Глинистые минералы осадочных пород

Рассмотрены кристаллохимические и структурные особенности, классификация и диагностика глинистых минералов. Описаны условия их образования в корах выветривания и изменения на отдельных этапах литогенеза. Освещены основные факторы, определяющие особенности глинистых минералов в осадочных породах. Приведена методика геологической интерпретации результатов изучения  глинистых   минералов  для  решения  различных  практических  задач.

Для геологов и других специалистов, занимающихся изучением осадочных пород, поисками и разведкой месторождений полезных ископаемых осадочного происхождения.

Развитие методов структурного и кристаллохимического изучения глинистых минералов и, самое главное, экспериментальные работы по синтезу и твердофазовым превращениям слоистых силикатов позволяют считать, что разработанные к настоящему времени схемы происхождения главнейших глинистых минералов в целом достаточно обоснованы. Однако не все условия могут быть воспроизведены в модельных экспериментах. Поэтому ряд вопросов генезиса этих минералов пока не решен. В то же время необходимо иметь в виду, что надежная геологическая интерпретация результатов изучения глинистых минералов, а также использование их в практических целях возможны лишь на основе достоверной и научно обоснованной схемы их генезиса.

Как показывают наши исследования фракций осадочных пород мельче 0,001 мм, природа глинистых минералов, а также условия их постседиментационного изменения определяются специфическими особенностями формирования содержащих их отложений. Отсюда следует, что выяснение общих условий образования и изменения глинистых минералов в осадочных породах должно основываться на материалах изучения отложений разного возраста в районах с различным геологическим строением. В связи с этим нами обобщены данные по изучению глинистых минералов в современных осадках и древних осадочных породах, начиная с ар-хея, распространенных во многих районах СССР. Новые данные, полученные в результате глубокого бурения, о природе и свойствах глинистых минералов в наиболее погруженных и сильно измененных отложениях позволили нам разработать схему эволюции глинистых минералов на различных стадиях осадочного процесса, включая гипергенез, мотогенез, седиментогенез, диагенез, катагенез и метагенез.

При разработке глобальной схемы образования глинистых минералов мы основывались на трех принципах: 1) унаследованно-сти структурных особенностей глинистых минералов в процессе накопления осадков и последующем изменении сформировавшихся из них пород, а также, в определенной степени, первичных условий среды осадконакопления и протекающих при этом процессов на различных этапах литогенеза; 2) тенденции к структурной упорядоченности минералов при возникновении их в оптимальных термобарических и геохимических условиях; 3) универсальности процессов при изменении первичных и образовании вторичных глинистых минералов на всех стадиях преобразования осадков и пород как в древних, так и в современных морских и океанических бассейнах.

Систематизация накопленного на протяжении последних 20 лет обширного материала по изучению глинистых минералов в породах осадочного чехла  земной коры дает возможность:

выяснить основные факторы, определяющие особенности выветривания главнейших типов пород на континенте (изверженных, метаморфических, осадочных разностей) и частично на дне морей и океанов (в основном эффузивных и мантийных разностей); оценить кинетику и масштабы изменения глинистых минералов на путях переноса и при накоплении их как в континентальных условиях, включая субаэральные и субаквальные отложения, так и в мелководных и глубоководных частях морских бассейнов платформенного или геосинклинального типа. Закономерности распространения глинистых минералов, особенно с учетом типоморфных признаков их (в зависимости от генезиса) в отложениях древних континентов и современных морей и океанов, могут явиться дополнительным критерием для уточнения палеогеографических условий осадконакопления как в течение крупных геологических эпох, так и кратковременных этапов геологического развития определенных регионов. Соответственно, установление пределов устойчивости при переносе и накоплении отдельных глинистых минералов и пара-генетических связей между ними, а также с их неглинистыми аналогами должно способствовать повышению эффективности поисков в континентальных и прибрежно-морских осадках ряда россыпных месторождений, а также диагенетических образований в нормально морских осадках  (фосфоритов и Fe-Мn-конкреций);

выяснить направленность преобразования аллотигенных разновидностей глинистых минералов при погружении пород на различные глубины, в том числе в районах с неодинаковым геотермическим градиентом, и, самое главное, установить закономерности образования определенных типов аутигенных глинистых минералов, в   зависимости   от  химизма   и   термобарических  параметров   среды.

Изучение последовательности изменения особенностей глинистых минералов на всех этапах образования осадочных пород позволяет рассмотреть указанный процесс с позиций стадиального анализа. Особенно важен такой подход к решению генетических вопросов в области минералогии глин. Так, например, решение вопросов, связанных с битумообразованием, формированием и перераспределением залежей нефти и газа, а также эксплуатацией месторождений, необходимо непосредственно увязывать с историей глинистых минералов, содержащихся в нефтегазоносных толщах. Такая увязка должна проводиться с единых теоретических позиций при интерпретации генезиса, а также выяснении роли глинистых минералов при решении вопросов о механизме накопления в осадочных породах нефти и газа и проведении научно обоснованной методики их добычи.

Отсюда следует, что разработка указанных выше вопросов геологической интерпретации результатов изучения глинистых минералов имеет большое теоретическое и важное практическое значение.