с ь м а в ы с о к а я . 5 h « 5 0 0 . B h=ll (И—12). T B . 6,5—7 ( 6 — 7 ) . М и к р о т в . б а д д е л е и т а из с а р м а т с к и х о т л о ­ ж е н и й П р и д н е п р о в ь я , по С. Н . Ц ы м б а л у и Ю . А. П о л к а н о в у , с о с т а в и л а 1470 к г с / м м , что с у щ е с т в е н н о в ы ш е з н а ч е н и я К, ко­ т о р о е м о ж н о б ы л о бы о ж и д а т ь и с х о д я и з в е л и ч и н ы Я . Ф.-м. уст. в ы с о к а я или с р е д н я я . В ц&9 (8—10?). M C в ы с о к а я . Кшо д о 1 2 0 ( ? ) . Б « 3 0 . П Ф — а (главным образом, щелочные магматические породы и с в я з а н н ы е с ними к а р б о н а т и т ы и к а м а ф о р и т ы ) . Б а р и т — Bt B a [ S O ] . П л . 4,2—4,5, о б ы ч н о о к о л о 4 , 4 — 4 , 5 ; по н е к о т о р ы м д а н н ы м , иногда д о 4,7. Г. д . уст. в ы с о к а я . Bhd = 8 ( и н о г д а 9 ) . Х и м . уст. с ч и т а е т с я в ы с о к о й . П о А. К а й е и Ж . Т р и к а р у , S f t = 3 6 0 (B h = 9), что з н а ч и т е л ь н о в ы ш е п р и в е д е н н ы х э т и м и исследователями оценок химической устойчивости кианита, став­ ролита, андалузита, ильменита и многих других TM. П о д о б н а я оценка химической устойчивости барита представляется сущетр

2

C

C

2

р

т р

4

C

C

с т в е н н о з а в ы ш е н н о й . П о м н е н и ю а в т о р а , х и м . уст. б а р и т а я в ­ л я е т с я с р е д н е й или в ы с о к о й , но не с т о л ь в ы с о к о й , к а к п о л а г а ю т А. К а й е и Ж . Т р и к а р . S (Bt)^250 ( 2 0 0 — 3 5 0 ) . B = 6—8, при­ чем о б ы ч н о з н а ч е н и е B H = Q б о л е е точно с о о т в е т с т в у е т химиче­ ской у с т о й ч и в о с т и б а р и т а , чем B H = S. П о ш к а л е р а с т в о р и м о с т и м и н е р а л о в , п р е д л о ж е н н о й А. С. П о в а р е н н ы х , б а р и т з а н и м а е т н и з к о е м е с т о — в одной г р у п п е с п и р р о т и н о м , а н т и м о н и т о м и другими и ниже пирита, сфалерита, галенита и др. T B . 3—3,5 (по н е к о т о р ы м д а н н ы м , 2 , 5 — 3 , 5 ) . М и к р о т в . 127— 232; / i i c p = 132; Л с р = 217 (h p= 174,5). Б л и з к и е з н а ч е н и я п о л у ч е н ы И . А. П у д о в к и н о й и д р . : 1 6 9 — 2 2 1 ; /i, = 195. Ф.-м. уст. н и з к а я . В н = § ( 4 — 5 ) . M C н и з к а я . С учетом п р и н и м а е м о г о А. К а й е и Ж . Т р и к а р о м з н а ч е н и я S h(Bt) ==360,-< К\ р = 17,8, но если п р и н я т ь , что S (Bt) =250, то / C m * = 9 , 9 . # = 1 0 , 6 (при £ = 6 ) и 15,9 (при B = 9). П Ф — связан с размывом более древних осадочных толщ, с о д е р ж а щ и х а у т и г е н н ы й б а р и т ( s ) , и г и д р о т е р м а л ь н ы х ж и л (а). Б а с т н е з и т — Bst (Ce, Z a ) [ C O ] F . П л . о к о л о 4,9—5,0 (до 5 , 2 ) . Г. д. уст. в ы с о к а я . В ы = 9 — 1 0 . Х и м . уст. в е с ь м а н и з к а я . S h
ch

0

0

2

c

;p

р

C

т

ch

m p

c h

ch

3

C

с

р

тр

2

3

6

8

C

с

с р

2

2

р

m p

П Ф — а ( г р а н и т о и д ы и с в я з а н н ы е с ними о б р а з о в а н и я — пегматиты, грейзены и д р . ) , иногда т (контактово- и региональ­ но-метаморфические породы). Б и о т и т — В K ( M g , Fe +) [AlSi Oi ] (ОН, F ) . П л . в основном 3 , 0 — 3 , 1 , и н о г д а 2 , 8 — 3 , 1 5 и д а ж е 2,7—3,4. Г. д . уст. н и з к а я и в е с ь м а н и з к а я (из-за л и с т о в а т о й , п л а с т и н ­ ч а т о й ф о р м ы з е р е н ) . Bhd = 2 ( 1 — 2 ) . Х и м . уст. н и з к а я , в о з м о ж н о , б л и з к а я к с р е д н е й . 5 ^ = 1 6 0 . -Sch==4,5, п р и ч е м п е р в о е из э т и х з н а ч е н и й б о л е е точно о т р а ж а е т х и м и ч е с к у ю у с т о й ч и в о с т ь б и о т и т а , чем в т о р о е . П о Ю . П . К а ­ з а н с к о м у , при ф о р м и р о в а н и и г и д р о с л ю д и с т о - к а о л и н и т о в о й ко­ р ы в ы в е т р и в а н и я биотит — один из н а и м е н е е у с т о й ч и в ы х мине­ ралов и начинает р а з р у ш а т ь с я в самой нижней зоне (зоне де­ з и н т е г р а ц и и ) , где е щ е с о х р а н я ю т с я с у л ь ф и д ы ж е л е з а , г л а у к о ­ нит, п и р о к с е н ы и д р у г и е м и н е р а л ы , х о т я п р е д п о л о ж и т е л ь н о он м о ж е т ч а с т и ч н о п е р е х о д и т ь и в б о л е е в ы с о к у ю зону в ы в е т р и в а ­ ния ( н и ж н ю ю ч а с т ь г и д р о с л ю д и с т о - к а о л и н и т о в о й з о н ы ) . П о X. В и л ь я м с у и д р . , биотит н е с к о л ь к о устойчивее, чем р о г о в а я о б м а н к а (что с о о т в е т с т в у е т п о л о ж е н и ю б и о т и т а в р я д у устойчи­ вости м и н е р а л о в , по С. Г о л д и ч у ) , но менее у с т о й ч и в , чем олиг о к л а з — а н д е з и н . П о н е к о т о р ы м д а н н ы м , в том ч и с л е э к с п е р и ­ м е н т а л ь н ы м ( В . К е л л е р и д р . ) , биотит по х и м и ч е с к о й устойчи­ вости в ы п а д а е т из и з в е с т н о г о р я д а С. Г о л д и ч а , п о с к о л ь к у в не­ к о т о р ы х у с л о в и я х п о в е р х н о с т н о г о в ы в е т р и в а н и я он менее устой­ чив, чем а н д е з и н , Л а б р а д о р , а м ф и б о л ы , п и р о к с е н ы и д а ж е оли­ вин. Ф. Ш е ф ф е р т а к ж е у к а з ы в а е т , что в с е р о - б у р ы х п о д з о л и ­ с т ы х т о л щ а х биотит у с т у п а е т по х и м и ч е с к о й устойчивости пир о к с е н а м , х л о р и т а м , а м ф и б о л а м , п л а г и о к л а з а м , к а л и е в ы м поле­ в ы м ш п а т а м и д р . П о д а н н ы м X. В а н д е р М а р е л а , биотит по х и м и ч е с к о й у с т о й ч и в о с т и в у с л о в и я х в ы в е т р и в а н и я и почвообр а з у ю щ и х процессов у с т у п а е т всем п л а г и о к л а з а м , в к л ю ч а я ос­ новные, и а м ф и б о л а м ; з а н и м а е т п р о м е ж у т о ч н о е п о л о ж е н и е м е ж ­ д у а в г и т о м и г и п е р с т е н о м . А. А. К у х а р е н к о т а к ж е с ч и т а е т био­ тит х и м и ч е с к и менее у с т о й ч и в ы м в у с л о в и я х п о в е р х н о с т н о г о в ы в е т р и в а н и я , чем р о г о в а я о б м а н к а и о с н о в н ы е п л а г и о к л а з ы . В п о с т р о е н н ы х им р я д а х о т н о с и т е л ь н о й у с т о й ч и в о с т и м и н е р а л о в при х и м и ч е с к о м в ы в е т р и в а н и и б и о т и т в о д н о м с л у ч а е з а н и м а е т п о л о ж е н и е м е ж д у а в г и т о м и роговой о б м а н к о й , а в д р у г о м — между железисто-глиноземистыми амфиболами и актинолитом, но все ж е н и ж е о с н о в н ы х п л а г и о к л а з о в . А. Г. К о с с о в с к а я счи­ т а е т биотит о д н и м из х и м и ч е с к и н а и м е н е е у с т о й ч и в ы х T M в ус­ ловиях поверхностного выветривания и постседиментационного внутрислойного растворения. Весьма многочисленны и другие о ц е н к и , у к а з ы в а ю щ и е на с р а в н и т е л ь н о н и з к у ю х и м и ч е с к у ю устойчивость биотита (У. Б а с с е т т , Д ж . Б о й л ь , М . В и л ь с о н , М . Д ж е к с о н , Ф. Л а ф н е н , Н . В . Л о г в и н е н к о , П . Р а й х е и д р . ) . Ф. Петтиджон высказывает другое мнение: в условиях внутри­ слойного растворения биотит является химически высокоустой­ ч и в ы м м и н е р а л о м , д а ж е б о л е е у с т о й ч и в ы м , чем к и а н и т и с т а в 2

3

3

0

2

С

р о л и т , и п р о м е ж у т о ч н ы м по устойчивости м е ж д у г р а н а т о м и а п а т и т о м . С т о л ь в ы с о к а я о ц е н к а химической устойчивости био­ тита в у с л о в и я х п о с т с е д и м е н т а ц и о н н о г о в н у т р и с л о й н о г о р а с т в о ­ р е н и я п р е д с т а в л я е т с я , о д н а к о , сильно з а в ы ш е н н о й . С о г л а с н о р а с ч е т н ы м д а н н ы м П . Р а й х е и Ф . Л а ф н е н а [ 2 6 ] , биотит по хи­ мической устойчивости в у с л о в и я х в ы в е т р и в а н и я с у щ е с т в е н н о превосходит а м ф и б о л ы и п и р о к с е н ы , но з н а ч и т е л ь н о у с т у п а е т п о л е в ы м ш п а т а м , м у с к о в и т у и д р . Х и м и ч е с к а я устойчивость био­ тита б л и з к а по в е л и ч и н е к устойчивости э п и д о т а (см. т а б л . 2 9 ) . С учетом и з л о ж е н н ы х и д р у г и х ф а к т и ч е с к и х д а н н ы х м о ж н о по­ л а г а т ь , что у к а з а н н а я А. К а й е и Ж . Т р и к а р о м [23] д л я биоти­ та в е л и ч и н а х и м и ч е с к о й устойчивости в у с л о в и я х в ы в е т р и в а н и я 5 f t = 1 6 0 я в л я е т с я н е с к о л ь к о з а в ы ш е н н о й и что, с учетом з н а ч е ­ ний Sch Других T M , Sch(B)«50—100. Соответственно В ц(В)& C

с

2

T B . 2—3 ( о б ы ч н о 2 , 5 — 3 ) . М и к р о т в . о к о л о 60 к г с / м м . Ф.-м. уст. н и з к а я В н = 3 ( 2 — 3 ) . M C в е с ь м а н и з к а я , о т ч а с т и — н и з к а я ( ? ) . Ki p = 2,0—3,2. В ж6,4 (до 10,6?) или н е с к о л ь к о менее, о к о л о 4,3. П Ф — а, т. Б р у к и т — Bk T i O П л . 3,8—4,2 (обычно 3,9—4,0; по д р у г и м д а н н ы м , б о л е е р а с ­ п р о с т р а н е н б р у к и т с 6 = 4 , 1 - ^ 4 , 2 ) . Г. д. уст. п р о м е ж у т о ч н а я м е ж ­ д у с р е д н е й и в ы с о к о й BhU = I ( 7 — 8 ) . Хим. уст. в е с ь м а в ы с о к а я . 5 ^ = 530. В н=\2. Имеются, одна­ ко, д а н н ы е ( Б . П и г о р и н и , Ф. В е н ь я л е и д р . ) о с у щ е с т в е н н о б о л е е низкой х и м и ч е с к о й устойчивости б р у к и т а в у с л о в и я х по­ верхностного в ы в е т р и в а н и я , а о т ч а с т и и в у с л о в и я х в н у т р и с л о й ­ ного р а с т в о р е н и я . Ф. С и н д о в с к и й с ч и т а е т б р у к и т о т н о с и т е л ь н о т р у д н о в ы в е т р и в а е м ы м м и н е р а л о м и относит его (совместно с а н а т а з о м и т и т а н и т о м ) к с р е д н е й , ч е т в е р т о й группе из в ы д е ­ л я е м ы х им семи групп устойчивости T M т я ж е л о й ф р а к ц и и к вы­ в е т р и в а н и ю . С о г л а с н о о ц е н к а м Ф. С и н д о в с к о г о , в у с л о в и я х вы­ в е т р и в а н и я б р у к и т х и м и ч е с к и устойчивее э п и д о т а , ц о и з и т а , гра­ н а т а , а м ф и б о л о в и д р у г и х , но с у щ е с т в е н н о менее устойчив не т о л ь к о , чем ц и р к о н , р у т и л и т у р м а л и н , но и чем а н д а л у з и т , киа­ нит, с т а в р о л и т , с и л л и м а н и т , а т а к ж е к о р у н д и д ю м о р т ь е р и т . П о э к с п е р и м е н т а л ь н ы м д а н н ы м С. Б р у с т а м а н т а , б р у к и т ( с о в м е с т н о с ц и р к о н о м , р у т и л о м и а н а т а з о м ) я в л я е т с я химически высоко­ у с т о й ч и в ы м м и н е р а л о м , б о л е е у с т о й ч и в ы м , чем т у р м а л и н , киа­ нит, с и л л и м а н и т и д р у г и е р а с п р о с т р а н е н н ы е T M . Устойчивость б р у к и т а в п о с т д и а г е н е з е изучена н е д о с т а т о ч н о . И м е ю т с я о с н о в а н и я п о л а г а т ь , что в у с л о в и я х п р о т о к а т а г е н е з а и з н а ч и т е л ь н о й части или д а ж е всего м е з о к а т а г е н е з а б р у к и т о б ы ч н о в п о л н е устойчив, о чем с в и д е т е л ь с т в у е т , в частности, его а у т и г е н н о е о б р а з о в а н и е в т е р р и г е н н ы х о т л о ж е н и я х на подс т а д и и м е з о к а т а г е н е з а . О д н а к о при б о л е е г л у б о к о м постдиагенетическом п р е о б р а з о в а н и и о с а д о ч н о г о в е щ е с т в а на п о д с т а д и и а п о к а т а г е н е з а ( н а ч и н а я с г р а д а ц и и А К ь а в о з м о ж н о , и с конр

m

тр

2

С

с

ца м е з о к а т а г е н е з а ) б р у к и т о к а з ы в а е т с я н е у с т о й ч и в ы м и, повидимому, трансформируется в анатаз. T B . 5—6, о б ы ч н о 5,5—6. М и к р о т в . 4 3 6 — 4 4 3 ; / г = 440. П о определениям Н. Ю. Икорниковой (1948 г . ) , h= 532-~ - М 0 7 2 к г с / м м (обычно 795—910 к г с / м м ) . Ф.-м. уст. с р е д н я я . B h = Q—8. Н а и б о л е е п р а в и л ь н ы м (и наи­ б о л е е с о о т в е т с т в у ю щ и м в е л и ч и н е т в е р д о с т и б р у к и т а по ш к а л е М о о с а ) , п о - в и д и м о м у , я в л я е т с я п р о м е ж у т о ч н о е з н а ч е н и е Bph = l. M C с р е д н я я или в ы с о к а я д о в е с ь м а в ы с о к о й . / G = 58,3, ес­ л и /г = 440. П р и б о л е е в ы с о к и х з н а ч е н и я х h K i ~ 105,3—120,6 и д а ж е несколько более. В ж З \ , 7 (27,2—36,2). П Ф — а, в з н а ч и т е л ь н о м е н ь ш е й м е р е — д р у г и е источники. В осадочных породах часто аутигенный. В о л ь ф р а м и т — Wm ( F e , M n ) [ W O ] . П л . о к о л о 7,4 (6,7—7,5, о б ы ч н о 7,2—7,5; д л я собственно вольфрамита Fe ,5 Mn ,5 [ W O ] , промежуточного члена ряда г ю б н е р и т — ф е р б е р и т , 6 = 7,370). Г. д. уст. в е с ь м а в ы с о к а я . B h d = ^ . Х и м . уст. с р е д н я я или в ы с о к а я ( ? ) . П о А. К а й е и Ж . Т р и к а р у , ScH = 360, что с о о т в е т с т в у е т В н = 9 . Эти з н а ч е н и я , по-види­ м о м у , з а в ы ш е н ы . М о ж н о п р и н я т ь , что B h{Wm)wl (7—9?). Е щ е н и ж е х и м . уст. в о л ь ф р а м и т а , по А. А. К у х а р е н к о . T B . ОКОЛО 5 ( 4 — 5 , 5 ) , по н е к о т о р ы м д а н н ы м , 4 — 4 , 5 , по д р у ­ гим, 5—5,5. М и к р о т в . 3 9 8 — 5 9 3 ; / г = 455. С о г л а с н о н а и б о л е е н о в ы м д а н н ы м , п о л у ч е н н ы м С. И . Л е б е д е в о й [ 5 ] , м и к р о т в е р ­ д о с т ь в о л ь ф р а м и т а и г ю б н е р и т а р а в н а 232—626 к г с / м м , h = = 3 0 4 — 4 6 5 . П о л у ч е н н ы е С. И . Л е б е д е в о й [5] д а н н ы е по м и к р о ­ твердости ферберита близки к приведенным значениям микро­ т в е р д о с т и в о л ь ф р а м и т а и г ю б н е р и т а , о т л и ч а я с ь от них, г л а в н ы м образом, несколько меньшими пределами колебания величины микротвердости. Близкие значения микротвердости получены д л я в о л ь ф р а м и т а С. Б о в и и К. Т е й л о р о м : 3 5 7 — 3 9 4 ; h = 3 7 3 . Эти д а н н ы е б л и з к и к з н а ч е н и я м м и к р о т в е р д о с т и , п о л у ч е н н ы м С. И . Л е б е д е в о й р а н е е д л я ф е р б е р и т а ( F e [ W O ] ) : h = 3 2 2 — 4 1 2 ; h c = 402. Д а н н ы е о м и к р о т в е р д о с т и ф е р б е р и т а . [ 5 ] , п о л у ч е н н ы е п о з ж е , н е с у щ е с т в е н н о о т л и ч а ю т с я от п р и в е д е н н ы х : / 1 = 3 0 0 - ^ 5 2 7 ; h =354-=-425. Более низкие значения микротвердости минера­ л о в группы в о л ь ф р а м и т а (без р а з д е л е н и я э т и х м и н е р а л о в на отдельные минеральные виды) указаны в сводке Д ж . Крейга и Д . В о г а н а : /1 = 3 1 2 ^ - 3 4 2 . И совсем у ж е н и з к и е з н а ч е н и я полу­ чены д л я в о л ь ф р а м и т а И . А. П у д о в к и н о й : 107—258. Б л и з к и е значения микротвердости получены И. А. П у д о в к и н о й и д л я г ю б н е р и т а ( M n [ W O ] ) : 199—219; / г = 209. Ф.-м. уст. с р е д н я я . B = 6. M C н и з к а я . К\тр=22,1 (при S c Z = 3 6 0 ) или н и ж е . В = \6,3 (при В н = 9 ) или н и ж е — о к о л о 12,6 (при В н = 7 ) . Е с л и о п р е д е ­ л я т ь б а л л м и г р а ц и о н н о й способности по ф о р м у л е ( 4 ) с учетом в ы с о к о й плотности м и н е р а л а , то, в б л и з к о м соответствии с п р е д ­ с т а в л е н и я м и А. А. К у х а р е н к о , п о л у ч а е м , что в о л ь ф р а м и т я в л я ср

2

2

P

m p

m

т

P

р

4

0

0

4

1

с

C

ср

2

c

c p

4

V

cp

4

ср

p h

1

с

т

с

р

p

е т с я одним из н а и м е н е е м и г р а ц и о н н о с п о с о б н ы х T M , о б л а д а е т в е с ь м а н и з к о й M C : В\ = 3,8-^-4,9 ( н и ж н е е з н а ч е н и е п о л у ч е н о с у ч е т о м Bch(Wm)=7, в е р х н е е — п р и B h(Wm) = 9). И . М . О з е ­ р о в у к а з ы в а е т , что у д а л е н и е в о л ь ф р а м и т а от к о р е н н о г о источ­ н и к а м о ж е т д о с т и г а т ь 5—6 км. П о д р у г и м д а н н ы м , м а к с и м а л ь ­ н а я д а л ь н о с т ь в о з м о ж н о г о п е р е м е щ е н и я в о л ь ф р а м и т а от корен­ ного и с т о ч н и к а не п р е в ы ш а е т 2,5 к м [ 1 4 ] . П Ф — а (связанные с гранитоидами гидротермалиты, а так­ ж е грейзены, пегматиты и д р . ) , реже — т (скарны). Г а л е н и т — Gn P b S . П л . о к о л о 7,6 ( 7 , 4 — 7 , 6 ) . Г. д. уст. в е с ь м а в ы с о к а я . BhU=WХ и м . уст. н и з к а я . S « 1 0 . B ~ 2 (1—2). T B . 2 — 3 , о б ы ч н о 2 — 2 , 5 . М и к р о т в . 6 4 — 1 1 0 ; / г = 87. П о С. Бови и К. Т е й л о р у , Zi = 71-f-84; Л = 7 6 . П о И . А. П у д о в к и н о й , /г = 4 3 — 1 0 1 . П о Д ж . К р е й г у и Д . В о г а н у , /г = 5 9 — 6 5 . Ф.-м. уст. н и з к а я . B = S. M C в е с ь м а н и з к а я . Ki ~0A5 = 1 , 8 — 2 , 7 . О д и н из наи­ менее миграционноспособных TM. П Ф — а (связанные с гранитоидами гидротермалиты). Г а н и т — Gnt Z n A l O . П л . У к а з ы в а е м ы е в р а з л и ч н ы х и с т о ч н и к а х з н а ч е н и я плотно­ сти т е р р и г е н н о г о г а н и т а в а р ь и р у ю т в в е с ь м а ш и р о к и х п р е д е л а х (3,6—4,9, ч а щ е 4 , 0 — 4 , 6 ) . Г. д . уст. в основном в ы с о к а я ; ч а с т и ч н о , в о з м о ж н о , с р е д н я я . В ы = 9 (6 ( ? ) - 9 ) . Х и м . уст. в е с ь м а в ы с о к а я . B h~ 12. T B . 7,5—8. М и к р о т в . 8 6 1 — 1 2 3 3 ; Л = 1047. В б о л е е поздней р а б о т е С. И . Л е б е д е в а [5] п р и в о д и т п р а к т и ч е с к и т а к и е ж е з н а ­ чения: 860—1253. Имеется определенное несоответствие между п р и в о д и м ы м и з н а ч е н и я м и т в е р д о с т и по ш к а л е M o o c a (H) и м и к р о т в е р д о с т и (h): п о л у ч е н н ы е з н а ч е н и я h с у щ е с т в е н н о н и ж е о ж и д а е м ы х (если и с х о д и т ь из в е л и ч и н ы Н). Г о р а з д о б о л ь ш е ( п р а к т и ч е с к и т о ч н о ) с о о т в е т с т в у ю т в е л и ч и н е т в е р д о с т и по М о о су з н а ч е н и я м и к р о т в е р д о с т и г а н и т а , п о л у ч е н н ы е Б . Я н г о м и А. М и л л м а н о м : Л = 1 4 9 1 - ^ 1 6 0 5 . Ф.-м. уст. в ы с о к а я . В и = 9. M C весьма высокая. 5 ^ = 3 6 , 0 . П Ф — т ( к о н т а к т о в о - и р е г и о н а л ь н о - м е т а м о р ф и ч е с к и е поро­ ды), а (пегматиты). Г е м а т и т — Hm F e O . П л . о к о л о 5,3 ( 5 , 0 — 5 , 3 ) . Г. д . уст. в ы с о к а я . B ^ = I O . Х и м . уст. С в е д е н и я о х и м , уст. г е м а т и т а в е с ь м а п р о т и в о р е ч и ­ вы. П о А. К а й е и Ж . Т р и к а р у , х и м . уст. г е м а т и т а с р е д н я я . 5 h = 200, что с о о т в е т с т в у е т В н = Ь—6. П о одной из оценок Г. М и л ь н е р а , г е м а т и т о б л а д а е т с р е д н е й у с т о й ч и в о с т ь ю , по д р у ­ г о й — б ы с т р о й г и д р а т и р у е м о с т ь ю и л и м о н и т и з а ц и е й , если он не « з а п е ч а т а н » в н е п р о н и ц а е м ы х п о р о д а х . А. А. К у х а р е н к о относит тр

C

c h

c

h

сР

с р

ph

mP

2

т о р

4

C

с р

р

2

C

3

с

г е м а т и т к числу х и м и ч е с к и в е с ь м а у с т о й ч и в ы х м и н е р а л о в , счи­ т а я его б л и з к и м по устойчивости к х р о м ш п и н е л и д а м и л и м о н и ­ ту. О д н а к о А. К а й е и Ж . Т р и к а р п о л а г а ю т , что х и м и ч е с к а я ус­ т о й ч и в о с т ь г е м а т и т а по п р и н я т о й ими у с л о в н о й ш к а л е в 3 р а з а н и ж е устойчивости л и м о н и т а . С. Н . Ц ы м б а л и Ю . А. П о л к а н о в у к а з ы в а ю т на неустойчивость г е м а т и т а в зоне г и п е р г е н е з а . Н а о с н о в а н и и э т и х и д р у г и х д а н н ы х м о ж н о п р и н я т ь в о б щ е м слу­ чае, что Вch(Hm) « 6 ( 5 — 7 ? ) или н е с к о л ь к о м е н ь ш е . T B . ОКОЛО 6 ( 5 — 6 , 5 ) . М и к р о т в . д л я к р у п н о к р и с т а л л и ч е с к о г о г е м а т и т а н е с к о л ь к о в ы ш е , чем э т о м о ж н о б ы л о о ж и д а т ь , исходя из его т в е р д о с т и по ш к а л е M o o c a : h = 920-4-1062; Л = 953-^-1009 (С. Б о в и , К. Т е й л о р , С. И . Л е б е д е в а ) . П о Д ж . К р е й г у и Д . Boгану, ftcp= 1038. И . А. П у д о в к и н а п р и в о д и т с у щ е с т в е н н о б о л е е н и з к и е з н а ч е н и я , х о р о ш о с о г л а с у ю щ и е с я со з н а ч е н и я м и т в е р д о ­ сти г е м а т и т а по ш к а л е M o o c a : H = 6 8 3 т — 8 4 5 ; /* р = 764. З н а ч и ­ т е л ь н о м е н ь ш е й я в л я е т с я м и к р о т в е р д о с т ь г и д р о г е м а т и т а по д а н ­ ным И . А. П у д о в к и н о й : Zi= 138. Ф.-М. уст. в ы с о к а я , б л и з к а я к с р е д н е й . В н = 9 ( 8 — 9 ) . Ф.-м. уст. г и д р о г е м а т и т а н и з к а я . В н = 4. M C средняя К ш р = 36,0—38,1. Я = 1 7 , 1 . По И. М. Озерову, у д а л е н и е г е м а т и т а от к о р е н н о г о и с т о ч н и к а м о ж е т достигать 2 0 к м . M C г и д р о г е м а т и т а в е с ь м а и н з к а я или н и з к а я : К\тржЬЬ. СР

С

р

р

т р

ВтрЖ

6,3—8,0.

П Ф — т (железистые кварциты и д р . ) , а (кислые и щелоч­ ные магматические породы) и др. Г е р ц и н и т — Hc F e A l O . П л . о к о л о 4,2 (3,9—4,4, ч а щ е 4 , 1 — 4 , 3 ) . Г. д. уст. в ы с о к а я , ч а с т и ч н о — с р е д н я я . Л ы = 7—8 (в основ­ ном 8 ) . Х и м . уст., п о - в и д и м о м у , в ы с о к а я ( д а н н ы е н е п о л н ы е ) . S / i « « 4 0 0 . B & 9 (9—10). T B . 7,5—8. М и к р о т в . о к о л о 1500 ( 1 4 7 8 — 1 5 3 3 ) , по Б . Я н г у и А. М и л л м а н у . Ф.-м. уст. в ы с о к а я . B ^ = I O . M C в е с ь м а в ы с о к а я или в ы с о к а я . К\т ~ 142,9. В = 3 \ , 8 . П Ф — Ь, в м е н ь ш е й степени т, иногда — а. ' Г и п е р с т е н — Я р ( M g , F e ) [ S i O ] , п р о м е ж у т о ч н ы й член р я д а э н с т а т и т (En) M g [ S i O ] — ф е р р о с и л и т (Fs), Fe [Si O ] с с о д е р ж а н и е м Fs 30—50 % . П л . о б ы ч н о о к о л о 3,4—3,5 (3,3—3,5, иногда 3 , 1 — 3 , 5 5 ) . Г. д. уст. н и з к а я . В на = 4 ( 3 — 4 ) . Хим. уст. н и з к а я . S , = 40. B =2. T B . 5,5 ( 5 — 6 ) . Ф.-м. уст. с р е д н я я . В н = 7. M C низкая. В = 7. П Ф — т, Ь. Г л а у к о н и т — Gc K(Fe, A l ) [ A l S i O i ] ( O H ) - H O . П л . 2,2—2,95, обычно 2,5—2,9. Г. д. уст. в е с ь м а н и з к а я . Bhd=\ (1—2). 2

4

c

c

h

Р

2

2

c /

2

2

т

р

6

6

2

ch

р

тр

3

3

0

2

2

2

6

Х и м . уст. н и з к а я . 5 ^ = 1 0 . B h = 2. TB. 2 (2—3). Ф.-м. уст. н и з к а я , ч а с т и ч н о — в е с ь м а н и з к а я . B h = 3 ( 2 — 3 ) . MC низкая. В = 6. П Ф — s (осадочный). Часто аутигенный. Г л а у к о ф а н — Gl N a M g A l [ S i O n ] ( O H , F ) . П л . , по р а з н ы м д а н н ы м , 2,9—3,5, о б ы ч н о о к о л о 3,1 (3,0— 3,15). Г. д. уст. н и з к а я . В м = 2 - г 4 , с р е д н и й £ ^ = 3. Х и м . уст. н и з к а я . 5 Й = 1 0 , B h = 2. C

P

т

р

2

с

3

2

4

2

2

C

T B . ОКОЛО б ( 5 — 6 , 5 ) .

Ф.-м. уст. с р е д н я я . В н = 8 ( 7 — 8 ) . M C н и з к а я (особенно н и з к а M C в о л о к н и с т ы х р а з н о в и д н о ­ стей). В = 9,2Б. П Ф — т. Г р а н а т ы — G. Р а з н о о б р а з н а я группа минералов, в к л ю ч а ю щ а я (Mg, Fe, M n ) Al — г р а н а т ы - п и р а л ь с п и т ы (пироп, альмандин, спессартин) (Gp) и Ca ( C r , Al, F e ) — г р а н а т ы - у г р а н д и т ы ( у в а р о в и т , гроссуляр, андрадит) (Gu) и их м н о г о ч и с л е н н ы е р а з н о в и д н о с т и ( н а п р и м е р , иногда у с т а н а в л и в а е м ы е в с о с т а в е T M т и т а н с о д е р жащие разновидности андрадита — меланит и шорломит). . Седименто- и литогенические свойства различных гранатов существенно различны. П л . 3,5—4,4 (обычно 3 , 6 — 4 , 3 ) . И н о г д а , особенно в р а з н о ­ в и д н о с т я х г р о с с у л я р а с п о в ы ш е н н ы м с о д е р ж а н и е м H O , пл. с н и ж а е т с я д о 3,1—3,2. Г. д. уст. о б ы ч н о с р е д н я я и в ы с о к а я . B d = b—8. Х и м . уст. одних и тех ж е г р а н а т о в в р а з л и ч н ы х п р и р о д н ы х у с л о в и я х в е с ь м а р а з л и ч н а . В е с ь м а р а з л и ч н а и х и м . уст. р а з л и ч ­ ных г р а н а т о в в одних и тех ж е у с л о в и я х . В ц е л о м в у с л о в и я х поверхностного химического выветривания гранаты обладают низкой и средней устойчивостью, в условиях постседиментационного в н у т р и с л о й н о г о р а с т в о р е н и я х и м . уст. г р а н а т о в сущест­ венно в ы ш е — в ы с о к а я и с р е д н я я . ( И с п о л ь з у я п р и н я т у ю сим­ волику, сказанное можно записать в виде краткого в ы р а ж е н и я Sch{is)(G)^>S h(w)(G).) Х и м . уст. п и р а л ь с п и т о в ( з а и с к л ю ч е н и е м с п е с с а р т и н а ) в ц е л о м с у щ е с т в е н н о в ы ш е , чем уграндитов (Sch(Gp)^>S h(Gu)), х о т я иногда в ы с к а з ы в а е т с я и противопо­ л о ж н а я точка зрения. T B . 6,5—7,5 (по н е к о т о р ы м д а н н ы м , д о 8 ) . Б о л е е в ы с о к а я тв. характерна д л я пиральспитов. Ф.-м. уст., в основном в ы с о к а я , о т ч а с т и с р е д н я я . B = 9 ( 8 — р

тр

2

h

C

C

ph

9).

S (G )>S (G ). ph

p

ph

u

M C высокая (альмандин, пироп), средняя (уграндиты) и низкая (спессартин). П Ф — т, р е ж е а, е щ е р е ж е Ь. П о К. Х е р л б а т у и К. К л е й н у , н а и б о л е е р а с п р о с т р а н е н из г р а н а т о в а н д р а д и т . Э т о у т в е р ж д е н и е о ш и б о ч н о . А н д р а д и т со

всеми р а з н о в и д н о с т я м и ( м е л а н и т и ш о р л о м и т ) — с р а в н и т е л ь н о р е д к и й г р а н а т . Н а и б о л е е р а с п р о с т р а н е н из г р а н а т о в в корен­ ных м а г м а т и ч е с к и х и м е т а м о р ф и ч е с к и х п о р о д а х п и т а ю щ и х про­ винций, б е з у с л о в н о , а л ь м а н д и н . А л ь м а н д и н ч а щ е чем д р у г и е м и н е р а л ы из г р у п п ы г р а н а т о в в с т р е ч а ю т с я в о с а д о ч н ы х о б р а з о ­ в а н и я х ( с е д и м е н т и т а х ) . В а ж н о не то, что этот м и н е р а л н а и б о ­ л е е р а с п р о с т р а н е н в к о р е н н ы х п о р о д а х , а т о , что он н а и б о л е е устойчив в х и м и ч е с к о м о т н о ш е н и и и один из н а и б о л е е устойчи­ вых в физико-механическом. Д и о п с и д — Ds C a M g [ S i O ] . П л . о к о л о 3,3 ( 3 , 1 — 3 , 4 ) . Г. д. уст. н и з к а я . B M = S - M (обычно б л и ж е к 4 ) . Хим. уст. н и з к а я . 5 л = 50. В п~3 ( 2 — 3 ) . Т а к и м о б р а з о м , по A. К а й е и Ж . Т р и к а р у [ 2 3 ] , д и о п с и д я в л я е т с я х и м и ч е с к и не­ с к о л ь к о менее у с т о й ч и в ы м , чем а в г и т . С э т и м с о г л а с у ю т с я и р а с ч е т н ы е д а н н ы е П. Р а й х е и Ф. Л а ф н е н а [26] по в е л и ч и н а м и н д е к с а в ы в е т р и в а е м о с т и этих м и н е р а л о в (см. т а б л . 2 9 ) . П о B . П. Б а т у р и н у , А. А. К у х а р е н к о и н е к о т о р ы м д р у г и м а в т о р а м , д и о п с и д химически более устойчив, чем авгит. Б о л ь ш и н с т в о а в ­ торов х и м и ч е с к у ю устойчивость э т и х м и н е р а л о в с ч и т а е т о д и н а ­ ковой или в е с ь м а б л и з к о й . T B . 5—6, о б ы ч н о 5,5—6. Ф.-м. уст. с р е д н я я . B h = 7-i-8. M C с р е д н я я , б л и з к а я к низкой. В « 12 или н е с к о л ь к о меньше. П Ф — Ь, т, и н о г д а — а. Близкими седименто- и литогеническими свойствами облада­ ет х р о м д и о п с и д , с в я з а н н ы й обычно с к и м б е р л и т а м и . Д и с т е н — см. к и а н и т . Д ю м о р т ь е р и т — Dm A l [ S i O ] з [ B O ] O . П л . о к о л о 3,3 ( 3 , 2 5 — 3 , 4 5 ) . Г. д . уст. н и з к а я . Вна = 4 ( 3 — 4 ) . Хим. уст. в ы с о к а я . В ц ~ § (S—10). Ф. С и н д о в с к и й , в ы д е л и в ­ ший семь ( I — V I I ) групп устойчивости T M к в ы в е т р и в а н и ю — от очень л е г к о в ы в е т р и в а е м ы х ( н е у с т о й ч и в ы х ) (I г р у п п а ) д о нев ы в е т р и в а е м ы х ( у с т о й ч и в ы х ) ( V I I г р у п п а ) , отнес д ю м о р т ь е р и т к V I группе н е з н а ч и т е л ь н о в ы в е т р и в а е м ы х T M ( н а р я д у с киа­ н и т о м , с т а в р о л и т о м , с и л л и м а н и т о м и к о р у н д о м ) . П о Ф. С и н д о в скому, д ю м о р т ь е р и т по х и м и ч е с к о й устойчивости превосходит андалузит, анатаз, брукит, титанит и большинство других TM тяжелой фракции и существенно уступает в данном отношении л и ш ь циркону, р у т и л у и т у р м а л и н у . T B . 7. Ф.-м. уст. в ы с о к а я . В н = 9. M C в ы с о к а я или в е с ь м а в ы с о к а я . J 3 « 4 0 , 5 . П Ф — а ( п е г м а т и т ы ) , т. З о л о т о — Gd Au. П л . н а и б о л е е ч а с т о 15,6—18,3, иногда д о 19,7 (в с р е д н е м окол® 1 7 ) . 2

с

6

с

P

т

7

р

>

т

4

а

х

3

с

р

m p

3

Г. д . уст. в е с ь м а в ы с о к а я . 5 ^ = 1 1 . Х и м . уст. в е с ь м а в ы с о к а я . 5 /i = 550. В / г = 1 2 ( 1 2 — 1 3 ) . T B . 2 — 3 ( 2 , 5 — 3 ) . М и к р о т в . 5 0 — 5 9 , / г = 54. В е с ь м а с х о д н ы е д а н н ы е п р и в е д е н ы Д ж . К р е й г о м и Д . В о г а н о м : h = 53-=-58 и С. Б о в и и К. Т е й л о р о м : /1=50-=-52; / i = 5 1 . Б л и з к и е з н а ч е н и я м и к р о т в е р д о с т и п о л у ч е н ы И . А. П у д о в к и н о й : h = 46-=-68. Н а н е с к о л ь к о б о л е е в ы с о к и е з н а ч е н и я у к а з ы в а е т С. И . Л е б е д е в а .[5]: £=45-=-90, /г = 4 7 ^ 8 5 . Ф.-м. уст. в е с ь м а н и з к а я , иногда — н и з к а я . B h = 2 ( 2 — 3 ) . M C в е с ь м а н и з к а я или н и з к а я ( о т ч а с т и ) , / ( i m p « 1 , 7 5 ( 1 , 5 — -2,0 или н е с к о л ь к о б о л е е ; о б ы ч н о 1,6—1,9). Л « 7 , 2 — 1 0 , 8 . В\тр « 2 , 4 — 3 , 6 . В к а ч е с т в е п р и м е ч а н и я к п р и в е д е н н ы м з н а ч е ­ н и я м п о к а з а т е л е й г и д р о а э р о д и н а м и ч е с к о й устойчивости и ми­ г р а ц и о н н о й способности з о л о т а н е о б х о д и м о о т м е т и т ь исключи­ т е л ь н о е р а з н о о б р а з и е р а з м е р о в и м о р ф о л о г и и (степень у п л о щ е н лости) золотин. Этим определяется наблюдаемый в природе и по э к с п е р и м е н т а л ь н ы м о п р е д е л е н и я м в е с ь м а з н а ч и т е л ь н ы й р а з ­ б р о с в е л и ч и н его г и д р а в л и ч е с к о й к р у п н о с т и , к о г д а одни золотины о б л а д а ю т и с к л ю ч и т е л ь н о высокой г и д р о а э р о д и н а м и ч е с к о й у с т о й ч и в о с т ь ю , я в л я ю т с я п р а к т и ч е с к и н е п е р е м е щ а е м ы м и или почти н е п е р е м е щ а е м ы м и по л а т е р а л и , т о г д а к а к д р у г и е п р и б л и ­ ж а ю т с я по своим с в о й с т в а м к с у щ е с т в е н н о б о л е е п о д в и ж н ы м и миграционноспособным TM («плавучее золото»). Максимальное у д а л е н и е т е р р и г е н н о г о з о л о т а от к о р е н н ы х источников с о с т а в ­ л я е т 8—10 км (не с ч и т а я к о с о в ы х к о н ц е н т р а ц и й ) [ 1 4 ] . c

с

сР

c p

ср

P

т р

П Ф — а (связанные с гранитоидами гидротермалиты), а так­ ж е т (скарны и др.). И л ь м е н и т — / FeTiO . П л . о к о л о 4,8 (4,6—4,9, и н о г д а до 5,2). П р и л е й к о к с е н и з а ции п л о т н о с т ь и л ь м е н и т а с у щ е с т в е н н о с н и ж а е т с я . Г. д. уст. в ы с о к а я . £ ( T ) = 9 . B d(hx)^8. Х и м . уст. чистого и л ь м е н и т а с р е д н я я . О д н а к о , в о т л и ч и е от •большинства д р у г и х T M , з е р н а и л ь м е н и т а д а ж е при интенсив­ ном и д л и т е л ь н о м х и м и ч е с к о м в о з д е й с т в и и не у н и ч т о ж а ю т с я , а сохраняются, подвергаясь лишь структурной и химической т р а н с ф о р м а ц и и , п о л у ч и в ш е й н а з в а н и е л е й к о к с е н и з а ц и и (а т а к ­ ж е аризонитизации, рутилизации и пр.). Таким образом, иль­ м е н и т х и м и ч е с к и не очень" у с т о й ч и в , п о т о м у что о т н о с и т е л ь н о л е г к о п о д в е р г а е т с я л е й к о к с е н и з а ц и и ( р а з в и в а ю щ е й с я обычно с п о в е р х н о с т и и по т р е щ и н а м з е р е н ) . О б щ е е к о л и ч е с т в о т е р р и г е н н ы х з е р е н при э т о м о с т а е т с я н е и з м е н н ы м . Т а к и м о б р а з о м , е с л и при к о л и ч е с т в е н н о м м и н е р а л о г и ч е с к о м а н а л и з е у ч и т ы в а т ь при п о д с ч е т а х с у м м а р н о е к о л и ч е с т в о з е р е н и л ь м е н и т а , л е й к о к с е н и з и р о в а н н о г о и л ь м е н и т а ( и л ь м е н и т а со с л е д а м и л е й к о к с е н и ­ з а ц и и , л е й к о к с е н а с р е л и к т а м и и л ь м е н и т а ) и л е й к о к с е н а (без р е л и к т о в и л ь м е н и т а ) , то н е о б х о д и м о з а м е т и т ь , что процессы х и м и ч е с к о г о в ы в е т р и в а н и я , за и с к л ю ч е н и е м с а м ы х г л у б о к и х их п р о я в л е н и й , не могут с к о л ь к о - н и б у д ь с у щ е с т в е н н о и з м е н и т ь это 3

f t d

h

число. П о д в е р г ш и й с я л е й к о к с е н и з а ц и и и л ь м е н и т химически в е с ь м а устойчив. П о Ю . П . К а з а н с к о м у , и л ь м е н и т , н а р я д у с л е й к о к с е н о м , со­ х р а н я е т с я в к а о л и н и т о в о й зоне к о р ы в ы в е т р и в а н и я и з н а ч и т е л ь ­ но в ы ш е по х и м и ч е с к о й устойчивости, чем м а г н е т и т и многие д р у г и е T M , в том числе т и т а н и т , к а л и е в ы е п о л е в ы е ш п а т ы , мусковит и др. По этим данным, ильменит в условиях поверхно­ стного в ы в е т р и в а н и я х и м и ч е с к и устойчивее д а ж е , чем к и а н и т , ставролит, силлиманит. П о А. К а й е и Ж . Т р и к а р у [ 2 3 ] , S h(I) = 150, что з н а ч и т е л ь ­ но н и ж е х и м и ч е с к о й устойчивости м а г н е т и т а ( 2 7 0 ) , а п а т и т а ( 2 2 0 ) и многих д р у г и х T M и у с т у п а е т устойчивости а л ь б и т а ( 1 7 0 ) и биотита ( 1 6 0 ) . Х и м и ч е с к а я устойчивость л е й к о к с е н а я в л я е т с я и с к л ю ч и т е л ь н о в ы с о к о й ( 5 5 0 ) , р а в н о й х и м и ч е с к о й ус­ тойчивости з о л о т а и а л м а з а и п р е в ы ш а ю щ е й по в е л и ч и н е х и м и ­ ческую устойчивость к в а р ц а ( 5 3 0 ) и п о д а в л я ю щ е г о б о л ь ш и н ­ ства д р у г и х T M . Д а н н ы е А. К а й е и Ж . Т р и к а р а о в е л и ч и н е хи­ мической устойчивости чистого и л ь м е н и т а , особенно в с р а в н е ­ нии с р а н е е у к а з ы в а е м ы м и э т и м и а в т о р а м и д а н н ы м и по хими­ ческой устойчивости м а г н е т и т а и д р у г и х м и н е р а л о в , п р е д с т а в ­ ляются существенно заниженными. Более точным, вероятно, яв­ л я е т с я з н а ч е н и е S h(I) « 2 5 0 или д а ж е 300, что соответствует C

C

В

сН

=

7.

T B . 5—6, обычно 5,5—6. М и к р о т в . 593—734; /* = 640. Б л и з ­ к и е з н а ч е н и я м и к р о т в е р д о с т и п о л у ч е н ы С. Б о в и и К. Т е й л о р о м : £ = 519-=-703; /г р—611. С у щ е с т в е н н о б о л е е в ы с о к о е н и ж н е е з н а ­ чение м и к р о т в е р д о с т и и л ь м е н и т а у к а з а н о в с в о д к е Д ж . К р е й га и Д . В о г а н а . П о п р и в е д е н н ы м в этой р а б о т е о ц е н к а м , м и к р о ­ т в е р д о с т ь и л ь м е н и т а £ = 659-=-703. Б о л е е н и з к и е с р е д н е е и н и ж ­ нее з н а ч е н и я м и к р о т в е р д о с т и у к а з ы в а е т И . А. П у д о в к и н а : £ = 367-=-729; £ = 548. П о Б . Я н г у и А. М и л л м а н у , £ = 557-=—825 (при н а г р у з к е 50 г) или 501—752 (при н а г р у з к е 100 г ) . Значительно более высокие величины микротвердости (до 1038 к г с / м м ) у к а з ы в а ю т д л я и з м е н е н н о г о ( л е й к о к с е н и з и р о в а н н о г о ) и л ь м е н и т а т и т а н о - ц и р к о н и е в ы х россыпей С. Н . Ц ы м б а л и Ю . А. П о л к а н о в — особенно д л я з е р е н с п л о т н о с т ь ю б > 4 , 2 — 4,3 ( т а б л . 6 2 ) . Д л я с и л ь н о и з м е н е н н о г о и л ь м е н и т а с плотно­ стью 3,7—4,2 п о л у ч е н н ы е э т и м и а в т о р а м и з н а ч е н и я м и к р о т в е р ­ дости о к а з а л и с ь б л и з к и м и п р и в е д е н н ы м в ы ш е (£ = 405-=-700). И н т е р е с н о , о д н а к о , что у к а з ы в а е м ы е з н а ч е н и я м и к р о т в е р д о с т и л е й к о к с е н а ( т а б л . 6 3 ) н а м н о г о в ы ш е , чем з н а ч е н и я м и к р о т в е р ­ дости и з м е н е н н о г о и л ь м е н и т а с т а к о й ж е п л о т н о с т ь ю (см. табл. 62). Ф.-м. уст. с р е д н я я . B = 7. M C с р е д н я я . / ( i m p = 3 3 , 3 (если д о п у с т и т ь S h(I) =250). Если ж е п р и н я т ь у к а з ы в а е м о е А. К а й е и Ж . Т р и к а р о м з н а ч е н и е Sch(I) = 150, то в ы ч и с л е н н а я в е л и ч и н а M C и л ь м е н и т а о к а з ы в а ­ е т с я н и з к о й ( / ( i m p = 2 0 , 0 ) , что н а х о д и т с я в р е з к о м п р о т и в о р е ч и и с д а н н ы м и А. А. К у х а р е н к о и многих д р у г и х а в т о р о в по M C T M . СР

С

с р

2

p h

C

Таблица

62

Таблица Твердость лейкоксена титаноциркониевых россыпей, по С. Н. Цымбалу и Ю. А. Полканову

Микротвердость измененного ильменита, по С. Н. Цымбалу и Ю. А. Полканову *

Микротвердость,

кгс/мм

Гвердость

2

Плотность, г/см

Плотность, г/см

3

3

кгс/мм

2

1

>4,4 4,3—4,4 4,2—4,3 4,1—4,2 4,0—4,1 3,9—4,0 3,8—3,9 3,7—3,8

63

4,1—4,2 4,0—4,1 3,9—4,0 3,8—3,9 3,7—3,8 <3,7

860 812 771 692 627 555 505 440

1038 972 700 601 505 441 405

720 762 850 972 912 • 850

а

по шкале Мооса

5,33 5,80 6,0 6,34 6,17 6,0

* Соответствующий показатель измерен для минералов россыпей двух (1 и 2) регионов.

Б = 1 6 , 3 ( и с х о д я из з н а ч е н и я В п(1) = 7 ) . П о многим д а н н ы м [14], существуют глубокие различия в величинах M C акцессор­ ного и л ь м е н и т а и п о р о д о о б р а з у ю щ е г о ( р у д о о б р а з у ю щ е г о , «руд­ ного») ильменита, слагающего рудные тела, связанные с габб р о и д а м и . П е р в ы й из них о б л а д а е т и с к л ю ч и т е л ь н о высокой M C и, н а р я д у с с о п у т с т в у ю щ и м и ему ц и р к о н о м , р у т и л о м и д р у г и ­ ми T M , в ы д е р ж и в а е т т р а н с п о р т и р о в к у на многие сотни к и л о ­ м е т р о в и м н о г о к р а т н о е п е р е о т л о ж е н и е . В т о р о й о б л а д а е т низ­ кой M C , его м а к с и м а л ь н о е у д а л е н и е от к о р е н н ы х источников со­ с т а в л я е т о к о л о 15 км (по д р у г и м д а н н ы м — менее 25 к м ) . Эти д а н н ы е н у ж д а ю т с я в п р о в е р к е , уточнении и о б ъ я с н е н и и . П о ­ с л е д н е е м о ж н о у с м а т р и в а т ь п р е ж д е всего в о т н о с и т е л ь н о бы­ строй ф и к с а ц и и в о с а д к е к р у п н ы х ( > 1 м м ) зерен р у д о о б р а з у ю ­ щ е г о и л ь м е н и т а , их и з м е л ь ч е н и и , и в л е й к о к с е н и з а ц и и и л ь м е н и ­ т а , з е р н а к о т о р о г о о б н а р у ж и в а ю т очень в ы с о к у ю M C П Ф — Ь. Н а р я д у с б а з и т а м и ( г л а в н ы м о б р а з о м , г а б б р о и д а м и ) , где и л ь м е н и т м о ж е т быть не т о л ь к о а к ц е с с о р н ы м , но и породообразующим минералом, возможны и другие, весьма раз­ н о о б р а з н ы е по с о с т а в у и генезису источники (а, т), в к о т о р ы х и л ь м е н и т присутствует в к а ч е с т в е а к ц е с с о р н о г о м и н е р а л а . П и к роильменит характерен для кимберлитов. К а с с и т е р и т — Ct S n O . П л . о к о л о 7 (6,3—7,2, ч а щ е 6,7—7,1) Г. д . уст. в е с ь м а в ы с о к а я . Б ы = П . Х и м . уст. в ы с о к а я . 5 « 4 0 0 . Б „ = 1 0 ( 9 — 1 1 ? ) . П о Ю . П . К а ­ занскому, в условиях гидрослюдисто-каолинитового выветриват р

с

2

С Й

с

ния касситерит обнаруживает высокую х и м и ч е с к у ю устойчи­ в о с т ь , с о х р а н я е т с я во всех з о н а х в ы в е т р и в а н и я (за и с к л ю ч е н и ­ е м з о н ы охр и о к и с л о в ) и п р е в о с х о д и т к и а н и т , с т а в р о л и т , сил­ лиманит, мусковит и большинство других TM. T B . 6—7. М и к р о т в . 1008—1228; / г = 1 1 0 6 . Б л и з к и е з н а ч е н и я у к а з ы в а ю т и С. Б о в и и К. Т е й л о р : Zi = 1027-=-1075, / i p = 1 0 5 3 . П о И . А. П у д о в к и н о й , в е р х н е е з н а ч е н и е м и к р о т в е р д о с т и к а с с и ­ терита (1157) близко к приведенным выше. Н и ж н е е ж е значе­ ние с у щ е с т в е н н о (в 2 р а з а ) н и ж е з н а ч е н и й , п р и в о д и м ы х д р у г и ­ ми а в т о р а м и : / г ш = 504. У с т а н о в л е н о , что п р и с у т с т в и е в с о с т а в е касситерита весьма незначительной в количественном отноше­ нии и з о м о р ф н о й п р и м е с и Т а и N b ( ~ 0 , 1 % T a O - J - N b O ) при­ в о д и т к з н а ч и т е л ь н о м у с н и ж е н и ю в е л и ч и н ы его м и к р о т в е р д о с т и . Иногда у к а з ы в а ю т существенно более высокие значения микро­ т в е р д о с т и к а с с и т е р и т а — д о 1400—1500 к г с / м м и д а ж е несколь­ к о б о л е е . Т а к , С. И . Л е б е д е в а [ 5 ] п р и в о д и т с л е д у ю щ и е з н а ч е ­ ния: £ = 731—1528. По Д ж . Крейгу и Д . Вогану, /1=1168—1332. Ф.-м. уст. в ы с о к а я . В н*=-9 ( 8 — 1 0 ) . M C высокая, близкая к средней. / d = 6 3 , 2 . В a = 27,l. £ i m ~ 8 , 2 . По некоторым данным [14], максимальная дальность п е р е н о с а к а с с и т е р и т а в водной с р е д е от к о р е н н о г о и с т о ч н и к а с о с т а в л я е т не б о л е е 6 к м . Э т и д а н н ы е , о д н а к о , п р е д с т а в л я ю т с я заниженными. Мнение о низкой и весьма низкой M C касситери­ т а не с о г л а с у е т с я , в ч а с т н о с т и , с д а н н ы м и о п р о т я ж е н н о с т и мно­ гих р о с с ы п е й к а с с и т е р и т а , с о с т а в л я ю щ е й н е р е д к о д е с я т к и ки­ л о м е т р о в [ 1 4 ] . П о А. В . К о с т е р и н у и р я д у д р у г и х а в т о р о в , об­ л о м о ч н ы е з е р н а к а с с и т е р и т а могут т р а н с п о р т и р о в а т ь с я по к р а й ­ ней м е р е на 100 к м от к о р е н н о г о и с т о ч н и к а . П Ф — а (гранитоиды, пегматиты, гидротермалиты), т (скар­ ны). К в а р ц — Q SiO . П л . о к о л о 2,65 (2,6—2,7, обычно 2 , 6 3 — 2 , 6 6 ) . Г. д . уст. в е с ь м а н и з к а я . Bhd=l. Х и м . уст. в е с ь м а в ы с о к а я . S / i = 5 3 0 ( д л я х а л ц е д о н а , по А. К а й е и Ж . Т р и к а р у , S = 5 0 0 ) . B = 1 2 (12—13). T B . 7. М и к р о т в . 1023—1236; / i = 1 1 3 5 . П р а к т и ч е с к и т а к и е ж е з н а ч е н и я п о л у ч е н ы С. Б о в и и К. Т е й л о р о м : 1097—1168; / i p = 1 1 3 5 . Б о л е е н и з к и е з н а ч е н и я у к а з ы в а е т И . А. П у д о в к и н а : 925—1057, / 1 = 991. Ф.-м. уст. в ы с о к а я . В н = 9. M C в е с ь м а в ы с о к а я . / С = 227,0. В ж 108,0 (до 117,0). К в а р ц я в л я е т с я о д н и м из н а и б о л е е м и г р а ц и о н н о с п о с о б н ы х T M , м о ж е т т р а н с п о р т и р о в а т ь с я на сотни и т ы с я ч и к и л о м е т р о в от к о р е н н о г о источника, в ы д е р ж и в а т ь м н о г о к р а т н о е п е р е о т л о ж е ­ ние. О д н а к о т а к н а з ы в а е м ы й р у д н ы й к в а р ц , с о д е р ж а щ и й опре­ деленный набор элементов-примесей и другие признаки, харак­ терные д л я кварца коренных месторождений золота, касситери­ т а и д р . , с о х р а н я е т с я л и ш ь в р о с с ы п я х б л и ж н е г о сноса н а р а с ­ с т о я н и и не б о л е е 10 км от к о р е н н о г о источника ( 1 4 ] . с р

C

т

2

5

2

5

2

р

m p

P

2

c

c h

c

h

c P

c

С Р

р

1 т р

тр

тр>

m

X

П Ф — а, т, s. К и а н и т (AHCTeH)-ZCAl [SiO ]O. П л . о к о л о 3,6 ( 3 , 5 — 3 , 7 ) . Г. д . уст. с р е д н я я . B d~5—6. Хим. уст. в ы с о к а я или в е с ь м а в ы с о к а я , особенно в у с л о в и я х поверхностного выветривания. А . Кайе и Ж . Трикар довольно н и з к о о ц е н и в а ю т х и м . уст. к и а н и т а ( 5 н = 270, что соответствует B h = 7, с р е д н я я х и м . у с т . ) . П о мнению этих а в т о р о в , хим. уст. к и а н и т а н и ж е , чем т и т а н и т а , ф л ю о р и т а , м и к р о к л и н а , г р а н а т а , с у щ е с т в е н н о н и ж е устойчивости о р т о к л а з а и многих д р у г и х T M . Т а к а я о ц е н к а химической устойчивости к и а н и т а я в л я е т с я я в н о и с и л ь н о з а н и ж е н н о й , не с о о т в е т с т в у ю щ е й , в частности, много­ ч и с л е н н ы м р е з у л ь т а т а м и з у ч е н и я с о с т а в а кор в ы в е т р и в а н и я и п р о д у к т о в их п е р е о т л о ж е н и я . Б о л е е п р а в и л ь н о й п р е д с т а в л я е т с я с у щ е с т в е н н о более в ы с о к а я о ц е н к а х и м и ч е с к о й устойчивости к и а н и т а : S « 4 0 0 ( 3 5 0 — 4 5 0 ) В п&10 (9—10). При этом д л я у с л о в и й поверхностного в ы в е т р и в а н и я х и м и ч е с к а я устойчивость к и а н и т а в ы ш е (S h(u)~ 400—450; B ( )= 10 или д а ж е 11), а для условий постседиментационного внутрислойного раство­ р е н и я н и ж е (S (i )~350—400; B h(is)= 9 или д а ж е 8 ) . П о Ю . П . К а з а н с к о м у , в у с л о в и я х поверхностного к а о л и н о в о г о вы­ в е т р и в а н и я к и а н и т с о х р а н я е т с я п р е д п о л о ж и т е л ь н о в п л о т ь до к а о л и н и т о в о й зоны и о б н а р у ж и в а е т б о л е е в ы с о к у ю х и м и ч е с к у ю устойчивость, чем т и т а н и т , мусковит, о р т о к л а з и многие д р у г и е 2

4

h

с

C

c f t

с

ch W

C

ch

S

C

TM.

T B . 4 ( 4 , 5 ) — 7 (до 7,5), т. е. р а з л и ч н а в р а з н ы х н а п р а в л е н и я х И м е ю щ и е с я в л и т е р а т у р е с в е д е н и я о н и ж н е м и в е р х н е м преде­ л а х т в е р д о с т и к и а н и т а по ш к а л е М о о с а и степени а н и з о т р о п и и п р о т и в о р е ч и в ы . В частности, у к а з ы в а ю т с я з н а ч е н и я : 4 — 6 , 5 ; 4,5—6; 5,5—7 и д р . М и к р о т в . 285—1690; Д = 4 2 0 ; / г = 1313. Ф.-м. уст. с р е д н я я . B m8. M C в ы с о к а я . С учетом п р и н я т о г о А . К а й е и Ж . Т р и к а р о м з н а ч е н и я S = 270, # « 6 5 , 0 ; В &23—25. П р и 5 = 400, 7 ( i , - 9 3 , 6 ; ВтрЖ 32,6—35,7. П Ф — т. К и н о в а р ь — Cb H g S . П л . о к о л о 8,1—8,2 ( 8 , 0 — 8 , 2 ) . Г. д. уст. весьма в ы с о к а я . B =ll. Х и м . уст. н и з к а я . S h~\0. В н~2 (1—3?). По шкале рас­ творимости А . С . Поваренных киноварь выше пирита и гале­ нита, з н а ч и т е л ь н о в ы ш е м о л и б д е н и т а , ш е е л и т а , ф л ю о р и т а , ба­ рита и д р . П о А . А . К у х а р е н к о , о д н а к о , к и н о в а р ь по химиче­ ской устойчивости п р е в о с х о д и т а р с е н о п и р и т и р я д д р у г и х суль­ ф и д о в , но у с т у п а е т пириту, о л и в и н у и д р у г и м T M . T B . 1,5—2,5 (обычно 2 — 2 , 5 ) . М и к р о т в . 6 4 — 9 8 ; h =78. Прак­ тически т а к и е ж е з н а ч е н и я п о л у ч е н ы И . А . П у д о в к и н о й : h = = 60-=-99. С . И . Л е б е д е в а [5] п р и в о д и т н е с к о л ь к о иные д а н н ы е : /1 = 4 0 - М 3 4 ; / г = 99. П о Д ж . К р е й г у и Д . В о г а н у , / г = 8 2 - И 5 6 . Ф.-м. уст. н и з к а я . B — 3 ( 3 — 4 ? ) . 1 с р

2ср

ph

c h

1 ш р

тр

c h

m

hd

C

с

cv

сР

ph

V

4

12

З а к . 981

177

M C весьма низкая. i(imp = 0,l. £ = l , 8 . # i m p = 0 , 6 . Макси­ м а л ь н о е у д а л е н и е к и н о в а р и от к о р е н н ы х источников — о к о л о 2 км [ 1 4 ] . ПФ — а (гидротермалиты). К л и н о ц о и з и т — Cz C a A l [ S i O ] [ S i O ] О ( О Н ) . П л . о к о л о 3,35 (3,2—3,4, по н е к о т о р ы м д а н н ы м , 3,1—3,5). Г. д. уст. н и з к а я . Б ы = 3-=-4 ( б л и ж е к 4 ) . Хим. уст. н и з к а я . £ f t ~ 3 . T B . 6 — 6 , 5 . М и к р о т в . 6 2 1 — 1 0 5 4 , по И . А. П у д о в к и н о й . Ф.-м. уст. с р е д н я я . B h = 8. MC средняя. В = \2. П Ф — т. К о л у м б и т — Cm ( F e , M n ) ( N b , T a ) O . П л . о к о л о 5,2—5,4 (до 6 ) . Г. д. уст. в ы с о к а я , о т ч а с т и — в е с ь м а в ы с о к а я . Виа= 10 ( 1 0 — 11). Хим. уст. в ы с о к а я или с р е д н я я . S h « 3 0 0 — 4 0 0 ? B h = 8—9 (7—10?). T B . ок. 6 (по н е к о т о р ы м д а н н ы м , 4,5—6,5, обычно 5,5—6,5). Микротв. минералов ряда колумбит—танталит детально изучена С. И . Л е б е д е в о й ( т а б л . 6 4 ) . Весьма близкие крайние замечания микротвердости минера­ лов ряда колумбит—танталит приведены в работе Д ж . Крейга и Д . В о г а н а : 2 4 0 — 1 0 2 1 . П о И. А. П у д о в к и н о й , м и к р о т в е р д о с т ь к о л у м б и т а /1 = 3 9 0 4 - 8 1 7 ; / i = 603. M C н и з к а я , б л и з к а я к с р е д н е й . Ктр~25,0. В = \ 7 , \ . П р и ­ веденные значения показателей M C колумбита близки' к наи­ в ы с ш и м . М а к с и м а л ь н о е у д а л е н и е к о л у м б и т а от к о р е н н ы х ис­ т о ч н и к о в с о с т а в л я е т , по о д н и м д а н н ы м [ 1 4 ] , 2,5 км, по д р у г и м [14], 5 км. П Ф — а (пегматиты, граниты, апограниты). К о р д и е р и т — Cd ( M g , F e ) A l [ A l S i O ] . В соответствии с о б ы ч н ы м присутствием в к о р д и е р и т а х H O в к о л и ч е с т в е от д о л е й п р о ц е н т а д о н е с к о л ь к и х п р о ц е н т о в , иног­ д а ф о р м у л у к о р д и е р и т а з а п и с ы в а ю т в виде ( M g , F e ) A l S i X XOi -^H O. П л . о к о л о 2,6 ( 2 , 5 — 2 , 8 ) . Г. д . уст. в е с ь м а н и з к а я . Bhd—l. Хим. уст. н и з к а я . S /i = 70. B = 3 ( 1 ? — 3 ) . Х и м и ч е с к а я устой­ чивость к о р д и е р и т а в у с л о в и я х п о с т с е д и м е н т а ц и о н н о г о в н у т р и слойного р а с т в о р е н и я , п о - в и д и м о м у , н и ж е его устойчивости в у с л о в и я х поверхностного в ы в е т р и в а н и я (S h(is)(Cd)<S h(w)X X(Cd)). В. П . Б а т у р и н с ч и т а е т к о р д и е р и т « з а п р е щ е н н ы м » д л я и с к о п а е м ы х о т л о ж е н и й и р а с с м а т р и в а е т его по химической ус­ тойчивости в у с л о в и я х в н у т р и с л о й н о г о р а с т в о р е н и я в одной группе с ф е л ь д ш п а т о и д а м и , о с н о в н ы м и п л а г и о к л а з а м и и о л и в и ­ ном. В п р о ч е м , оливин и о с н о в н ы е п л а г и о к л а з ы , к а к с е й ч а с из­ вестно, в о т д е л ь н ы х с л у ч а я х п р и с у т с т в у ю т и в и с к о п а е м ы х от­ ложениях (случаи немногочисленны). Фиксации ж е кордиериm p

2

3

4

2

7

C

P

тр

2

s

C

C

c p

т

2

3

5

р

1 8

2

2

8

4

2

c

c h

C

C

5

2

Микротвердость (ft, кгс/мм , по С. И. Лебедевой) и характеристика физико-механической устойчивости минералов ряда колумбит—танталит Содержание, % Минералы Ta O 3

Колумбиты Танталоколумбиты Ниобо-танталиты Танталиты

Ф.-м. уст.

Nb O -

5

2

5

1 — 12 12—40

60—80 40—60

240-^640 * 338 420—900 763

40—60

20—40

635—930

60—80

1—20

6 7—8

838 8(7—8)

700—1070 913

8

Средняя То же и и

* По другим данным, 240—700.

т а в о т л о ж е н и я х п р е п я т с т в у ю т н е к о т о р а я с л о ж н о с т ь его д и а г н о ­ стики и н е д о с т а т о ч н о у г л у б л е н н о е и з у ч е н и е л е г к о й ф р а к ц и и . TB. 7—7,5. Ф.-м. уст. в ы с о к а я . B =9. M C высокая (?). В = 27. П Ф — т, в з н а ч и т е л ь н о м е н ь ш е й степени — а. К о р у н д — Cn A l O . П л . о к о л о 4 (по р а з л и ч н ы м д а н н ы м , 3,8—4,4, о б ы ч н о 3,95— 4,1). Г. д. уст. в ы с о к а я , о т ч а с т и — с р е д н я я . Bhd 8 (7—8). Х и м . уст. в е с ь м а в ы с о к а я . S h = 500. В н=12 (11 — 1 3 ? ) . В ус­ л о в и я х в н у т р и с л о й н о г о р а с т в о р е н и я , п о - в и д и м о м у , менее устой­ чив. П о ш к а л е р а с т в о р и м о с т и м и н е р а л о в А. С. П о в а р е н н ы х ко­ р у н д з а н и м а е т п р е д п о л о ж и т е л ь н о очень н и з к о е п о л о ж е н и е — в одной г р у п п е с п и р р о т и н о м , а н т и м о н и т о м и д р . и н и ж е пири­ т а , с ф а л е р и т а и д р . О д н а к о , по д а н н ы м Ю . П . К а з а н с к о г о , в п р о ф и л е г и д р о с л ю д и с т о - к а о л и н и т о в о й к о р ы в ы в е т р и в а н и я ко­ рунд предположительно сохраняется вплоть до каолинитовой зоны выветривания и обнаруживает более высокую химическую у с т о й ч и в о с т ь , чем г р а н а т ы , к а л и е в ы е п о л е в ы е ш п а т ы , с т а в р о ­ лит,, с и л л и м а н и т , м у с к о в и т и б о л ь ш и н с т в о д р у г и х T M , к о г д а к а к все с у л ь ф и д ы у н и ч т о ж а ю т с я в п е р в о й , с а м о й н и ж н е й зоне (зо­ не д е з и н т е г р а ц и и ) . Ф. С и н д о в с к и й с ч и т а е т к о р у н д очень т р у д н о в ы в е т р и в а е м ы м м и н е р а л о м , б л и з к и м по* х и м и ч е с к о й устойчиво­ сти к к и а н и т у , с т а в р о л и т у , с и л л и м а н и т у и с у щ е с т в е н н о более у с т о й ч и в ы м , чем а н а т а з , б р у к и т , а н д а л у з и т и д р у г и е р а с п р о ­ с т р а н е н н ы е T M т я ж е л о й ф р а к ц и и , з а и с к л ю ч е н и е м л и ш ь цир­ кона, рутила и турмалина, T B . 9. М и к р о т в . 2 0 5 5 — 2 1 9 1 ; / г = 2108 или / 1 = 1 9 5 5 — 2 1 9 1 ; / ^ = 2 0 0 8 . По результатам определений, выполненных различ­ н ы м и а в т о р а м и , h (Cn) =2008-^-2448 кгс/мм (наиболее часто /г ^2100). ph

тр

2

3

=

C

с

сР

2

cp

с Р

Ф.-м. уст. в е с ь м а в ы с о к а я . В к=\2. M C в е с ь м а в ы с о к а я . / C i = 251,0 или 263,5. В = 50,9. П Ф — т, в м е н ь ш е й степени а, Ъ. Ксенотим — 1У[Р0 ]. П л . о к о л о 4,5 ( 4 , 3 — 5 , 1 , о б ы ч н о 4 , 3 — 4 , 6 ) . Г. д . уст. в ы с о к а я . Bhd=8 (8—9). Х и м . уст. в ы с о к а я . S = 400. B =lO (9—11?). T B . 4 — 5 . М и к р о т в . 3 9 8 — 6 1 4 ; / i = 487 или 490. Ф.-м. уст. с р е д н я я В н = 6. MC средняя. /(i p=43,3—43,6. J 3 = 21,2. Указываемая И. М. Озеровым величина возможного максимального удаления з е р е н к с е н о т и м а от к о р е н н о г о источника (1—2 к м ) не имеет никакого отношения к M C мелких ( ^ 0 , 2 5 м м ) зерен акцессор­ ного к с е н о т и м а , к о т о р а я , с у д я по с о с т а в у многих к о м п л е к с н ы х р е д к о м е т а л л ь н ы х или с о д е р ж а щ и х ксенотим п р е и м у щ е с т в е н н о титано-циркониевых россыпей дальнего переноса (аллювиаль­ ных и особенно п р и б р е ж н о - м о р с к и х , а т а к ж е м е л к о в о д н о - м о р ­ ских), весьма велика (превышает у к а з а н н у ю И. М. Озеровым в е л и ч и н у п р и м е р н о на 2 п о р я д к а и б о л е е ) . П Ф — а, в з н а ч и т е л ь н о м е н ь ш е й степени — т. Г. Б . М и л ь н е р и н е к о т о р ы е д р у г и е и с с л е д о в а т е л и с ч и т а ю т присутствие ксенотима в осадочных образованиях проблема­ тичным, поскольку минерал трудно поддается идентификации. О д н а к о н е о б х о д и м о о т м е т и т ь , что к с е н о т и м д о в о л ь н о ш и р о к о (хотя обычно в очень н е б о л ь ш и х к о л и ч е с т в а х ) р а с п р о с т р а н е н и в с о в р е м е н н ы х , и в и с к о п а е м ы х о с а д о ч н ы х о б р а з о в а н и я х , осо­ бенно в т и т а н о - ц и р к о н и е в ы х и к о м п л е к с н ы х р е д к о м е т а л л ь н ы х р о с с ы п я х . Е г о п р и с у т с т в и е во многих о т л о ж е н и я х у с т а н о в л е н о а б с о л ю т н о д о с т о в е р н о , а его д и а г н о с т и к а ( о т л и ч и е от совмест­ но в с т р е ч а ю щ е г о с я с ним м о н а ц и т а ) в и м м е р с и о н н о й ж и д к о с т и с л = 1,720, к а к с ч и т а е т А. А. К у х а р е н к о , я в л я е т с я б ы с т р о й , лег­ кой и о д н о з н а ч н о й . Л е й к о к с е н — Lx. Н е п р е д с т а в л я е т собой с а м о с т о я т е л ь н ы й м и н е р а л ь н ы й в и д , состоит из смеси р а з л и ч н ы х т о н к о д и с п е р с н ы х к р и с т а л л и ч е с к и х ф а з и рентгеновски аморфных соединений; обычно — скрыток р и с т а л л и ч е с к а я п е р е м е н н а я по к о л и ч е с т в е н н о м у и к а ч е с т в е н ­ н о м у с о с т а в у смесь р у т и л а , а н а т а з а или з н а ч и т е л ь н о р е ж е бру­ кита с г и д р о о к и с л а м и ж е л е з а и д р у г и м и к о м п о н е н т а м и . Х и м и ч е с к и й с о с т а в , п л о т н о с т н ы е и д р у г и е свойства л е й к о ­ ксена к о л е б л ю т с я в очень ш и р о к и х п р е д е л а х . Они о п р е д е л я ю т ­ ся п р е ж д е всего с о с т а в о м и с х о д н ы х м и н е р а л о в , п о д в е р г ш и х с я лейкоксенизации (обычно это ильменит и титанит), и степенью их л е й к о к с е н и з а ц и и . О с н о в н ы м и п р и з н а к а м и , п о з в о л я ю щ и м и р а з г р а н и ч и т ь а п о и л ь м е н и т о в ы й и с у щ е с т в е н н о менее р а с п р о ­ с т р а н е н н ы й а п о т и т а н и т о в ы й л е й к о к с е н , п о м и м о п р и с у т с т в и я нелейкоксенизированных реликтов исходных минералов (фикси­ руемых с помощью рентгеновского фазового а н а л и з а ) , являют­ с я : 1) п р и с у т с т в и е в а п о и л ь м е н и т о в о м л е й к о к с е н е з н а ч и т е л ь н о г о р

m p

т

4

c h

ch

C P

р

m

180

m p

р

3 +

количества (25—30 % ) ж е л е з а (преимущественно F e ) и прак­ тически п о л н о е о т с у т с т в и е его в а п о т и т а н и т о в о м лейкоксене, 2 ) п р и с у т с т в и е в а п о т и т а н и т о в о м л е й к о к с е н е з н а ч и т е л ь н о г о ко­ л и ч е с т в а ( о к о л о 2 5 — 3 0 % ) S i O и п р а к т и ч е с к и е полное отсут­ ствие S i O в апоильменитовом лейкоксене. П л . о к о л о 3,2—4,3 ( п р и б л и з и т е л ь н о 4,6 — при н е п о л н о й л е й коксенизации ильменита), в среднем около 3,8—4,1. Плотность а п о т и т а н и т о в о г о л е й к о к с е н а с у щ е с т в е н н о н и ж е , чем а п о и л ь м е нитового. Н а и б о л е е в ы с о к а я п л о т н о с т ь х а р а к т е р н а д л я л е й к о ксеновых образований, сохраняющих реликтовый ильменит. Г. д. уст. от н и з к о й до в ы с о к о й , в о с н о в н о м с р е д н я я . Вна = = 3-4-8, о б ы ч н о 6 — 8 . Х и м . уст. в е с ь м а в ы с о к а я . 5 А = 5 5 0 . B h(w)—\2 (11 — 1 3 ? ) . В у с л о в и я х в н у т р и с л о й н о г о р а с т в о р е н и я менее у с т о й ч и в , чем при п о в е р х н о с т н о м в ы в е т р и в а н и и . В п р о т о к а т а г е н е з е в з н а ч и ­ т е л ь н о й ч а с т и м е з о к а т а г е н е з а ( в к л ю ч а я г р а д а ц и ю МКз и, воз­ м о ж н о , MKi) л е й к о к с е н х и м и ч е с к и в е с ь м а у с т о й ч и в . П р и б о л е е г л у б о к и х к а т а г е н е т и ч е с к и х п р е о б р а з о в а н и я х в у с л о в и я х , при­ м е р н о с о о т в е т с т в у ю щ и х г р а д а ц и и МКь, л е й к о к с е н о к а з ы в а е т с я химически менее устойчивым и подвергается частичному, а за­ тем и п о л н о м у в н у т р и с л о й н о м у р а с т в о р е н и ю , д а в а я н а ч а л о ау­ тигенным титанистым м и н е р а л а м , особенно анатазу. £ А<»*)«9 (8—10) (высокая хим. уст.). TB. колеблется в широких пределах, обычно около 5 ( 4 — 5 ) , и н о г д а с н и ж а е т с я д о 2,5. М и к р о т в . , по И . А. П у д о в к и н о й , h = = 304-4-616; / i i c = 314; / г = 536 (h =425). Близкие значения м и к р о т в е р д о с т и п о л у ч е н ы С. Н . Ц ы м б а л о м и Ю . А. П о л к а н о вым д л я сильно измененного ильменита титано-циркониевых р о с с ы п е й У к р а и н ы , и м е ю щ е г о п л о т н о с т ь 6 < 4 , 0 (см. т а б л . 6 2 ) . Д л я с о б с т в е н н о л е й к о к с е н а эти а в т о р ы п о л у ч и л и с у щ е с т в е н н о более высокие значения величины микротвердости (см. табл. 63), превышающие значения микротвердости ильменита, по С. И . Л е б е д е в о й , И . А. П у д о в к и н о й , С. Б о в и и К. Т е й л о р у . О т м е т и м , что е с л и д л я и з м е н е н н о г о и л ь м е н и т а с р а з в и т и е м про­ цесса л е й к о к с е н и з а ц и и ( ф и к с и р у ю щ и м с я , в ч а с т н о с т и , по у м е н ь ­ ш е н и ю плотности з е р е н ) м и к р о т в е р д о с т ь , по д а н н ы м С. Н . Ц ы м б а л а и Ю . А. П о л к а н о в а , п о с л е д о в а т е л ь н о с н и ж а е т с я в и н т е р ­ в а л е з н а ч е н и й б от б о л е е 4,4 д о 3,7 (см. т а б л . 6 2 ) , то д л я соб­ ственно лейкоксена в близком интервале значений плотности (от 4,2 д о м е н е е 3,7) по м е р е у м е н ь ш е н и я п л о т н о с т и з е р е н мик­ ротвердость вначале последовательно возрастает, достигая мак­ с и м а л ь н о г о з н а ч е н и я h = 972 к г с / м м д л я з е р е н с б = 3,8-г-3,9, а з а т е м н е с к о л ь к о с н и ж а е т с я д о h = 850 (см. т а б л . 6 3 ) . А. Н . Ж е р д е в а и В . К. А б у л е в и ч п р и в о д я т с у щ е с т в е н н о б о л е е н и з к и е з н а ­ ч е н и я м и к р о т в е р д о с т и л е й к о к с е н а : 180—380 к г с / м м . Ф.-м. уст. с р е д н я я . С у ч е т о м п р и в е д е н н ы х И . А. П у д о в к и н о й д а н н ы х по м и к р о т в е р д о с т и л е й к о к с е н а , B h = 6 ( 6 — 7 ) . M C высокая, отчасти — средняя. / G » 6 1 , 5 (45,4—77,6). В ~27,4 (25,4—29,4). 2

2

с

C

С

P

2ср

cp

2

2

P

w p

тр

I3-

!

181

П Ф — Ъ, s т ( г р е й з е н ы и д р . ) . О с н о в н а я м а с с а т е р р и г е н н о го л е й к о к с е н а с в я з а н а с р а з м ы в о м к о р в ы в е т р и в а н и я р а з л и ч ­ ных, особенно о с н о в н ы х , м а г м а т и ч е с к и х п о р о д . Л и м о н и т — Lm. П о А. А. Г о д о в и к о в у и д р у г и м , л и м о н и т ы п р е д с т а в л я ю т со­ бой о б ы ч н о с к р ы т о к р и с т а л л и ч е с к у ю п е р е м е н н у ю по составу смесь гётита ( a = F e O O H ) , гидрогётита ( a = F e O O H - м H O ) , л е п и д о к р о к и т а (Y = F e O O H ) , г и д р о л е п и д о к р о к и т а (*у = F e O O H X XnH O, где п5^0,4) (один из э т и х м и н е р а л о в м о ж е т п р е о б л а ­ д а т ь ) с г и д р о о к и с л а м и Al, M n , г е л я м и г и д р о о к и с л о в F e , Al, M n , кремнеземом, глинистыми минералами. }

2

2

П л . 2 , 8 — 4 , 3 ; по н е к о т о р ы м д а н н ы м , 2,7—4,4; н а и б о л е е ч а с т о о к о л о 3,8—4 ( 3 , 4 — 4 , 1 ) . П л . ч и с т о г о г ё т и т а о к о л о 4,3 ( 4 , 2 6 8 ) . Г. д. уст. от н и з к о й д о в ы с о к о й . Bhd = 2-г-8. Н а и б о л е е ч а с т о Вы(4—8). Х и м . уст. в ы с о к а я ( в о з м о ж н о , от с р е д н е й д о в е с ь м а высо­ к о й ) . П о А. К а й е и Ж - Т р и к а р у [ 2 3 ] , х и м . уст. л и м о н и т а и с к л ю ­ ч и т е л ь н о в ы с о к а : S , i = 6 0 0 , что с о о т в е т с т в у е т в ы с ш е м у п о к а з а ­ т е л ю ( б а л л у ) х и м и ч е с к о й устойчивости м и н е р а л о в ( 5 = 1 3 ) . П о д а н н ы м э т и х и с с л е д о в а т е л е й , х и м и ч е с к а я у с т о й ч и в о с т ь ли­ м о н и т а п р и м е р н о р а в н а устойчивости р у т и л а и п л а т и н ы и су­ щ е с т в е н н о в ы ш е устойчивости з о л о т а , а л м а з а , л е й к о к с е н а , а н а т а з а , к в а р ц а , к о р у н д а и п о д а в л я ю щ е г о б о л ь ш и н с т в а д р у г и х ми­ нералов. П о д о б н а я оценка величины химической устойчивости лимонита представляется в целом существенно завышенной. c

c f t

T B . о к о л о 4 — 5 (до 5,5, но ч а щ е Я ^ 5 ) . М и к р о т в . г ё т и т а 5 2 5 — 6 2 0 ; /i p = 554 ( т о н к о к р и с т а л л и ч е с к и й ) ; 7 7 2 — 8 2 4 ; h= = 803 ( к р у п н о к р и с т а л л и ч е с к и й ) . Ф.-м. уст. с р е д н я я . В н=7—8 ( и с х о д я из п р и в е д е н н ы х д а н ­ ных по м и к р о т в е р д о с т и г ё т и т а ) . В д е й с т в и т е л ь н о с т и , о д н а к о , ф.-м. уст. л и м о н и т а к о л е б л е т с я в ш и р о к и х п р е д е л а х , причем приведенные значения соответствуют максимальной величине ф.-м. уст. л и м о н и т а . М и н и м а л ь н о е з н а ч е н и е В н&2—3. M C в ы с о к а я . Кшр, m a x « 120,0. В щах « 3 9 , 2 . В большин­ с т в е с л у ч а е в , о д н а к о , M C л и м о н и т а з н а ч и т е л ь н о н и ж е и не в ы ­ ходит за пределы средней. П Ф — s. В о с а д о ч н ы х п о р о д а х ч а щ е а у т и г е н н ы й . Л о п а р и т — Lp ( N a , Ce, C a ) (Ti, N b ) O . П л . 4,6—4,9. Г. д . уст. в ы с о к а я . B d=9. Х и м . уст. н и з к а я . 5 Й « 1 0 0 . S « 3 — 4 . О д н а к о з а м е щ е н и е лопарита с поверхности агрегатным веществом типа металопар и т а ( г и д р о л о п а р и т а ) или л е й к о к с е н а (обычно анатазового) существенно повышает химическую устойчивость и соответствен­ но м и г р а ц и о н н у ю способность его о б л о м о ч н ы х з е р е н . T B . 5,5—6. 7 3 0 — 8 9 8 . С о г л а с н о б о л е е р а н н и м д а н н ы м С. И . Л е ­ б е д е в о й , h = 7 3 3 - ^ 8 9 3 ; Л = 811. c

cp

р

Р

т

Р

г

3

h

с

СР

c f t

Ф.-м. у с т . с р е д н я я . B = 8 ( 7 — 8 ) . M C чистого л о п а р и т а н и з к а я , б л и з к а я к с р е д н е й , отчасти с р е д н я я . К ш р , m a x » 2 0 , 0 . В ж7—10,7. В миграционном ряду м и н е р а л о в р о с с ы п е й б л и ж н е г о сноса л о п а р и т з а н и м а е т м е с т о между фергусонитом и эвксенитом [14]. Однако приведенные в С л о в а р е по геологии р о с с ы п е й д а н н ы е о м а к с и м а л ь н о й д а л ь ­ ности в о з м о ж н о г о п е р е н о с а этих м и н е р а л о в от к о р е н н ы х источ­ н и к о в р а з н я т с я б о л е е чем н а п о р я д о к : д л я ф е р г у с о н и т а и э в к с е н и т а э т а д а л ь н о с т ь с о с т а в л я е т 15—20 км, д л я л о п а р к т а ж е у к а з ы в а ю т с я значения 200—250 км. П Ф — а (щелочные нефелиновые породы). М а г н е т и т — M FeFe O^ П л . о к о л о 5,2 ( 4 , 8 — 5 , 3 ) . Г. д . уст. в ы с о к а я ВHd=IO (9—10). Х и м . уст. н и з к а я или с р е д н я я ( ? ) . Д а н н ы е р а з л и ч н ы х а в т о ­ ров о химической устойчивости магнетита весьма противоре­ чивы и н е р е д к о с о м н и т е л ь н ы . О ш и б к а о б ы ч н о состоит в с у щ е ­ ственном з а в ы ш е н и и в е л и ч и н ы х и м и ч е с к о й устойчивости. П о А. К а й е и Ж . Т р и к а р у «[23], S h(M) = 270. Э т а в е л и ч и н а , по их м н е н и ю , р а в н а х и м и ч е с к о й устойчивости к и а н и т а и с т а в р о ­ л и т а и з н а ч и т е л ь н о в ы ш е х и м и ч е с к о й устойчивости г е м а т и т а (Sch(Hm) = 2 0 0 ) и и л ь м е н и т а (S n(I) = 150). О д н а к о и м е ю щ и е ­ ся ф а к т и ч е с к и е д а н н ы е о м и н е р а л ь н о м с о с т а в е р а з л и ч н ы х зон п р о ф и л е й к о р ы в ы в е т р и в а н и я и с о с т а в е T M A о т л о ж е н и й не под­ т в е р ж д а ю т м н е н и е о с т о л ь высокой х и м и ч е с к о й у с т о й ч и в о с т и м а г н е т и т а . В частности, по д а н н ы м Ю . П . К а з а н с к о г о , при ф о р ­ мировании гидрослюдисто-каолинитовой коры выветривания маг­ нетит — х и м и ч е с к и н е у с т о й ч и в ы й м и н е р а л и п о п а д а е т в одну группу с б и о т и т о м , а п а т и т о м , роговой о б м а н к о й , п й р о к с е н а м и (за и с к л ю ч е н и е м э г и р и н а ) , н а и м е н е е у с т о й ч и в ы м и ( ж е л е з и с т ы ­ ми) хлоритами, глауконитом, основными и средними плагиокла­ з а м и , н е ф е л и н о м и др., с у щ е с т в е н н о у с т у п а я к а л и е в ы м п о л е в ы м ш п а т а м , кислым плагиоклазам, альмандину, титаниту, эпидоту, цоизиту, т р е м о л и т у , а к т и н о л и т у , э г и р и н у , пеннину, к л и н о х л о р у и м н о г и м д р у г и м м и н е р а л а м , в том ч и с л е , в о з м о ж н о , и апатиту. В м о н т м о р и л л о н и т о - к а о л и н и т о - о х р и с т о м п р о ф и л е к о р ы вывет­ р и в а н и я , по Ю . П . К а з а н с к о м у , м а г н е т и т с о х р а н я е т с я л и ш ь в н и ж н е й зоне и я в л я е т с я х и м и ч е с к и менее у с т о й ч и в ы м , чем а л ь ­ бит, э п и д о т , т и т а н и т , а п а т и т , н е к о т о р ы е а м ф и б о л ы и пироксены. Н а б о л е е н и з к у ю х и м и ч е с к у ю устойчивость м а г н е т и т а в к о р е в ы в е т р и в а н и я , по с р а в н е н и ю с у с т о й ч и в о с т ь ю а п а т и т а , у к а з ы в а ­ ют, в ч а с т н о с т и , и ф а к т ы , у с т а н о в л е н н ы е М . .И. Конса и X. А. В и й д и н г о м при и з у ч е н и и кор в ы в е т р и в а н и я , р а з в и т ы х по гнейсам и амфиболитам южного склона Балтийского щита. О н и з к о й у с т о й ч и в о с т и м а г н е т и т а к п р о ц е с с а м п о в е р х н о с т н о г о хи­ м и ч е с к о г о в ы в е т р и в а н и я с в и д е т е л ь с т в у ю т , в частности, д а н н ы е П . Б о с у э л л а и В . П . Б а т у р и н а , о т м е т и в ш и х , что о т н о ш е н и е и л ь ­ м е н и т / м а г н е т и т в о с а д о ч н ы х п о р о д а х с у щ е с т в е н н о в ы ш е , чем ph

тр

2

C

c

в и з в е р ж е н н ы х *, и с п р а в е д л и в о о б ъ я с н и в ш и х д а н н ы й ф а к т су­ щественно различной химической устойчивостью этих минералов ( в ы с о к о й - г и л ь м е н и т а и н и з к о й — м а г н е т и т а ) . И м е н н о к числу х и м и ч е с к и н е у с т о й ч и в ы х ( о т н о с и т е л ь н о н е у с т о й ч и в ы х , низко­ у с т о й ч и в ы х ) при п р о ц е с с а х в ы в е т р и в а н и я с п р а в е д л и в о относят м а г н е т и т А. П . С и г о в , Г. С. М о м д ж и , Ф. Л а ф н е н , Г. И . Б у ш и н ский, О. С. К о ч е т к о в и д р у г и е и с с л е д о в а т е л и . З н а ч и т е л ь н о бо­ лее высокую химическую устойчивость приписывают магнети­ ту Ф. П е т т и д ж о н и н е к о т о р ы е д р у г и е а в т о р ы д л я у с л о в и й постс е д и м е н т а ц и о н н о г о в н у т р и с л о й н о г о р а с т в о р е н и я **. Э т о мнение, однако, нуждается в дополнительном обосновании. П о мнению а в т о р а , по к р а й н е й м е р е , д л я ф а н е р о з о й с к и х и в е р х н е п р о т е р о ­ зойских отложений отсутствуют достаточные фактические дан­ ные, к о т о р ы е у б е д и т е л ь н о у к а з ы в а л и бы на в ы с о к у ю химиче­ с к у ю у с т о й ч и в о с т ь м а г н е т и т а в т е р р и г е н н ы х п о р о д а х , на высо­ к у ю степень « в ы ж и в а е м о с т и » т е р р и г е н н о г о м а г н е т и т а в усло­ виях постседиментационного внутрислойного растворения. Н а о с н о в а н и и этих и д р у г и х д а н н ы х м о ж н о п р и н я т ь , что ScH(W)(M)» 100 ( 1 0 0 — 1 5 0 ? ) и с о о т в е т с т в е н н о B (M) « 3 4 (тогда к а к , и с х о д я из п р и н и м а е м о й А. К а й е и Ж - Т р и к а р о м в е л и ч и н ы Sch(M), В н(М)—7). T B . 5—6,5, о б ы ч н о 5,5—6. М и к р о т в . 5 3 5 — 6 9 5 ; / i = 6 1 0 . С. И . Л е б е д е в а [5] п р и в о д и т н е с к о л ь к о м е н ь ш и е з н а ч е н и я ми­ кротвердости магнетита, условно выделяя два типа магнетита по м и к р о т в е р д о с т и — м а г н е т и т I с Zi = 4 8 4 ^ - 5 4 3 ; Я = 520 и маг­ нетит II с h = 364-^-585. С у щ е с т в е н н о б о л ь ш е й м и к р о т в е р д о с т ь ю о б л а д а ю т , по м н е н и ю С. И . Л е б е д е в о й , м а г н е т и т ы с п р и м е с ь ю C r и M g : /1 = 7 4 4 ^ - 8 9 7 ; / * = 8 0 8 . П о С. Б о в и и К. Т е й л о р у , Zi = = 5 3 0 ^ - 5 9 9 ; / г = 560. Б л и з к и е з н а ч е н и я п о л у ч и л и Б . Янг и A. М и л л м а н (/1 = 4 9 0 - ^ 6 6 0 ) , Ю . Г. Г е р ш о й г и М . П . Д е м е н т ь е ­ ва (h = 4 1 2 4 - 6 8 9 ) и д р . И н о г д а у к а з ы в а ю т с я н е с к о л ь к о иные з н а ч е н и я . П о И . А. П у д о в к и н о й , /1 = 210-4-724. П о д а н н ы м B. Н . С е р г е е в а , м а к с и м а л ь н а я в е л и ч и н а м и к р о т в е р д о с т и м а г н е ­ т и т а в п р е д е л а х п л о т н ы х зон к р и с т а л л о в н а м н о г о в ы ш е п р и в е ­ д е н н ы х з н а ч е н и й : / i a x = 961. Н и ж н и е з н а ч е н и я м и к р о т в е р д о с т и в э т и х з о н а х , по В. Н . С е р г е е в у , б л и з к и к д а н н ы м , п о л у ч е н н ы м C. И . Л е б е д е в о й , С. Б о в и , К. Т е й л о р о м и д р . : / i i = 554. П о Д ж . Крейгу и Д . Вогану, h (M)=592. Ф.-м.уст. с р е д н я я . B =7. ch(w)

с

c P

с р

С Р

ср

m

m

n

cp

ph

* Справедливо замечание Г. Мильнера, что чистый магнетит в обломоч­ ных породах встречается значительно реже, чем обычно принято считать. Что касается современных осадков, то нередкие указания на высокие содер­ жания в них магнетита, по-видимому, вполне справедливы. Но они, несмот­ ря на очевидную уязвимость, по выражению Ф. Лафнена [26], магнетита по отношению к процессам химического выветривания, не должны вызывать ка­ кого-либо удивления: в современных осадках, в силу специфики условий их формирования, нередки повышенные концентрации и еще менее устойчивых химически TM — например пироксенов и оливина. ** Для этих условий Ф. Петтиджон [ 1 0 ] считает химическую устойчи­ вость ильменита более высокой по сравнению с устойчивостью магнетита.

M C , и с х о д я \ и з д а н н ы х А. К а й е и Ж . Т р и к а р а , с р е д н я я = 31,7; J 5 V l 5 , 5 ) . Эти з н а ч е н и я п о к а з а т е л е й M C м а г н е ­ т и т а м о ж н о р а с с м а т р и в а т ь в к а ч е с т в е м а к с и м а л ь н ы х . В усло­ в и я х интенсивного п р о я в л е н и я процессов поверхностного хими­ ческого в ы в е т р и в а н и я M C м а г н е т и т а н и з к а я ( / C i « 1 0 , 0 — 1 1 , 7 ; В = 8,9). П Ф — Ь, в м е н ь ш е й степени — т, е щ е в м е н ь ш е й степени — (/(imp

m p

w p

тР

а. Н а р я д у с собственно м а г н е т и т о м (и р а с с м а т р и в а е м ы м н и ж е в данной главе титаномагнетитом), в осадочных образованиях возможно присутствие в качестве терригенных компонентов и д р у г и х ф е р р и ш п и н е л е й , в ч а с т н о с т и м а г н о м а г н е т и т а . И х седименто- и л и т о г е н и ч е с к и е с в о й с т в а б л и з к и к с в о й с т в а м м а г н е т и ­ т а , но не т о ж д е с т в е н н ы им. Т о ч н а я д и а г н о с т и к а видовой' при­ надлежности терригенных ферришпинелей требует специальных и с с л е д о в а н и й и о б ы ч н о не п р о в о д и т с я . М и к р о к л и н — Mc К [ A l S i O ] . П л . о к о л о 2,55 ( 2 , 5 — 2 , 6 ) . Г. д . уст. в е с ь м а н и з к а я . 5 ы = 1 . Хим. уст. с р е д н я я . S = - 2 9 0 . B =7 (6—8?). По Ю. П. Ка­ занскому, в условиях поверхностного выветривания микроклин я в л я е т с я н а и б о л е е у с т о й ч и в ы м из п о л е в ы х ш п а т о в . Э т у точку з р е н и я р а з д е л я ю т не все и с с л е д о в а т е л и (А. К а й е и Ж . Трик а р ) . У ч и т ы в а я р е з у л ь т а т ы э к с п е р и м е н т о в В. Х у а н а и В . К е л ­ лера о выветривании силикатов в различных условиях и дан­ ные об э в о л ю ц и и у с л о в и й п о в е р х н о с т н о г о в ы в е т р и в а н и я в исто­ рии З е м л и и об изучении кор в ы в е т р и в а н и я р а з л и ч н о г о в о з р а ­ с т а , Ю . П . К а з а н с к и й в ы с к а з а л мнение о том, что в у с л о в и я х в ы в е т р и в а н и я к а о л и н о в о г о типа в п о з д н е м д о к е м б р и и м и к р о ­ к л и н был в ы с о к о у с т о й ч и в ы м м и н е р а л о м и п р е в о с х о д и л по хи­ мической устойчивости не т о л ь к о мусковит, т и т а н и т , э п и д о т , о р т о к л а з , к и с л ы е п л а г и о к л а з ы и многие д р у г и е T M ( к а к это, по Ю . П . К а з а н с к о м у , в у с л о в и я х ф а н е р о з о я ) , но и к и а н и т , с т а в р о л и т , с и л л и м а н и т (в о т л и ч и е от н а б л ю д а е м ы х с о о т н о ш е ­ ний у с т о й ч и в о с т и этих м и н е р а л о в в у с л о в и я х п о в е р х н о с т н о г о в ы в е т р и в а н и я в ф а н е р о з о е ) . А. К а й е и Ж . Т р и к а р [23] п о л а г а ­ ют, что к и а н и т и с т а в р о л и т в ф а н е р о з о е у с т у п а ю т м и к р о к л и н у по в е л и ч и н е их х и м и ч е с к о й устойчивости. В у с л о в и я х поверхно­ стного в ы в е т р и в а н и я м и к р о к л и н менее у с т о й ч и в , чем в у с л о в и ­ ях п о с т с е д и м е н т а ц и о н н о г о в н у т р и с л о й н о г о р а с т в о р е н и я . В цт) = = 6 ^ 7 . B h(i ) = 7-^r8 и б о л е е (до 10?) ( с р е д н я я и в ы с о к а я хим. уст.). T B . 6—6,5. М и к р о т в . 7 6 4 — 8 9 4 ; / г = 800. Ф.-м. уст. с р е д н я я . B h=S. M C в е с ь м а в ы с о к а я ( ? ) или в ы с о к а я . /<", = 91,0. 5 = 56 (или несколько менее). П Ф — а, в м е н ь ш е й степени — т. М и к р о л и т — Md. Танталовая разновидность пирохлора. П л . 5,9—6,4. 3

cft

8

ch

с

C

S

ср

P

тр

т

р

Г. д. уст. в е с ь м а в ы с о к а я . В = 1 1 . Х и м . уст. в е с ь м а н и з к а я . S h<.lO. B h=\. T B . 5—5,5 (до 6 ) . М и к р о т в . н е и з м е н е н н о г о к р и с т а л л и ч е с к о г о и п о л у м е т а м и к т н о г о м и к р о л и т а 5^2—845 К г с / м м или 5 4 0 — 9 3 3 (с у ч е т о м д а н н ы х А. В и н а ) ; м и к р о т в е р д о с т ь с и л ь н о м е т а м и к т ного м и к р о л и т а з н а ч и т е л ь н о н и ж е : 3 1 2 — 5 6 3 . Ф.-м. уст. с р е д н я я . B = 7 ( 7 — 8 ) ; д л я м е т а м и к т н о г о м и к р о ­ лита B = 6 (6—7). M C весьма низкая. Д а ж е д л я неизмененного микролита Kimp^; 1,4—1,5; В ^;2,1—2,4. Д л я метамиктного ж е микроли­ та / C i ^ 0 , 9 — 1 , 0 ; £ < 1,8—2,1. П Ф — а ( г р а н и т н ы е п е г м а т и т ы , особенно л и т и е в ы е , г р а н и т ы , грейзены). М о л и б д е н и т — Mb M o S . П л . 4,6—5,0, о б ы ч н о о к о л о 4,7. Г. д . уст. в ы с о к а я . = 9. Х и м . уст. н и з к а я или в е с ь м а н и з к а я . S - ^ l O . B h&2 (1—2). П о ш к а л е р а с т в о р и м о с т и м и н е р а л о в А. С. П о в а р е н н ы х м о л и б ­ д е н и т з а н и м а е т в е с ь м а н и з к о е п о л о ж е н и е — в одной группе с гипсом, кальцитом и др. и ниже пирротина, антимонита и др. T B . 1 (1 — 1 , 5 ) . М и к р о т в . о к о л о 50, по д а н н ы м Е . И . С е м е н о ­ в а и д р . П о Д ж . К р е й г у и Д . В о г а н у , Zi = 8-М0Q. П о С. И . Л е ­ бедевой [ 5 ] , /1=16-^-84. Существенно более низкие значения микротвердости молибденита приводят другие исследователи: 16,5 ( С . И . Л е б е д е в а , 1963 г . ) ; 16—28; п = 1 7 - ^ 2 3 ( С . Б о в и и К. Т е й л о р ) ; 15—37; h =26 ( И . А. П у д о в к и н а ) . С. А. Ю ш к о п о л у ч и л а д а н н ы е : /* = 4 - М 0 по ( 1 0 1 0 ) и 3 3 ^ - 7 4 по ( 0 0 0 1 ) . Ф.-м. уст. в е с ь м а н и з к а я . B = 2 ( 1 ? — 2 ) . M C в е с ь м а н и з к а я . К\тр^0,\. B w0,7—1,3. Максимальное у д а л е н и е от к о р е н н о г о и с т о ч н и к а , по И . М . О з е р о в у , с о с т а в л я ­ ет 1—2 км (очень р е д к о — 3—4 к м ) . П Ф — а. М о н а ц и т — Mnz (Ce, La, Y, T h ) [ P O ] . П л . о к о л о 5,1 ( 4 , 9 — 5 , 5 ; о б ы ч н о 5 , 0 — 5 , 3 ) . Д л я о б о г а щ е н н ы х е в р о п и е м £ и - м о н а ц и т о в с п о н и ж е н н ы м с о д е р ж а н и е м т о р и я ха­ р а к т е р н ы с у щ е с т в е н н о б о л е е н и з к и е з н а ч е н и я плотности ( 4 , 2 5 — 4,70). Г. д. уст. в ы с о к а я . В ы = 10 ( 9 — 1 0 ) . Х и м . уст. в ы с о к а я или в е с ь м а в ы с о к а я . S /i = 420. В о з м о ж н о , S h с л е д у е т о ц е н и т ь н е с к о л ь к о в ы ш е ( о к о л о 4 5 0 ) . B h l0 (10— 11). П о Ю . П . К а з а н с к о м у , м о н а ц и т о б л а д а е т в ы с о к о й х и м и ч е ­ ской у с т о й ч и в о с т ь ю , более в ы с о к о й , чем к и а н и т , с т а в р о л и т , сил­ л и м а н и т и б о л ь ш и н с т в о д р у г и х T M , х о т я у с т у п а е т в д а н н о м со­ о т н о ш е н и и ц и р к о н у , р у т и л у , т у р м а л и н у , к в а р ц у , г р а ф и т у и, воз­ можно, еще немногим TM. ы

C

C

2

ph

ph

тр

m p

m

p

2

6

C

ср

cp

ph

mp

4

c

=

C

C

T B . 5—5,5. М и к р о т в . 3 6 7 — 5 7 2 ; / i = 467 (С. Vc. Л е б е д е в а , д а н н ы е 1963 г . ) . П о б о л е е п о з д н и м э к с п е р и м е н т а м С. И . Л е б е ­ д е в а [5] при тех ж е к р а й н и х з н а ч е н и я х м и к р о т в е р д о с т и м о н а c P

186

ц и т а п р и в о д и т ^ й е с к о л ь к о и н ы е д а н н ы е о в е л и ч и н е h : /ii p = 4 4 2 ; cp

^2ср

— 535. Ф.-м. уст. с р е д н я я . B

p h

= b

c

(6—7).

M C с р е д н я я , б л и з к а я к в ы со ко й. / G ~ 3 8 , 5 . 5 несколько более. П Ф — а, в з н а ч и т е л ь н о м е н ь ш е й степени — т. М у а с с а н и т — Msn S i C

M P

= 1 9 , 0 или

принять

величину

M P

Пл. около 3 , 2 ( 3 , 1 — 3 , 2 5 ) . Г. д . у с т . н и з к а я . В ы = 3 ( 2 — 3 ) .

Хим.

уст.

весьма

высокая.

Можно

S (Msn) « 5 0 0 . B =\2 (11—12). T B . 9 , 5 М и к р о т в . 2 4 7 3 — 2 7 7 8 ; /i p = 2 6 0 6 и л и , по б о л е е ch

c h

c

данным [ 5 ] , 2 6 2 7 . П о определению А. Н . П л а к с е н к о , / i = 2 5 6 3 к г с / м м . Ф.-м. у с т . в е с ь м а в ы с о к а я . В н=\3.

Н.

новым

М. Чернышева

и

2

c p

р

M C в е с ь м а в ы с о к а я . К\т ~

407,2—410,5. J3

Р

M P

= 90,2.

П Ф — Ъ, а т а к ж е (в м е н ь ш е й с т е п е н и ) а ( г р а н и т о и д ы ) и т ( м е т а м о р ф и т ы и м е т а с о м а т и т ы ) , о т ч а с т и , в о з м о ж н о , космогенный. В ч а с т н о с т и , по д а н н ы м Н . М . Ч е р н ы ш е в а и А. Н . П л а к ­ сенко, в г а б б р о - г и п е р б а з и т о в ы х и н т р у з и в а х В о р о н е ж с к о г о кри­ сталлического массива содержание муассанита иногда достига­ ет 1 0 г/т. Ч . М и л т о н и Д . В и т а л и а н о п о л а г а ю т , ч т о д о с т а т о ч н ы е доказательства существования возникшего в земных условиях п р и р о д н о г о S i C отсутствуют. Н а х о д к и м у а с с а н и т а в о с а д о ч н ы х и д р у г и х п о р о д а х я в л я ю т с я д о в о л ь н о м н о г о ч и с л е н н ы м и , его д и а ­ гностика в н е к о т о р ы х с л у ч а я х в п о л н е д о с т о в е р н а , а и н о г д а о н присутствует в породах в значительных количествах. П о данным И. Е. Москвитина и др., в отложениях базальных горизонтов венда Сибирской п л а т ф о р м ы муассанит является постоянным к о м п о н е н т о м т я ж е л о й ф р а к ц и и , причем его с о д е р ж а н и е в этой ф р а к ц и и д о с т и г а е т 1 2 %• Эти"и п о д о б н ы е им д а н н ы е н у ж д а ю т с я в проверке и уточнении, например подтверждение природного г е н е з и с а м у а с с а н и т а и и с к л ю ч е н и е в о з м о ж н о с т и п о с т у п л е н и я его из иных и с т о ч н и к о в . М у с к о в и т е KAl [AlSi Oi ] (ОН, F ) . П л . о б ы ч н о о к о л о 2 , 8 5 ( 2 , 7 5 — 2 , 9 , по н е к о т о р ы м д а н н ы м , д о 2

3

0

2

3.1).

Г. д . в е с ь м а н и з к а я ( о с е б е н н о в с в я з и с и с к л ю ч и т е л ь н о боль­ шим влиянием пластинчатой, листоватой морфологии частиц м у с к о в и т а н а их г и д р о а э р о м е х а н и ч е с к и е с в о й с т в а ) . Bhd=\ ( 1 — 2).

Х и м . уст. в ы с о к а я и л и в е с ь м а в ы с о к а я . П о А. К а й е и Ж . Т р и к а р у [ 2 3 ] , м у с к о в и т о б л а д а е т и с к л ю ч и т е л ь н о высокой химиче­ ской у с т о й ч и в о с т ь ю ( S c Z = 6 0 0 ) , р а в н о й по в е л и ч и н е х и м и ч е с к о й устойчивости п л а т и н ы , б л и з к о й к в е л и ч и н е химической устойчи­ вости р у т и л а (Sch(R) = Ъ\0) и с у щ е с т в е н н о п р е в о с х о д я щ е й хи­ мическую устойчивость а н а т а з а , а л м а з а , лейкокссна, золота, шпинели, кварца, брукита, корунда, халцедона и подавляющего большинства других T M . Соответственно £ r h = 1 3 . Весьма вы1

с о к а я , с у щ е с т в е н н о б о л е е в ы с о к а я , чем у с т о й ч и в о с т ь к в а р ц а , х и м и ч е с к а я у с т о й ч и в о с т ь м у с к о в и т а ; по ф о р м у л е П . Р а й х е з н а ­ чения и н д е к с а в ы в е т р и в а е м о с т и (I ) [ 2 6 ] . Т а к у ю о ц е н к у вели­ чины х и м и ч е с к о й устойчивости м у с к о в и т а с ч и т а е м з а в ы ш е н н о й , у ч и т ы в а я , в частности, ш и р о к о и з в е с т н ы е , ч а с т о н а б л ю д а ю щ и е ­ с я ф а к т ы г и д р о с л ю д и з а ц и и и к а о л и н и з а ц и и м у с к о в и т а в корах выветривания. Более правильным представляется значение Sch(Ms)«450 ( 4 2 0 — 4 8 0 ) , что с о о т в е т с т в у е т з н а ч е н и ю B wl\ ( 1 0 — 1 1 ) . В о з м о ж н о , что в н е к о т о р ы х у с л о в и я х интенсивного п о в е р х н о с т н о г о х и м и ч е с к о г о в ы в е т р и в а н и я у с т о й ч и в о с т ь муско­ в и т а д а ж е н и ж е и с о о т в е т с т в у е т з н а ч е н и ю В л « 9 или е щ е ме­ нее. Э к с п е р и м е н т а л ь н ы е д а н н ы е Е. Н и к к е л я [29] д л я н и з к и х з н а ч е н и й р Н с р е д ы (0,2; 3,6; 5,6) в ц е л о м п о д т в е р ж д а ю т мнение А. К а й е и Ж. Т р и к а р а ; д л я щ е л о ч н ы х у с л о в и й ( р Н = 1 0 , 6 ) от­ носительная химическая устойчивость м у с к о в и т а , по д а н н ы м Е . Н и к к е л я , с у щ е с т в е н н о н и ж е . О д н а к о , по Ю . П . К а з а н с к о м у и др., в кислых условиях поверхностного каолинового выветри­ вания мусковит обладает средней химической устойчивостью ( I I г р у п п а , по Ю . П . К а з а н с к о м у ) , б л и з о к в д а н н о м о т н о ш е н и и к эпидоту, т и т а н и т у и д р . и у с т у п а е т не т о л ь к о к в а р ц у , р у т и л у , т у р м а л и н у , м о н а ц и т у и д р у г и м м и н е р а л а м IV и V групп, но и альмандину, микроклину, андалузиту, силлиманиту, ставролиту, к и а н и т у ( I I I г р у п п а ) . Т а к а я или б о л е е н и з к а я о ц е н к а устойчи­ вости м у с к о в и т а д а н а Ф. Ш е ф ф е р о м д л я у с л о в и й ф о р м и р о в а ­ н и я с е р о - б у р ы х п о д з о л и с т ы х почв. С о г л а с н о п о л у ч е н н о м у X. В а н д е р М а р е л о м р я д у х и м и ч е с к о й устойчивости м и н е р а л о в при про­ ц е с с а х в ы в е т р и в а н и я , м у с к о в и т у с т у п а е т по х и м и ч е с к о й устойчи­ вости г р а н а т у , о р т о к л а з у , м и к р о к л и н у , а л ь б и т у , а л л а н и т у и бо­ лее устойчивым ставролиту, циркону, рутилу, турмалину, квар­ цу. П о У. Д и р у , Р . Х а у и и Д ж . З у с м а н у , с к о р о с т ь р а з л о ж е н и я м у с к о в и т а и биотита в почве п р и м е р н о о д и н а к о в а . Р . Г а р р е л с и П . Г о в а р д э к с п е р и м е н т а л ь н о д о к а з а л и , что при н и з к и х в е л и ­ ч и н а х т е м п е р а т у р ы (20 C ) и д а в л е н и я м у с к о в и т х и м и ч е с к и бо­ л е е устойчив, чем к а л и е в ы е п о л е в ы е ш п а т ы , и тем п о д т в е р д и л и в з а и м н о е п о л о ж е н и е э т и х м и н е р а л о в , у к а з а н н о е С. Г о л д и ч е м . w

ch

с

0

TB. 2—3 (обычно 2,5—3). Ф.-м. уст. н и з к а я . В н ^ 3 . M C в ы с о к а я или в е с ь м а в ы с о к а я . В ж З З ( п р и м е р н о от 30 или д а ж е н е с к о л ь к о менее д о 39, с у ч е т о м м н е н и я А. К а й е , Ж. Т р и к а р а и н е к о т о р ы х д р у г и х а в т о р о в об и с к л ю ч и т е л ь н о вы­ с о к о й х и м и ч е с к о й устойчивости м у с к о в и т а ) . П Ф — а, т ( г р а н и т о и д ы , г р а н и т н ы е п е г м а т и т ы , м е т а с о м а т и чески и з м е н е н н ы е и м е т а м о р ф и ч е с к и е п о р о д ы ) . О л и в и н — Ol ( M g , F e ) [ S i O ] , п р о м е ж у т о ч н ы й член изо­ морфного ряда форстерит (Fo) Mg [SiO ]—фаялит (Fa) Fe [SiO ]. р

т

2

4

2

2

р

4

4

П л . о б ы ч н о о к о л о 3,3—3,5; п л . чистого н е и з м е н е н н о г о ф о р ­ с т е р и т а о к о л о 3,2; п л . чистого н е и з м е н е н н о г о ф а я л и т а окол© 4,4. 188

Г. д . у с т . о б ы ч н о н и з к а я ; д л я р а з л и ч н ы х по с о с т а в у (и плот­ н о с т и ) членов и з о м о р ф н о г о р я д а и з м е н я е т с я от н и з к о й (Fo) д о в ы с о к о й (Fa). Bhd о б ы ч н о р а в е н 3 — 4 . Хим. уст. н и з к а я и л и в е с ь м а н и з к а я . 5 / г = 1 0 . B h = 2 ( 1 — 2 ) . Н а и м е н ь ш е й х и м и ч е с к о й у с т о й ч и в о с т ь ю (и с о о т в е т с т в е н н о н а и ­ б о л ь ш и м и н д е к с о м в ы в е т р и в а е м о с т и , по П . Р а й х е ) о б л а д а е т форстерит. TB. 6 — 7 . Микротв. 8 9 7 — 1 2 9 0 . Существенно ниже микротвер­ дость ф а я л и т а ( ф е р р и ф а я л и т а ) : 5 7 2 — 7 4 4 . Ф.-м. уст. с р е д н я я . B h = 8. M C н и з к а я и л и в е с ь м а н и з к а я . Кш .«3,0—3,3. B w7,\— 8 , 0 . П р и отсутствии п р о д о л ж и т е л ь н о г о и г л у б о к о г о х и м и ч е с к о г о в ы в е т р и в а н и я M C о л и в и н а м о ж е т быть з н а ч и т е л ь н о б о л ь ш е й . П Ф — Ь, в м е н ь ш е й степени т, е щ е р е ж е — а ( ф а я л и т ) . Г. Б . М и л ь н е р и многие д р у г и е и с с л е д о в а т е л и п о л а г а ю т , что оливин встречается только в современных осадках. Имеются (отчасти были отмечены выше) достоверные и неединичные у к а з а н и я на п р и с у т с т в и е (и з н а ч и т е л ь н о е с о д е р ж а н и е в т я ж е ­ л о й ф р а к ц и и ) о л и в и н а и в д р е в н и х (в т о м числе д а ж е д о к е м б рийских) отложениях, хотя встречаемость оливина в древних о т л о ж е н и я х в о о б щ е з н а ч и т е л ь н о н и ж е , чем в с о в р е м е н н ы х . О р т о к л а з — Or K [ A l S i O ] . Пл. около 2 , 5 5 . Г . д . уст. в е с ь м а н и з к а я . Bhd= 1. Хим. уст. средняя. Согласно вычисленным П . Райхе средним з н а ч е н и я м и н д е к с о в в ы в е т р и в а е м о с т и м и н е р а л о в , о р т о к л а з хи­ мически н е с к о л ь к о у с т о й ч и в е е а л ь б и т а , но з н а ч и т е л ь н о усту-. п а е т к в а р ц у , м у с к о в и т у , с и л л и м а н и т у . А. К а й е и Ж . Т р и к а р [ 2 3 ] высоко оценивают химическую устойчивость ортоклаза. П о их д а н н ы м , S h(Or) = 3 5 0 , ч т о соответствует значению B hW8. Е щ е более высоко указанные авторы оценивают хими­ ческую у с т о й ч и в о с т ь а н о р т о к л а з а ( 5 ^ = 4 0 0 ) . Э т и д а н н ы е пред­ ставляются, однако, завышенными. Можно п р и н я т ь , что с

C

P

Р

3

mp

8

C

C

С

Sch(w)(Or)

« 2 9 0 . С о о т в е т с т в е н н о B ( )(Or) ch

W

= 7

(6—8?).

В литературе описано, что существуют значительные разли­ чия в о ц е н к е о т н о с и т е л ь н о й х и м и ч е с к о й устойчивости р а з л и ч ­ ных к а л и е в ы х п о л е в ы х ш п а т о в , п р е ж д е всего о р т о к л а з а и мик­ р о к л и н а . П о А. К а й е и Ж . Т р и к а р у [ 2 3 ] , х и м и ч е с к а я устойчи­ вость ортоклаза значительно выше, чем микроклина. Однако X. В а н д е р М а р е л , В . Т. А л л е н , X. Б л э т т , Т. Тодд, Ю . П . К а з а н ­ ский и р я д д р у г и х и с с л е д о в а т е л е й с ч и т а ю т , что х и м и ч е с к а я у с ­ тойчивость м и к р о к л и н а по о с о б е н н о с т я м его с т р у к т у р ы и кри­ с т а л л о х и м и и н е с к о л ь к о в ы ш е устойчивости д р у г и х п о л е в ы х ш п а ­ тов, в частности ортоклаза. В различных условиях химического в ы в е т р и в а н и я в о з м о ж н ы р а з л и ч н ы е п е р е с т р о й к и р я д а (после­ д о в а т е л ь н о с т и ) о т н о с и т е л ь н о й х и м и ч е с к о й устойчивости р а з л и ч ­ н ы х п о л е в ы х ш п а т о в . П о Ю . П . К а з а н с к о м у , х и м и ч е с к а я устой­ ч и в о с т ь о р т о к л а з а п р и м е р н о р а в н а устойчивости к и с л ы х п л а г и о -

к л а з о в . Н а и м е н ь ш е й х и м и ч е с к о й у с т о й ч и в о с т ь ю из к а л и е в ы х по­ левых шпатов обладает санидин. T B . 6—6,5. М и к р о т в . 7 6 4 — 8 2 4 ; ft = 794. П о М . М . Х р у щ о в у , т а к ж е hcp(Or) = 7 9 5 к г с / м м . П о о п р е д е л е н и я м , в ы п о л н е н н ы м различными исследователями, средняя микротвердость ортокла­ за находится в пределах 714—815 к г с / м м (наиболее часто А = 765—795). Ф.-м. уст. с р е д н я я . B h = 8. M C в ы с о к а я . К\т —109,0 (если п р и н я т ь в е л и ч и н у 5 ^ = 350, по А . К а й е и Ж . Т р и к а р у ) или 90,3 (если п р и н я т ь б о л е е н и з к у ю в е л и ч и н у Sch—290). В «56. П Ф — а. О р т и т — см. а л л а н и т . П е р о в с к и т — P v СаТЮз. П л . около 4 (3,9—4,3). Г . д. уст. п р о м е ж у т о ч н а я м е ж д у с р е д н е й и в ы с о к о й . Вы — = 8 (7—8). Х и м . уст. с р е д н я я или н и з к а я . S / , « 1 5 0 — 2 0 0 или н е с к о л ь к о н и ж е . B h « 5 ( 4 — 6 ? ) . Г. С. М о м д ж и относит п е р о в с к и т ( с о в м е ­ стно с м а г н е т и т о м и д р у г и м и T M ) к ч и с л у м и н е р а л о в , х и м и ч е ­ ски н е у с т о й ч и в ы х в у с л о в и я х в ы в е т р и в а н и я . T B . 5,5—6. М и к р о т в . 9 2 5 — 1 0 5 0 (по д р у г и м д а н н ы м , 9 0 5 — 1250, 9 0 0 — 1 1 0 0 * ; / г = 988. В е л и ч и н а м и к р о т в е р д о с т и н е с к о л ь к о в ы ш е , чем э т о м о ж н о б ы л о бы о ж и д а т ь , исходя из п р и в е д е н н ы х з н а ч е н и й т в е р д о с т и п е р о в с к и т а по ш к а л е М о о с а . Ф.-м. уст. с р е д н я я , б л и з к а я к в ы с о к о й , о т ч а с т и в ы с о к а я . B = 8 (8—9). M C с р е д н я я или н и з к а я . / ( i m p » 3 7 , 0 — 4 9 , 4 или н е с к о л ь к о ни­ ж е . В ж\\,3—15,9 или н е с к о л ь к о н и ж е . П Ф — а, Ь, т, особенно щ е л о ч н ы е м а г м а т и ч е с к и е п о р о д ы и с в я з а н н ы е с ними к а р б о н а т и т ы . П и к о т и т — P c 'Состав п р о м е ж у т о ч н ы й м е ж д у п л е о н а с т о м (Mg, Fe) A l O и хромпикотитом (Mg, Fe) (Cr, A l ) O . П л . о к о л о 4,1—4,2. Г. д. уст. в ы с о к а я , б л и з к а я к с р е д н е й . Bhd=8. Х и м . уст. в е с ь м а в ы с о к а я . О. С. К о ч е т к о в в р я д у у б ы в а ю ­ щ е й х и м и ч е с к о й устойчивости м и н е р а л о в п о м е щ а е т пикотит с р а ­ з у ж е за х р о м и т о м и в ы ш е г е м а т и т а , м о н а ц и т а , к с е н о т и м а , к и а ­ нита и д р . B h~ 11. T B . о к о л о 7,5 (до 8 ) . М и к р о т в . о к о л о 1200—1660. h пов и д и м о м у , о к о л о 1400. М и к р о т в . х р о м п и к о т и т а / i = 1 1 9 4 . Ф.-м. уст. в ы с о к а я . В н = 10 ( 9 — 1 1 ? ) . M C весьма высокая. В ж38,9. П Ф — Ь, р е ж е — т. П и р и т — P FeS . Пл. около 5 (4,8—5,2). Г. д . уст. в ы с о к а я . Вна—Ю (9—10). cp

2

2

СР

P

Р

т р

c

C

ср

ph

тр

2

4

2

4

C

cPj

c p

р

тр

2

* С учетом результатов, полученных Б. Янгом и А. Миллманом.

Х и м . уст. н и з к а я . 5 л = 1 0 . В н=2. T B . 6—6,5. М и к р о т в . 1144—1374; Л = 1 2 9 5 . П о д а н н ы м С. И . Л е б е д е в о й [ 5 ] : £ = 9 6 5 - - 1 4 0 8 ; fr =1250. З н а ч е н и я м и к р о ­ т в е р д о с т и п и р и т а с у щ е с т в е н н о в ы ш е , чем э т о м о ж н о п р е д п о л о ­ ж и т ь и с х о д я из з н а ч е н и й его т в е р д о с т и по ш к а л е М о о с а . О с о ­ бенно в ы с о к и з н а ч е н и я м и к р о т в е р д о с т и п и р и т а , у к а з ы в а е м ы е в с в о д к е Д ж . К р е й г а и Д . В о г а н а : 1505—1620. С. Б о в и и К . Т е й ­ л о р п р и в о д я т б о л е е н и з к и е з н а ч е н и я м и к р о т в е р д о с т и : 1027— 1240; / г = 1165. П о р е з у л ь т а т а м и с с л е д о в а н и й И . А. П у д о в к и ­ ной с у щ е с т в у ю т и с к л ю ч и т е л ь н о б о л ь ш и е к о л е б а н и я з н а ч е н и й м и к р о т в е р д о с т и п и р и т а : h = 579-^-1458. Ф.-м. уст. в ы с о к а я . В п = 9 ( 9 — 1 0 ) . M C в е с ь м а н и з к а я . Кшр 2,6. В ^5,7. П Ф — a, b, s. Ч а с т о а у т и г е н н ы й . П и р о п — Pp Mg Al [SiO J и альмандино-пироп—AP (Mg, Fe) Al [SiO J . П л . о к о л о 3,5—3,85. Г. д . уст. с р е д н я я . Bhd = 5—6. Х и м . уст. с р е д н я я . B hW6 (5—7?). T B . 7—7,5. М и к р о т в . & « 1 1 9 0 . Э т о з н а ч е н и е с о о т в е т с т в у е т в е ­ личине микротвердости центральных частей зерен пиропа из кимберлитов. Микротвердость периферических частей таких зерен, по некоторым д а н н ы м , м о ж е т быть значительно выше ( о к о л о 1627 к г с / м м ) в с л е д с т в и е п р и р о д н о й т е р м о о б р а б о т к и интрателлурических кристаллов пиропа кимберлитовым распла­ вом. Ф.-м. уст. в ы с о к а я . Ё н=9 (9—10). M C высокая, б л и з к а я к средней, отчасти — средняя. Bw « 2 0 ( 1 8 , 4 — 2 2 , 0 ) . М а к с и м а л ь н а я д а л ь н о с т ь с о х р а н е н и я пиропа при транспортировке составляет первые десятки километров [14]. П Ф — Ь, т ( к и м б е р л и т ы и н е к о т о р ы е д р у г и е у л ь т р а м а ф и т ы , эклогиты и Др.). П и р о х л о р — Pch ( N a , C a , C e , U , T h ) ( N b , Т а , Ti) 0 ( О Н , F). П л . 3,8—5,0 ( о б ы ч н о 4,0—4,5, и н о г д а 3 , 4 — 5 , 4 ) , с учетом д а н н ы х о п л о т н о с т и м и к р о л и т а — д о 6,4. Г. д . уст. от с р е д н е й д о в ы с о к о й . Bhd = 7-4-9 ( и н о г д а 6—9, реже 4—10 (до 11), наиболее часто 8—9). Х и м . у с т . в е с ь м а н и з к а я и л и н и з к а я . 5 л ^ 1 0 . В н—\ ( 1 — 2 ? ) . T B . 5—5,5 (до 6 , 5 ? ) . М и к р о т в . 5 5 7 — 6 6 3 ; по д р у г и м д а н н ы м 514—764; Л р = 6 1 0 . Весьма близкие данные приводят С. Бови и К- Т е й л о р : /г = 5 7 2 - ь 6 6 5 ; / г 6 1 3 . Н е с к о л ь к о б о л е е низкие з н а ­ ч е н и я h п о л у ч е н ы И . А. П у д о в к и н о й : /i = 400-r-705; Л = 552. М и к р о т в . г и д р о п и р о х л о р а 5 1 4 — 5 3 8 . П о б о л е е п о з д н и м сведени­ я м [ 5 ] , микротвердость пирохлора 592—683 (кристаллический), 526—635 (полуметамиктный), 317—577 (метамиктный). Ф.-м. уст. с р е д н я я , б л и з к а я к н и з к о й из-за х р у п к о с т и пиро­ хлора. В н = 7 ( 6 — 7 ) или несколько менее. с

с

С Р

cp

с р

р

=

тр

3

3

2

4

2

4

3

3

C

2

Р

mp

2

с

2

6

с

с

=

с р

с р

р

M C в е с ь м а н и з к а я . K\ pW\,2. В =2,Ъ. П о Н . А. С о л о д о в у , п и р о х л о р по в е л и ч и н е м и г р а ц и о н н о й способности з а н и м а е т п р о ­ межуточное положение между колумбитом и танталитом. По другим данным [14], пирохлор уступает в данном отношении э т и м м и н е р а л а м . Д а л ь н о с т ь его с о х р а н е н и я при п е р е н о с е от к о ­ р е н н о г о источника в водной с р е д е с о с т а в л я е т всего 1 — 1 , 5 км [ 1 4 ] . А. А. Г о д о в и к о в с ч и т а е т м и г р а ц и о н н у ю способность пирохлора весьма низкой и объясняет это главным образом высо­ кой х р у п к о с т ь ю п и р о х л о р а . П о Е. Я. М а р ч е н к о и д р . , по х и м и ­ ческой устойчивости в г и п е р г е н н ы х у с л о в и я х и м и г р а ц и о н н о й способности п и р о х л о р с у щ е с т в е н н о у с т у п а е т ф е р г у с о н и т у . П Ф — а (особенно щ е л о ч н ы е п о р о д ы , а т а к ж е к а р б о н а т и т ы ) , , т (метасоматиты — альбититы, фениты и д р . ) . П л а г и о к л а з ы PL И з о м о р ф н ы й р я д а л ь б и т (Ab) N a [ A l S i O ] — а н о р т и т (An) Ca[Al Si O ]. П л . 2 , 6 ( а л ь б и т ) — 2,77 ( а н о р т и т ) . Г. д . уст. в е с ь м а н и з к а я . Виа=\. Х и м . уст. в основном н и з к а я (от н и з к о й или в е с ь м а н и з к о й д о с р е д н е й ) . О б ы ч н о с ч и т а е т с я , что она п о с л е д о в а т е л ь н о у б ы ­ в а е т от а л ь б и т а к а н о р т и т у . 5 н = 1 7 0 ( а л ь б и т ) , 130 ( о л и г о к л а з ) , 1 0 0 — U O ( а н д е з и н ) , 80 ( Л а б р а д о р ) , 40 ( б и т о в н и т ) , 30 или не­ с к о л ь к о м е н е е ( а н о р т и т ) . С о о т в е т с т в е н н о В н = 5 (Ab), 4 (Og, Az), 3 (Lb), 2 (Bv), 2—1? (An). Г. Б . М и л ь н е р п о л а г а е т , что наиболее устойчивым и сохраняющимся в осадочном цикле ( н а и б о л е е м и г р а ц и о н н о с п о с о б н ы м ? ) я в л я е т с я не а л ь б и т , а олигоклаз. В о б щ е м р я д у х и м и ч е с к о й устойчивости м и н е р а л о в л е г к о й фракции плагиоклазы уступают калиевым полевым шпатам и превосходят фельдшпатоиды. Таким образом, существует сле­ дующий последовательный ряд TM легкой фракции в направ­ л е н и и у м е н ь ш е н и я их х и м и ч е с к о й у с т о й ч и в о с т и : Q—KF—PlX X (Ab—An)—Fd, что м о ж е т б ы т ь з а п и с а н о т а к ж е в виде с л е ­ дующего выражения: S (Q)>S (KF)>S h(Pl) [S (Ab)> ~>Sch(An)]>Sch(Fd). В некоторых условиях (аридное выветри­ вание) наблюдается существенная перестройка данного ряда, к о г д а х и м и ч е с к а я устойчивость п л а г и о к л а з о в ( и л и т о л ь к о наи­ б о л е е у с т о й ч и в ы х из н и х ) о к а з ы в а е т с я в ы ш е устойчивости к а ­ лиевых полевых шпатов (S (Pl)>S h(KF)) (А. Рондо, Ж . М и л л о , Т. Т о д д и д р . ) . X. В а н д е р М а р е л п о к а з а л , ч т о в некоторых условиях выветривания и почвообразования альбит х и м и ч е с к и у с т о й ч и в е е к а л и ш п а т о в , о д н а к о о л и г о к л а з и все д р у ­ гие п л а г и о к л а з ы з н а ч и т е л ь н о у с т у п а ю т по х и м и ч е с к о й устойчи­ вости к а л и ш п а т а м . m

тр

3

2

2

8

8

с

с

ch

ch

ch

C

ch

C

TB. 6 — 6 , 5 .

Ф.-м. уст. с р е д н я я . В Й « 8 . M C — от средней или в ы с о к о й (Ab) д о н и з к о й или в е с ь м а н и з к о й (An). Кшр и з м е н я е т с я в п р е д е л а х п р и м е р н о от 5 2 , 0 Р

(Ab) д о 8,5 или м е н е е (An). В & 4 0 (Ab), 32 (Og), 24 (Az) 16 и л и м е н е е (An). П Ф — а, т (Ab, Og, Az), Ь (Lb, Bv, An). П л а т и н а — Pit, п о л и к с е н — PIx Pt с п р и м е с ь ю F e , а т а к ­ ж е P d , Ir, O s , C u и д р . П л . 15—21,5, и н о г д а 14—15. Г. д . уст. в е с ь м а в ы с о к а я . Б ы = П . Х и м . уст. в е с ь м а в ы с о к а я . 5 л = 6 0 0 . Д т , = 13. T B . 4—4,5 д о 5. П о б о л ь ш и н с т в у определений, микротв. п л а т и н ы с у щ е с т в е н н о н и ж е , чем о ж и д а е м а я из з н а ч е н и й Н. П о С . И. Лебедевой [ 5 ] , А = 70ч-170; А = 1 2 0 . П о более ранним о п р е д е л е н и я м С. И . Л е б е д е в о й , A = 1144-146; А = 1 3 0 . В е с ь м а б л и з к и е з н а ч е н и я м и к р о т в е р д о с т и у к а з ы в а ю т С. Б о в и и К. Тей­ л о р ( A = 125-7-127, А с р = 126), Д ж . К р е й г и Д . В о г а н ( А = 122-г- г - 1 2 9 ) и ряд других авторов. И . А . Пудовкина приводит значи­ т е л ь н о б о л е е н и з к и е в е л и ч и н ы : A = 49-+-70 ( А = 6 0 ) . Иногда указываются более высокие значения h. В частности» по Е. И . С е м е н о в у и д р . , А = 270, что б л и з к о с о о т в е т с т в у е т в е л и ­ ч и н е H = 4,5. М и к р о т в е р д о с т ь п о л и к с е н а з н а ч и т е л ь н о выше: 321—501; А р 3 4 0 — 4 7 0 . По И. А . Пудовкиной, д л я поликсена A = 232-f-338; А = 288. Ф.-м. уст. п л а т и н ы н и з к а я , п о л и к с е н а — с р е д н я я . B h(Plt) = = 4 ( 4 — 6 ) . BpH(PIx) =6. M C п л а т и н ы в е с ь м а н и з к а я , о т ч а с т и — н и з к а я , /(imp « 4 , 1 (при 6 = 1 7 , 5 ; A = 120). С у ч е т о м в а р и а ц и й п л о т н о с т и п л а т и н ы , Кш ^3,8—5,1 (при А=120). /W,max«ll,6 (приА = 270;^ 6 = 1 4 ) . В = 1 5 , 7 (до 23,5 — при B h = €>). С у ч е т о м и с к л ю ч и - ' т е л ь н о в ы с о к о й в е л и ч и н ы плотности п л а т и н ы , ее м и г р а ц и о н н у ю способность б о л е е п р а в и л ь н о о т р а ж а е т в е л и ч и н а В — 4 , 7 . Вшр, max—7,1 (при B — 6). Б е з учета к о с о в ы х к о н ц е н т р а ц и й д а л ь н о с т ь п е р е н о с а п л а т и н ы в водной с р е д е от к о р е н н ы х источ­ н и к о в с о с т а в л я е т 4 — 8 км [ 1 4 ] , что с у щ е с т в е н н о н и ж е д а л ь н о с т и возможного переноса самарскита, фергусонита, эвксенита, ло­ парита. По другим данным, однако, платина считается наибо­ л е е м и г р а ц и о н н о с п о с о б н ы м м и н е р а л о м р о с с ы п е й б л и ж н е г о сно­ са, превосходящим в данном отношении перечисленные минера­ л ы [14, с. 8 2 ] . П Ф — b (преимущественно ультрамафиты). П л е о н а с т ( ц е й л о н и т ) — Pn ( M g , F e ) A l O . П л . о к о л о 3,7 ( 3 , 5 — 4 , 4 ) . Г. д . уст. с р е д н я я , о т ч а с т и в ы с о к а я . 5 ы = 5 - + - 8 ( ч а щ е 5 — 6 ) . Х и м . уст. в е с ь м а в ы с о к а я . S h ~ 5 0 0 — 5 5 0 . Л / г ~ 1 2 . T B . 8. М и к р о т в . 1666—1765 (по Б . Я н г у и А . М и л л м а н у ) . Ф.-м. уст. в ы с о к а я , В н — 11. M C в е с ь м а в ы с о к а я . / C i m p « 2 3 0 или н е с к о л ь к о б о л е е . В & «53,9—58,9. П Ф — т, Ь. Р о г о в а я о б м а н к а — Hb. ( N a , K ) o - i ( C a , N a ) ( M g , F e + Al, F e + T i ) [ ( S i , A l ) O n ] ( O H , F , Cl, O ) . т

t

р

с

с р

с р

с р

=

С

с р

P

Р

т р

P

1

p

т

р

h

2

C

4

с

р

т

р

2

2

3

5

4

2

2

П л . 3,0—3,45 ( о б ы ч н о 3 , 1 — 3 , 3 ) . Г. д . уст. н и з к а я . В ы = 3 ( 2 — 4 ) . Х и м . уст. н и з к а я . П о А. К а й е и Ж . Т р и к а р у , 5 U = 70, B = 3. П о р е з у л ь т а т а м э к с п е р и м е н т о в Е. Н и к к е л я [ 2 9 ] , хим. уст. ро­ говой о б м а н к и в н е к о т о р ы х у с л о в и я х (в частности, при р Н = 0 , 2 и особенно при р Н = 3,6 и р Н = 10,6) з н а ч и т е л ь н о в ы ш е п р и в е ­ д е н н ы х оценок. П о Ю . П . К а з а н с к о м у , р о г о в а я о б м а н к а в у с л о ­ в и я х в ы в е т р и в а н и я у с т у п а е т по х и м и ч е с к о й устойчивости т р е ­ м о л и т у и а к т и н о л и т у . О д н а к о , по А. К а й е и Ж . Т р и к а р у [ 2 3 ] , х и м и ч е с к а я устойчивость роговой о б м а н к и и т р е м о л и т а о д и н а ­ к о в а я и с у щ е с т в е н н о в ы ш е устойчивости а к т и н о л и т а . С о г л а с н о р а с ч е т н ы м д а н н ы м П . Р а й х е и Ф. Л а ф н е н а [ 2 6 ] , х и м и ч е с к а я устойчивость роговой о б м а н к и д а ж е н е с к о л ь к о в ы ш е (а и н д е к с в ы в е т р и в а е м о с т и с о о т в е т с т в е н н о н и ж е ) , чем т р е м о л и т а . T B . 5—6 (обычно 5 , 5 — 6 ) . Ф.-м. уст. с р е д н я я . В п—1. M C с р е д н я я , ^ т р = 12,1. П Ф — а, т, в м е н ь ш е й степени Ь. Р у т и л — R TiO . П л . о к о л о 4,25 (4,0—4,4; о б ы ч н о 4 , 2 — 4 , 3 ) . П л . н и г р и н а ( р а з ­ новидности р у т и л а , с о д е р ж а щ е г о в к л ю ч е н и я F e T i O ) — д о 5,2. c

cfl

р

2

3

Г. д . уст. в ы с о к а я .

Вы—8.

Хим. уст. в е с ь м а в ы с о к а я . 5 Й = 610. А. К а й е и Ж . Т р и к а р [23] с ч и т а ю т р у т и л т р е т ь и м по в е л и ч и н е х и м и ч е с к о й устойчи­ вости м и н е р а л о м (после ц и р к о н а и т у р м а л и н а ) . О д н а к о , по д а н н ы м одних и с с л е д о в а т е л е й , х и м и ч е с к а я устойчивость р у т и л а в ы ш е устойчивости т у р м а л и н а , а по д а н н ы м д р у г и х — и цирко­ на. П о р е з у л ь т а т а м э к с п е р и м е н т а л ь н ы х и с с л е д о в а н и й Е. Н и к к е ­ л я [ 2 9 ] , при всех з н а ч е н и я х р Н р а с т в о р о в в и н т е р в а л е от 0,2 до 10,6 р у т и л х и м и ч е с к и с у щ е с т в е н н о у с т о й ч и в е е т у р м а л и н а , а при р Н = 0,2 — и ц и р к о н а . П р и э т о м в у с л о в и я х р Н = 0,2 р у т и л у с т у п а е т по химической устойчивости л и ш ь к в а р ц у , п р е в о с х о д я в этом о т н о ш е н и и все д р у г и е T M , а при р Н = 3,6-4-10,6 р у т и л о б н а р у ж и в а е т т а к у ю ж е устойчивость, к а к и ц и р к о н , и превос­ ходит по устойчивости все д р у г и е T M . £ ^ = 1 3 . T B . 6—6,5. М и к р о т в . р у т и л а и з м е н я е т с я в ш и р о к и х п р е д е л а х . П о И . А. П у д о в к и н о й , д л я черного р у т и л а Zi = 569-4-1079 ( / i i c p = 777; Z i C P = 1024), д л я к р а с н о г о р у т и л а Л = 645-4-1035 (Zi i с р . = 778; Zz = 9 8 0 ) . Обычно принимается h (R)«. « 1 0 0 0 кгс/мм . Приведенные средние данные хорошо согласу­ ю т с я со з н а ч е н и я м и т в е р д о с т и р у т и л а по ш к а л е М о о с а . С. Б о в и и К. Т е й л о р п р и в о д я т б о л е е в ы с о к и е з н а ч е н и я микротвер­ д о с т и р у т и л а : 1074—1210; Zi = 1139. Б л и з к и е з н а ч е н и я у к а з ы ­ в а ю т Д ж . К р е й г и Д . В о г а н : 1132—1187. Д л я р у т и л а с а р м а т ­ с к и х , россыпей У к р а и н ы , по д а н н ы м М . Г. Д я д ч е н к о и д р . , Zi = = 588-4-1176 к г с / м м . А. Н . Ж е р д е в а и В . К. А б у л е в и ч д л я ру­ т и л а россыпей П р и д н е п р о в ь я у к а з ы в а ю т е щ е б о л е е ш и р о к и е п р е д е л ы к о л е б а н и я в е л и ч и н ы м и к р о т в е р д о с т и : 387—1206 к г с / м м . Ф.-м. уст. с р е д н я я . В п = 8 ( 7 — 9 ) . с

2

2cP

cp

2

cp

2

2

р

M C в е с ь м а в ы с о к а я . K\m w 143,5. B « 3 6 , 8 (до 4 1 , 3 ) . П Ф — а , Ь, т. Ф. П е т т и д ж о н [10] с ч и т а е т , что р у т и л н а и б о ­ лее распространен в основных магматических породах, и д л я д р у г и х к о р е н н ы х п о р о д ( и с к л ю ч а я о с а д о ч н ы е ) его не о т м е ч а е т . П о д р у г и м д а н н щ м [ 1 4 ] , основной источник т е р р и г е н н о г о рути­ ла — метаморфические породы. С а м а р с к и т — S m (Y, L a , Ca, U ) ( N b , Т а , Ti, F e + ) 0 . П л . 4,5—6,4, обычно о к о л о 5,3—5,9, ч а щ е 5,6—5,9. Г. д. уст. в ы с о к а я и в е с ь м а в ы с о к а я . BhCi=IO—11. Хим. уст. н и з к а я . S f c « 50 или, с к о р е е , менее. B hW2. T B . 5—6,5 (обычно 5 — 6 ) . М и к р о т в . 7 9 4 — 8 9 7 ; / г = 866. Су­ щ е с т в е н н о б о л е е н и з к и е (и б о л е е точно с о о т в е т с т в у ю щ и е обыч­ ной д л я с а м а р с к и т а т в е р д о с т и по М о о с у ) з н а ч е н и я м и к р о т в е р ­ д о с т и п о л у ч е н ы Б . Янгом и А. М и л л м а н о м : Zi = 612-4-645. Ф.-м. уст. с р е д н я я . B h = 7—8. MC весьма низкая, близкая к низкой. К ш р , max « 9 . Вщр, m a x « 5 , 1 . П о н е к о т о р ы м д а н н ы м [ 1 4 ] , с а м а р с к и т по м и г р а ­ ционной способности б л и з о к или н е с к о л ь к о у с т у п а е т э в к с е н и т у и ф е р г у с о н и т у , но п р е в о с х о д и т к о л у м б и т - т а н т а л и т , к а с с и т е р и т и р я д д р у г и х T M россыпей б л и ж н е г о сноса. М а к с и м а л ь н а я д а л ь ­ ность его п е р е н о с а в водной с р е д е от к о р е н н о г о источника со­ с т а в л я е т 15—20 км [ 1 4 ] . ПФ — а (пегматиты), т (метасоматиты). С и л л и м а н и т — 5/ Al[AlSiO ]. П л . о к о л о 3,25 ( 3 , 2 — 3 , 3 ) . Г. д. уст. н и з к а я . B d=3. Х и м . уст. в ы с о к а я или д а ж е в е с ь м а в ы с о к а я , особенно д л я у с л о в и й поверхностного в ы в е т р и в а н и я . А. К а й е и Ж . Т р и к а р [23] п р и в о д я т с у щ е с т в е н н о з а н и ж е н н у ю о ц е н к у в е л и ч и н ы хими­ ческой устойчивости с и л л и м а н и т а . П о их д а н н ы м , S H(SI) = 330 (что с о о т в е т с т в у е т в е л и ч и н е B h = 8). Э т о з н а ч е н и е S H л и ш ь немногим в ы ш е устойчивости г р а н а т а и у с т у п а е т устойчивости о р т о к л а з а , в о л ь ф р а м и т а , б а р и т а и многих д р у г и х T M , по оцен­ кам указанных авторов. С учетом многочисленных фактических д а н н ы х по с о с т а в у р а з л и ч н ы х зон кор в ы в е т р и в а н и я и п р о д у к ­ тов п е р е о т л о ж е н и я м а т е р и а л а кор в ы в е т р и в а н и я , а т а к ж е д р у ­ гих геологических и химических, т е о р е т и ч е с к и х , п о л е в ы х , л а б о ­ р а т о р н ы х и э к с п е р и м е н т а л ь н ы х д а н н ы х , более п р а в и л ь н о й пред­ с т а в л я е т с я с у щ е с т в е н н о б о л е е в ы с о к а я оценка в е л и ч и н ы хими­ ческой устойчивости с и л л и м а н и т а : S w400 (400—450 или бо­ л е е ) . Ф. С и н д о в с к и й , к а к и многие д р у г и е и с с л е д о в а т е л и , вы­ соко о ц е н и в а е т х и м и ч е с к у ю устойчивость с и л л и м а н и т а , его со-, п р о т и в л я е м о с т ь п р о ц е с с а м в ы в е т р и в а н и я . Он относит с и л л и м а ­ нит ( с о в м е с т н о с к и а н и т о м , с т а в р о л и т о м и д р . ) к VI группе не­ значительно (слабо) выветриваемых минералов, уступающей в д а н н о м о т н о ш е н и и л и ш ь п р а к т и ч е с к и н е в ы в е т р и в а е м ы м мине­ р а л а м VII группы — циркону, рутилу и турмалину и существен­ но п р е в о с х о д я щ е й по х и м и ч е с к о й устойчивости д а ж е а н а т а з и брукит, а т а к ж е титанит, андалузит и другие TM тяжелой P

m p

3

2

C

C

ср

P

5

h

C

C

C

ch

N

6

ф р а к ц и и . П о р а с ч е т н ы м д а н н ы м П. Р а й х е и Ф. Л а ф н е н а [ 2 6 ] , с и л л и м а н и т по в е л и ч и н е химической устойчивости в у с л о в и я х в ы в е т р и в а н и я сходен с к в а р ц е м . Н а и б о л е е п о л н ы й д и а п а з о н к о л е б а н и я з н а ч е н и й S n(Sl), с учетом з н а ч и т е л ь н ы х к о л е б а н и й у с л о в и й поверхностного в ы в е т р и в а н и я , а т а к ж е условий постсед и м е н т а ц и о н н о г о в н у т р и с л о й н о г о р а с т в о р е н ь я , н а х о д и т с я , воз­ м о ж н о , в п р е д е л а х 350 ( 3 3 0 ? ) — 5 0 0 . Т а к и м о б р а з о м , м о ж н о п р и н я т ь , что Bch(Sl) ж IQ (9—11 или д а ж е 8 ? — 1 2 ? ) . П о Ф. П е т т и д ж о н у , х и м и ч е с к а я устойчивость с и л л и м а н и т а в у с л о в и я х постседиментационного внутрислойного растворения является низкой, п р о м е ж у т о ч н о й по величине м е ж д у устойчивостью авги­ та и гиперстена и з н а ч и т е л ь н о й б о л е е низкой, чем устойчивость б о л ь ш и н с т в а TM, в том числе биотита, м а г н е т и т а , роговой об­ м а н к и . Т а к а я о ц е н к а х и м и ч е с к о й устойчивости с и л л и м а н и т а п р е д с т а в л я е т с я в з н а ч и т е л ь н о й степени з а н и ж е н н о й , не соот­ в е т с т в у ю щ е й д е й с т в и т е л ь н ы м с о о т н о ш е н и я м устойчивости T M . П р о в е д е н н о е а в т о р о м изучение TM р а з л и ч н ы х по в о з р а с т у оса­ дочных образований Украины, Кавказа и ряда других областей с в и д е т е л ь с т в у е т , в частности, о з н а ч и т е л ь н о м р а с п р о с т р а н е н и и с и л л и м а н и т а не т о л ь к о в м е з о з о й с к и х и к а й н о з о й с к и х о т л о ж е ­ ниях, но и в о т л о ж е н и я х п а л е о з о й с к о г о в о з р а с т а , н а п р и м е р в г л у б о к о п о г р у ж е н н ы х (4000 м и б о л е е ) н и ж н е к а м е н н о у г о л ь н ы х отложениях Днепровско-Донецкой в п а д и н ы , н а х о д я щ и х с я на стадии весьма глубокого постседиментационного преобразова­ ния, с о о т в е т с т в у ю щ е г о к в а р ц - д и к к и т о в о й ф а ц и и а п о к а т а г е н е з а (по системе с т а д и а л ь н ы х т е р м и н о л о г и ч е с к и х обозначений, п р е д л о ж е н н о й Н . Б . В а с с о е в и ч е м ) , г л у б и н н о г о к а т а г е н е з а (эпи­ г е н е з а , по А. Г. К о с с о в с к о й ) или р а н н е г о м е т а г е н е з а (по Н . В. Л о г в и н е н к о ) . Тем не менее, в соответствии с д а н н ы м и Л . и К. Д р а й д е н о в , Р . В е й л я , Ф. П е т т и д ж о н а и д р . , а л ь м а н д и н и апатит в условиях внутрислойного растворения обнаружива­ ют з н а ч и т е л ь н о б о л ь ш у ю х и м и ч е с к у ю устойчивость, чем в ус­ л о в и я х поверхностного в ы в е т р и в а н и я ; с и л л и м а н и т , наоборот, в у с л о в и я х поверхностного в ы в е т р и в а н и я , по-видимому, с у щ е с т ­ венно б о л е е устойчив, чем в у с л о в и я х в н у т р и с л о й н о г о р а с т в о р е ­ ния. П е р в ы й из этих типов соотношений химической устойчиво­ сти T M в у с л о в и я х поверхностного в ы в е т р и в а н и я и в у с л о в и я х внутрислойного растворения, с использованием введенных в дан­ ной р а б о т е о б о з н а ч е н и й , м о ж е т б ы т ь з а п и с а н в виде S h(w)S h(is) и о б о з н а ч е н к а к тип Sl или 5 (тип силлиманита, ставролита, а т а к ж е кварца, андалузита, топаза и д р . ) . М о ж н о в ы д е л и т ь и т р е т и й тип соотношений, к о г д а Sch(w) ~S h(is) или тип В (тип биотита,- а т а к ж е а в г и т а , а к т и н о л и т а , о л и в и н а и д р . ) . О б о с н о в а н н а я и о д н о з н а ч н а я оценка ха­ р а к т е р а ( т и п а ) соотношений 5 А(ОО-И S h(is) д л я многих T M по196 c

C

C

C

с

C

ка з а т р у д н и т е л ь н а п р е ж д е всего в с в я з и с н е д о с т а т о ч н о с т ь ю и п р о т и в о р е ч и в о с т ь ю и м е ю щ и х с я с в е д е н и й о х и м и ч е с к о й устой­ чивости T M в р а з л и ч н ы х п р и р о д н ы х у с л о в и я х . В ч а с т н о с т и , по Г. В и с е н е д е р у , 5 Ch(W)(Sl)WSCh(IS)(Sl), т. е. с и л л и м а н и т д о л ж е н б ы т ь отнесен к т и п у В, а не к Sl (или S). В п р о ч е м , по Г. Висе­ н е д е р у , д л я 12 н а и б о л е е р а с п р о с т р а н е н н ы х T M ( р у т и л , ц и р к о н , турмалин, ставролит, жианит, силлиманит, эпидот, гранат, апа­ тит, р о г о в а я о б м а н к а , а в г и т и о л и в и н ) тип Sl (S) в о о б щ е не у с т а н а в л и в а е т с я (если не с ч и т а т ь н е б о л ь ш и х в а р и а ц и й в х и м и ­ ческой у с т о й ч и в о с т и с т а в р о л и т а ) , д л я г р а н а т а и а п а т и т а соот­ н о ш е н и я Sch(w) и Sch(is) с о о т в е т с т в у ю т т и п у Л, а д л я всех о с т а л ь ­ ных п е р е ч и с л е н н ы х 10 м и н е р а л о в — типу В. У к а з ы в а е м ы е Г. В и сенедером колебания соотношений химической устойчивости ставролита и кианита (S h(w)(S)> S h( )(K), S h(is)(S)<: <.S h(is)(K) опровергаются результатами более ранних исследо­ в а н и й Ф. П е т т и д ж о н а и д р . , а т а к ж е б о л е е п о з д н и х — А. А. Ку­ х а р е н к о , Г. Ф ю х т б а у э р а , Е. Н и к к е л я , В . - Д . Г р и м м а , А. М о р т о на и д р . TB. около 7 (6—7,5). Ф.-м. уст. в ы с о к а я , б л и з к а я к с р е д н е й . B h=9 (8—9). M C в е с ь м а в ы с о к а я . B w52 ( 4 2 — 6 2 и л и н е с к о л ь к о менее в з а в и с и м о с т и от в е л и ч и н ы S h(Sl). П Ф — т. С т а в р о л и т — 5 (Fe +, M g ) ( A l , F e J [ S i O J O ( O , O H ) . П л . о к о л о 3,75 ( 3 , 5 — 3 , 9 5 ) , о б ы ч н о 3,6—3,8. Г. д . уст. с р е д н я я . Bhd = Q ( 5 — 6 ) . Х и м . уст. в ы с о к а я , о т ч а с т и , в о з м о ж н о , в е с ь м а в ы с о к а я . П о А. К а й е и Ж . Т р и к а р у [ 2 3 ] , с т а в р о л и т о б л а д а е т с р е д н е й х и м и ­ ческой у с т о й ч и в о с т ь ю ( S c h 2 7 0 и с о о т в е т с т в е н н о B h = 7) и ус­ т у п а е т т и т а н и т у , ф л ю о р и т у , микро'клину, о р т о к л а з у , г р а н а т а м и другим минералам. П о д о б н а я оценка величины химической устойчивости с т а в р о л и т а п р е д с т а в л я е т с я з а н и ж е н н о й . Н а осно­ в а н и и ф а к т и ч е с к и х д а н н ы х м о ж н о п р и н я т ь , что при п о в е р х н о ­ стном в ы в е т р и в а н и и S h(w)(S) ^ 3 8 0 ( 3 5 0 — 4 0 0 ) (B ( ) = 9), а д л я условий постседиментационного внутрислойного растворе­ н и я Sch(is)(S)w400—450 (BCh(IS)= Ю). В в е с ь м а р а з л и ч н ы х ус­ ловиях выветривания и внутрислойного растворения химиче­ ская устойчивость ставролита изменяется, возможно, в более широких пределах: B h = 8 (7?)—10 (11?). В некоторых природ­ ных у с л о в и я х о т н о с и т е л ь н а я х и м и ч е с к а я у с т о й ч и в о с т ь с т а в р о ­ л и т а , в е р о я т н о , е щ е б о л е е в ы с о к а я (по д а н н ы м X. В а н д е р M a р е л а , К. Л е м к е , В . Э н г е л ь г а р д т а , Г. Ф ю х т б а у э р а и д р . ) . Т а к , по м н е н и ю X. В а н д е р М а р е л а , в н е к о т о р ы х у с л о в и я х в ы в е т р и ­ в а н и я и п о ч в о о б р а з о в а н и я с т а в р о л и т по х и м и ч е с к о й устойчиво­ сти з а н и м а е т п р о м е ж у т о ч н о е п о л о ж е н и е м е ж д у р у т и л о м и ц и р ­ коном. П р е д с т а в л я е т интерес вопрос о соотношении величин химиче­ ской у с т о й ч и в о с т и с т а в р о л и т а и к и а н и т а . П о м н е н и ю б о л ь ш и н ­ с т в а и с с л е д о в а т е л е й , эти м и н е р а л ы о б л а д а ю т б л и з к о й х и м и C

C

C

W

C

P

mp

C

2

3 +

2

9

4

6

=

C

C

C

ch W

2

ческой устойчивостью. При этом Р. Вейль, К. Л е м к е , В. Э н г е л ь г а р д т , Г. Ф ю х т б а у э р , О . С. К о ч е т к о в и д р . счита­ ют, что у с т о й ч и в о с т ь с т а в р о ­ л и т а н е с к о л ь к о в ы ш е , чем ки­ а н и т а , Л . и К. Д р а й д е н ы , Р. В е й л ь , Г. В е р н е р , A. A. Kyхаренко, Ю. П. Казанский, В.-Д. Г р и м м и д р . п о л а г а ю т , что к и а н и т х и м и ч е с к и б о л е е устойчив, чем с т а в р о л и т , а Ф. Синдовский, А. Кайе, Ж . Т р и к а р , С. Б у с т а м а н т и д р . с ч и т а ю т х и м и ч е с к у ю устойчи­ вость этих м и н е р а л о в п р и м е р ­ Рис. 10. Соотношения уровней хими­ но р а в н о й . ческой устойчивости ставролита (/) Имеющиеся в настоящее и кианита (2) при различных значе­ в р е м я ф а к т и ч е с к и е (в том чис­ ниях рН раствора, по результатам ле экспериментальные) дан­ экспериментальных определений Е. Ииккеля н ы е Г. Ф ю х т б а у э р а , Е . Н и к к е л я , В.-Д. Г р и м м а , А . М о р т о н а и д р у г и х у ч е н ы х п о з в о л я ю т п о л а г а т ь , что с о о т н о ш е н и я м е ж д у в е л и ч и н а м и х и м и ч е с к о й устойчивости этих м и н е р а л о в в р а з н о ­ образных природных условиях различны. В условиях поверхно­ стного х и м и ч е с к о г о в ы в е т р и в а н и я при н и з к и х з н а ч е н и я х рН ( к и с л а я с р е д а ) к и а н и т х и м и ч е с к и б о л е е у с т о й ч и в , чем с т а в р о ­ лит. При высоких значениях рН растворов (щелочная с р е д а ) , в частности в у с л о в и я х п о с т с е д и м е н т а ц и о н н о г о внутрислойного р а с т в о р е н и я , н а о б о р о т , с т а в р о л и т б о л е е у с т о й ч и в , чем к и а н и т (рис. 1 0 ) . T B . 7—7,5. С . Н . Ц ы м б а л и Ю . А . П о л к а н о в д л я с т а в р о л и т а т и т а н о - ц и р к о н и е в ы х россыпей У к р а и н ы у к а з ы в а ю т з н а ч е н и я м и к р о т в е р д о с т и , с у щ е с т в е н н о б о л е е в ы с о к и е , чем те, к о т о р ы е м о ж н о б ы л о бы о ж и д а т ь исходя из о п р е д е л е н и я в е л и ч и н ы т в е р ­ дости с т а в р о л и т а по ш к а л е M o o c a : Zi= 1400—1737 к г с / м м . П о И . И . Б о л д ы р е в у и Л . И . М о р о з о в о й , / 1 ( 5 ) = 1330 к г с / м м . Ф.-м. уст. в ы с о к а я . £ ^ = 1 0 ( 9 — 1 1 ? ) . M C в ы с о к а я или, с к о р е е , в е с ь м а в ы с о к а я . Д а ж е если при­ н я т ь с а м ы е н и з к и е из п р и в е д е н н ы х в ы ш е оценок х и м и ч е с к о й устойчивости с т а в р о л и т а ( S h = 2 7 0 ; B h = 7 ) и м и к р о т в е р д о с т и ( / 1 = 1 3 3 0 ) , то п о л у ч а е м /Cimp = 95,8 и В = 28,6, что, по п р и н я ­ той в ы ш е к л а с с и ф и к а ц и о н н о й ш к а л е (см. т а б л . 5 4 ) , соответ­ ствует в ы с о к о й M C Е с л и ж е п р и н я т ь б о л е е в ы с о к о е ( б о л е е правильное) з н а ч е н и е х и м и ч е с к о й устойчивости ставролита (5 /г = 380; с о о т в е т с т в е н н о 5 ^ = 9 ) , то и при н и ж н е м з н а ч е н и и / г = 1330 п о л у ч а е м К т = 134,8; 5 = 3 6 , 7 , что по этой ж е ш к а л е (см. т а б л . 54, 5 6 ) с о о т в е т с т в у е т в е с ь м а в ы с о к о й M C П Ф — т. 2

2

C

C

т

с

Р

т р

р

С ф е н — см. т и т а н и т . T а н т а л и т — Tn ( F e , M n ) (Та, N b ) 0 . П л . около 8 (7,9—8,2). Г. д . уст. в е с ь м а в ы с о к а я . В н а — П . Х и м . уст. в ы с о к а я или с р е д н я я . S c Z ^ 3 0 0 — 4 0 0 ? . В п = 8—9 (7-9), T B . 6—6,5 (по н е к о т о р ы м д а н н ы м , 5 — 7 , 5 ? ) . М и к р о т в . 7 0 0 — 1070; / г р = 9 1 3 ; по д р у г и м д а н н ы м , /г = 8 7 0 ч - 9 0 0 . П о д а н н ы м И . А. П у д о в к и н о й , Л = 6 8 1 ~ 9 9 1 ; Л = 705, / 2 = 954. П о С. Б о ви и К. Т е й л о р у , /1 = 7 2 4 — 8 8 2 ; ft =803. Ф.-м. уст. с р е д н я я . В н = 8. M C с р е д н я я или н и з к а я . / G ^ 4 5 , 6 . B = 2lJ. Приведенные значения К ш р и В близки к максимальным для танталита. Simp ~ 7,2. П о Н . А. С о л о д о в у , м и г р а ц и о н н а я способность т а н ­ т а л и т а с у щ е с т в е н н о , н и ж е , чем к о л у м б и т а . А н а л о г и ч н ы е д а н н ы е по с о о т н о ш е н и ю M C т а н т а л и т а и к о л у м б и т а п р и в е д е н ы т а к ж е в С л о в а р е по геологии р о с с ы п е й [ 1 4 ] . Т а м ж е , о д н а к о , име­ ются д а н н ы е , с в и д е т е л ь с т в у ю щ и е о б о л е е в ы с о к о й M C т а н т а ­ л и т а по с р а в н е н и ю с M C к о л у м б и т а . В о з м о ж н о е м а к с и м а л ь н о е у д а л е н и е т а н т а л и т а от к о р е н н ы х и с т о ч н и к о в , по о д н и м д а н н ы м , с о с т а в л я е т 5 к м , по д р у г и м — 2,5 км [ 1 4 ] . П Ф — а. Т и т а н и т ( с ф е н ) — Tt C a T i [ S i O ] О. П л . о к о л о 3,5 ( 3 , 3 — 3 , 6 5 ; о б ы ч н о 3 , 4 — 3 , 6 ) . Г. д. уст. п р о м е ж у т о ч н а я м е ж д у с р е д н е й и н и з к о й . Bhd = =44-5. Х и м . уст. с р е д н я я . П о А. К а й е и Ж . Т р и к а р у , S h = 280. Э т а оценка, по-видимому, несколько завышена. Более правильным п р е д с т а в л я е т с я з н а ч е н и е S h ~ 240. В н = 6—7. T B . 5—6, о б ы ч н о 5—5,5. М и к р о т в . 6 5 8 — 6 8 3 ; / i = 6 7 9 . П о Б. Я н г у и А. М и л л м а н у , h = 7 5 2 ^ - 8 5 3 . 2

6

1

с

С

1 с р

2 с Р

cP

р

m p

т

m

p

р

4

C

C

с

c p

Ф.-м. уст. с р е д н я я .

В н=7. р

M C с р е д н я я . / C i m / 7 = 54,3 и л и , н е с к о л ь к о м е н ь ш е — о к о л о 46,6 (с учетом з н а ч е н и я S * « 2 4 0 ) . В ж 18,8—21,0 (до 2 4 , 5 ? ) . П Ф — а, т. Т и т а н о м а г н е т и т — Ttm F e - J c T i ^ O . Вопрос о составе титаномагнетита дискуссионен. По-види­ м о м у , в р а з л и ч н ы х с л у ч а я х с о с т а в т и т а н о м а г н е т и т а в той или иной м е р е р а з л и ч е н - и б л и з к о с о о т в е т с т в у е т одной из с л е д у ю ­ щих формул: F e O - T i O ; F e O - F e T i O ; F e O - F e T i O . П л . о к о л о 4,8 ( 4 , 5 — 5 , 0 ) . Г. д . уст. в ы с о к а я . B h d = 9. Х и м . уст. с р е д н я я . S ^ 1 5 0 ( 1 5 0 — 2 0 0 ? ) . В н~5 (5—6). T B . 5,5—6. Ф. В . Ч у х р о в , с учетом р е з у л ь т а т о в , п о л у ч е н н ы х р а з л и ч н ы м и и с с л е д о в а т е л я м и по р а з л и ч н ы м о б р а з ц а м , у к а з ы в а ­ ет д л я т и т а н о м а г н е т и т а с л е д у ю щ и е з н а ч е н и я м и к р о т в е р д о с т и : ft = 556-=-813. И . А. П у д о в к и н а п р и в о д и т б о л е е н и з к и е з н а ч е н и я : h = 475—659; А р=520. Примерно такие ж е значения микротверc

тр

3

3

4

2

3

c h

4

4

3

3

4

2

4

с

С

14* -

119

дости т и т а н о м а г н е т и т а п р и в о д и т и С. И . Л е б е д е в а [ 5 ] : h = 460— -г-642. Ф.-м. уст. с р е д н я я . В н^7 (6—8). M C с р е д н я я . Kim ^l6,2 или несколько более. B ~\\J. П Ф — Ь, в м е н ь ш е й степени т, в е щ е м е н ь ш е й — а ( щ е л о ч ­ ные п о р о д ы ) . Т у р м а л и н — T (Na, C a ) ( M g , Fe) Al [Si Oi ][BO I (OH, F) П л . о к о л о 3,0 ( д р а в и т ) — 3,25 ( ш е р л ) ( 2 , 9 — 3 , 3 ) . Г. д . уст. н и з к а я . Bhd=2 (2—3). Х и м . уст. в е с ь м а в ы с о к а я . 5 А = 630. B h=l3 (12—13). По А. К а й е и Ж. Т р и к а р у , т у р м а л и н я в л я е т с я в т о р ы м по в е л и ч и н е х и м и ч е с к о й устойчивости м и н е р а л о м и у с т у п а е т л и ш ь ц и р к о н у . С у щ е с т в у е т мнение, что т у р м а л и н х и м и ч е с к и б о л е е у с т о й ч и в , чем ц и р к о н (X. А. В и й д и н г , А. Э. К л е е с м е н т ) . П о д а н н ы м Ю . П . К а з а н с к о г о и д р у г и х и с с л е д о в а т е л е й , в у с л о в и я х поверх­ ностного в ы в е т р и в а н и я т у р м а л и н п р е д с т а в л я е т собой один из х и м и ч е с к и н а и б о л е е у с т о й ч и в ы х м и н е р а л о в и его р е л и к т ы ( н а ­ ряду с реликтами циркона, рутила и к в а р ц а ) сохраняются да­ ж е в с а м о й в е р х н е й з о н е охр и о к и с л о в к а о л и н о в о г о п р о ф и л я в ы в е т р и в а н и я . О д н а к о , по р е з у л ь т а т а м э к с п е р и м е н т о в Е. Н и к к е л я [ 2 9 ] , х и м и ч е с к а я у с т о й ч и в о с т ь т у р м а л и н а в н е к о т о р ы х ус­ л о в и я х (в частности, при р Н = 3,6 и р Н = 1 0 , 6 ) не с т о л ь в е л и к а и н и ж е устойчивости ц е л о г о р я д а T M . П о э к с п е р и м е н т а л ь н ы м д а н н ы м С. Б у с т а м а н т а , т у р м а л и н т а к ж е с ч и т а е т с я о д н и м из н а и б о л е е у с т о й ч и в ы х х и м и ч е с к и T M , но у с т у п а е т ц и р к о н у , ру­ тилу, а н а т а з у и брукиту. T B . 7 — 7 , 5 . М и к р о т в . 1070—1186; Д = 1133 и л и ИЗО. И н о г д а указывают более высокие значения микротвердости — до 1626 к г с / м м . Ф.-м. уст. в ы с о к а я . В н—9. M C в е с ь м а в ы с о к а я . Кшр=215,7-^-245,5 (обычно 226,0— 237,3). Б = 83,0. П Ф — а, т. Ф е р г у с о н и т — Fg (Y, TR, U , C a , T h ) ( N b , Т а , T i ) O . Г. д. уст. в е с ь м а в ы с о к а я , ч а с т и ч н о — в ы с о к а я . 5 ы = П , ча­ стично 10. Г. д . в е с ь м а в ы с о к а я , частично — в ы с о к а я . £ ^ = 1 1 , ч а с т и ч ­ но 10. Х и м . уст. н и з к а я . S h~50, B h^2 (2—3). TB. обычно около 6 (5,5—7). Микротв. 683—897; А = 7 5 5 . П р а к т и ч е с к и т а к и е ж е д а н н ы е по в е л и ч и н е микротвердости ф е р г у с о н и т а п о л у ч е н ы И . А. П у д о в к и н о й : А = 6 8 1 - г - 8 4 2 ; /i p = 7 6 1 . Несколько более низкие верхние значения микротвердости ука­ з ы в а ю т Б . Янг и А. М и л л м а н : /г = 689-г-757. Ф.-м. уст. с р е д н я я . B h — 8 ( 7 — 8 ) . M C в е с ь м а н и з к а я и л и н и з к а я , / ( i m p ~ 6,7. В ^4:,8 или не­ с к о л ь к о б о л е е (до 7 , 2 ) . П о Н . А. С о л о д о в у , M C ф е р г у с о н и т а с у щ е с т в е н н о б о л е е в ы с о к а я — в ы ш е м и г р а ц и о н н о й способности р

P

mp

3

6

6

3

8

3

4

с

C

с р

2

р

т

р

4

C

C

с р

c

P

тр

колумбита, пирохлора, стрюверита, танталита и ряда других м и н е р а л о в . М а к с и м а л ь н а я д а л ь н о с т ь переноса ф е р г у с о н и т а в в о д н о й с р е д е от к о р е н н о г о и с т о ч н и к а м о ж е т д о с т и г а т ь 1 5 — 20 к м [ 1 4 ] . П Ф — а (гранитоиды, пегматиты, карбонатиты). Ф л ю о р и т — Fl C a F . П л . о к о л о 3,2 (3,0—3,25, ч а щ е 3 , 1 5 — 3 , 2 0 ) . Г. д . у с т . н и з к а я . B ^ = 3 ( 2 — 3 ) . Х и м . уст. с р е д н я я и л и , с к о р е е , н и з к а я . 5 = 2 8 0 . Э т а о ц е н к а А. К а й е и Ж . Т р и к а р а , п о - в и д и м о м у , я в л я е т с я з а в ы ш е н н о й . Вк7 (скорее, 4 — 7 ? ) . П о ш к а л е растворимости минералов А. С. П о в а р е н н ы х ф л ю о р и т з а н и м а е т в е с ь м а н и з к о е п о л о ж е ­ ние — в одной г р у п п е с г и п с о м , к а л ь ц и т о м , а р а г о н и т о м и д р . и ниже пирротина, антимонита и д р . По экспериментальным д а н н ы м С. Б у с т а м а н т а , ф л ю о р и т х и м и ч е с к и в е с ь м а м а л о устой­ чивый м и н е р а л и у с т у п а е т в д а н н о м о т н о ш е н и и д а ж е о б ы к н о ­ венной и б а з а л ь т и ч е с к о й р о г о в о й о б м а н к е , э н с т а т и т у , а в г и т у , ти­ тан-авгиту. П о Л . 3 . Быховскому и др., флюорит химически устойчив в у с л о в и я х п о в е р х н о с т н о г о в ы в е т р и в а н и я . T B . 4. М и к р о т в . 169—200;V*cp = 180. В е с ь м а б л и з к и е з н а ч е н и я в е л и ч и н ы м и к р о т в е р д о с т и ф л ю о р и т а п о л у ч и л и т а к ж е М . М . Хрущ о в и р я д д р у г и х а в т о р о в . П о И . А. П у д о в к и н о й , h= 135-4-196; ^ c P = 165. П о р е з у л ь т а т а м м н о г о ч и с л е н н ы х о п р е д е л е н и й , в ы п о л ­ н е н н ы х р а з л и ч н ы м и а в т о р а м и , h p(Fl) = 165-4-217, н а и б о л е е ча­ сто 180—190. Ф.-м. у с т . н и з к а я . В и—Ъ. M C н и з к а я , / ( i m p = 15,7 и л и м е н е е . £ « 2 0 , 3 ( ? ) и л и , с к о р е е , менее ( о к о л о 1 1 , 6 ) . П Ф — а, в з н а ч и т е л ь н о м е н ь ш е й степени — т и s. Х л о р и т о и д — Chd ( F e + , M g , M n ) ( A l , F e ) A l [ S i O J X XO (OH) . П л . о к о л о 3,5 ( 3 , 2 — 3 , 8 ) . П о Ф. Т и к к е л ю , 6 = 3,3. П о А. А. Год о в и к о в у , 6 = 3,6. Г. д . уст. н и з к а я и с р е д н я я . Л м ~ 4 — 5 ( 3 — 6 ) . Х и м . уст. с р е д н я я . B h^Q ( 5 — 7 ? ) . Б о л е е н и з к о й х и м и ч е с к о й у с т о й ч и в о с т ь ю о б л а д а е т м а р г а н ц о в и с т а я р а з н о в и д н о с т ь (оттрелит). T B . 5—6,5, и н о г д а д о 7 ( ? ) ( о б ы ч н о 6 — 6 , 5 ) . Ф.-м. у с т . с р е д н я я . BPh=S ( 7 — 8 ) . M C высокая, б л и з к а я к средней. В ^2\,А—24,0. П Ф — т. . ч Х л о р и т ы — ChI Н а и б о л е е р а с п р о с т р а н е н ы пеннин (Рпп) — ( M g , F e J s A l X X [ A l S i O i ] ( O H ) и клинохлор ( C Z ) - ( M g , F e ) A l [ ( A l , S i ) X SiOs] (OH) . П л . о к о л о 2,7 (2,6—2,8, и н о г д а — д о 3 , 1 , по н е к о т о р ы м д а н ­ ным, до 3,4). Г. д . уст. в е с ь м а н и з к а я , и н о г д а — н и з к а я . Bhd— 1 ( и н о г д а 2—3?). 2

c f t

=

С

C

р

т р

2

3 +

2

2

3

4

C

тр

8

2

0

8

8

5

2

Х и м . уст. н и з к а я . О с о б е н н о н и з к о й х и м и ч е с к о й у с т о й ч и в о ­ стью х а р а к т е р и з у ю т с я л е п т о х л о р и т ы . П о А. К а й е и Ж . Т р и к а р у [ 2 3 ] , о д н а к о , S h(Chl) = 4 0 0 , что с о о т в е т с т в у е т B h = §^r - М 0 ( в ы с о к а я х и м . у с т . ) и с у щ е с т в е н н о в ы ш е х и м и ч е с к о й ус­ тойчивости барита, силлиманита, кианита, ставролита, грана­ тов, г е м а т и т а , и л ь м е н и т а и многих д р у г и х T M . П о д о б н а я оцен­ к а в е л и ч и н ы х и м и ч е с к о й устойчивости х л о р и т о в д л я у с л о в и й поверхностного выветривания представляется сильно завышен­ ной. Б о л е е с о о т в е т с т в у ю щ и м д е й с т в и т е л ь н о с т и п р е д с т а в л я е т с д з н а ч е н и е S h(Chl)~\0Q ( 5 0 — 1 0 0 ) , что с о о т в е т с т в у е т з н а ч е н и ю j3 h = 3 ( 2 — 3 ) , или д а ж е е щ е б о л е е н и з к о е з н а ч е н и е S h. П о В . А. К а л ю ж н о м у , пеннин в у с л о в и я х ф о р м и р о в а н и я к а о л и н о ­ вой к о р ы в ы в е т р и в а н и я о б л а д а е т н и з к о й х и м и ч е с к о й устойчи­ в о с т ь ю и у с т у п а е т а н д е з и н у и биотиту. П о Ф. Ш е ф ф е р у , в серобурых подзолистых почвах хлорит устойчивее биотита и пиро­ ксенов, но менее у с т о й ч и в , чем а м ф и б о л ы , п л а г и о к л а з ы , к а л и ­ ш п а т , э п и д о т и д р . П о Ю . П . К а з а н с к о м у , при ф о р м и р о в а н и и к а о л и н о в о й коры в ы в е т р и в а н и я ж е л е з и с т ы е х л о р и т ы по х и м и ч е ­ ской устойчивости б л и з к и к с р е д н и м и о с н о в н ы м п л а г и о к л а з а м , глаукониту, возможно, нефелину, большинству пироксенов и др., т о г д а к а к пеннин и к л и н о х л о р о б л а д а ю т б о л е е в ы с о к о й устой­ чивостью, близкой к таковой кислых плагиоклазов, эпидота, цоизита, тремолита и др. C

C

C

C

C

T B . 2—2,5 (до 3 ) . Ф.-м. уст. в е с ь м а н и з к а я . B h~2. M C низкая, отчасти весьма низкая. С учетом принимаемого . з н а ч е н и я B (Chl)=3, В = 4,26—6,0. ПФ — т (сланцы, метасоматиты), а (гидротермалиты). Х р о м и т ( х р о м и т ы , х р о м ш п и н е л и , х р о м ш п и н е л и д ы ) — Chr. К этой группе о т н о с я т с я с о б с т в е н н о х р о м и т F e C r O (в чистом в и д е в з е м н ы х о б р а з о в а н и я х не у с т а н о в л е н ) , м а г н о х р о м и т ( M g , F e ) C r O , хромпикотит (Mg, Fe)(Cr, A l ) O , алюмохромит Fe'(Cr, A l ) ( D , а т а к ж е н е к о т о р ы е б л и з к и е к ним по с о с т а в у разности. П л . 3 , 9 — 5 , 1 , о б ы ч н о 4,3—5,0. Г. д. уст. в основном в ы с о к а я . Bhd = 7—10, в основном 8—9 (чаще 9). Х и м . уст. в е с ь м а в ы с о к а я или о т ч а с т и в ы с о к а я . S c ^ a , ) » 550 ( 5 0 0 — 5 5 0 ) или н е с к о л ь к о н и ж е ( 4 5 0 — 5 5 0 ) . В , ) « 1 2 (10—12) о т ч а с т и 13 ( ? ) . В у с л о в и я х п о с т с е д и м е н т а ц и о н н о г о в н у т р и с л о й ного р а с т в о р е н и я х р о м ш п и н е л и д ы , п о - в и д и м о м у , о т н о с и т е л ь н о менее у с т о й ч и в ы (в з о н е г л у б и н н о г о к а т а г е н е з а ) . P

ch

тр

2

2

4

2

2

4

4

4

с А ( а

T B . 5,5—7,5. М и к р о т в . х р о м и т а 1036—1566, А = 1 3 7 5 . П о Б . Я н г у и А. М и л л м а н у , ft = 1246—1519. П о Д ж . К р е й г у и Д . Boг а н у , / 1 = 1 3 3 2 . М и к р о т в . х р о м ш п и н е л и т и п а х р о м п и к о т и т а 1317— 1366; / г = 1335. Б о л е е н и з к и е з н а ч е н и я м и к р о т в е р д о с т и х р о м и ­ т а п р и в о д я т С. Б о в и и К. Т е й л о р : h= 1195—1210, / t = 1 2 0 6 , что примерно соответствует величине микротвердости магнохромиС Р

с р

c p

202

т а ( Л р = 1 2 2 1 ) , по С. И . Л е б е д е в о й [ 5 ] . З н а ч и т е л ь н о б о л е е низ­ кие величины микротвердости получены д л я хромита (как и д л я р я д а д р у г и х T M ) И . А. П у д о в к и н о й : ft = 645-4-946, / i = 800. Ф.-м. уст. в ы с о к а я . В =\0 (9—10). M C в е с ь м а в ы с о к а я . К ш р ~ 157,6. В ~ 4 0 , 0 . П Ф — Ъ. Ц е й л о н и т — см. п л е о н а с т . Ц и р к о н — ZZr[SiO ]. П л . о к о л о 4,7 (обычно 4,5—4,85; иногда 4 , 0 — 5 , 1 ) . С у щ е с т ­ в е н н о е с н и ж е н и е п л о т н о с т и (до 4,0 и д а ж е м е н е е ) х а р а к т е р н о для метамиктного циркона (малакона и циртолита). Г. д . уст. в ы с о к а я . Bhd=9 (иногда 8—10). Х и м . уст. в е с ь м а в ы с о к а я . П о А. К а й е и Ж . Т р и к а р у [ 2 3 ] , циркон обладает высшей среди T M химической устойчивостью ( 5 = 7 1 0 ) и с у щ е с т в е н н о п р е в о с х о д и т д а ж е б л и ж а й ш и е по ве­ л и ч и н е х и м и ч е с к о й устойчивости м и н е р а л ы — т у р м а л и н и р у т и л . Несколько менее устойчивы химически малакон и циртолит. ВCh(Z)== 13. Эти д а н н ы е п о д т в е р ж д а ю т с я и р е з у л ь т а т а м и э к с ­ п е р и м е н т о в Е. Н и к к е л я [ 2 9 ] в и н т е р в а л е з н а ч е н и й р Н = 3 , 6 - 4 - М 0 , 6 . О д н а к о д л я р а с т в о р о в с р Н = 0,2 х и м и ч е с к а я устойчи­ вость ц и р к о н а , по д а н н ы м Е. Н и к к е л я , с у щ е с т в е н н о н и ж е и ус­ тупает устойчивости кварца, рутила, мусковита, кианита и тур­ м а л и н а (из 12 и з у ч е н н ы х н а и б о л е е р а с п р о с т р а н е н н ы х T M ) . Весьма сходные результаты для некоторых условий выветрива­ ния и п о д з о л и с т о г о п о ч в о о б р а з о в а н и я б ы л и п о л у ч е н ы р а н е е X. В а н д е р М а р е л о м . С о г л а с н о п о л у ч е н н ы м им д а н н ы м , ц и р к о н о к а з а л с я х и м и ч е с к и з н а ч и т е л ь н о у с т о й ч и в е е м у с к о в и т а , но ме­ нее у с т о й ч и в , чем к в а р ц , т у р м а л и н , р у т и л и с т а в р о л и т . Д . К э р о л л , и з у ч а в ш а я в ы в е т р и в а е м о с т ь . ц и р к о н а , о т м е т и л а , что в с и л ь н о щ е л о ч н ы х с р е д а х м о ж е т п р о и с х о д и т ь ч а с т и ч н о е химиче­ ское р а з л о ж е н и е ц и р к о н а . П о А. А. К у х а р е н к о , в у с л о в и я х хи­ м и ч е с к о г о в ы в е т р и в а н и я ц и р к о н по устойчивости п р е в о с х о д и т все T M , з а и с к л ю ч е н и е м к о р у н д а и а л м а з а . П о Ф. П е т т и д ж о н у , при п о с т с е д и м е н т а ц и о н н о м в н у т р и с л о й н о м р а с т в о р е н и и ц и р к о н у с т у п а е т а н а т а з у , м у с к о в и т у и р у т и л у и п р е в о с х о д и т все о с т а л ь ­ н ы е (из р а с п р о с т р а н е н н ы х ) T M . T B . 6,5—7,5 (по н е к о т о р ы м д а н н ы м , 8 ) . М и к р о т в . 841—1468; fticp=1047; h cp= 1276. М и к р о т в . м е т а м и к т н о г о ц и р к о н а з н а ч и ­ т е л ь н о н и ж е (300—841 к г с / м м ) . П о С. И . Л е б е д е в о й [ 5 ] , мик­ р о т в е р д о с т ь с л а б о м е т а м и к т н о г о ц и р к о н а 716—1228; Л = 980; м и к р о т в е р д о с т ь с р е д н е м е т а м и к т н о г о ц и р т о л и т а 401—918; /icp™ = 570; м и к р о т в е р д о с т ь с и л ь н о м е т а м и к т н о г о ц и р т о л и т а 3 7 5 — 779; /г р = 500. П о д а н н ы м В . А. Е р м о л а е в а и А. М . К у з ь м и н а , м и к р о т в , ц и р к о н а м о ж е т д о с т и г а т ь 2000 к г с / м м , а в о т д е л ь н ы х т о ч к а х и б о л е е (до 2900 к г с / м м ) . С р е д н я я ж е м и к р о т в е р д о с т ь ц и р к о н а , у с т а н о в л е н н а я э т и м и и с с л е д о в а т е л я м и , б л и з к а к при­ в е д е н н ы м в ы ш е з н а ч е н и я м , по С. И . Л е б е д е в о й . Г о р а з д о б о л е е н и з к у ю в е л и ч и н у м и к р о т в е р д о с т и ц и р к о н а п р и в о д и т И . А. Пу­ д о в к и н а : /1 = 509-4-813. Б л и з к и е з н а ч е н и я м и к р о т в е р д о с т и у с т а С

c P

рН

т р

4

с А

2

2

СР

С

2

2

н о в и л а С. И . Л е б е д е в а [ 5 ] д л я одной и з р а з н о в и д н о с т е й ц и р ­ к о н а — н а э г и т а : /i = 565-f-658; / i p = 6 1 0 . Ф.-м. уст. в ы с о к а я , о т ч а с т и средняя ( ? ) . В п — 9 (8—10, и н о г д а д о 11?). Ц и р к о н , о ч е в и д н о , с а м ы й у с т о й ч и в ы й (особенно х и м и ч е с к и ) м и н е р а л в р а з л и ч н ы х ( х о т я и не а б с о л ю т н о в с е х ) у с л о в и я х поверхностной зоны земной коры, седименто- и стратисферы, и л и , во в с я к о м с л у ч а е , один из с а м ы х у с т о й ч и в ы х м и н е р а л о в . В е с ь м а п о к а з а т е л ь н о то, что и м е н н о ц и р к о н о м , а не к а к и м - л и ­ бо и н ы м м и н е р а л о м о к а з а л и с ь п р е д с т а в л е н ы с о х р а н и в ш и е с я д о н а ш и х д н е й д р е в н е й ш и е ( в о з р а с т о к о л о 4,1—4,2 м л р д . л е т ) из T M ( д а н н ы е У. К о м п с т о н а ) . M C в е с ь м а в ы с о к а я К ш = 175,5 ( 1 5 8 , 2 — 1 9 2 , 8 ) . £ = 39,0. M C циртолита и малакона существенно более низкая. П Ф — а, в м е н ь ш е й степени — т, в е щ е м е н ь ш е й — Ь. Ц о и з и т — Zs C a A l [ S i O ] [ S i O ] О ( О Н ) . П л . о к о л о 3,3 ( 3 , 1 5 — 3 , 4 ) . Г. д . уст. н и з к а я . л9,,<* = 4 ( 3 — 4 ) . Х и м . уст. н и з к а я . 5 h = 70. В л = 3.3. Ф . С и н д о в с к и й с ч и т а е т х и м и ч е с к у ю у с т о й ч и в о с т ь ц о и з и т а и э п и д о т а б л и з к о й и отно­ сит их к группе с р а в н и т е л ь н о л е г к о в ы в е т р и в а е м ы х минера­ л о в ( I I I г р у п п а и з в ы д е л я е м ы х им семи групп в о з р а с т а ю щ е й устойчивости TM к выветриванию). П о его о ц е н к а м , цои­ з и т (и э п и д о т ) в у с л о в и я х в ы в е т р и в а н и я у с т о й ч и в е е а п а т и т а , а в г и т а , а м ф и б о л о в , г р а н а т а , но у с т у п а е т т и т а н и т у , а н д а л у з и т у и еще более устойчивым минералам. T B . 6—6,5. ф.-м. уст. с р е д н я я . В ц = 8 . M C средняя. В = \ 2 . * П Ф — т, в з н а ч и т е л ь н о м е н ь ш е й степени — Ь. Ш е е л и т —Sch C a [ W O ] . П л . о к о л о 6,1 ( 5 , 8 — 6 , 2 ) . Г. д. уст. в е с ь м а в ы с о к а я . # ы = П . Х и м . уст. н и з к а я или с р е д н я я ( ? ) . S f t « 1 5 0 ( 1 0 0 — 2 0 0 ? ) . В с л ~ 4 ( 3 — 6 ? ) . П о ш к а л е р а с т в о р и м о с т и м и н е р а л о в А. С. П о ­ в а р е н н ы х ш е е л и т з а н и м а е т и с к л ю ч и т е л ь н о н и з к о е п о л о ж е н и е (в одной группе с гипсом, к а л ь ц и т о м и Д р . ) . T B . 4—5,5 ( о б ы ч н о 4 , 5 — 5 ) . М и к р о т в . 392—412; / г = 402. В е с ь м а б л и з к и е з н а ч е н и я м и к р о т в е р д о с т и ш е е л и т а (А = 3 8 7 - г -г-409) у к а з а н ы в с в о д к е Д ж . К р е й г а и Д . В о г а н а . П о С. Б о в и и К. Т е й л о р у , / 1 = 2 8 5 - ^ - 4 2 9 ; А = 348. Г о р а з д о б о л е е н и з к и е з н а ­ чения в е л и ч и н ы м и к р о т в е р д о с т и ш е е л и т а п р и в о д и т И . А. П у д о в ­ к и н а : Л = 192-7-254; / г = 2 2 5 . Ф.-м. уст. с р е д н я я . В н = 6. M C н и з к а я или в е с ь м а н и з к а я . Кшр = 6,6ч-13,2 ( ? ) . В & « 5 , 4 — 7 , 2 . М а к с и м а л ь н а я дальность возможного переноса шее­ л и т а от к о р е н н о г о и с т о ч н и к а с о с т а в л я е т п е р в ы е к и л о м е т р ы [ 1 4 ] . П о И . М . О з е р о в у , ш е е л и т м о ж е т т р а н с п о р т и р о в а т ь с я от источ­ н и к а сноса на р а с с т о я н и е 3,5, р е ж е 10 к м , а и н о г д а и б о л е е . C

р

т

Р

2

3

4

C

2

р

7

с

р

т

р

4

C

сР

СР

сР

р

т

р

П Ф — а, т ( с к а р н ы , г р е й з е н ы и д р . ) . Ш п и н е л ь — Sp M g A l O . П л . о к о л о 3,6 (3,5—3,7, по н е к о т о р ы м д а н н ы м , д о 4 , 1 ) . Г. д . уст. с р е д н я я . Bhd b (5—6). Х и м . уст. в е с ь м а в ы с о к а я . 5 л = 5 5 0 . B =\2 (12—13). T B . 7,5—8 (до 8,25). М и к р о т в . 1378—1505. Ф.-м. уст. в ы с о к а я . B h=\0. M C в е с ь м а в ы с о к а я . /Cimp~ 214,0. Л = 53,6. П Ф — Ь, т, (особенно с к а р н ы ) , з н а ч и т е л ь н о р е ж е — а . Э в к с е н и т — Ex (Y, Ca, Ce, U, T h ) ( N b , Та, T i ) O . П л . 4,3—5,9, о б ы ч н о 4,5—5,4. Г. д. уст. в ы с о к а я , о т ч а с т и — в е с ь м а в ы с о к а я . Bhd—8—11 (обычно 9—10). Х и м . уст. н и з к а я , б л и з к а я к с р е д н е й ( х о т я с р е д и р е д к о з е ­ м е л ь н ы х м и н е р а л о в э в к с е н и т я в л я е т с я о д н и м из н а и б о л е е устой­ ч и в ы х ) . Sch^ 100—150? Я ь « 3 — 4 . T B . 5,5—6,5. М и к р о т в . 6 8 0 — 7 3 5 ; / г = 7 2 5 . Б л и з к и е з н а ч е н и я п р и в о д я т С. Б о в и , К. Т е й л о р и И . А. П у д о в к и н а : Zi = 5 9 9 — 7 8 2 ; /г р = 707. Ф.-м. уст. с р е д н я я . В н = 7—8. M C н и з к а я или о т ч а с т и с р е д н я я ( ? ) . С р е д и р е д к о з е м е л ь н ы х • м и н е р а л о в э в к с е н и т — один из н а и б о л е е м и г р а ц и о н н о с п о с о б н ы х . / ( i m p — 1 6 — 2 4 . В р^7—11. П о [14], эвксенит может транспор­ т и р о в а т ь с я на р а с с т о я н и е д о 20 к м от к о р е н н о г о и с т о ч н и к а . Су­ щественно ниже оценивается MC п о л и к р а з а — разновидно­ сти э в к с е н и т а , о б о г а щ е н н о й т и т а н о м [ 1 4 ] . П Ф — а ( п е г м а т и т ы , в м е н ь ш е й степени — г р а н и т ы ) . Э г и р и н — Ae g N a F e [ S i O ] . П л . 3,4—3,6 ( о б ы ч н о 3 , 5 — 3 , 6 ) . Г. д. уст. с р е д н я я , отчасти н и з к а я . Вна = Ь ( 4 — 5 ) . Х и м . уст. н и з к а я . S h~\0 ( 1 0 — 2 0 ? ) . В = 2. Д а н н ы е A. A. Kyх а р е н к о , Ю . П . К а з а н с к о г о и д р у г и х о х и м и ч е с к о й устойчивости эгирина противоречивы. Иногда высказывается мнение о том, что э г и р и н я в л я е т с я х и м и ч е с к и н а и б о л е е у с т о й ч и в ы м из пиро­ ксенов ( Ю . П . К а з а н с к и й и д р . ) . П о А. А. К у х а р е н к о , в р я д у в о з р а с т а ю щ е й х и м и ч е с к о й у с т о й ч и в о с т и м и н е р а л о в э г и р и н непо­ с р е д с т в е н н о с л е д у е т за п и р и т о м и о л и в и н о м и п р е д ш е с т в у е т ромбическим пироксенам. T B . 5—6. М и к р о т в . 7 6 4 — 8 2 4 ; / i = 803. Ф.-м. уст. с р е д н я я . В н = 8. MC в е с ь м а н и з к а я , / ( i m p ^ 2 , 2 — 2 , 3 . B = 7,l. . П Ф — а (щелочные магматические породы). Близкими седименто- и литогеническими свойствами облада­ ет и э г и р и н - а в г и т ( N a , C a ) ( M g , F e + , F e + , Al) [ S i O ] . Э н с т а т и т — En M g [ S i O ] . П л . о к о л о 3,2 ( 3 , 1 — 3 , 3 ) . Г. д. уст. н и з к а я Bhd=3. Х и м . уст. н и з к а я . 5 h = 1 5 . B h = 2. П о э к с п е р и м е н т а л ь н ы м д а н н ы м С. Б у с т а м а н т а , э н с т а т и т х и м и ч е с к и б о л е е у с т о й ч и в , чем 2

4

=

с

ch

P

т р

;

2

6

с

ср

С

р

т

2

6

C

с й

c p

р

m p

2

3

2

2

C

2

6

C

6

гиперстен, и б л и з о к в д а н н о м отношении к авгиту. В ы ч и с л е н ­ ный Ф. Л а ф н е н о м [26] из т е о р е т и ч е с к о й ф о р м у л ы м и н е р а л а ин­ д е к с в ы в е т р и в а е м о е ™ (I ) э н с т а т и т а р а в е н з н а ч е н и ю Iw диопсида и с у щ е с т в е н н о в ы ш е с р е д н е й в е л и ч и н ы l а в г и т а , получен­ ной П . Р а й х е . T B . 5,5 ( 5 — 6 ) . Ф.-м. уст. с р е д н я я . В н = 7. M C н и з к а я . J 5 = 8,l. . П Ф — Ь, в м е н ь ш е й степени — т. Э п и д о т — E Ca FeAl [SiO ][Si O ]O(OH). П л . 3,2—3,55, н а и б о л е е часто 3,4—3,5. Г. д . уст. н и з к а я . Bhd=^ (3—4). Х и м . уст. п р о м е ж у т о ч н а я м е ж д у низкой и с р е д н е й . 5 л = 1 1 0 или, с к о р е е , н е с к о л ь к о в ы ш е , п р и м е р н о 150—160. В п = 4—5. Весьма противоречивы сведения о химической устойчивости эпидота в условиях внутрислойного (внутрипластового) раство­ р е н и я . Б о л ь ш и н с т в о и с с л е д о в а т е л е й п о л а г а е т , что устойчивость э п и д о т а в этих у с л о в и я х п р и м е р н о т а к о в а ж е , к а к при поверх­ ностном в ы в е т р и в а н и и , или н е н а м н о г о в ы ш е . И н о г д а с ч и т а ю т , что SChVs)(E)^ScH(W)(E), а по О. А. Ч е р н и к о в у , в у с л о в и я х в н у т р и с л о й н о г о р а с т в о р е н и я э п и д о т х и м и ч е с к и д а ж е б о л е е ус­ тойчив, чем к в а р ц , а т а к ж е о б л о м к и к в а р ц и т о в , все п о л е в ы е ш п а т ы , а п а т и т , биотит ( к о т о р ы й Ф. П е т т и д ж о н , в о т л и ч и е от б о л ь ш и н с т в а д р у г и х у ч е н ы х , с ч и т а е т в ы с о к о у с т о й ч и в ы м в этих у с л о в и я х ) . П о в е л и ч и н е в ы ч и с л е н н о г о Ф. Л а ф н е н о м [26] индек­ са в ы в е т р и в а е м о с т и э п и д о т з а н и м а е т п р о м е ж у т о ч н о е п о л о ж е н и е м е ж д у роговой о б м а н к о й и п о л е в ы м и ш п а т а м и . T B . 6—7. Ф.-м. уст. с р е д н я я . B h = 8 . M C с р е д н я я . Вт = 16—20. П Ф — т, в з н а ч и т е л ь н о м е н ь ш е й степени — Ь. Э ш и н и т - п р и о р и т — Esh — Pd. И з о м о р ф н ы й р я д ( C e , C a ) ( N b , T i ) O (£sA) — Y ( N b J i ) O (Prt). П л . 4 , 5 — 5 , 3 , обычно 4 , 9 — 5 , 3 , иногда 3,9—5,8. Г. д. уст. о б ы ч н о в ы с о к а я . В =9—10, иногда 8 (и д а ж е 7)-11. Х и м . уст., п о - в и д и м о м у , в е с ь м а н и з к а я . 5 / г ^ 1 0 . B h=\. T B . 5—6 (до 6,5). М и к р о т в . э ш и н и т а 5 9 3 — 7 3 4 ; А = 690. П о И . А. П у д о в к и н о й , м и к р о т в . э ш и н и т а 5 4 2 — 7 5 3 ; А = 6 1 3 ; мик­ р о т в . п р и о р и т а 6 5 7 — 8 3 4 ; А = 745. Ф.-м. уст. с р е д н я я . В н=7. M C весьма низкая. Л л ~ 1 , 5 . В = 2,2—2,3. В осадочных т о л щ а х в с т р е ч а ю т с я « л и ш ь в н е п о с р е д с т в е н н о й б л и з о с т и от ис­ точника питания» [ 1 4 ] . П Ф — а (пегматиты, щелочные породы, к а р б о н а т и т ы ) . w

w

р

mp

2

2

4

2

7

с

с

n

Р

2

6

2

на

с

C

ср

СР

ср

р

о т р

тр

*

* *

6

В к а ч е с т в е т е р р и г е н н ы х в р а з л и ч н ы х р а б о т а х иногда отме­ чаются ангидрит, антигорит, астрофиллит, аутунит (отенит), б а р к е в и к и т , бенитоит, б р а н н е р и т , везувиан,' в о л л а с т о н и т , г а д о л и н и т , гастингсит, г е й л а н д и т , гипс, д ж а л м а и т , д о л о м и т , ж а д е и т , и л ь м е н о р у т и л , к а л ь ц и т , к а р ф о л и т , кроссит, л а в с о н и т , л е п и д о л и т , н е ф е л и н , п а р и з и т , п и р о л ю з и т , п и р о ф и л л и т , п с е в д о б р у к и т , псилом е л а н , п у м п е л л и и т , р о м е и т , симпсонит, с к а п о л и т , с о д а л и т , сперр и л и т , сподумен, с т и л ь п н о м е л а н , с т р ю в е р и т , т а л ь к , т а п и о л и т , т о п а з , т о р и а н и т , торит, т о р о л и т , у р а н и н и т , ф е н а к и т , ф л о г о п и т , флоренсит, хризоберилл, хризотил, эвдиалит, эвклаз, энигматит и многие д р у г и е м и н е р а л ы и м и н е р а л ь н ы е р а з н о в и д н о с т и . И х х а р а к т е р и с т и к а в д а н н о й р а б о т е не п р и в о д и т с я в с в я з и с б о л ь ­ ш о й р е д к о с т ь ю п р и с у т с т в и я в о т л о ж е н и я х в к а ч е с т в е T M (а иногда — и н е д о с т а т о ч н о й д о с т о в е р н о с т ь ю у к а з а н и й об их при­ сутствии л и б о у к а з а н и й об их т е р р и г е н н о й п р и р о д е ) и недоста­ точностью и м е ю щ и х с я сведений о с е д и м е н т о - и л и т о г е н и ч е с к и х с в о й с т в а х н е к о т о р ы х из них. З а в е р ш а я краткую характеристику основных седименто- и л и т о г е н и ч е с к и х свойств T M , а в т о р в ы р а ж а е т у в е р е н н о с т ь , что в р е з у л ь т а т е п о с л е д у ю щ и х и с с л е д о в а н и й будут п о л у ч е н ы новые д а н н ы е по х а р а к т е р и с т и к е T M , п о д т в е р ж д е н ы и о б о с н о в а н ы не, к о т о р ы е из п р и в е д е н н ы х в ы ш е м а т е р и а л о в , уточнены те или иные с в е д е н и я , с у щ е с т в е н н о д е т а л и з и р о в а н а характеристика р а с с м о т р е н н ы х и д р у г и х T M о с а д о ч н ы х т о л щ . В а ж н о с т ь и необ­ х о д и м о с т ь п о д о б н ы х и с с л е д о в а н и й д л я у с п е ш н о г о р а з в и т и я тер­ ригенной м и н е р а л о г и и и ш и р о к о г о э ф ф е к т и в н о г о и с п о л ь з о в а ­ ния ее р е з у л ь т а т о в н е с о м н е н н ы .

Г л а в а

VI

КЛАССИФИКАЦИЯ ТЕРРИГЕННЫХ

МИНЕРАЛОВ

Р а з р а б о т к а к л а с с и ф и к а ц и и T M — о д н а из в а ж н е й ш и х з а д а ч терригенной минералогии. Т а к а я о с н о в о п о л а г а ю щ а я к л а с с и ф и к а ц и я , к о т о р а я позволи­ л а бы с и с т е м а т и з и р о в а т ь с в е д е н и я о T M с учетом свойств и осо­ бенностей м и н е р а л о в и п р е д с т а в и т ь р а з р о з н е н н ы е д а н н ы е в ви­ д е стройной системы, н е о б х о д и м а . О ч е н ь в а ж н о т а к ж е , чтобы к л а с с и ф и к а ц и я б ы л а о с н о в а н а на количественных оценках свойств TM. Р е ч ь д о л ж н а и д т и не о м и н е р а л о г и ч е с к о й с и с т е м а т и к е . Со­ о т в е т с т в у ю щ и е с в е д е н и я и м е ю т с я в многочисленных руковод­ с т в а х , и нет н е о б х о д и м о с т и повторения их в д а н н о й р а б о т е . А в т о р р а с с м а т р и в а е т собственно литологическую классифика­ ц и ю T M с учетом их генетической с п е ц и ф и к и , их с е д и м е н т о - и л и т о г е н и ч е с к и х свойств, о п р е д е л я ю щ и х их поведение в осадоч­ ном процессе и к а к р е з у л ь т а т этого — особенности р а с п р е д е л е ­ ния T M в о с а д о ч н ы х т о л щ а х и с т р а т и с ф е р е в ц е л о м . В к а ч е -

стве т а к и х свойств б ы л и о т м е ч е н ы их х и м и ч е с к а я , ф и з и к о - м е ­ ханическая и гидроаэродинамическая устойчивость, а т а к ж е м и г р а ц и о н н а я способность. М и г р а ц и о н н а я способность T M п о л н о с т ь ю о п р е д е л я е т с я пер­ в ы м и т р е м я , я в л я я с ь их п р о и з в о д н о й . Ф и з и к о - м е х а н и ч е с к а я устойчивость T M в з н а ч и т е л ь н о й м е р е з а в и с и т от их химической устойчивости. Особенно в а ж н о то, что р а з л и ч и я в ф и з и к о - м е х а н и ч е с к о й устойчивости T M могут с у щ е с т в е н н о в л и я т ь на с о с т а в T M A о т л о ж е н и й , ф о р м и р у ю щ и х с я г л а в н ы м о б р а з о м в относительно р е д к и х в ы с о к о э н е р г е т и ч н ы х обс т а н о в к а х г о р н ы х р е к и п р и б о й н ы х зон, а т а к ж е в з о н а х э о л о ­ вого с е д и м е н т о г е н е з а . Во всех о с т а л ь н ы х у с л о в и я х седиментогенеза в е л и ч и н а ф и з и к о - м е х а н и ч е с к о й устойчивости з е р е н песчано-алевритового размера д л я большинства распространенных T M , о б л а д а ю щ и х высокой, а отчасти — и с р е д н е й устойчивостью (см. т а б л . 4 4 ) , о б ы ч н о не о к а з ы в а е т с у щ е с т в е н н о г о в л и я н и я н а содержание TM в отложениях, количественные соотношения м е ж д у ними и не о п р е д е л я е т п р и с у т с т в и е ( с о х р а н н о с т ь ) или ж е отсутствие ( у н и ч т о ж е н и е ) этих T M в с о с т а в е о с а д о ч н ы х о б р а ­ зований. Т а к и м о б р а з о м , о к а з ы в а е т с я , что особенности п о в е д е н и я б о л ь ш и н с т в а T M в о с а д о ч н о м процессе, к а к п р а в и л о , з а в и с я т в основном от д в у х х а р а к т е р и с т и к T M — х и м и ч е с к о й и гидро­ аэродинамической устойчивости. В соответствии с э т и м они д о л ж н ы б ы т ь п о л о ж е н ы в основу к л а с с и ф и к а ц и и . П о н е к о т о р ы м р а з л и ч и я м химической устойчивости T M в у с л о в и я х поверхно­ стного в ы в е т р и в а н и я и п о с т с е д и м е н т а ц и о н н о г о в н у т р и с л о й н о г о р а с т в о р е н и я з а основу п о с т р о е н и я к л а с с и ф и к а ц и и T M д о л ж н а б ы т ь п р и н я т а х и м и ч е с к а я устойчивость T M в у с л о в и я х поверх­ ностного в ы в е т р и в а н и я . И м е н н о э т а х а р а к т е р и с т и к а с о ч е т а е т с я с г и д р о а э р о д и н а м и ч е с к о й у с т о й ч и в о с т ь ю T M . О б а эти свойства о п р е д е л я ю т особенности п о в е д е н и я и истории э в о л ю ц и и T M в процессе ф о р м и р о в а н и я T M A о с а д о ч н ы х т о л щ . Р а н е е п р е д л о ­ ж е н н ы е к л а с с и ф и к а ц и и T M обычно у ч и т ы в а л и к а к о е - т о о д н о свойство T M * — их о т н о с и т е л ь н у ю х и м и ч е с к у ю устойчивость, физико-механическую устойчивость (обычно — с о п р о т и в л я е ­ мость и с т и р а н и ю , а б р а з и в н у ю п р о ч н о с т ь ) и т. д. Б ы л и попытки с о з д а т ь о б о б щ е н н у ю к л а с с и ф и к а ц и ю T M , в которой у ч и т ы в а л и с ь бы р а з л и ч н ы е свойства TM. О д н а из т а ­ ких к л а с с и ф и к а ц и й п р и н а д л е ж и т Р . Б у р х а р д у . С о г л а с н о ей, все T M д е л я т с я на 3 г р у п п ы : 1) неустойчивые ( а п а т и т , а м ф и б о л ы , эпидот, цоизит, т и т а н и т ) ; 2 ) м е х а н о у с т о й ч и в ы е ( г р а н а т , цир­ к о н ) ; 3) хемоустойчивые (рутил, ставролит, кианит, турмалин, а н а т а з ) . П р и в е д е н н а я к л а с с и ф и к а ц и я T M , о д н а к о , логически и геологически н е с о в е р ш е н н а . И з в е с т н о , что циркон не т о л ь к о мех а н о у с т о й ч и в , но и хемоустойчив, а р у т и л и х е м о у с т о й ч и в , и ме* В связи Последовательностями)

с чем эти классификации обычно именуются TM.

рядами

(или

ханоустойчив. Отнесение этих минералов к различным группам T M геологически не о б о с н о в а н о и з а т р у д н я е т п а л е о г е о г р а ф и ч е ­ с к у ю и н т е р п р е т а ц и ю T M д а н н ы х . Н е м е н е е с у щ е с т в е н н о то, что в к л а с с и ф и к а ц и и Р . Б у р х а р д а не у ч и т ы в а ю т с я г и д р о а э р о м е х а нические с в о й с т в а T M , а в одну группу о б ъ е д и н я ю т с я сущест­ венно р а з л и ч н ы е ( н а п р и м е р , р у т и л и т у р м а л и н ) . Т а к о й подход и с к л ю ч а е т учет в л и я н и я г и д р о а э р о д и н а м и ч е с к и х у с л о в и й т р а н ­ с п о р т и р о в к и и о с а д к о н а к о п л е н и я на с о с т а в T M A н а к а п л и в а ю ­ щ и х с я о т л о ж е н и й и д е л а е т н е в о з м о ж н о й о д н о з н а ч н у ю и обос­ нованную палеогеографическую интерпретацию TM данных. К а к у ж е о т м е ч а л о с ь , н а ч и н а я с 70-х гг. XIX в., в р а з л и ч н ы х с т р а н а х п р о в о д я т с я ц е л е н а п р а в л е н н ы е и с с л е д о в а н и я свойств и особенностей п о в е д е н и я T M в р а з л и ч н ы х у с л о в и я х . И хотя по­ л у ч е н н ы е р е з у л ь т а т ы е щ е д а л е к о не п о л н ы , в н е м а л о й степени п р о т и в о р е ч и в ы и н у ж д а ю т с я в уточнении, о б щ и й х а р а к т е р пове­ д е н и я б о л ь ш и н с т в а р а с п р о с т р а н е н н ы х T M в о с а д о ч н о м процес­ се на д а н н о м э т а п е м о ж е т с ч и т а т ь с я д о с т а т о ч н о я с н ы м . И с п о л ь ­ з у я р е з у л ь т а т ы по T M , м о ж н о подойти к с о з д а н и ю о б щ е й к л а с ­ с и ф и к а ц и и T M — основной к л а с с и ф и к а ц и и т е р р и г е н н о й м и н е р а ­ логии. Первый, упрощенный вариант такой классификации д л я наиболее распространенных TM тяжелой фракции был предло­ ж е н а в т о р о м в 1975 г. ( т а б л . 6 5 ) . О д н о в р е м е н н о б ы л н а м е ч е н путь с о з д а н и я б о л е е п о л н о г о в а р и а н т а к л а с с и ф и к а ц и и . Классификация предусматривает выделение девяти (I—IX) групп T M , к а ж д а я из к о т о р ы х х а р а к т е р и з у е т с я с п е ц и ф и ч е с к и м с о ч е т а н и е м в е л и ч и н г и д р о а э р о д и н а м и ч е с к о й и химической устой­ чивости в х о д я щ и х в нее м и н е р а л о в . Н е с м о т р я на простоту п о с т р о е н и я , и с п о л ь з о в а н и е к л а с с и ф и ­ к а ц и и в е с ь м а э ф ф е к т и в н о при о б р а б о т к е и а н а л и з е п е р в и ч н ы х количественных данных минералогического изучения терригенных к о м п о н е н т о в о с а д о ч н ы х т о л щ с ц е л ь ю р е ш е н и я многих гео­ логических (палеогеографических, корреляционно-стратиграфи­ ческих и д р . ) в о п р о с о в . Менее распространенные TM тяжелой фракции с плотностью 2,85—5,5 г / с м т а к ж е н а х о д я т место в п р и в е д е н н о й к л а с с и ф и к а ­ ции. Т а к , н а п р и м е р , к I группе д о л ж н ы б ы т ь отнесены к о р у н д ( ч а с т и ч н о ) , пикотит; к о II — к о р у н д , а л м а з , т о п а з , п л е о н а с т ; к I I I — м у а с с а н и т , к IV — п е р о в с к и т , к V — а л л а н и т (ортит — ча­ стично), к VI — флюорит, хлоритоид, к VII и VIII группам — с п е с с а р т и н , н е к о т о р ы е с у щ е с т в е н н о ж е л е з и с т ы е м и н е р а л ы груп­ пы о л и в и н а (гортонолит, ф е р р о г о р т о н о л и т , ф а я л и т ) , к IX — аксинит и т. д. П р и в е д е н н а я к л а с с и ф и к а ц и я в полной м е р е у ч и т ы в а е т при­ р о д н ы е с о о т н о ш е н и я м е ж д у T M , о п и р а е т с я на т в е р д о у с т а н о в ­ л е н н ы е геологические, в том числе э к с п е р и м е н т а л ь н ы е , ф а к т ы , х а р а к т е р и з у ю щ и е п о в е д е н и е ( м и г р а ц и ю или ф и к с а ц и ю в о с а д ­ ке, р а с с е я н и е или к о н ц е н т р а ц и ю , с о х р а н е н и е или у н и ч т о ж е н и е ) р а з л и ч н ы х T M . Хотя п р и н я т о е р а з д е л е н и е T M на г р у п п ы в к а ­ кой-то м е р е у с л о в н о , оно о б ъ е к т и в н о о т р а ж а е т д е й с т в и т е л ь н ы е 3

л

T а б л и ц а 65 Классификация терригенных минералов тяжелой фракции Гидроазродинамическая Химическая устойчивость (в условиях поверхностного выветривания)

высокая

устойчивость

средняя

низкая

Высокая

I группа Циркон Рутил Ильменит+ +лейкоксен (частично) Хромит (хромшпинелиды) Монацит Ксенотим

II группа Лейкоксен (частично) Анатаз Брукит Шпинель (алюмошпинели) Ставролит Кианит

III группа Турмалин Силлиманит Андалузит

Средняя

IV группа Альмандин

V группа Пироп Титанит (частично)

VI группа Титанит (частично) Эпидот Цоизит Клиноцоизит Апатит (?)

Низкая

VII группа Магнетит

VIII группа Гранаты-уграндиты Некоторые пироксены (существенно желези­ стые ортопироксены и Др.)

IX группа Биотит Амфиболы Большинство пироксенов (диопсид, ав­ гит, энстатит и др.) Оливин (основная часть)

р а з л и ч и я м е ж д у T M и н а б л ю д а е м у ю во многих с л у ч а я х группи­ р о в к у T M по о с о б е н н о с т я м их п о в е д е н и я в о с а д о ч н о м процес­ се. В о многих р е а л ь н о н а б л ю д а е м ы х в п р и р о д е у с л о в и я х в ы д е ­ ленные в приведенной классификации группы TM действитель­ но о б н а р у ж и в а ю т в ы с о к у ю степень с х о д с т в а , о б щ н о с т и поведе­ н и я в х о д я щ и х в них T M и с у щ е с т в е н н ы е о т л и ч и я в их поведе­ нии в с р а в н е н и и с о с о б е н н о с т я м и п о в е д е н и я T M д р у г и х в ы д е ­ л е н н ы х в ы ш е групп. Это — л и ш ь с а м а я о б щ а я , с х е м а т и ч е с к а я к л а с с и ф и к а ц и я . В р а з л и ч н ы х у с л о в и я х с е д и м е н т о - и л и т о г е н е з а в о з м о ж н а та или иная трансформация приведенной схемы. Н е о б х о д и м о о т м е т и т ь , что д л я к а ж д о г о м и н е р а л ь н о г о вида в о з м о ж н а н е к о т о р а я (иногда з н а ч и т е л ь н а я ) в а р и а ц и я в е л и ч и н х и м и ч е с к о й и г и д р о а э р о д и н а м и ч е с к о й устойчивости в с в я з и с к о л е б а н и я м и с т р у к т у р н ы х и к р и с т а л л о х и м и ч е с к и х особенностей, плотности, м о р ф о л о г и и и д р у г и х п р и з н а к о в о б л о м о ч н ы х з е р е н .

л К р о м е того, н е к о т о р ы е T M по х и м и ч е с к о й или г и д р о а э р о д и н а мической устойчивости я в л я ю т с я п р о м е ж у т о ч н ы м и м е ж д у выде­ л е н н ы м и г р у п п а м и . Хотя к а ж д о е о т д е л ь н о е з е р н о м о ж е т по­ п а д а т ь по с в о й с т в а м т о л ь к о в одну из в ы д е л е н н ы х д е в я т и групп (см. т а б л . 6 5 ) , н е к о т о р ы е в и д ы T M д о л ж н ы быть отнесены ф а к ­ тически не к одной к л а с с и ф и к а ц и о н н о й группе, а к д в у м или б о л ь ш е м у числу групп [ н а п р и м е р , т и т а н и т , а л л а н и т ( о р т и т ) , спессартин, лейкоксенизированный ильменит и д р . ] . Н е о б х о д и м о т а к ж е и м е т ь в виду н е п о л н у ю идентичность по­ в е д е н и я р а з л и ч н ы х м и н е р а л о в в п р е д е л а х к а ж д о й группы. Н а ­ п р и м е р , ц и р к о н я в л я е т с я одним из н а и б о л е е х а р а к т е р н ы х ми­ н е р а л о в I г р у п п ы , н а и б о л е е о т л и ч а ю щ и м с я от T M д р у г и х групп. О д н а к о л е й к о к с е н и з и р о в а н н ы й и л ь м е н и т и р у т и л по своей гид­ р о м е х а н и ч е с к о й устойчивости п р и б л и ж а ю т с я к г и д р о м е х а н и ч е ­ ски н а и б о л е е у с т о й ч и в ы м м и н е р а л а м II г р у п п ы (брукит, а н а ­ т а з ) , а ксенотим по в е л и ч и н е х и м и ч е с к о й устойчивости — к ми­ н е р а л а м IV г р у п п ы . В I I I группе н а б л ю д а е т с я з н а ч и т е л ь н о е р а з л и ч и е в в е л и ч и н е х и м и ч е с к о й устойчивости T M , п о с л е д о в а ­ т е л ь н о и существенно убывающей в ряду турмалин — силлима­ нит — а н д а л у з и т ( п о с л е д н и й из этих м и н е р а л о в по химической устойчивости б л и з о к к м и н е р а л а м V I г р у п п ы ) . Н а и б о л е е на­ глядно справедливость замечания о неполной равнозначности (хотя и б л и з к о й ) особенностей п о в е д е н и я р а з л и ч н ы х м и н е р а л о в в п р е д е л а х одной к л а с с и ф и к а ц и о н н о й группы в и д н а на приме­ р е м и н е р а л о в IX г р у п п ы , д л я к о т о р ы х х а р а к т е р е н п о с л е д о в а ­ т е л ь н ы й р я д у в е л и ч е н и я х и м и ч е с к о й устойчивости в зоне гиперг е н е з а : о л и в и н — гиперстен ( р о м б и ч е с к и е п и р о к с е н ы ) — а в г и т (моноклинные пироксены) — роговая обманка (базальтическая р о г о в а я о б м а н к а — о б ы к н о в е н н а я р о г о в а я о б м а н к а ) — биотит (С. Г о л д и ч , П . П . Т и м о ф е е в , А. В . Щ е р б а к о в и д р . ) . П р и н ц и ­ п и а л ь н о а н а л о г и ч н а я к а р т и н а н а б л ю д а е т с я почти в к а ж д о й из в ы д е л е н н ы х д е в я т и групп. Это я в л я е т с я одним из оснований д л я б о л е е д р о б н о й к л а с с и ф и к а ц и и T M по их о с н о в н ы м свой­ ствам. О с о б у ю группу ( р я д г р у п п ) T M т я ж е л о й ф р а к ц и и , не во­ шедшую в данную классификацию, составляют TM, обладаю­ щие весьма высокой плотностью — платина, золото, касситерит, в о л ь ф р а м и т , ш е е л и т и д р . К л а с с и ф и к а ц и о н н о е п о л о ж е н и е этих м и н е р а л о в , к а к и T M л е г к о й ф р а к ц и и , у ч и т ы в а е т с я в приведен­ ной н и ж е б о л е е д е т а л ь н о й к л а с с и ф и к а ц и и T M ( т а б л . 6 6 ) . В этой к л а с с и ф и к а ц и и T M о б р а з у ю т г о р и з о н т а л ь н ы е ( 1 3 ) и вер­ тикальные ряды (11). К а ж д ы й горизонтальный ряд объединя­ ет м и н е р а л ы , с х о д н ы е по химической устойчивости, а верти­ к а л ь н ы й — по г и д р о а э р о д и н а м и ч е с к о й устойчивости. М и н е р а л ы с б л и з к и м и с в о й с т в а м и в х о д я т в с о с т а в одной группы TM или с м е ж н ы х п о д г р у п п , п р и н а д л е ж а щ и х р а з л и ч н ы м г р у п п а м , а наи­ б о л е е с х о д н ы е — в с о с т а в одной п о д г р у п п ы T M . Всего п р е д л о ­ ж е н н а я к л а с с и ф и к а ц и я п р е д у с м а т р и в а е т в ы д е л е н и е 25 групп и - 1 4 3 подгрупп T M (см. т а б л . 6 6 ) .

Классификация терри Гидроаэродинамическая

генных минералов устойчивость

Р а з д е л е н и е групп н а и б о л е е т я ж е л ы х ( с в е р х т я ж е л ы х SH) и л е г к и х (L) T M на п о д г р у п п ы по в е л и ч и н е г и д р о а э р о д и н а м и ч е ­ ской устойчивости T M в д а н н о й к л а с с и ф и к а ц и и (см. т а б л . 6 6 ) не п р о в о д и т с я . Оно не п р е д с т а в л я е т каких-либо трудностей к л а с с и ф и к а ц и о н н о г о х а р а к т е р а , но л и ш е н о особого с м ы с л а . П е р в ы е из э т и х м и н е р а л о в , будучи в ы с в о б о ж д е н н ы м и из срост­ ков с д р у г и м и м и н е р а л а м и , в е д у т с е б я , к а к п р а в и л о , к а к гидроаэродинамически весьма устойчивые компоненты, вторые — как гидроаэродинамически весьма подвижные. О б о з н а ч е н и я групп T M с о с т а в л я ю т с я из р а з д е л е н н ы х чер­ той о б о з н а ч е н и я ( н о м е р а ) с о о т в е т с т в у ю щ е й г р у п п ы х и м и ч е с к о й устойчивости и о б о з н а ч е н и я с о о т в е т с т в у ю щ е й группы гидро­ а э р о д и н а м и ч е с к о й устойчивости. А н а л о г и ч н ы м о б р а з о м н у м е ­ р у ю т с я и п о д г р у п п ы — с о с т а в л я ю т с я из н о м е р а с о о т в е т с т в у ю ­ щ е й строки, т. е. н о м е р а п о д г р у п п ы ( б а л л а ) химической устой­ чивости, и н о м е р а с о о т в е т с т в у ю щ е г о с т о л б ц а , т. е. н о м е р а под­ г р у п п ы ( б а л л а ) г и д р о а э р о д и н а м и ч е с к о й устойчивости, р а з д е л е н ­ ных точкой *. К р о м е того, п о д г р у п п ы могут и м е н о в а т ь с я и по н а и б о л е е х а р а к т е р н о м у д л я них м и н е р а л у или р я д у м и н е р а л о в , например подгруппа циркона (13.9), подгруппа рутила (13.8), п о д г р у п п а б р у к и т а — а н а т а з а ( 1 2 . 7 ) , п о д г р у п п а а в г и т а (3.4) и т. п. В п о д г р у п п а х п р и н я т а а л ф а в и т н а я п о с л е д о в а т е л ь н о с т ь расположения минералов. М н о г и е из о т м е ч е н н ы х м и н е р а л о в в с т р е ч а ю т с я в о с а д о ч н ы х образованиях к а к терригенные и к а к аутигенные и отмечены (см. т а б л . 6 6 ) з в е з д о ч к о й . Наряду с минеральными видами в классификационной таб­ л и ц е (см. т а б л . 6 6 ) у к а з а н ы н е к о т о р ы е ш и р о к о р а с п р о с т р а н е н ­ ные в о с а д о ч н ы х т о л щ а х м о н о м и н е р а л ь н ы е ( х а л ц е д о н , г л а у к о ­ н и т ) и п е р е м е н н ы е по составу п о л и м и н е р а л ь н ы е ( л е й к о к с е н и ­ зированный ильменит, лейкоксен, лимонит) сочетания обычно тонкодисперсных минералов. П р и отсутствии, н е д о с т а т о ч н о с т и или п р о т и в о р е ч и в о с т и д а н ­ ных о в е л и ч и н е х и м и ч е с к о й устойчивости р я д а м и н е р а л о в их положение в классификационной таблице указано ориентиро­ вочно. П р и э т о м у ч т е н ы д а н н ы е А. К а й е , Ж . Т р и к а р а [23] и других исследователей, а т а к ж е материалы, полученные авто­ р о м при изучении кор в ы в е т р и в а н и я , о с а д о ч н ы х т о л щ и совре­ менных осадков Восточно-Европейской платформы, Донбасса, К а в к а з а и н е к о т о р ы х с о п р е д е л ь н ы х с ними о б л а с т е й . И м е ю ­ щ и е с я д л я н е к о т о р ы х м и н е р а л о в х а р а к т е р и с т и к и не в с е г д а со­ о т в е т с т в у ю т з н а ч е н и я м , у к а з ы в а е м ы м А. К а й е и Ж . Т р и к а р о м , что б ы л о п о к а з а н о в тексте р а б о т ы и н а ш л о о т р а ж е н и е в к л а с ­ сификационной таблице. П о д л е ж а щ и е дополнительной провер­ ке к л а с с и ф и к а ц и о н н ы е п о л о ж е н и я о т д е л ь н ы х T M с о ц е н к а м и * Чтобы не увеличивать громоздкость классификационной табл. 66, но­ мера подгрупп в ней не проставлены.

х и м и ч е с к о й устойчивости, по А. К а й е , Ж . Т р и к а р у и д р . , отме­ чены з н а к о м в о п р о с а (см. т а б л . 6 6 ) . Классификационное положение каждого TM охватывает р я д п о д г р у п п , а и н о г д а и групп, что с в я з а н о с в а р и а ц и я м и (иног­ д а — в е с ь м а з н а ч и т е л ь н ы м и ) г и д р о а э р о д и н а м и ч е с к о й и химиче­ ской устойчивости к а ж д о г о T M . К а ж д ы й TM (минеральный вид) представлен многочисленными зернами (индивидами), с в о й с т в а и особенности п о в е д е н и я к о т о р ы х могут и н о г д а з н а ­ ч и т е л ь н о р а з л и ч а т ь с я д а ж е в одних и тех ж е у с л о в и я х гипергенеза, транспортировки, осадконакопления, постседиментационного п р е о б р а з о в а н и я . Е щ е б о л ь ш и е р а з л и ч и я в а б с о л ю т н ы х и о т н о с и т е л ь н ы х з н а ч е н и я х химической и г и д р о а э р о д и н а м и ч е с к о й устойчивости о б н а р у ж и в а ю т T M в р а з н ы х у с л о в и я х п р о т е к а н и я о с а д о ч н о г о п р о ц е с с а . В с в я з и с э т и м п о л о ж е н и е к а ж д о г о мине­ р а л а в п р и в е д е н н о й к л а с с и ф и к а ц и и п р е д с т а в л я е т собой не точ­ ку (точка м о ж е т с о о т в е т с т в о в а т ь о д н о м у м и н е р а л ь н о м у з е р н у или р я д у з е р е н , а б с о л ю т н о т о ж д е с т в е н н ы х по х и м и ч е с к о й и гид­ р о а э р о д и н а м и ч е с к о й устойчивости и не м е н я ю щ и х своей устой­ чивости в л ю б ы х у с л о в и я х с е д и м е н т о - и л и т о г е н е з а ) , а клас­ сификационное поле. Д л я одних T M оно н е в е л и к о и о г р а н и ч и ­ вается одной-двумя подгруппами. Таковы классификационные п о л я х и м и ч е с к о й и г и д р о а э р о д и н а м и ч е с к о й устойчивости ц и р ­ кона ( б е з м е т а м и к т н ы х р а з н о с т е й ) , р у т и л а , а в г и т а , а л ь б и т а , т е р р и г е н н о г о г л а у к о н и т а и многих д р у г и х T M . М и н е р а л ы с к л а с с и ф и к а ц и о н н ы м и п о л я м и химической и ( и л и ) г и д р о а э р о д и ­ н а м и ч е с к о й ^устойчивости, в ы х о д я щ и м и з а п р е д е л ы одной-двух подгрупп, а иногда — одной-двух групп, с о о т в е т с т в у ю т не б о л е е в ы с о к о й устойчивости T M , а б о л е е з н а ч и т е л ь н о м у р а з б р о с у з н а ­ чений устойчивости зерен одного м и н е р а л ь н о г о в и д а . Т а к о в ы , например, классификационные поля алланита (ортита), лейко­ ксена и р я д а д р у г и х т е р р и г е н н ы х к о м п о н е н т о в (см. т а б л . 6 6 ) , О с о б е н н о в е л и к и в а р и а ц и и з н а ч е н и й седименто- и литогениче­ ских х а р а к т е р и с т и к у т е р р и г е н н ы х к о м п о н е н т о в , п р е д с т а в л е н ­ н ы х не о т д е л ь н ы м и м и н е р а л ь н ы м и в и д а м и или м о н о м и н е р а л ь ­ ными с о ч е т а н и я м и м и к р о к р и с т а л л и ч е с к и х з е р е н типа х а л ц е д о н а , а п е р е м е н н ы м и по с о с т а в у п о л и к о м п о н е н т н ы м и с м е с я м и р а з ­ л и ч н ы х м и н е р а л о в (и м и н е р а л о и д о в ) т и п а л и м о н и т а и л е й к о ­ к с е н а , с о ч е т а н и я м и м и н е р а л о в и п р о д у к т о в их и з м е н е н и я , к а к , например, лейкоксенизированный ильменит, а т а к ж е минерала­ ми, н а х о д я щ и м и с я на р а з л и ч н о й с т а д и и г и д р а т а ц и и (гидрогроссуляр и д р . ) и метамиктного распада типа метамиктного цир­ к о н а , а л л а н и т а ( о р т и т а ) , т о р и т а , п и р о х л о р а . Д а л ь н е й ш е е изуче­ ние T M , б е з у с л о в н о , п р и в е д е т к у т о ч н е н и ю к л а с с и ф и к а ц и о н н о г о п о л о ж е н и я м и н е р а л о в — к с у ж е н и ю и л и р а с ш и р е н и ю в некото­ р ы х с л у ч а я х их к л а с с и ф и к а ц и о н н ы х п о л е й . Это — о д н а из н а и ­ более в а ж н ы х задач терригенной минералогии. Н а р я д у с о т м е ч е н н ы м и в к л а с с и ф и к а ц и и T M (см. т а б л . 6 6 ) , существуют минералы, являющиеся, как правило, весьма ред­ к и м и и о б ы ч н о не о б р а з у ю щ и м и з н а ч и т е л ь н ы х а л л о т и г е н н ы х

к о н ц е н т р а ц и й в о с а д о ч н ы х т о л щ а х . В п о л н е очевидно, что л ю б о й из T M , н е з а в и с и м о от степени его р а с п р о с т р а н е н н о с т и и осо­ бенностей, м о ж е т н а й т и место в п р и в е д е н н о й о б щ е й к л а с с и ф и ­ кации. П р и х о д и т с я о т м е т и т ь , что д л я точного о п р е д е л е н и я поло­ ж е н и я в д а н н о й к л а с с и ф и к а ц и и изученность многих р е д к и х T M ( н а п р и м е р , о ц е н к а х и м и ч е с к о й у с т о й ч и в о с т и ) пока н е д о с т а т о ч ­ на. Предварительная оценка положения к а ж д о г о TM в общей классификации может быть осуществлена в настоящее время на о с н о в а н и и и м е ю щ и х с я сведений об их с о с т а в е и с т р у к т у р е , ф и з и ч е с к и х свойствах, на о с н о в а н и и п р и б л и ж е н н о й с р а в н и т е л ь ­ ной оценки р а с п р о с т р а н е н н о с т и в к о р е н н ы х п о р о д а х , к о р а х вы­ в е т р и в а н и я , с о в р е м е н н ы х и р а з л и ч н ы х по в о з р а с т у и с к о п а е м ы х отложениях и других данных.. Учитывая признаки классификации TM, поведение в осадоч­ ном процессе T M одной к л а с с и ф и к а ц и о н н о й п о д г р у п п ы я в л я ­ е т с я в м а к с и м а л ь н о й степени б л и з к и м , а в у д а л е н н ы х груп­ п а х — к о н т р а с т н ы м . T M , о т н о с и т е л ь н о сходные по о с о б е н н о с т я м их п о в е д е н и я в о с а д о ч н о м процессе и з а н и м а ю щ и е в п р е д л о ­ ж е н н о й к л а с с и ф и к а ц и и (см. т а б л . 6 6 ) б л и з к о е место в п р е д е ­ л а х одной п о д г р у п п ы или соседних подгрупп, и м е н у е м близ­ кими. С учетом н а к о п л е н н ы х к н а с т о я щ е м у в р е м е н и фактиче­ ских данных можно сформулировать следующую закономер­ н о с т ь : чем б л и ж е д р у г к д р у г у м и н е р а л ы по с е д и м е н т о - и л и т о геническим с в о й с т в а м и соответственно по их к л а с с и ф и к а ц и о н ­ н о м у п о л о ж е н и ю , тем т р у д н е е они р а з д е л я ю т с я в п р и р о д е . Н а и ­ б о л е е т р у д н о р а з д е л и м ы м и я в л я ю т с я T M одной группы и тем б о л е е одной п о д г р у п п ы или б л и з к и х , с м е ж н ы х п о д г р у п п ( н а ­ пример, циркон и рутил, кианит и ставролит, пироксены и ам­ ф и б о л ы и т. п . ) . С к а з а н н о е п о д т в е р ж д а е т с я , в частности, ш и р о ­ ко п р о я в л е н н ы м и в о т л о ж е н и я х п о л о ж и т е л ь н ы м и к о р р е л я ц и о н ­ ными связями между минералами. В противоположность близким TM, минералы, существенно р а з л и ч а ю щ и е с я по с е д и м е н т о - и л и т о г е н и ч е с к и м с в о й с т в а м , и с о о т в е т с т в е н н о у д а л е н н ы е д р у г от д р у г а по к л а с с и ф и к а ц и о н ­ н о м у п о л о ж е н и ю , н а з о в е м удаленными или разобщенными. От­ м е т и м , что и в геохимии, к а к и з в е с т н о , с у щ е с т в у е т п о н я т и е о разобщенных элементах, к которым относятся элементы, уда­ л е н н ы е д р у г от д р у г а в периодической системе, о б л а д а ю щ и е р а з л и ч а ю щ и м и с я к р и с т а л л о х и м и ч е с к и м и и х и м и ч е с к и м и свой­ с т в а м и (по В. В . Щ е р б и н е ) . Эти э л е м е н т ы по р а з л и ч н ы м (пока е щ е д а л е к о не п о л н о с т ь ю р а с к р ы т ы м ) п р и ч и н а м н е р е д к о о б р а ­ з у ю т в п р и р о д е у с т о й ч и в ы е п а р а г е н е т и ч е с к и е а с с о ц и а ц и и . Устой­ чивые а с с о ц и а ц и и в о с а д о ч н ы х т о л щ а х могут образовывать иногда и разобщенные TM. Основные причины, обусловливаю­ щ и е в о з м о ж н о с т ь их устойчивого с о н а х о ж д е н и я в н е к о т о р ы х оса­ д о ч н ы х т о л щ а х , з а к л ю ч а ю т с я в о с о б е н н о с т я х с о с т а в а источни­ ков сноса, с м е ш е н и и м а т е р и а л а р а з л и ч н ы х источников и недо-

с т а т о ч н о г л у б о к о м (в с и л у н е д о с т а т о ч н о й д л и т е л ь н о с т и л и б о ин­ тенсивности) проявлении процессов- минералогической диффе­ р е н ц и а ц и и исходного в е щ е с т в а при ф о р м и р о в а н и и и изменении Т М А . П р и с у т с т в и е в о т л о ж е н и я х т а к и х , к а к и л ю б ы х иных, T M A я в л я е т с я в а ж н ы м п о к а з а т е л е м с о с т а в а пород источников сноса, п а л е о г е о г р а ф и ч е с к и х у с л о в и й н а к о п л е н и я о б л о м о ч н о г о в е щ е с т в а , п о с т с е д и м е н т а ц и о н н ы х у с л о в и й его с у щ е с т в о в а н и я .

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Бергер М. Г., Саркисян С. Г., Корж М. В. О совершенствовании ме­ тодов палеогеографических исследований по терригенным минералам.— В кн.: Палеогеографические исследования в нефтяной геологии. M., Наука, 1979, с. 7—23. 2. Васильев В. П. Терригенные легкие минералы в современных осадках некоторых морей и климатическая зональность.— Литология и полезные ис­ копаемые, 1980, № 1, с. 26—39. 3. Вистелиус А. Б. Математическая геология — ее основные направления и задачи.— Советская геология, 1977, № 1, с. 11—34. 4. Гриффите Дж. Научные методы исследования осадочных пород. M., Мир, 1971, 421 с. 5. Лебедева С. И. Микротвердость минералов. M., Недра, 1977, 119 с. 6. Логвиненко Н. В. Петрография осадочных пород. M., Высшая школа, 1984. 416 с. 7. Никитин А. А. Закономерности стилолитообразования в осадочных и метаморфических породах.— Изв. АН СССР, Сер. геол., 1985, № 2, с. 99—108. 8. Окнова Н. С. Эволюция ассоциаций терригенных минералов с разви­ тием осадочного процесса.— В кн.: Обстановки осадконакопления и их эво­ люция. M., Наука, 1984, с. 103—107. 9. Осовецкий Б. М. Тяжелая фракция осадков и терригенных пород. Часть 1. Пермь, 1983, 249 с. (Рукопись деп. ВИНИТИ, № 6642—83 Деп.). 10. Петтиджон Ф. Дж. Осадочные породы. M., Недра, 1981, 751 с. 11. Петтиджон Ф., Поттер П., Сивер Р. Пески и песчаники. M., Мир, 1976, 535 с. 12. Селли Р. К. Введение в седиментологию. M., Недра, 1981, 370 с. 13. Симонов Г. А. Зональность наиболее устойчивых минералов и ее при­ менение при балансовых исследованиях почв.— Коми филиал АН СССР, се­ рия препринтов «Научные доклады». Вып. 81. Сыктывкар, 1982, 49 с. 14. Словарь цо геологии россыпей. Под ред. Н. А. Шило; Н. Н. Арманд, В. Д. Белоусов, Л. 3 . Быховский и др. M., Недра,, 1985i, 197 с. 15. Страхов Н. М. Развитие литогенетических идей в России и СССР. M., Наука, 1971, 622 с. 16. Тимофеев П. П. Об основных проблемах современной литологии.— Литология и полезные ископаемые, 1978, № 6, с. 3—15. 17. Трансформация минералогического состава терригенного материала в процессе его поступления в прибрежную зону океанических островов./ В. П. Васильев, В. В. Калиненко, Е. Н. Невесский, Ю. А. Павлидис.— В кн.: Морфолитогенез и позднечетвертичная история прибрежно-шельфовых зон. M., Наука, 1978, с. 24—40. 18. Холодов В. Н. Об эволюции состава питающих провинций в истории Земли.— В кн.: Проблемы литологии и геохимии осадочных пород и руд. M., Наука, 1975, с. 191—208. 19. Шило Н. А . Россыпеобразующие рудные формации и связь с ними россыпей.—В кн.: Проблемы геологии россыпей. Магадан, 1970, с. 13—24. 20. Юшкин Н. П. Механические свойства минералов. Л., Наука, 1971, 284 с. 21. Blatt Н. Provenance determinations and recycling of sediments.— Journ. Sediment. Petrology, 1967, v, 37, No. 4, p. 1031—1043. 22. Blatt H., Middleton G., Murray R. Origin of sedimentary rocks. New Jersey, 1972, 634 p.

23. Cailleux A., Tricart I. Initation a l'etude des sables et des galets. Paris, 1963, 376 p. 24. Frits H. Heavy mineral variability in miocene marine sediments -in Denmark: a combined effect of weathering and reworking.— ,,Sedimentary Geology", vol. 21, No. 3, 1978, p. 169—188. 25. Hubert J. F. Analysis of heavy-mineral assemblages.— In: Procedures in Sedimentary Petrology. Ed. R. E. Carver. Willey —- interscience. New Y o r k London—Sydney—Toronto, 1971, p. 453—478. 26. Loughnan F. C Chemical weathering of the silicate minerals.—American Elsevier Publishing Co., Inc., New York, 1969, 154 p. 27. Morton A. C Depth control of intrastratal solution of heavy minerals from the Palaeocene of the North Sea.— Journ. Sediment. Petrology, 1979, v. 49, No. 1, p. 281—286. 28. Neiheiset J. Heavy mineral investigation of Recent and Pleistocene sands of lower coastal plain of Georgia.— Bull. Geol. Soc. America. 1962, v. 73, No. 2, p. 363—374. 29. Nickel E. Experimental dissolution of light and heavy minerals in comparison with weathering and intastratal solution.— In: Contributions to Sedimentology. V. I. Stability of Heavy Minerals. Stuttgart, 1973, p. 1—68. 30. Trurnit P. Die relativ Druck — Loslichkeit detritischer Mineralien und Gesteine —Geologie, Berlin, 1969, N 1, S. 41—76.

ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ

Агенты биологические 82 Аллохемы 16 Анализ — корреляционный 30, 35 — минералогический 30, 31 — петрографический (седиментпетрографический, микропетро­ графический, микроминералоги­ ческий) 7 Байпас 61, 62 Балл миграционной способности ми­ нералов 144—146 Балл ряда относительной неустойчи­ вости минералов («брон») 142 Балл устойчивости минералов («бум») 144 — гидроаэродинамической 144, 145 — средневзвешенный 151 — физико-механической 144 — химической 144 Бронирование («запечатывание>, «консервация») обломочных зерен 69, 70 Геология статистическая 10 Дифференциация минералогическая 29, 31, 36, 54, 152 Закономерности — Вендла 28 — Крынина 78 — разделения терригенных ми­ нералов 29 — распределения терригенных минералов 26—29, 37 — статистические 28, 68, 85 — Туле—Петтиджона 28, 63, 66, 68, 69 Зрелость обломочного вещества 146 — гидроаэродинамическая 147— 149 — минералогическая 148 — структурная 148 — физико-механическая 27, 148 — химико-минералогическая 90, 148 — химическая 27, 75, 148, 153 Индекс потенциала выветривания (индекс выветриваемости) П. Райхе 105 Индекс Хьюберта 150 Источники терригенных минералов

— апосапрогенные 12 — литокластогенные 12 — петрогенные 12 Конкреции 66, 69 Коэффициент — аддитивный 149 — гидроаэродинамической устой­ чивости 128—130 — гравитации 149 — гравитационного накопления 149 — корреляции 29, 33, 34, 36 — миграционной способности 138—144 — мультипликативный 149 — обогащения 90 — относительного изменения 90 — петрофондовый 98, 103 — псефичности 142 — ра'внопадаемости 125, 128 — терригенно-минералогический 56, 59, '66 — устойчивости 90 — фациально-динамический 56, 149 — химической устойчивости 91, 99, 102 Крупность гидравлическая 63, 124— 126 Минералы — акцессорные 12, 75, 137 — аллотигенные 7, 15 — аутигенные 8, 12, 13, 22, 181 — биохемогенные 16 — близкие 218 — вторичные 93 — вулканогенные 15, 42 — глинистые 15, 16, 116, 182 — индикаторы 40, 41, 54, 109 — легкие 12, 136 — маринно-литогенные 14 — обломочные 11, 12, 15 — первичные 98 — перигенные 16 — породообразующие (осадкооЛразующие) 12, 38, 75 — разобщенные 218 — реликтовые 11, 15 — реперы 109 — рудные 29, 30 — сверхтяжелые 81, 136

— сверхустопчшше 46, AB — спутники 137 — талассогснны*' I ft — терригенные (шигеделенпе) 11 — тефроидные (тефрогсннше) 15, 16 — тяжелые 12, 136 — удаленные 218 — унаследованные 1Й — хемогснные 16 — хтонические 14 — эдафогенные 14—16 — эндогенетические 16 — эталонные 109, 111, 112, 114 Неперемещаемость минералов 142 Отложения (генетические типы) — аллювиальные 30, 34, 35, 55,59 — континентальные 53 — морские 29, 53, 55 — прибрежно-морские 29, 32, 33, 35, 53, 55, 59 — эоловые 55 Отложения (литологические типы) — алевритовые 60, 97, 98 •А- глинистые 60, 98, 101, 103 ...— грубообломочные 60 — г карбонатные 102 — песчаные 29, 32, 33, 38, 60, 97—99, 102, 103, 124, 129 Отношение кварц-полевошпатовое 46—48, 53 Парагенезы терригенных компонен­ тов — апосапрогенные 12 — литокластогенные 12 — петрогенные 12 Парадокс эволюции состава легкой и тяжелой фракций 70—71, 74 Петрофонд (определение) 5, 25, 36— 37 — типы 6, 40—41 Подвижность минералов 123, 128 Показатели зрелости (терригенно-минералогической ассоциации) — гидроаэродинамической 147— 149, 151 — физико-механической 150, 151 — химической (химико-минера­ логической) 150, 151 Поле классификационное 217 Почвы 72, 107, 108, 163 Принцип гидравлической эквивалент­ ности 63 Провинция — питающая 24, 37, 40—41 — терригенно-минер алогическая 11 Проседание тяжелых минералов гра­ витационное 81, 82 Растворение внутрислойное (внутрипластовое) постседиментационное

— зоны, подзоны, стадии, фазы 64—67 — ингибирование 69 Растворимость минералов 86, 87, 107 Рецикличность обломочного вещества 21, 73, 74, 77 Россыпи 25, 55, 61, 81, 82, 137, 138, 147, 174, 175, 180 Ряды миграционной способности ми­ нералов 138 Ряды устойчивости минералов — гидроаэродинамической 129, 132—134 — физико-механической 117, 118 — химической 85, 87, 88, 91, 93, 94, 96, 97, 101—103, 105—110, 211 Сальтация 62, 123 Свойства минералов — тидроаэромеханические 29, 124 — седименто- и литогенетические 25, 155 — физико-механические 118 Связь корреляционная 28—31, 34, 36 Сепарация 31 Символы минералов 13, 108 Скорость — гидравлическая 124 — критическая несдвигающая 123, 124 — критическая срыва 123, 124 Способность миграционная 3, 84, 135, 208 Сортировка гидроаэродинамическая 60, 120 Субфация терригенно-минералогическая 60 Сфера терригенно-минералогическая 9 Терригенная минералогия — определение 7—8 — основной закон 154 — региональная 16 — топоминералогия 16 Террисфера 9, 77, 78 Типоморфизм минералов 8—10, 38, 121 Типохимизм 38 Уровни химической устойчивости 72, 198 Устойчивость минералов — гидроаэродинамическая 3, 28, 34, 115, 123, 208 — физико-механическая 3, 115, 117, 119, 121, 208 — химическая 3, 85, ПО, 115, 208 Факторы осадочного процесса 27, 43, 154 — внешние 27, 154 — внутренние 27, 154

— исходные 27 — локальные (микрофакторы) 83 Фация терригенно-минералогическая 60 Шкалы — гидроаэродинамической устой­ чивости 136 — зрелости терригенно-минера-

логических ассоциаций 151, 152 — литогенеза 111, 113 •— миграционной способности 140—141, 143—144, 146, 147 — физико-механической устой­ чивости 122 —- химической устойчивости 111, 112, 114, 115

УКАЗАТЕЛЬ МИНЕРАЛОВ

Авгит 13, 42, 68, 105, ПО, 158 Аксинит 13, 158, 209 Актинолит 13, 28, 30, 41, 109, ПО, 159 Алланит 13, 30, 39, 159, 209, 217 Алмаз 3, 13, ПО, 117—119, 135, 159, 209 Альбит 13, 105, 108, ПО, 116 Альмандин 12, 13, 41, ПО, 117, 161, 171 Альмандин-пироп 136, 191 Алюмохромит 202 Алюмошпинели 14, 86, 111 Амфиболы 12, 13, 29, 30, 41, 116 Анальцим 106 Анатаз 12—14, 30, 39—41, 108, ПО, 161 Ангидрит 116, 207 Андалузит 13, 14, 30, 41, ПО, 117, 162 Андезин 68, 109, ПО Андрадит 13, 136, 171 Анортит 13, 105, 108—110 Анортоклаз ПО, 189 Антигорит 108, 207 Антимонит 201 Апатит 13, 14, 30, 39, 41, 42, 88, 108, 110,117,162 Арагонит 108, 201 Арсенопирит 39, 96, 109, 116, 140 Арфведсонит 13, 164 Астрофиллит 207 Аутунит (отенит) 207 Бадделеит 13, 111, 136, 146, 164 Барит 12, 13, 30, 40, 41, ПО, 164 Баркевикит 207 Бастнезит 13, 146, 147, 165 Бейделлит 108 Бемит 108 Бенитоит 207 Берилл 13, 94, 122, 165 Биотит 12, 13, 30, 41, 42, 68, 105, ПО, 116, 166 Битовнит 88, 110 Браннерит 207

Бронзит 13, ПО Брукит 13, 14, 30, 39, ПО, 167 Везувиан 13, 109, 207 Вермикулит 108 Висмутин 53, 146, 147 Волластонит 13, 105, 207 Вольфрамит 3, 13, 39, 81, ПО, 117, 147, 168 Гадолинит 207 Галенит 13, 39, 93, 122, 146, 169 Га лит 108, 116 Галлуазит 108 Ганит 13, 169 Гастингсит 68, 207 Гатчеттолит 138, 147 Геденбергит 13, 136 Гейландит 207 Гематит 13, 14, 30, 39, 108, ПО, 116, 117, 169 Герцинит 13, 170 Гётит 13, 108, 182 Гиббсит 108 Гидрогематит 170 Гидрогётит 182 Гидрогроссуляр 171, 217 Гидроксилапатит 163 Гидролепидокрокит 182 Гидролопарит 182 Гидрослюда 108 Гиперстен 13, 68, ПО, 112, 170 Гипс 13, 40, 108, ПО, 116, 122, 207 Глауконит 12, 13, 40, 41, 108, ПО, 116, 170 Глаукофан 13, 41, 109, ПО, 171 Гортонолит 13, 209 Гранаты 12, 13, 28—31, 34, 39, ПО, 171 — пиральспиты 13, 171 — уграндиты 13, 171 Графит 13, 119, 121, 122 Гроссуляр 13, 88, 136, 171 Гюбнерит 13, 168 Джалмаит 207 Диопсид 13, 68, 88, 105, 108, ПО, 172 Дистен см. кианит

Доломит 40, 41, 88, 108, 109, 116, 207 Дравит 136 Дюмортьерит 13, 107, ПО, 172 Жадеит 207 Золото 3, 13, 81, 110, 117, 172 Иллит 108, 116 Ильменит 3, 12, 13, 28—31, 39, 41, 108,110,117,173 — акцессорный 138, 175 — лейкоксенизированный 12, 13, 133, 134, 174, 217 — рудообразующий 138, 175 Ильменорутил 13, 39, 207 Иридистый осмий (иридовмин) 13 Калишпаты 13,41, 110 Кальцит 12, 40, 41, 88, 108, 109, 116, 207 Каолинит 108 Карфолит 207 Касситерит 3, 13, 30, 39, 41, 50, 81, 110, 117, 175 Кварц 3, 12, 13, 41, 42, 105, 108, ПО, 176 — давленый 116 —• регенерированный 12, 40, 41 — рудный 176 Кианит 13, 14, 28, 29, 31, 41, ПО, 117, 177, 198 Киноварь 13, 53, 117, 146, 147, 177 Клинопироксены 13 Клинохлор 201, 202 Клиноцоизит 13, 103, 178 Коллофан 116 Колумбит 13, 39, 94, ПО, 117, 147, 178, 179,199 Кордиерит 13, ПО, 178 Корунд 13, 14, 41, 95, 108, ПО, 117, 119, 179, 209 Кристобалит 108 Кроссит 207 Ксенотим 13, 39, 41, ПО, 136, 180 Лабрадор 88, 105, ПО Лавсонит 207 Лейкоксен 3, 12—14, 28, 31, ПО, 173, 175, 180, 217 — апоильменитовый 180, 181 — апотитанитовый 180, 181 Лейцит 105 Лепидокрокит 182 Лепидолит 207 Лепидомелан 68 Лимонит 13, 14, 108, ПО, 116, 182 Лопарит 39, 138, 182 Магнетит 13, 14, 29, 30, 39, 41, ПО, 116, 117, 183 Магномагнетит 185 Магнохромит 202 Малакон 138, 203 Марказит 110, 116 Меланит 171, 172 Металопарит 182

Метаторбернит 97 Микроклин 12, 13, 108, ПО, 116, 185 Микролит 13, 138, 146, 147, 185, 191 Молибденит 13, 39, 53, 93, 119, 122, 146, 186 Монацит 3, 13, 14, 31, 39, 41, ПО, 117, 136, 186 Монтмориллонит 108 Муассанит 13, 94—96, 111, 118, 119, 122, 187, 209 Мусковит 12, 13, 41, 105, 108, ПО, 116, 187 Наэгит 204 Нефелин 73, 105, 109, 207 Нигрин 194 Ниобо-танталит 179 Оливин 13, 14, 41, 42, 68, 105, 110, 117, 188 Олигоклаз 88, 105, ПО Ортит 13, 30, 39, 159 Ортоклаз 12, 13, 105, ПО, 116, 189 Ортопироксены 13, 29 Осмистый иридий (осмирид) 13, 117, 141 Отенит 207 Оттрелит 201 Паризит 13, 146, 207 Пеннин 201, 202 Перовскит 13, 136, 146, 190, 209 Пикотит 13, 190, 209 Пикроильменит 175 Пирит 12, 13, 30, 39, ПО, 116, 117, 190 Пироксены 12, 13, 41, 68, 116 — моноклинные 29, 30, 117 — ромбические 29, 30 Пиролюзит 110, 207 Пироп 13, 41, ПО, 136, 171, 191 Пирофиллит 122, 207 Пирохлор 13, 39, 53, 68, 109, 146, 147, 185, 191, 217 Пирротин 39, 93, 109, 110 Плагиоклазы 13, 192 — кислые 12, 41 — средние 12, 42, 109, ПО — основные 41, 42, 73, 109, 178 Платина 3, 81, ПО, 117, 193 Плеонаст 13, 122, 190, 193, 209 Полевые шпаты 12, 13 Поликраз 138, 205 Поликсен 13, 193 Приорит (прайорит) 13, 147, 206 Псевдобрукит 207 Псиломелан 207 Пумпеллиит 207 Рибекит 13, 68, 164 Роговая обманка 13, 28—31, 41, 42, 105, ПО, 193 — базальтическая 13, 90 — обыкновенная 13, 29, 117 Ромеит 207

Рутил 3, 13, 14, 28—31, 39, 41, 108, ПО, 116, 117, 194 Самарскит 13, 138, 195 Санидин 42, 190 Серицит 108, 116 Сидерит 116 Силлиманит 13, 14, 31, 41, 105, ПО, 195 Сильвин 116 Симпсонит 207 Скаполит 13, 207 Слюды 127, 133—135 Содалит 207 Сперрилит 13, 207 Спессартин 13, 109, 136, 171, 209 Сподумен 13, 39, 207 Ставролит 13, 14, 30, 31, 34, 41, ПО, 117, 197 Станнин 13 Стильбит 108 Стильпномелан 207 Стрюверит 13, 207 Сульфиды 83, 95, 179 Сфалерит 13, 39, 96, 122 Сфен см. титанит Тальк 105, 122, 207 Танталит 13, ПО, 147, 179, 199 Тантало-колумбит 179 Тантало-ниобаты 3, 39, 94, 96 Тапиолит 207 Титан-авгит 201 Титанит 13, 14, 30, 39, 41, ПО, 116, 199

Титаномагнетит 13, 41, 57, 58,

97,

199

Топаз 13, 39, 41, 96, ПО, 117, 207, 209 Торианит 13, 109, 207 Торит 13, 39, 93, 109, 136, 207, 217 Торолит 207 Тремолит 13, 41, 105, ПО Турмалин 13, 14; 29—31, 39, 41, ПО, 116, 117, 200 Уваровит 13, 171 Уранинит 39, 93, 207 Фаялит 13, 188, 209

Фельдшпатоиды 13, 178 Фенакит 207 Ферберит 13, 168 Фергусонит 13, 138, 200 Ферригортонолит 209 Феррифаялит 189 Ферришпинели 86, 185 Ферросилит 170 Флогопит 68, 207 Флоренсит 207 Флюорит 13, 39, 41, 94, 110, 122, 201, 209 •. Форстерит» 13, 105, 188 Фторапатит 163 Халцедон 13, ПО, 176 Халькопирит 13, 39, 90, 93, 146 Хлорит 13,' 108, ПО, 116, 183, 201 Хлоритоид 13, 41, ПО, 201, 209 Хризоберилл 207 Хризотил 207 Хромдиопсид 13, 146, 172 Хромит (хромшпинелиды) 13, 14, 41, 86, 111, 116, 117, 202 Хромпикотит 190, 202 Цейлонит 13, 193 Циркон 3, 13, 14, 28—31, 39, 41, 42, 108, ПО, 116, 117, 203, 217 Циртолит 138, 203 Цоизит 13, 103, ПО, 204 Шеелит 13, 39, 93, 117, 204 Шерл 136 Шорломит 68, 171, 172 Шпинель (алюмошпинели) 13, 14, 29, 39, 41, ПО, 117, 205 Эвдиалит 207 Эвклаз 207 Эвксенит 13, 39, 89, 90, 96, 138, 205 Эгирин 13, 68, 139, 205 Эгирин-авгит 205 Эгирин-диопсид 68 Энигматит 207 Энстатит 13, 105, ПО, 146,'170, 205 Эпидот 12, 13, 28—31, 39, 41, 105, ПО, 117, 206 Эшинит 13, 147, 206

ОГЛАВЛЕНИЕ Стр Введение , 3 Принятые сокращения и условные обозначения 5 Глава I. Исходные понятия и объекты исследования терригенной минералогии ^ Определение содержания, объема и положения в системе геоло­ гических знаний • • 7 Группа терригенных минералов H Глава II. История терригенно-минералогических исследований . .16 Периодизация истории терригенно-минералогических исследований Основные тенденции в развитии терригенно-минералогических ис­ следований Г л а в а III. Основные факторы формирования и эволюции терригенноминералогических ассоциаций Предварительные замечания Особенности распределения терригенных минералов в осадочных толщах Исходный состав пород источников сноса (петрофонд) . . . Тектоника и рельеф Климат Динамика среды транспортировки и накопления обломочного вещества Постседиментационные преобразования Г л а в а IV. Свойства и особенности поведения терригенных минера­ лов в ходе осадочного процесса Предварительные замечания Химическая устойчивость Физико-механическая устойчивость Гидроаэродинамическая устойчивость Миграционная способность Зрелость терригенно-минералогических ассоциаций Глава

.

V. Характеристика терригенных минералов

Предварительные замечания Характеристика минералов

. .

.

.

18 24 24 26 36 42 44 49 63 84

.

84 85 117 123 135 146

.

155

.

,

155 .158

Список литературы Предметный указатель

, .,•,:

, ,

"Ш) 'J"'

Указатель минералов

,,

Глава

.

.

16

.

.

VI. Классификация терригенных минералов

207 1

JJi

МОНОГРАФИЯ

Михаил Григорьевич Бергер ТЕРРИГЕННАЯ МИНЕРАЛОГИЯ Р е д а к т о р и з д а т е л ь с т в а И. Ф. Искра П е р е п л е т х у д о ж н и к а И. А. Игнатьева Х у д о ж е с т в е н н ы й р е д а к т о р Г. Н. Юрчевская Т е х н и ч е с к и е р е д а к т о р ы А. В. Трофимов, Е. Л. Закашанская К о р р е к т о р Г. Г. Большова И Б № 6265 С д а н о в н а б о р 07.05.86. П о д п и с а н о в печать 05.08.86. T-14340. Ф о р м а т 60X90Vie. Бумага книжно-журнальная. Гарнитура Литературная. Печать высокая. Усл. печ. л . 14,25. Усл. кр.-отт. 14,25. У ч . - и з д . л. 16,30. Т и р а ж 2570 э к з . З а к а з 2086 / 543—1. Ц е н а 2 р. 80 к. Ордена

«Знак Почета»

издательство «Недра»,

М о с к в а , Третьяковский п р о е з д , О т п е ч а т а н о в тип. № 2 Л е н у п р и з д а т а , Ленинградской

103633,

1/19

191104, Л е н и н г р а д , Л и т е й н ы й пр., 55, с н а б о р а

картографической фабрики

ВСЕГЕИ