Диагенез

ДИАГЕНЕЗ (Gümbel, 1888 а. о. ; Walter, 1893), — этимологически слово Д. означает “перерождение” или “преобразование”, поэтому оно позволяет трактовать Д. двояко. Одни исследователи имеют в виду всю совокупность изменений осадка от первоначального его вида до метам. п. Именно в таком широком смысле понимается Д. в западной литологической лит. Другие ограничивают Д. только первыми моментами преобразования осадка, а именно превращением его в осад. п., выделяя более поздние превращения самой п. в особые стадии — катагенеза и метагенеза, или раннего метаморфизма. Именно такая трактовка Д. распространена в советской лит. Диагенез мыслится при этом как этап физико-хим. уравновешивания осадка, представляющего собой первоначально неравновесную физико-хим. систему, сильно обводненную и богатую орг. веществом, как живым (бактерии), так и мертвым. Самым ранним из процессов уравновешивания является поглощение организмами свободного кислорода иловой воды, после чего начинается редукция окислов Fe³⁺, Mn⁴⁺, V⁵⁺ и др., а также SO₄^2-. Среда из окислительной превращается в восстановительную, ее Eh понижается, а рН после некоторого понижения в начале процесса обычно повышается. Имеющиеся в осадке твердые фазы SiO₂, СаСОз, MgCO₃, SrCO₃, и др. веществ, длительно соприкасаясь с водой, не насыщенной ими, постепенно растворяются, превращая воду в насыщенный раствор. Между катионами, находящимися в поглощенном состоянии на мицеллах глинистых м-лов, и катионами иловой воды происходит обмен, в результате которого изменяется состав как илового раствора, так и поглощенных оснований, и многие малые элементы в большей или меньшей степени обогащают иловый раствор. Одновременно разлагается и само орг. вещество, переходя при этом частично в газы (СО₂, NH₃, H₂, N₂, CH₄ и др. ), частично же давая водорастворимые соединения, накапливающиеся в воде, и более устойчивые, сохраняющиеся в твердой фазе осадка. В итоге этих процессов состав воды, пропитывающей осадок, особенно глинистый, коренным образом изменяется. Она в большей или меньшей степени лишается сульфатов, резко повышается ее щелочной резерв и обогащается Fe²⁺, Mn²⁺, SiO₂, орг. веществом, фосфором, малыми элементами, лишается О₂, вместо которого накапливаются H₂S, CH₄, CO₂, NH₃, H₂ и др. Eh ее резко падает до минус 150 — 300 мв, а pH колеблется от 6, 8 до 8, 5. Возникает геохим. мир, резко отличный от мира наддонной воды, хотя и находящийся в ближайшем с ним соседстве. Формирование специфических иловых растворов дает толчок двум важным процессам. Первый заключается в “обмене веществ” между наддонной водой и иловым раствором. Исчезающие из осадка в ходе Д. О₂ и SO₄^2-(a вместе с сульфатным ионом частично Ca и Mg) интенсивно диффундируют в иловый раствор из наддонной воды и поглощаются илом. С другой стороны, газы, накопившиеся в илах (СО₂, NH₃ и др. ), а также Fe²⁺, Mn²⁺, SiO₂, CaCO₃ и др. компоненты, обогащающие иловый раствор, медленно диффундируют в наддонную воду. Этот обмен веществ захватывает осадок на глубину до 2 — 4 м. Еще существенней другой процесс, протекающий только в илах. Сочетания некоторых ионов, находящихся в иловой воде, рано или поздно насыщают раствор тем или иным веществом, которое поэтому и выпадает в осадок, образуя аутигенные диагенетические м-лы, такие, как глауконит, фосфориты, лептохлориты, сидерит, родохрозит, сульфиды Fe, Pb, Zn, Cu, вивианит, цеолиты и др. С началом образования этих м-лов ранее указанные процессы редукции, растворения и десорбции не прекращаются, но между ними и садкой аутигенных м-лов устанавливается характерное соотношение: Исходное реакционноспособное вещество → переход его в раствор → достижение насыщения и пересыщения раствора новыми соединениями → выпадение твердых фаз аутигенных минералов. В ходе процесса минералообраэования отчетливо различаются два этапа: 1) окислительный, когда возникают глауконит, фосфаты, цеолиты, иногда глобулярный опал, оолиты и 2) восстановительный, когда генерируются карбонаты, фосфаты, силикаты и сульфиды Fe, Pb, Zn, Cu и др. тяжелых металлов, карбонаты и фосфаты Mn. Вместе взятые этапы окислительного и восстановительного минералообразования представляют собой ранний Д. Однако генерацией диагенетических м-лов процесс уравновешивания в осадках не заканчивается. Пестрота физико-хим. обстановки (по pH, Eh, концентрации ионов) в разных частях осадка приводит к тому, что диагенетические м-лы, вначале распределенные в осадках более или менее равномерно, начинают уходить из одних мест и создавать сгущения в других (пятна неопределенных очертаний, линзы, конкреции, пластообразные сгущения и т. д. ). Возникают кальциевые, доломитовые, сидеритовые, кремневые, пиритные и др. стяжения. Время их генерации является этапом позднего Д., или этапом перераспределения. И в раннем и в позднем Д. уменьшается количество иловой воды путем отжимания ее вверх и в сторону более проницаемых г. п. Осадок в некоторой степени литифицируется, но слабо и лишь локально, пятнами. Сплошная литификация достигается на более поздних стадиях катагенеза и метагенеза (См. Гамагенеэ, Эволюция дшиенетического минералообразования). Н. М. Страхов.