1. 1(28)2020
  2. Еволюція високомагнезіальних глинистих мінералів у евапоритових формаціях фанерозою

Еволюція високомагнезіальних глинистих мінералів у евапоритових формаціях фанерозою

JGD.
2020;
Випуск 1(28)2020, Номер 1(28)
: 52-61
https://doi.org/10.23939/jgd2020.01.052
Надіслано: Березень 03, 2020
Автори:
  1. Я. В. Яремчук
  2. С.В. Вовнюк
  3. С.П. Гринів
1
Інститут геології і геохімії горючих копалин НАН України
2
Інститут геології і геохімії горючих копалин НАН України
3
Інститут геології і геохімії горючих копалин НАН України

Мета дослідження – прослідкувати особливості розподілу високомагнезіальних глинистих мінералів морських евапоритових відкладів фанерозою та дослідити залежність поширення магнезіальних глинистих мінералів на фоні інших циклічних процесів в історії Землі, насамперед зміни хімічного складу океанічної води впродовж історії фанерозою Землі. Методика полягає в узагальненні літературних даних про асоціації глинистих мінералів морських евапоритових формацій Світу впродовж фанерозою. Результати. За даними 74 літературних джерел (в тому числі і наших попередніх досліджень), що охоплюють 37 морських евапоритових формацій Світу, прослідковано часовий розподіл аутигенних високомагнезіальних глинистих мінералів морських евапоритових відкладів. Для виділення вікових проміжків поширення високомагнезіальних глинистих мінералів використано сепіоліт, палигорскіт, коренсит, тальк, серпентин і тальк-монтморилоніт. Із усіх досліджених формацій ці мінерали виявлено у 24, які поширені в часі нерівномірно. Так, 18 із них – це евапоритові відклади верхнього протерозою, верхнього карбону, пермі, тріасу, верхнього палеогену та неогену, що утворилися з океанічної води сульфатного хімічного типу. І лише 6 формацій представлені евапоритами кембрію, силуру, девону, нижнього карбону та юри, утворені з океанічної води хлоркальцієвого типу. Основним фактором для утворення в евапоритових басейнах високомагнезіальних глинистих мінералів є підвищений вміст магнію, що є характерним для океанічної води сульфатного типу, а другим вагомим фактором появи високомагнезіальних глинистих мінералів у евапоритових відкладах є наявність пірокластичного матеріалу: для коренситу – лужного кислого, для сепіоліту та палигорскіту – лужного основного складу. Наукова новизна. Поширення високомагнезіальних глинистих мінералів в морських евапоритових відкладах фанерозою узгоджується з віковими змінами хімічного складу океанічної води. Магнезіальні мінерали приурочені до етапів її сульфатного типу, для якого характерний підвищений вміст магнію. Синхронний з седиментацією вулканізм, який поставляв у солеродний басейн пірокластичний матеріал, на фоні сульфатного типу океанічної води є другим необхідним фактором утворення високомагнезіальних глинистих мінералів. Ці геодинамічні процеси, що протікали в гідросфері та літосфері спричиняли еволюційні зміни в поширенні високомагнезіальних глинистих мінералів морських евапоритових формацій. Практична значущість. Вікові варіації поширення високомагнезіальних глинистих мінералів морських евапоритів Світу, що узгоджуються із змінами складу океанічної води та закономірностями еволюції осадового породоутворення в цілому, можуть бути додатковим показником вікового розподілу і прогнозу комплексу корисних копалин, зокрема, калійно-магнієвих солей, мінеральних вод певного хімічного складу, вуглеводнів та ін.

еволюційні зміни
магнезіальні глинисті мінерали
морські евапорити
пірокластичний матеріал
глобальні процеси
фанерозой
  1. Билонижка П. М., Винар О. Н., Мельников В. С. О минеральном составе глин соляных пород калийных месторождений Прикарпатья. Вопросы минералогии осадочных образований. Львов: Изд-во Львов. ун-та, 1966. Кн. 7. С. 147–158..
  2. Гаррелс Р. М., Крайст Ч. Л. Растворы, минералы, равновесия. Пер. с англ. И. В. Витовской. Под ред. И. Д. Рябчикова, В. В. Щербины. Москва : Мир, 1968. 368 с.
  3. Дриц В. А., Коссовская А. Г. Глинистые минералы: смектиты, смешанослойные образования. Москва: Наука, 1990. 214 с
  4. Колосов А. С., Пустыльников А. М., Мошкина И. А., Мельникова З. М. Тальк в кембрийских солях Канско-Тасеевской впадины. Докл. АН СССР. 1969. Т. 185. № 1. С. 174–178.
  5. Коссовская А. Г., Соколова Т. Н. Граувакки красноцветных формаций Оренбургского Приуралья. Граувакки. 1972. С. 280–284. (Тр. ГИН, вып. 238).
  6. Коссовская А. Г., Соколова Т. Н., Дриц В. А., Сахаров Б. А. Парагенезы и история формирования глинистых минералов в бассейнах начальной стадии эвапоритовой седиментации. Проблемы литологии и геохимии осадочных пород и руд. Москва, 1975. С. 279–296.
  7. Ломова О. С. Палыгорскиты и сепиолиты как индикаторы геологических обстановок. Москва: Наука, 1979. 180 с. (Тр. ГИН, вып. 336).
  8. Милло Ж. Геология глин (выветривание, седиментология, геохимия). Пер. с франц. М. Е. Каплана. Ленинград: Недра, 1968. 359 с.
  9. Олійович О., Яремчук Я., Гринів С. Глини галогенних відкладів і кори звітрювання Калуш-Голинського родовища калійних солей (міоцен Передкарпаття). Мінерал. зб. 2004. № 54. Вип. 2. С. 214–223.
  10. Попов В. С., Осичкина Р. Г. Глинистые минералы – индикаторы условий формирования соляных толщ (на примере галогенных формаций Средней Азии). Химия и технология минеральных удобрений. Ташкент, 1971. С. 155–176.
  11. Пустыльников А. М. Глинистые, хемо- и биохемогенные породы: Методическая разработка для практических занятий по курсу «Петрография осадочных пород».  Новосибирск: Новосибир. гос. ун-т, 1992. 56 с.
  12. Ратеев М. А. Аутигенное глинообразование при вулканогенно-осадочном литогенезе. Осадкообразование и полезные ископаемые вулканических областей прошлого. Москва: Наука, 1968. т. 1. С. 209–242. (Тр. ГИН, вып. 195).
  13. Ратеев М. А. Закономерности размещения и генезис глинистых минералов в современных и древних морских бассейнах. Москва: Наука, 1964. 288 с. (Тр. ГИН, вып. 112).
  14. Ратеев М. А. Минералогия и генезис палыгорскитов и сепиолитов в морских отложениях карбона Русской платформы. Литология и полезные ископаемые, 1963. № 1. С. 58–72.
  15. Ратеев М. А., Осипова А. И. Глинистые минералы в отложениях аридной зоны палеогена Ферганы. Докл. АН СССР, 1958. Т. 123. № 1. С. 166–169.
  16. Ронов А. Б. Общие тенденции в эволюции состава земной коры, океана и атмосферы. Геохимия, 1964. №8. С. 715–743.
  17. Соколова Т. Н. Аутигенное силикатное минералообразование ранних стадий осолонення. Москва: Наука, 1982. 164 с. (Тр. ГИН, вып. 361).
  18. Шехунова С. Б. Особливості мінерального складу фракції менше 1 μm водонерозчинного залишку кам’яної солі соленосних формацій Дніпровсько-Донецької западини. Геол. журн., 2010. №1. С. 125–130.
  19. Шехунова С., Яремчук Я., Шевченко О., Кочубей В. Особливості асоціації глинистих мінералів соленосних формацій Дніпровсько-Донецької западини. Мінерал. зб., 2010. № 60. Вип. 1. С. 92–122.
  20. Шутов В. Д. Минеральные парагенезы граувакковых комплексов. Тр. ГИН АН СССР., 1975. Вып. 278.  С. 63–81.
  21. Яншин А. Л. Эволюция геологических процессов в истории Земли. Ленинград: Наука, 1988. 39 с.
  22. Яремчук Я. В. Глинисті мінерали евапоритів фанерозою та їхня залежність від стадії згущення розсолів і хімічного типу океанічної води. Сучасні проблеми літології осадових басейнів України та суміжних територій : зб. наук. пр. ІГН НАН України, 2010. Вип. 3. С. 138–146.
  23. Яремчук Я. В., Галамай А. Р. Мінеральний склад водонерозчинного залишку баденської кам’яної солі Українського Передкарпаття (ділянка Гринівка). Геологія і геохімія горючих копалин, 2009. № 1 (146). С. 79–90.
  24. Яремчук Я. В., Гринів С. П. Мінеральний склад глин кам’яної солі міоценових евапоритів Карпатського регіону України. Сучасні проблеми літології і мінерагенії осадових басейнів України та суміжних територій : зб. наук. пр. ІГН України, 2008. С. 209–215.
  25. t, D., Baronnet, A., Lanson, B., & Meunier, A. (1997). Corrensite: A single phase or a mixed-layer phyllosilicate in the saponite-to-chlorite conversion series? A case study of Sancerre-Couy deep drill hole (France). American Mineralogist, 82, 109-124.
  26. Becher A. (1965). Eine Tonmineralfolge vom Beckenrend zum Beckeninneren im Buntsandstein Nordost Bayerns. Beitr. Miner. und Petrogr., 11, 586-613.
  27. Bilonizhka, P., Iaremchuk, Ia., Hryniv, S., & Vovnyuk, S. (2012). Clay minerals of Miocene evaporites of the Carpathian Region, Ukraine. Biul. PIG, 449, 137-146.
  28. Bodine M. W., Jr. (1985). Trioctahedral Clay Mineral Assemblages in Paleozoic Marine Evaporite Rocks. Sixth International Symposium on Salt, 1, 267-284.
  29. Bodine M. W., Jr., & Standaert R. R. (1977). Chlorite and illite compositions from Upper Silurian rock salt, Retsof, New York. Clays and Clay Miner., 25, 1, 57-71.
  30. , W. F., & Weaver, C. E. (1956). A regularly interstratified chlorite-vermiculite clay mineral. American Mineralogist, 41, 497-504.
  31. Braitsch O. (1960). Mineralparagenesis and Petrologie der Stassfurtsalz in Reyerhaursen. Kali u. Steinsalz, 1, 1-14.
  32. Braitsch O. (1962). Entstehung und Stoffbestand der Salzlagerstatten. In:  Mineralogie und Petrographie in Eizeldarstellungen. Berlin Heidelberg New York : Springer-Verlag, Bd. 3.
  33. Braitsch O. (1971). Salt Deposits, Their Origin and Composition. – Berlin Heidelberg New York : Springer-Verlag.
  34. Dreizler I. (1962). Mineralogische untersuchungen in zwei Gipsvorkommen der Werraserie (Zechstein). Beitr. Min. Petr., 8, 323-338.
  35. , W. (1961). Mineralogische Untersuchungen an Sediment des Steinmergel-keupers und der Roten Wand aus der Umgeburg von Göttingen. Beitr. Miner. und Petrogr., 8, 28-59.
  36. Fisher M. J., & Jeans C. V. (1982). Clay mineral stratigraphy in the permo-triassic red bed sequences of BNOC 72/10-1a, Western Approaches, and the south Devon Coast. Clay Minerals, 17, 79-89.
  37. Füchtbauer, H., & Goldschmidt, H. (1959). Die Tonminerale der Zechschteinformation. Beiträge zur Mineralogie und Petrographie, 6, 320-345.
  38. Grim R. E., Droste J. B., & Bradley W. F. (1960). A mixed layer clay mineral associated with an evaporite. Clay and clay minerals (8th nat. conf., 1959), 228-236.
  39. Hardie, L. A. (1996). Secular variation in seawater chemistry: An explanation for the coupled secular variation in the mineralogies of marine limestones and potash evaporites over the past 600 m.y. Geology, 24, 279-283.
  40. Horita, J., Zimmermann, H., & Holland, H. D. (2002). Chemical evolution of seawater during the Phanerozoic : Implications from the record of marine evaporites. Geochim. Cosmochim. Acta, 66, 373-375.
  41. Iaremchuk I., Tariq M., Hryniv S., Vovnyuk S., & Meng F. (2017). Clay minerals from rock salt of Salt Range Formation (Late Neoproterozoic–Early Cambrian, Pakistan).  Carbonates Evaporites, 32 (1), 63-74.
  42. Jiang, W. T., & Peacor, D. R., (1994). Formation of corrensite, chlorite and chlorite-mica stacks by replacement of detrital biotite in low-grade pelitic rocks. Journal Metamorphic Geology, 12, 867-884.
  43. Keeling P. S. (1956). Sepiolite at a locality in the Keuper marl of the Midlands. Min. mag., 31, 328-332.
  44. Kovalevych, V. M., Peryt, T. M., & Petrychenko, O. I. (1998). Secular variation in seawater chemistry during the Phanerozoic as indicated by brine inclusions in halite. Journal Geology, 106, 695-712.
  45. Kubler B. (1973). La corrensite, indicateur possible de milieux de sedimentation et du degre de transformation d’un sediment. Bull. Centre Rech. Pau-SNPA, 7, 2, 543-556.
  46. Kühn R. (1951). Zur Kenntnis des Könenits. Neues Jahrb. Mineral., Monatsh., 1, 1-16.
  47. Langer-Kuźniarowa A. (1988). Clay minerals of the zechstein oldest rock salt of northern Poland. Tenth conference on clay mineralogy and petrology. Ostrava, 145-150.
  48. Lippman F., & Savascin M. (1969). Mineralogische Untersuchungen an Lösungsrückständen eines württembergischen Keupergipsvorkommens. Tschermak’s Mineral. und Petrogr. Mitteilungen, 13, 165-190.
  49. Lowenstein, T. K., Hardie, L. A., Timofeeff, M. N., & Demicco, R. V. (2003). Secular variation in seawater chemistry and the origin of calcium chloride basinal brines. Geology, 31, 857-860.
  50. cas, J. (1962). La transformation des mineraux argileux dans la sedimentation. Etudes sur les argiles du Trias. Mem. Serv. Carte Geol. Als. et Lorraine. No. 20. 499 p.
  51. cas, J. & Bronner A. M. (1961). Evolution des argiles sedimentaires dans le basin triasique du Jura francais. Bull. Serv. Carte Geol. Als. et Lorraine. 14(4), P. 137-149.
  52. Mossman, D. J., Delabio, R. N., & Mackintosh, D. (1982). Mineralogy of clay marker seams in some Saskatchewan potash mines. Canadian Journal of Earth Sciences, 19(11), 2126-2140.
  53. Murakami, T., Sato, T., & Inoue, A. (1999). HRTEM evidence for the process and mechanism of saponite-to-chlorite conversion through corrensite. Amer. Miner., 84, 1080-1087.
  54. Peterson, M. N. A. (1961). Expandable chloritic clay minerals from Upper Mississippian carbonate rocks of the Cumberland Plateau in Tennessee. Amer. Miner., 46, 1245-1269.
  55. , M. N. A. (1962). The mineralogy and petrology of Upper Mississippian carbonate rocks of the Cumberland Plateau in Tennessee. J. Geol., 70(1), 1-31.
  56. Pozo, M. & Calvo, J. P. (2018). An Overview of Authigenic Magnesian Clays. Minerals, 8 (11), 520; https://doi.org/10.3390/min8110520
  57. Pundeer, G. S. (1969). Mineralogy, genesis and diagenesis of a brecciated shaly clay from the Zechstein evaporite series of Germany. Contribs Miner. und Petrol., 23, 65-85.
  58. Schlenker, B. (1971). Petrographische Untersuchungen am Gipskeuper und Lettenkeuper fon Stutgart. Oberrhein. Geol. Abh., 20, H. ½, 69-102.
  59. Stewart, F. H. (1965). The mineralogy of the British Permian evaporites. Miner. Mag., 34, 460-470.
  60. Warren, J. K. (2006). Evaporites: Sediments, Resources and Hydrocarbons. Berlin Heidelberg New York : Springer. DOI: https://doi.org/10.30836/igs.2522-9753.2010.147301