Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Гидрослюды в осадочной оболочке Земли

ВАК РФ 04.00.21, Литология

Автореферат диссертации по теме "Гидрослюды в осадочной оболочке Земли"

?0$

АКАДЕМИЯ НАУК СССР '

СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ /т/^

--г

МИСТИ ГУТ ГЕОЛОГИИ И ГЕОФИЗИКИ

На правах рукописи НЫРКОВ Анатолий Алексеевич УДК 552.52

ГИДРОСЛЮДЫ ОСАДОЧНОЙ ОБОЛОЧКЕ ЗЕМЛИ

04.00.21 — литология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук

НОВОСИБИРСК 1989

Работа выполнена в Новочеркасском ордена Трудового Красного Знамени политехническом институте имени Серго Орджоникидзе

Официальные оппоненты:

доктор геолог» - минералогических наук Р. С. Родин, доктор геолого - мпнералогиче-• ских наук С. А. Кашик, доктор геолого - минералогических' наук Н. Н. Зинчук.

Оппонирующая организация:

Всесоюзный научно - исследовательский институт геологии нерудных полезных ископаемых (г. Казань).

Защита состоится-« » 19. г. в час.

па заседании специализированного совета Д.002.50.04 при Институте геологии и геофизики СО АН СССР н конференц-зале. .

Адрес: 630090. Новосибирск - 90, Университетский просп., 3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИГнГ СО АН СССР.

Автореферат разослан « » 19 г.

Ученый секретарь специализированного

совета " В. Ф. Шугу рог.

Терулн."глдрослвда"прочно вошел в минералогическую литературу и .отрагае? неоспоримый факт существования в природе слю-дзстых шнералов, у которых ломимо гадроксальяой воды присутствует кислородно-водородные группировки в меяслоевых прокенутках.

-......Значительный вклад в исследование глинистого вещества я

установлении роли гидрослад в земной коре принадлежит Ф.ВЛух-рову,-И.И.Гинзбургу, М.Ф.Викуловой, В.П.Петрову, Е.К.Лазаренко, А.Г.Коссовской, Б.Б.Звягяну, В.А.Дрицу, В.Д.Фраш-Какенещ-шгу, И.А.Ратееву, Р.Гриму* Г.Брандли, Я.Милло, Ч.Уигеру и др.

Приблизительно к тону не. времени относятся и наши' первые работы., з которых осознана значительная роль гидрослюдастнх минера лов. С тех пор автор вынашивал лДею - собрать л обсудить накопившиеся данные об этой интересной группе минералов. 1 докладе о блинайиях задачах минералогия глин, И.И.Гинзбург (1356) говорил: "О глдрослздах опубликовано много исследований, но обобщающей работы,,специально посвященной только этим минералам, пет. Необходимо-поставить подобную тег,'.агику...". Предлагаемая работа заполняет этот пробел и язляется результатом 30-тя летнего труда. Она выполнена в Новочеркасском политехническом ордена Трудового Красного Знамени институте на кафедре оба;ей и исторической геологля, минералогии и петрография, где автор работает с-1951. г. по я.з. Собственный экспериментальный иатераад по нзралогдя глинистых пород охватывает разновозрастные породи:девонские, карйоновые, .пермскпе, ирскке, палеогеновые, неогеао-езо,четвертичннз я современные отлонения. океанов и континентов, относящихся к глшшсго-слакцевна,карбоиатяш, бокстовьш, угла- '. восным, нефтеносным,, красноцветяыгл, глаукошто-фосфоратовкк я гапсовогДоломазсоЕЫЫ формациям. Анализы (рентгеновские, термические , оптические) этих пород в количестве около 1000 была выполнены самим автором по просьбе'различных производственных и науч-. но-яселедовательских организаций. Кроме того значительный объел: полевых и аналитических исследований был выполнен автором во время работы в составе Донбасской литологической экспедиция.

При обработке и обобщении собранного материала.применялись совреыешше методы научного анализа: рентгено-структурный, термографический, химический, спектральный, изотопный, электронно-ыикроскопический, .инфракрасноскодический, оптический, ЗБ!Л,- метода математической статистики. В полевой период при изучения

гео£.огйЧ2СЕйЕ разрезов Дагестана, Чечсно-ИiirycsTZi:, Донбасса • Иракеаяяся парагенетяческай фацлаяьный анализ.

Диссертация'содержат 2S5 страниц текста, 32 яддюстрацяя, 50 таблац .и состоя? аз предасдовая, 7 глав, закязченая, списка лятерзтури из 508 наииенованвй. . О

.....'Основные задача настоящей работи автор■видел а той, чтобы

всесторонне охарактеризовать минеральное сырье, которое незаслуженно мало' пока применяется в' народной хозяйстве СССР л предлагать ускоренные. пут;: к doj.ee шрокому использованию гидроеддц.

Автор с благодарностью отвечает, что в работа он постоянно чувствовал яоддерзку. свояг коллег я черпал в ней силу и уверенно;.-,tî., чтобы преодолеть все £ всякие сероховатостя на путл. По-г дезвыка' бнля'-'обсувдецая затронутых вопросов и критические гаке-чания S.К.Лазареяко,. à .Г.Коссовской, В.Д.Шутова, В.А .Драца,В.П. Пе трова, Д .П. Сердвчешеб, В. Л .фра як-Н а:.!е не цкого, S .Г .Кукоасного » Г.В.Карповой, Н.ПДогадноза, которшл автор благодарен за орояв-левкуя доброжелательность.; ,,.".'.:■;'

'АЮУАЛьНОСТЬ.;.ПР0ЕЩУШП съезд КПСС яаггетял программу улучазняя комплексного- освоения шнеральнц* ресурсов, в той числе заявление ковах, яутед'.'^х- 'эффективного использования.

НаибольЕйй: ocJxpeKT кохет принести введение в. сферу.асполь-говаагя • такгх'- когшояеат'оз', которае .широко распрострзне5ш в природе. Именно такой является гкдросляда.;.Всесторонняя характеристике" таких объектов - актуальная задача сегодяяяшего дяя.

ЦВЛЬ РАБОТЫ' - яа основе всесторонней характеристики гядро-слщ показать необоснованную. недостаточность ях яепользоваяая в народно« хозяйстве .« предлогать яутя более глрокого s усао-рояябго-прекокеная. • ' " .

НАУЧНАЯ.Н0Б13НА. Впервае в кярозой геологической лятерату-pâ определена количественная роль гядрослзд в земной кора»впервые выделены генерагик гкдрос'лад Донбасса, нредлокенн новая класскфлкацкя объектов, новая диагностическая кодограмма для олраделеняя клзссяфг;ка пленного пологеяия гядроелдды, яовий: способ расчета хк.(состава на кякалн, яовнй »метод получения генетической яяцормацкл на основе .изучения изотопного состава трех твпоз вода к яовке пути яепользозаяяя гадроферрафеаЕйгов.

РМ1НЗАЦИЯ РАБОТЫ. В тзорчзскок содружестве с бояьаам кол»

1&KSH.SÛ2Î КЗучйО-ЕССйЗДОЗгэгД&СгйХ К ПрОЯЗВОД0533HfiLiX 0pi?SHE3â-

дай автор, будучи яаучннм консультантов и вапосродстзенпш ао-подазтедгм, принимал участие з изученаз возможностей пралеиешя гддроферрифенгятов (глауконитов) Ростовской области з сельском хозяйстве, з згнотяоводстве и з рыбоводстве. Рекомендации по применена» этих гддросляд внедрены при выращивания виноградных сагйяцез з совхозе Денисовский Мартыновского района, при зыра-щквашш картофеля я свекла а Бярвчекутской овощной опытной селекционной станция, при культивировали хлораллы для нудд ззвот-ловодстза в мясомолочном совхозе "Индустрия" Кошарского района, Ростовской области, з рыболовецкой колхоза им .Ильича Пролетарского района.

В 1963 г. коллектив'С участием автора показывал на ВДШС экспонат "Новые путл использования глауконитов з народпо.ч хозяйстве".

ПРАКТИЧЕСКОЙ ЗНАЧЕНИЕ. Многолетним?, опытами подтвержден ' экономический'эффект применения глауконита. Четырехлетние нолевые испытания показала, что внесение глауконитовых концентратов повысило урожай картофеля в среднем на 28 %, свекла - 32 %, чъ-• матов -12,7/5.

В совхозе "Индустрия" затрата-на оборудование проыцнлешюй установки по выращиванкю хлореллы на нуздн гивотководства скулили сь. за Г год. Кагдай рубль затрат дал отдачу 5 р. 10 к.

Внесение глауконитового песка в рыбоводные пруда повышает выход товарной рыбы на 70 % п увеличивает -выживаемость рыбной молода в 2,5 раза. .

Полевыми опытами доказана целесообразность применения гда- , уконята для очистки сточных вод-гивотноводческих комплексов на путях фильтрации, -для удаления ядохимикатов, для. культивация почвы на строительных- площадках, для дезактивации радиоактязпо-стя почв.

Детальная классификация гадрослюд расширяет возмохности использования их при оценке различных свойств пород, при прогнозе марочного состава углей, при использовании глинистых минералов в корреляционных целях и палеогеографических построениях. При этом номограмма для определения классификационного положения гидрослюд позволяет сократить число дорогостоящих хашчз- ■ скя2 анализов, необходимых при оценке качества глин.

ПУБЛИКАЦИИ. По те:;2 диссертации автором опубликовано 57

научных работ из общего числа 76 опубликованных работ.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные полоаешш и.результаты настоящей работа докладывались ж обсундались на I, 5, 7, .9, 10, II, • 12 я 13-м всесоюзных совещаниях по изучению а использованию Глин и'глинистых минералов-(1357-1985 гг.), на 5, 7, 8 и 10-м всесоюзных совещаниях до рентгенографии минерального-'сырья (1972-1886 гг.)» на симпозиума но минералогии Донецкого бассейна в г.Коммунарске в 1972 г., на З-н совещании по физическим • методам исследования в г,Александрова в 1973 г., на совещании по геохимии осадочных пород в Иваново-Франковске з 1976 г., на минералогическом симпозиуме в Сыктывкаре в 1985 году, на 5-м съезде ШО в г.Ленинграде , в 1537 году и на других форумах.

ОСНОВНЫЕ ЗЛИ^иДАЕШЁ ПОЛОЖЕНИЯ: ■■'. ' ■

I.'Теоретически и экспериментально показано, что в гидрослюдах присутствует три типа вода: адсорбциовно-молекуляряая, кзжслоевая я конституционно-гидроксилькая. Описана методика их раздельного определения и собирания. Анализ этих вод показывает разный изотопный состав , что позволяет уточнить структурное положение кислородно-водородных группировок и происхождение минерала. Такой подход к изучению разной воды в одном и том же минерале является новым и рассматривается нами как формирование осо-. бого изотопно-минералогического направления при изучении водосо-дзркащах .минералов, обещающего дополнительную кристаллохимиче-скую и генетическую информацию. Для ыекслоевой вода содержание дейтерия.я кяслорода-18 приводится впервые.

2« Для гидросЖ'Ц'самим существенным признаком является наличие мекслоевой воды. Вместе, с тем классификации других авторов не учитывают стеаень замещения'калия Еислородно-водородны-т группировка" и. Наш предлагаются принципы .классификация и сама классификация.глдросгад- еа..крясталдохимаческой основе,поз-всглсщей упорядочить номенклатуру гядро'сдюд. Рекомендовано ограничиться восемью названиями • минеральных видов и выделением химических разновидностей по'коэффициенту келезистости й структурных разновидностей по поляяишш. Кавдый минеральный вид охарактеризован крастаялохимически}.ш показателями. ПредлоЕен'ноЕый способ выражения химического состава гидроелвдистых фракций через кйнзяг. Для о'предел9)1ия классификационного полоаения любой гндросдэдц предяоЕена треугольная Еомограмма. Составлена гоог-

-ракиа для расчета на ЭВМ', кристаллохимииёских формул гидрослкд го методу Брауна-Норриша. ' •

-3. Даш количественная оценка роли пздрослгод в земной.коре: б глинистых породах они составляют 34$,в осадочных - 26/5,в земной коре 1,5$.Показано,что гидрослюды являются самая распространенными минералами осадочных пород от докембрия доныне.

Гидросяюды присутствуют в породах всех осадочных формаций геосинклинального,платформенного и переходного рекимов,играют главную роль в глиннстосланценк.флишевис,угленосных,нефтенос-. ных.зфасноцветкых и глауконито-фосфоритовых формациях,играют второстепачнуга роль й вулкадогенно-осадочних.малассовых,карбонатных, бокситовых, соленосных,кварцэво-песчаных и- гипсово-доломито- . вых формадаях. • ,

4. Проведены лктолого-минералогяческие и геохимические ис-» следования отлоаений,где существенную роль играют, гидрослюды.

- Они показали,что в составе глинистого вещества аргиллитов и демента п'есчаго-алевритовых.'пород нижнеюрских отложений Восточного'Кавказа- принимают участие приблизительно в равных количествах хлорит, к диоктаэдрическая гвдрослюда - гйдромусю-•взт -'й 10-20 полнтипной кодификаций Текстурное разнообразие этих пород позволило ввделить 18 тзшоморфных разностей,которые харакгджзовалк 4 прибреяно-мсрские фации.Парагенетический анализ позволил уже в голевой- период расчленить 7-килокегровую толщу на 9 свит по 500-1000 м, выделить корреляционные горизонты,что помогло, геологам-сьемвдисам составить-высококачественную карту М 1:50 ООО. .

- В карболовых' отложениях'Донбасса определен минеральный состав- разнофациальных аргиллитов,установлено,что главным породообразующим'минералом, глинистых пород'язляется диоктаэдри--ческая гидрослюда глиноземной группы - гидромусковит & 20-40 голитипов 21^,реяе 1М и ^.Химической особенности) гидрослад Донбасса можно считать обогащенность их натрием,вплоть- до появления гвдропарахшитов.Гидрослюды преобладает з аргиллитах всех фаций; в разгонах,где породы находятся на стадии начального зпигенеза /уголь марки Д/.г'адросдаода представлена полититом 1М,в то время,как в антрацитошх районах на стадиях • глубинного эпигенеза и раннего метагенеза /угли марки ПС,Т,Д/ аргиллитн состоят-из гидросяюды 2Щ и хлорита,что позволяет по гидрослюдам прогнозировать марочный состав угля.

- В палеогеновых отложениях■Волго-Донского.региона посредством корреляционного анализа изучены геохимические.особенности гидро- -феррифенгнтов.юс структурные вфияции.,изотопный; состав .воды,что.. позволило уточнить их генезис.и прогноз перспективных площадей,;, годтверадеггай разведочными работами, 1986^1987.- гг. .

5. Вопреки существующим точкам зрения,отриг^эшиы гкпергенное, штогештое ,хемогенно-осадочное и диагенетическое. образование гид-рослвд автор защищает полигенетичность- гкцрослюд и приводит аргу--мзнтацию итого на основании собственных исследований и обзора дк-чературы.Гщр-слида образуются экзогенным путем: гипергенное,мотогенное, хемогенно-осадочное.диагенетическое и эпигенетическое происхождение^ такае эндогенный путем:гидротермально-чштасогт;Ечёс-' юе и подводно-эфшузжкое происхождение. В угленосных отложениях Донбасса пали выделено 5 генеращй г:щюетщ:аллотигенные,диагене-тические,эпигенетические.древнеалювиалънкэ и метагенетические.Установлено, что генетическими индикаторами являются стабильные изотопы кислорода к водорода воды,содеряащейоя в минерале, некоторце кдаро элементы Ъ,Р>Ва,и,с-а./ть, £г,Й6, к некоторые ириетал-

лохишческиэ особенности , (А!-*: Я*) ; . . ■'-

6. Показано большое народнохозяйственное значение гвдрослад и экономическая эффективность их- 'применениям частности, -нспсльзовг гае гидроферркшенгятов при решении Продовольственной программы на основе ускорения я перестрой в аграрном секторе экономики.Автор щцит реализацию ускоренного использования глауконита в народном хозяйстве через организацию полностью хозрасчетного опытно-произ-вэдствешого' предприет-'а "Глауюнит". ■.' . ■

. 1, Д)ДА В.ШДИЗСЛЮДАХ. ШОТОПНШ (»СТАВ.

•Осуществляя ступенчатый нагрев пробы в закрытом реакционном сосуде,ш собирали три типа вода, выдалявдейся при разных темгера-турах и занимающей разное структурное положение в 'кристаллической • . решетке: адсорбциокно-молекулярная-вода /температура вкделения > : 105-130"С/, межслоевая /300-400"С/ и--юнститувдонно-гицроксильная\ / 450-650*0/, .-Природа меяслоевой воды все еще вызывает' неоднозначное толкование.Одни считают,что калий в.мэжслоеЕых промежутках за-гв-цаетея окпонкем, представляюидам крупную молекулу, водц с внедрившимся' з нее протоном. Это допгшэние основано на тротии диссоциации /:.2р- Н чКзОьОН2/ ,на равенстве ионных радиусов калия-.и оксония.на

результатах ИКС,ПМР. Другие • считают,что' никакого оксокия не "существует. В работе подробно рассматриваются аргументы з пользу той

и другой точки зрения. : ' •

На рис.1.1. показано,.'как будет'изменяться'количество гид- •' роксильной воды согласно .теоретическим возможностям'кошенсацог дефицита калия кислородно-водородными группировками согласно гадроксильной,молекулярной и оксониезой кэнцепцкй. Здесь накесе-ны результаты обезвоживания при нагреве проб в -интервала 400-700" для 28 образцов гццрослюд по наша! и литературным данным. Как -.' шдно из рисунка, с фактическим материалом лучше других соглат-суется оксониевая концепция,-

Обнаружение ионоз аммония в некоторых гидрослвдах не закрывает проблем оксония, -и саг,и первооткрыватели акшния в ■

сэрлцнта х Ямомото я Накахира признают реальность 'оксоеия б • следованных образцах.,Вместе .с.тем- эксперименты-Розенкваста и. Зргенсена, рассматриваемые -как наиболее•аргументированные дово-'-да против охсония, имеют не однозначную' интерпретации (Нырков, 1985).. " - \ : - ., -

Состав и свойства трех типов воды, содержащейся'в одном и том ае минерале, не -одинаковы. В табл. I приведены результаты определения изотопного■ состава, вода", выделенной посредством ступенчатого нагрева. Эти данные, нанесенные на диаграмму Тейлора (рис.2), показывают, что вода разных типов занимает обособленные поля, а это открывает большие возможности Для литоло-го-минералогяческях исследований. •

В салу различий в конституции диоктаэдрических и триокта-эдрдческих слюдистых минералов их гидратация, т.е. возникновение гидрослюд протекает по-разному. В начале гидратации ни ионы оксония, ни молекулы воды не концентрируются в одном каком-либо слое, а беспорядочно занимают позиции калия в;о всех мек-слоевых лромекутках. Однако, если водонесущих ионов становится ■сазшЕоы иного, ощ могут образовать сплошые слои, чередующиеся 'беспорядочно ила в определенной.закономерности - возникает смешанпо-слойяые образования.. ; , ■' .

Железная груша даоктаэдраческих гидрослюд по сравнения с глиноземной'чаще образует смееанкослойную структуру и, по-ввди-мо;.;у7 ее возникновение возможно при меньшей степени гидратации.

В литературе описаны примеры' преобразования мусковита при. выветривании, когда гидратация.не являлась основной линией изменения мусковита« о;Г.Коссовская и В.Л.Дриц описали случай непосредственного преобразования.мусковита в каолини?. Однако эти наблюдения касаются своеобразных условий, в которых образуется коолпнитн, в то время, как в иных физико-химических условиях-отшчаотся иные превращения. Так в некоторых донецких карбонат- I шве алевролитах.морской фации нам часто приходилось встречать -обилие белой ыелкочешуйчатой слкды на плоскостях напластования! Рентгеновский я термический анализы этой- слюдки не показыгаэт присутствия каолинита, а небольыое уменьшение показателей преломления и повышенное количество ^О^на величину -около 1,0 % кдестз с мусковитовым спектром рентгеновских линий свдаэздьст-дуег -о преобразовании мусковита в гпдри!ускоЕИ2.'

Изотопный состаз разных тисов вода в проыалях

Табл. I

:Изотоп- :____Тип воды_

Образец • ;ше по- :Адсорбад_^екслое-:: Гэдро-

гонкая :вая пссилыгая

I. глауконит никнем равский ! с,£п; с С!: |-69 ! +2,8 -67 +14,8

2. глауконит крюковский : О „ 1-82 .4 -4,9 ¡-36,4 ! -0,2 -61 .5 .+12,5

3. глауконит крюковский (фракция) |-15. •| +8,5 -57 +19,5

4. глаукснлт вепхнедулинский 80 № 1 1 1 • -56 +14,2'

5. сэрлцат худесский ■ д 1': 5 . -5,3 1-44,5 1 и.о. -39 +13,9

¡¡ршечаше: Анализы выполнены в Институте водных проблем

АН СССР.Есиковым А.Д;

Рис.2. График зависшшсЕа величины. ¿ъ 07 О О ДЛЯ воды гидрослад А - молекулярная вода, Б - мех-слоевая вода, В - гидроксильаая вода '

—каолинитовая линия

Иногда категорично отрицается существование' гидратярсван-ß&x форатриоктаэдряческих слэд..Эксперименты Ю.С.Дьяконова по-казываат, что-определениезермакулитовшс составляющих даже. при -их очень малом содергании возмогло, но эти эксперименты не являются доказательством отрицания иных -форм гидратярованного биотита-флогопита. Напротивтот факт, что в этих опытах путем обработки флогопитов Слюдяяского месторождения раствором хлористого иагния, ни увеличение мекплоскостиого расстояния (001), ее расаарение . рефлексов (008) и (006) не произошло, т.е'. не появилась вермпкулитовые пакеты, мояет указывать, что образование последних не является единственным путем гидратации ss-лездстомагнезиальных слюд. Нааи данные по выветрелшл биотитам' Тнраыауза такае свидетельствуют об этом. Следовательно, не всегда повыиеннзя гидратация сопровождается появлением верма-кулатовых прослоек в гядробиотате; видимо и здесь необходимо . отвести решающую роль физико-химическим условиям среды, в которой происходит гидратация биотита.

Об этой не говорят экспериментальные работы Бассета (1362), Фармера а Вадьсока (1970), Котца (1969), а таюге наблюдения природных объектов Барраганом (.1976), Козловской И, (1976)Домб-ровской 2JB. (1971), Некрасовой М.М. и Кириченко И.В. (IS3I), Токмакова П.П., Петрова В.П., Кузьминой О.В.,- Финько Й.И., Че-ккна С.С. (1973), Афанасьева ik.G. (IS73).

Таким образом ш приходам к выводу о том, что:

- в определенных физико-химических условиях вначале все . слэды - и мусковит г я биотит, а флогошг.гядратаруатся одинаково: кадий в них замещается кислородно-водороданыа группировками, причем ядет не избирательное, а беспорядочное замещение понемногу Ъо всех мегсдойянх промзаутках, и яи монтморидлонато-вых, ни .вермакулцговых прослоев-на-образуется; •

- пределы такой глдратацки, протекающей без возникновения разбухаадах слоев, в одинаковы/: условиях являются разллчязш для кандого типа слюдистых минералов; найбояьшй предел (до волозаааой замзяц калая) смеют слюды мускоьш-овоЛ груших", ай-емзньпйй - триоктаэдраческие слзздн. ' " . :•.

" 2. ШССИ8ЖАШ 'И НОМЕНКЛАТУРА ХИДРОСйВД'

В- большинстве рассмотренных длзссяфаыацзй гяашсайс шне-

. валов вндздаезаЕ-группа слюдистых минералов, которае додразде-; . -10

дается яа да- я триоктаэдрические, иногда на разбухающие и яе-•разбухающае, а также называются конкретные представителя.

Однако большая группа гидрослюд с ее запутанной номенклатурой требует более детального и более строгого подразделения.

Собрав имеющиеся в литературе сведения о гидрослюдах, описанных под разными названиями, сопоставив их химические составы а другие свойства, мы убедились, что их удобно распределить з зависимости от степени гидратации а изоморфных замещений в ок-таэдрическах и тетраэдрических слоях в форме накеприведенной таблицы 2. Эта классификационная схема служит как бы готовой этанеркой, в которой для гидрослюд любого .состава приготовлено своз место.

В зависимости от заселения тетраэдрических я октаэдриче-ских слоев предлагается использовать 8 названий разновидностей гидрослад, а степень гидратация можно выражать, добавляя номер, означающий количество межсловной вода,, например -'гвдрофенгит }Ь 18. Дра этом соблюдена таксономия А.С.Поваренных: класс-силикаты, подкласс-слоистые, отдел-алюмосиликаты,подотдел-водные, группа-гидрослЕды.,подгруппа-диоктаздрические и триоктаэдраче-ские,минеральные вида-наши 8 названий, подвида-изовалентные и гетеровалентше, разновидности химические - по коэффициенту ss-лезястости, разновидности структурные - по политяаяя.

Современные физические метода доследования вещества позволяют найти точное классификационное положение конкретной гадро-слзда даке без омического анализа. Нике будет описан графический способ определения классификационного положения гидрослюд.

При рассмотрении химических, рентгенометрических, термиче-скях д других анализов 568 образцов гидрослюд.и гидрослюдистых фракций по.литературным и по своим данным.встречены случаи,когда октаэдрдческие позиции были заселены приблизительно в равном количестве двухваледтны/л и трехвалентными катионами. Ясное дело, что гядрослюды, имеющие, например, 'и R/íC в октаэдрах, представляют собой своеобразные гидрослюды, одинаково отличаю-, щиеся и от гидроыусковита и от гидрофлогопита. Поэтому мы разделили диоктаэдряческие и триоктаэдрические гидрослады кавдую. на две группы:

1} гядрослюды, у которых в октаэдрах главную роль играет ^ изовалентный изоморфизм;

2) хядрослюды, у которых, в октаэдрах основную роль играет

- 1Г-

КОМСТАЛЛОХШИЧЕСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ГИДрОСЛЮД

г.'■••/■.&

>>я

I Я

«

яой . - — д са

к <=;« х

л о л яооч

2

т я и Рч

Пияхжпгрупш

0,10

0.3О 450

Диоктаэдрические гидрослюды |триоктзэдр>у^кие^идррс£цдяы

изоволенткые замещения аокгоэлрах преобладают

Бк^О 51>Д50

Гидро-муско-еит

Гидро-фенгит

Гидро-михзлит

Чистая гидроу слюда . ¿(от)*'"''

Жсягзнзягруглэ 8сктГе>Л1

Гидро-ферри-фенгиг

Чистая гклраг слюда .х с! (оя)^ОА

ти г,о кмг!

тсстм

СисшаносяйЯкыа сбрмомдая

г/яросмга-мсшмориллапит

/ с1Ла.) -10 -12 А _ _

|*/5сь<т |се«гит ¡мвгтатреяи^псг

ГетеРсмЛентпыо Замещения а октаэдрах пресбладэз'.

Ггтемззглскг нив ГИДРО-ИИКЙЛИТМ и гнаеосерри-фгпгиты

Гетерс&мсит-гмдро -»«ОГОЛИТЬ! и гиаРобиоти& к глдрслгки-Оличмпы

игоеалеитные замещения з октаэдрах преобладают

¡Мзгнгзизаыаягр. в ит. Мд>Ре"

Гилро-срлсго-

пкт

Гиарс-

напет

сренгт

:-Кйягмс»я гр. Вокт.Ре >Мд

ЗиЗДО >3,50

Гидра

лзпидо-

мелан

Гидро-среррг-ренгит

ш£

Смешзнослойные о5разоай-иия Гидроспцаз-ве^чжулмт

¡*«я©> к-уо-ол |Гс- Щ- КРО- щ-пирь

гетеровалектйнй изоморфизм.«

Глазным показателем гетеровадентноста октазцрического заселения гядрослюд является отношение гп = : » а его пределы вычисляются из принятого наш условия =1+25 % и = 1,5+25 ' • ~

Фенгитовке разности траоктаэдрических гядрослЬд не были встречены наш ял в своей практике,- на в литературе. Однако ш сставлязм эти 2 названия, так как-очитаем, .что теоретически ош аозкоаны,- но видимо требуют для своего образования специфических условий. ■ '

В настоящее время к гидрослэдам относят болывое количество минералов, ошсанншс под разящ» ваававш.' Наш рассмотрено £5 названий минералов* относимых разшчшщ-автораки к гидросжо- -дзм. Заключение .по этому вопросу сводится к следующему; ~

1. Минералы, первые находки которых на были гддросладаш: дамурат, жильбертат, маргародат, онкозин, микарель. Надо освободить от них группу гидрсслэд. .

2. Иногда дричнсляет.к -гадросладам такие отличные по структуре иялэралы, как- вермщдгда*. и аллевардит. Нет нуады доказывать/

что это неправильно.

- 3. Остаются сомнительным гедройцит и подзолит. До полного изучения рекомендуется воздержаться от употребления этих назва-' няй.

.. 4. Старые названия продуктов разрушения различных силикатов, считавшихся, гидратироваянымя слюдами. Их открытие относится к дорентгеновскому периоду изучения минералов, а впоследствии их структура не изучалась. К недостаточно изученным относятся гиг-рофаллят, киллаяят, дизянтрибят, пинлт, парсфпт, розит.вильсо-нит, кианофиллит, криптотил.

5.Гидрослюдистые минералы со смешано-слойной структурой, гадрослюда + каолинит: часоврит, лэверьерит, монотермит,гланит; гядраслюда + монтмориллонит: сарознтатокит, браваяздт,-гядрослюда +.вермикулит: гядробяотит, псевдобиотит. • Номенклатура скешано-слойных минералов долина бить основана на количественном содераанид переслаивающихся компонентов.

6. Минералы., относящиеся к гидрослюдаы, однако в силу ш-рокого и разностороннего изоморфизма, имеющие право на самостоятельное название не более, чем сотни других не названных особыми терминами,' перечислены ниже. •

Гддромусковяты: браммалат, гешвитцит, гигантолит, гязекит, глямкертоя, глимерит, гумботят, гюмбелит, ллладромяка, яллят, лзбенерит, -парофат, серицит, шлкинят, щербакит, эуфиллит. Рядройенгиты: гангилит, ■ лейкофиллит, метасэрицит, полярит. Гддромикалиты: бастояят, ледикит.

Гядроферриспенгяты: глауконат, сеяадонит, сколат, фолядои д . Гидрофлогопкты: люкасит, маконит, фолидолкт. '

. Предлагая использовать всего 8 названий для обозначения . гддрослюд любого, состава,, мы не вводили новых названий, а обходились' общеупотребительными (гядромусковит, гддсофеагнт.гид-рофлогопит) или ранее предложенными (гидрофаррифенгдт я гядро-лепидомелаа по Е.И.Семенову). Исключением в этом омовении являются названия двух пока не встреченных фенгитнкх аналогов трхоктаэдраческих гидрослюд. ' • .

3. МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ШДРОСЛЮД

Основным методом изучения глинястих. минералов является рентгеноструктурный метод. Кроме'того, по мерз надобности ми применяла ИК-спектроскодию, термограф!:го, электронную кикроско-аяа, изотопный, химический, спектральный анализы,- которые давали дополнительную характеристику нашим объектам.

слад возможно применение более простых и дешевых способов. Мы предлагаем для этого диагностическую треугольную диаграмму (рис.3), по которой по двум параметрам - ыежшшскостному'расстоянию (060) и показателю преломления моаа'о определить группу гидросдвд в зависимости от состава октаэдраческих катионов. Такие возможности, видны из табл.3;; •■

Для гидрослад важнейшим свойством является наличие мек-■слоевой воды. В диссертации описывается простой прибор для определения и собирания воды.разных типов из одного и того ае ми-, нерала. Конструкция прибора состоит из реакционного -сосуда и стеклянного холодильника, соединенных стальной трубкой длиной 300 мл. и внутренним ХдДаме.тром 4 мм.

Проба вводится й реакционный сосуд.и закрывается задней крыской на болтах. Капаюшув еоду собирают в градуированную. ар-КЗарну.

Определение группы глдрослэд по Лр а с£(обо)

Таблица 3

а,490:i495:i500:i£05 даю:X5I5:i520:i52511530:1535:i,540

++

1,535

1,540 глиноземная 1,545 группа 1,550 ' 1,555 1,560 1,565 1,570 1,575 1,580 1,585 1,590 1,595 1,600 1,605 1,610 1,615 1,620

магнезиальная группа

■н--н--н-

++

+ + + + ■ + + + +

+

+ +

+ + + +

+. • 4; + +

Еелззная группа-

+ линии Мр и- ¿(а,су пересекаются один раз ++ линия Ур я ¿(¿¿с) пересекаются два раза

Мы. считаем,, что подобные--исследования-води-минералов создают новое изотопно-минералогическое направление,-когда изучается не вообще вода, содержащаяся-в пробе, а конкретная вода, принадлежащая конкретным минералам,-Это долкно внести соответствующие измз-нения в методику собирания воды и в методы самого изотопного анализа. В частности нужно предусмотреть раздельное определение изотопов кислорода кремнекислородннх тетраэдров и гидроксядьнызс групп. Это позволит получить' дополнительную генетическую ляфор-мацию.

4. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ШДРОСЛЮД ' Рассмотрено.248 химических анализов гидрослюд. Методам математической статястякя отбраковано 27 из них. Оставшиеся 221

анализ послунала основой для рассмотрения колебаний содеркания средних величин и крясталлохимических показателей.'

С учетом разной распространенности типов гидрослюд в природе высчитан химический состав средней гидрослюды:

- 48,20 % . - 2,96 % ¡<ZC - 7,IS %

МА- 25,23 % .... , CÍO - 0.55 % . Ал.С— 0,80 % &.О.- 5,34 % / • ■ , М„С- 0,04 % j-ihr- 6,00 % ¡10 - 2,12% T¡ ~ 0»44 % - 0,04 %

В работе анализируются данные по содержанию микроэлементов в глинистых фракциях по 17 источникам, в том числе три навах - источника для 125 образцов из майкопских глин Дагестана, нижнеюрских аргиллитоз Восточного Кавказа и глауконитов Ростовской ' области. -

Учитывая крясталлохимические особенности элементов и извле-каемость различными растворителями, мы разделили все микроэлементы на 4 группы по форме.их вероятного кахоздения в гидрослюдистых глинах:

- макроэлементы , входящие в решетку гидрослюд; :

- микроэлементы , .адсорбируемые на поверхности частиц;

- макроэлементы з .кнаэ^адах-узщках и захваченные при кристалли-■ зация; ■ ■. ■ •

- механическае лранзгха.■

Рассмотрено 12 соттаб® 'выражения ¡состава гидрослюд в виде кристаллохимических формул шэ.4 группам методов расчета: .

. а)-методам, в основу которых лолояено постоянство анионного каркаса -/так называемые кислородные-метода (метода Соболева, . Звягина* Брауна41орсЕда,.Сердюченко и др,); -

б) .методам,, з основу которых положено постоянство катионов той или ллва стеугтурной группы (методы Богомоловой и Борнеман-Старши-сеаи'ч.); . ■ ■■ ,' ■

в) скзщ2£лым газзкзк (методы Головачева и Вхневича с соавторами); ..-..-'" ; ■

г) методам вывода формуя яо физическим величинам: '

-по параметрам кристаллической решетка' д удельному весу (/¿ето-ды 1ея, струнца); . • ■•- по удельный -теллотам дегидратации' (Нырков, Í96ID; , - по гзиереанам а!ежсяоевш..зарндан .(Кестер, • '

Средние содеркания катионов для различных гидрослэд

Таблица 4

Катяо- :Гидво- :Гидро-' :Гидро- :Гидроферри-:Гидро- :Гидро-ны ¡мусковиты :фенгиты:гли'калиты:фенги ты :флогопиты:лецидо-: • ■ : : : гмеланы

3,24 3,59 3,69 3,68 2,68 2,75

¡\\- 0,76 ,0,41 0,56 0,31 1,31 1,25

& - - 0,05 0,01 0,01 -

А1 1.5? 1,30 0,18 0,32 0,24 0,22

/Го,17 /0,18 1,33 1,03 0,22 0,18

£'0,05 0,12 0,12 0,14 - 0,64 1,77

М5 0,17 0,34 . .0,38 0,43 1,65 0,45

Мп 0,001 0,003 - 0,002 0,01 0,02

Са 0,03 0,01 0,03 .0,03 0,01 0,01

71 0,01 0,005 0,006 0,01 0,12 0,13

МО,03 • 0,02 0,02 0,02 0,005 0,006

р - ■ - ' .0,004 ■. .- 0,001 0,01

/< 0,60 0,60 0,69 0,69 ■ 0,80 0,80

Хо.оз 0,03 0,03 0,04 0,05 0,05

Са.0,01 0,02 .0,01 0,02 0,02 0,03

0,26 0,29 0,25 0 ,22 . 0,10 0,08

Наилучшие результаты получаются яри расчета формул по методу Б,Б. Звягина (одинаково с методом Брауна-Норриша) с допущением оксонил или по методу Д Л.Сердэтенко без Н30.' - Расчет кристаллохамическях формул минералов - трудоемкая операция.и поэтому нами составлена" программа для расчета на ЭВМ крясталлохимдческия формул тлдрослюд методом Брауяа-Норриша по результатам химического анализа на 10 компонентов. '."'■/;" Все рассмотренные способы расчета формулы показывают некий -суммарный результат, а мы считаем, что глдрослэдястые фракции, считающиеся мономинеральными, на самом дзле.состоят из диокта-эдрических я триоктаэдряческих слюдистых минералов, которые от-"личаются друг от друга по степени деградации, по заселению .ок-таэдрических и тетраэдрачоских логлцзй,, по упорядоченности 'структуры, РедтгеноххЕЕкн дают ^йкафанй .эффант тш. дрм^кяЕазд,

Кристаллохиняческие показатели для различных гидрослюд

Таблица 5

:Гидро- .Тидоо- :1'идро- :Гидро- :Гидро-: Гид-Показатели :муско-:фенги-:мика- :ферри- :флого-:роле-.

:виты :ты :диты :фенгаты :питы :шдс-_ : : : : :_ :меланы

¿как октаэдрического

¿арядь

Средняя величина ок-та э дел ч. за ряда •

С'сэдеяя величина т зтра эдрач.заряда

Соотношение тетраэд-рич. и октаэдрич. заэядов по абсолютной величине

Разница средних значений зарядов в тетоаэдрах и октаэдрах

Суша октаэдрич. катионов

Средний радиус октаэдрич.катионов

/Г.- а

т = ЗЯ": К (келезястость) сС(сее)

-0,22 -0,56 -0,35 -0,68

-0,76 -0,41 -0,61 -0,32

Т>0к Т<0к Т'Ок Т<0к

-0,54+0,15 -0,26 +0,36

2,03 1,98 2,07 1,98.

0,579 0,560 0,649 0,599

0,08 0,13 0,18 0,20

0,86 0,74 0,76 0,68

10,8 4,8 4,3 '3,6

0,10 0,12 0,88 0,77

1,501 1,501 1.516' 1,503

+ +

+0,32 +0,26

-1,32 -1,25

Т>0к Т>0к

-1,64 -1,51

2,84 2,81

0,766 0,769

0,77 0,75

' 0,20 0,20

0,3 0,3

0,29 0,79 '

1,541 1,548

иногда проявляемый в дуплетности линий (гидромусковит + гидропарагонит) или в расширении и усложнений некоторых рефлексов. В свете таких представлений требуют пересмотра и способа выражения химического состава. Нам представляется более наглядным выражение состава "ыоношнеральных" гидрослюдистых фракций через шна-

лк, выделяя среди них калиевые

нат-

окисиожелезистые

(О^Х и магнезиальные разно-

риевые

закисао^елезистые ста К^г/Щ %0><}мЬ с~) (о/^ •"Есла пересчитать среднюю гидрослюду на миналы, то получаются такие цифры: гидромусковит - 52,5 ■%, гидропарагонит - 16,0 %, Ре"* - гидрослюда - 15,5 %, Ре" -гидрослюда - 5,0 %, Му - гидрослюда - 11,0 %.

5. РОЛЬ ГИДРОСЛЮД В ОСАДОЧНЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ. Из всех глинистых минералов самыми распространенными е природе являются гидрослюды. С 1956 г. мы неоднократно выступали -в печати против недооценки роли гидрослвд в земной коре, как породообразующих минералов осадочных пород. Для количественного выракеняя роли гидрослвд предложены следующие цифры: % содержания гидрослвд в глинистых породах - 34 ^

- " - в осадочных породах - 26 %

- " - . в земной коре - 1,5 %

Эти цифры получены нами путем ревизия пересчета химических данных Ф.Кларка. Ф.Гроутом (1932). Подчеркнем, однако, что количественная оценка роли гидрослвд в земной коре базируется на фактическом материале, а не на механическом пересчета химических данных Ф.Кларка. Этот фактический материал отражает личный опыт изучения минерального состава осадочных толщ различных формаций, различной фапиальной принадлеяноста и различного возраста, наряду с проработкой литературных источников по этому вопросу. '

Лятолого-минералогяческое изучение няетеюрских отлояений Восточного Кавказа включало:

- детальное послойное описание геологических разрезов мощностью около 7000 м;

- расчленение этих отлокений на 9 свит; .

- их лятологяческую характеристику с Еыдвленяем тяпоморфннх разностей пород, ритмов я фаций;

- аделенде и прослеаиванае корреляционных горизонтов;

- установление минералогических типов, конкреций, их фацааль-ной'приуроченности;

- определение минералогического состава отложений. ' Автор принимал участие в полевых работах, будучи начальником лятологяческого отряда Аргунской геолого-съемочной партия. Собранный материал обрабатывался в лабораториях Новочеркасского политехнического института. Опдсываемке.отложения образовались относительно недалеко от берега з обширном мелководном морском бассейне при геосинклянальяом тектоническом рзяяме.

В составе глинистого вещества аргяллятов я цемента пес-чано-алевратовых пород няяяей юры принимают участие пряблазя-

Средний ьшнералогяческяй состав гладя с тх пород '(в %)

Таблица-6

минералы

Кварц

Овал

Следа

Гидрослюда Каолинит Uонтмордллонлт Хлорит

К-долеаой спат

Плагиоклаз

Цеолита

Кальцит

Доломит

Сддери.т

Лимонит

Пирит

Апатит

Органическое

вещество

Рутил

Воднора створимнс минералы

Прочие

Сумма

По Ф.Гроуту,1Э32 г. : Наши данные, 1973 г.

30 18 12

12

4

5 3

3100 %

23 5,5

34 5

5

6 3 6 2

3,5

1 0,6

2 . 0,5 0,4

0,8 0,4

0,8. 0,5

100 %

тельно в равных количествах хлорит и дкоктаэдряческая гидрослюда - гидро.чусковдт .4 10-20 полатяшюй кодификации .

Среди породообразующих минералов 'угленосных отлокений Донецкого бассейна гядрослюды по своей роля•занимают первое место, а в глинистых породах их содержание достигает 54 %. Они присутствуют в пародах всех фаций и всех стадий яостседименто-генеза, однако наибольшее развитие гидрослюды получают на. поздних стадиях эпигенеза в морских я переходных-отлокениях. Б антрацитовых районах встречаются аргиллиты, состоящие преимущественно из гидрослюд (табл.7)..

Преобладающим типом гидрослад является диоктаэдрическая

5

Минералогический состав аргиллитов Донбасса

Таблица 7

а/а : Название : минерала Морские сЬаиии переходные :;1ацяи ¡Континенталь-:ные <йци!1

:коэфф. :часто-:ты . : ЫоофЪ. : :часто-> : • ты * : хоэ.Ы. :часто- :ты

1. Гидрослюды 55,8 100 52,8 1С0 50,4 100

п • Каолинит 1.8 25 2,4 30 2,0 25

3. Бейделлат 1,0 12,5 3,0 £0 - -

4. монтмориллонит 1.0 12,5 0,4 5 - -

5. Нонтронит - - 0,5 20 - -

8. Мусковит 2,0 37,5 2,0 40 3,0 60

7. Хлорат . 10,1 72,5 10,1 70 10,3 75

8. Биотит 0,1 12,5 0,1 Ю 0,01 6

3. Пирофиллит - - 0,01 4 0,2 20

[0. Кварц террзгенный 6 75 2,2 96 11,5 100

:1. Диспепенни кпемяе- 9,5 100 14,5 100

29 М • * 10 100

[2. Сидерит & ,8 70 V - ,42 . 1.6 20

(0,6}

[3. Кальцит 2,1 50 1,5 '28 - -

[4. Доломят 1,7 37,5 0,6 20 - -

[5. Анкерит 0,5 12,5 0,24 4 2 60

[8. магнезит 0,8 ' 37,5 - - - -

:7. Пирит 2,7 87,5 -3,3 ¿0 1,5 75

[8.. Гидраргиллкт - - 0,5 10 I 15

[3. Гетят - - - - 1,5 20

;о. Полевые шпата 0,1 25 0,1 12 - - -

?ядросдада глиноземной группы - гидромусковит. В настоящее врз-м среди донецких гидрослюд установлены политяпы Ш-, 2М- а 2?^.

Мяяалышй состав средней донецкой гидрослюды'можно предлагать себе состояли на 56 % из гздромускозита, на 27 % из ндрсдарагояита, на 10 % аз гядромикалета, на 3 % из гидролегш-омелана и на 4 % из глдрофлогопита.

.Как и другие минералы, донецкие гидрослэды испытывали те ли иные достседцмеатациошше изменения. Изучая порода Доябзс-й,ш сталкиваемся с вахоаденаем а образцах глдрослвд, вознак-

aux в разное время. Такое повторное образование одного я того se минерала применительно к осадочному процессу моано назвать гене рациями.

¿ля установления генераций гидрослед имеют большое значение макроскопическое изучение текстур и структур пород, морфологические особенности лщроелвд по электронномикроскояичеста i- обычны» аттьи, парагенетическое сообщество, понимание условий осадконакопленкя и;последующих изменений.- Шш выделен 5 генераций, даются их признаки и устанавливается оопрякенност с каркаю углей от длинноплименных и газ'овых / 2-ая генерация до антрацитовых / Ь-ая генерация /.

Б аалеогеновых отлокенаях Ростовской области широко распространены гадроферрафенгиты (глаукошты). За 15 лет в тесном сотрудничестве со старшим геологом 11Г0 "¿йнгеология" L-.Я.Кацнель-соноа она били всесторонне изучены самыми'различными методами, что позволило подучить четкое представление с вещественном составе и структурных особенностях, о зависимости от них эффэк-tebhocïs практического использования, ¿олее того, выявленные закономерности, такой зависимости побудила нас искать улучшения полезных свойств глауконита на нута их обработки различными реактивами яра разной продолжительности.-

Б химическом отношения глауконита Ростовской области отличаются высоким коэффициентом кэлезистости/от 0,75 до 0,36, т.е. она является нормальными гадроферрифенги.тами по нашей класса- . фикацие. В структурном отношении они чаще всего относятся к. полатипу 1Ь1«1 или к механическим смесяк- этого политипа со-сме-шнослойныыи образованиями гидрослада-монтмориллонит.

Злектроняомикроскояаческие исследования показывают типичные для глауконитов формы кристаллов и агрегатов. Встречены кристаллиты удлиненно-пластинчатые и щепковядные, изометрично-пластянчдтые с угловатыми-а сглаженными контурами и хлопьевидные агрегаты. Частицы ооычно полупрозрачные, болэ'е. крупные непрозрачные, имеют четкие контуры и равную толщлну. изотопный анализ воды глауконитов указывает на вероятное образование изученных образцов харьковской свиты при подводном.вулканизме-По-видимому, при формировании глауконитов палеогеновых отложений южной окраины Донбасса существовал ввенильный источник в Днеп-ровско-Донецкой зоне разломов.

Представляла несомненный интерес оценка роля гидрослюд в юадочгшх формациях. Поэтому к собственному материалу,которым а располагали по 8 формациям (глакдсто-сланцезая, угленосная, 'лаукояит-фосфопятовая, бокситовая, нефтеносная, красаоявет-.ая, кварцево-песчаная я гипсодолсматовая), приалссь добавить результаты минералогического изучения еле 6 формаций по лятз-■атурз (понимание и. подразделение формаций принято по Л.Ъ.Ру-яну).

Итоги такого рассмотрения представлены в таблица 8.

Роль гадрослзд в формациях

Таблица 3

ензм : о р м а ц а я Роль гадоослад

ГЛЗйН. : с ¡.•едя. :з то со ст.

еосанкда- Глинисто-сланцевая +

альныи Ьулкаяогенно-осадочкая 4-

Карбонатная +

Бокситовая -г

ФЛЛЕйЗЗЯ +

йалассоная ■'г

в аеход- Угленосная +■

ый Нефтеносная ■г

Соленосяая +

Краснсцвзтаая - '

яатфор- Угл2£осио-боксато-2зяззястая

енный Кварцево-посчанзя

Глзукойат-фосфоритовая

И ззо стково—гипсо—доло.матоззя < -. —..... +

Уге на основании рассмотрения осадочных формаций могло

ззлатв вазод, что гидросящя распространены з отлозекзях от , змых дрезяейгих до совр0"2;шнх включительно. В докеыбрайсках моаеайях глрокоз распространенно гидрослад отмечала Ы.И Деру Колдавла, й.ЯЛчвззпекйй л М.Ф.Соколова на Знисзйксм кряке, 1йх Иядра в Ийдяа, Сергеева Э.И. з Карелиа, • в вембрайеках .■»•--¡зйялях - Лаяколз Л ЛЬ в Прибалтике, В Л1.йкудьеина: з CrL.ua, •янатэ Илга з породах Латсш а др.

О широком распрострзйзшш глдросляд в палеозойсках'й-'дгз-

эозойских отложениях говорится в сборнике "Глины и глинистые кинералы Сибири", "Глины японки".

Холодов В.Д. и др. по 81 образцу среднемиоценовых отлоге-шй Восточного Кавказа определяют их средний состав такими ци-драма: гвдрослэда - 45-65 %, каолинит + -хлорит - 15-20 %, монтмориллонит - 20-30 ..

й.П.Акульшина и & .11 .Казанский выделяют в истории земли 5 этапов глинообразования и в качестве продуктов выветривания гидрослвды называются для всех пяти-этапов. Они отмечают, что в современном этапе идет постепенное .замещение гидрослюды в зоне выветривания смешанослойными минералами и монтмориллонитом. сам думается, что.это нисколько не противоречит тому,что гидрослюды былй и остаются по распространению самыми главными глинистыми минералами.

иам приходилось изучать глинистые породы девона, карбона, дермп, юры, мела, палеогена, неогена, антропогена, а такяе современные осадки Индийского и -Атлантического океанов, почвы Поволжья и пойми Дона, и у нас слонилось убевденпе, что среди глинистых минералов доминируют гидрослюды. Об этом Ее говорят карты распространения глинистых минералов в донных осадках Атлантического, Индийского я Тихого океанов (Ратеев Ы.А. ,Ерошев-ШакВ.А., Горбунова ЗЛ1.).

В связи с обсуадаемыы вопросом большой интерес представляют данные А.И.Ивановой и Г.СЛеоновалова, которые приводят, цифры содержания гидрослюды' во взвешенных веществах многих рек: Днепр - 65 %, Дон- 35 %, Сура - 55 %, Урал - 38 %, Кубань - 42 %, Рионй - 20 %, Терек - 0-25 %, Аму-Дарья - 10-35 г/ Сыр-Дарья - 30 %, Обь - 15 %, Енисей - 15 %, Колыма - 25 %,' Амур - 25 %. Авторы приводят относительное среднее содержание минералов во взвешенных веществах рек: кварц - 44 %, гидрослюда - 22 %, кальцит - 12 %, хлорит - II %, полевые шпаты - 6 %, монтмориллонит - 3 % а каолинит - 2 %.

К этому мы можем добавить, что во время пребывания в Кампучии нам представилась возконность отобрать и изучить пробы аллювиальных наносов в пойме Меконга и установить, что главны: глинистым минералов в них является гидрослюда, затем за нею следует по убывающей ролл хлорит,.каолинит и в последнюю очередь монтмориллонит. Это маленькое дополнение является сущест-

взянш,. поскольку,Меконг протекает в иной' климатической зоне.

.В центре Кампучии имеется большое озеро Тонле Сап, которое является водосбором со значительной территории этой страны. Мы изучили пробы прибрежных донных осадков озера Тонле Сап с применением рентгеновской-съемки.препаратов в естественном виде, насыщенных глицерином я прогретых до 550° а установила присутствие 4-х глинистых минералов: гядрослюды, монтмориллонита, каолинита и хлорита. Наше предположение о доминирующей роли каолинита в этом клямате яа подтвердилось. Каолинит в количественном отношении стоит' на срзтьеи неете, уступая гадро слюде я монтмориллониту.

Таким образом, на собственном материале я по литературным данным устанавливается шрокое распространение гидроолвд з породах разного возраста и разных Формаций.

• 6. ГЕНЕ31С ГИДРОСЛЮД .л

Вопрос о происхождении глинистых минералов оаявленно-об-суадается в течение последних 30 лет и плодотворность такой дискуссии очевидна. Наиболее целесообразным следует признать исторический подход, когда образование глинистых минералов рассматривается на фоне всего осадочного процесса. В соответствии с этим mosho выделить гддзргенное, мотогенное, хемоген-'ное, дзагеяетяческоб я эпигедежэегсоа образование глинистых минералов. '

ШПЕРГЕННОБ ОБРАЗОВАНИЕ ШЖШШ. Уве сегодня, моано утверждать, что наибольшая роль в .обрааозаааи глинистых минералов долина быть отведена химическое ■< -¿яохимическсму выветриванию'пород, сопровондающемуся гиязргеянкм глинообразовани-ем. Неоспоримые доводы в пользу этого и механизм химического ЕЫЕетравания.коЕно найтя в фундаментальных работах Б.Б.Полыно-ва, И'.И.Гинзбурга а'И.А.Рукавишниковой, В.П.Петрова, Ю.П.Ка-•занского, У.Д.Келлера, Б .И.Михайлова, В.И.Бгатова.

Известно, что интенсивность химического выветривания, а следовательно, я гяпёргеиного глинообразования зависит от состава я водопроницаемости исходной порода, климата, рельефа, участия микроорганизмов, а такае от вулканической деятельности, которая способс ¿зует образованию более агрессивных груа-товнх растворов.При этом возможно возникновение глинистый scm-вералоз в результате взаимодействия твердой и яидкой фаз „ а

такне в результате взаимодействия садких фаз. '....•

Воздействие среди.на;частицу увеличивается по мере умень-' шекяя ее размера. Мы провели простой эксперимент. Взяла круп-, ный кристалл мусковита - лист толщиной 0,5 см.я шириной 12 см, измельчила его с номощьо тонкого напильника. Затем опилки по-1',встали в дистиллированную воду на один месяц я взмучивали ; оседающие частицы одан раз в день. Месячного контакта слюдяных ошлков с водой при комнатной температуре оказалось достаточно, чтобы,наряду о ОН-водой, появилась зода, выделяющаяся при 105 °С - адсорбированная и вода/ выделяющаяся при 370 °С -месслоевая вода. Иначе говоря, слэда превратилась в гвдрослвду. При этой первый и второй базалыше рефлексы стали более широкими, а интенсивность отражения с мекплоскостным расстоянием 4,47 К увеличилась. Отношение высоты шка (001) к ширине уменьшилось в 1,8 раза, то ке для пика (002) в 1,3 раза.

. Похокке опыты проводили : К ляровский' В. М., Гусев Г.М. и др. . при сверхтонком мокром помола крупных кристаллов мусковита и флогопита и Роккова Е.В. и др. При этом изменялась химический состав, рентгенограммы и ИК-спектры подопытных слод. В послед--нее время Бгатов В.И. и Ван A.B. добавили к нашим знаниям-о факторах химического выветривания новые сведения о роля света и атмосферного азота. Лебедев В.И., Молчанов В-.И., Воскресенская Н.Т., Кольязо X.К. ванную роль в гипергенном процессе отводят водороду, участвующему и в разрушении, и в созидании, минералов. Яхонтова JI.K. показала-заметную роль биогенного фактора..

Нет сомнения, что гипергенное глинообразование mieeT первостепенное значение. Исследователи кор выветривания на Украинском щите А.Д.Додатко и др. (IS82), Сухоруков Ф.В. и'др., (1983) совершенно однозначно считают гидрослюда обычным продуктом выветривашш алюмосиликатов. Подтверждение того, что в корах выветривания образуются гидрослюды, находим в работах Иванова О.Б..а др. (1983), Мазурова Á.К. и др..(1983), Пака h .И. ЦЫЗЗ), Зинчука H.H. (IS86), Горбачева Б.Ф'. (1984), .Ка-' шка С.А. (1974).

1ЮТ0ГШН0Е ШНЕРАЛООБРАЗОВАНЙЕ. Ыотогенными Л.В.Пустова-лов называл продукты, возникающие в пути во время их переноса. Глинистые минералы являются существенными компонентами твердо-

го стока, .рек. Естественно, что они могут'испытывать некоторые .изменения при транспортировке их речными водами в зависимости от дальности переноса, временя кахогдения в пути я фззихо-хд-мической характеристика средн.

По-видимому, роль мотогенного образования глинистых ивне-ралов по сравнении с другими процессами не является значительной, но реальность ее не подлепит сомнении.

ХЕМОГШНО-ОСАДОЧНОЕ МИНЕРА^ОБРАЗОВАНИЕ. По позоду образования глинистых минералов хемогенно-осадочныы путем в водоемах из истинных и коллоидных растворов существуют разногласия. Одни исследователи безоговорочно признают возможность более дли менее широкого глинообразовэния таким путем, другие категорически отвергают и, наконец, третьи не исключает, но отводят ему ннчтоануэ роль. Сомнения в хемогенно-осадочном происхоадении глинистых минералов основывается на том, что концентрация А! , К , и St ' в морских водоемах очень низка и, следовательно, садка в них алюмосиликатов из вода невозможна.

Однако следует обратить внимание не только на абсолютные цифры, которые действительно невелики, но а на большую разницу концентрации в морских и речных водах. Речные воды, по ■ сравнению с морскими, богаче алюминием в 150 раз, аелезом в 70 раз я кремнием в 2,7 раза, но беднее калием в 123 раза, магнием в 270 раз и натрием, в 1250 раз (Нырков, 1971).

В природе имеет место смешение речных вод, относительно богатых алюминием, аелезом и кремнием, с морскими водами, богатый -натрием, магнием* калием и кальцием. По нашему мнению, хемоге'нно-осадочному образованию обязаны глаукониты пляжных пескоз'Сиамского залива возле г.Кэп (Кампучия). Здесь интенсивно размывается берег, сложенный красно-бурыми ноздрезаты-.ми латеритами. Частично перешедшие в коллоидные я истинные растворы глинозем, кремнезем и йеррозем при взаимной коагуляции дают начало глаукониту. Этот почти черный песок содержит 35- глауконита. Интересно отметить, что пляни Сиамского зализа слагаются темными глауконитовыми песками лишь в тех местах, где берег сложен сильно кнветрелыми охристыми породами. В других районах, нет глауконит я чисто кварцевые "поюи^ие" песка щет сахарно белый дзет. . .

Оценить роль хешзгенно-осадочного гланообразования в. природных процессах з настоящее время пока затруднительно, ко его реальность сомнений не вызывает.

ШПЕЕТИЧЕСЖОЕ .ШЙЕРМООБРАШВАНШ. Известно, что глины, в своем большинстве считаются терригенкыма.образованиями. Еоз-яикше на суше в одшх физико--химичзских. условиях глинистые минералы чаще всего попадают в другие физико-химические условия, а в этом случае имеют ыесто коренные химические и структурные -изменения. -

Об интенсивности диагеаетического минералообразования красдорзчиво говорит опыт Л.И .Боголюбовой, при котором монтмориллонит Еместе с торфом.был закопан в землю. Через 8 месяцев монтмориллонит по внешнему виду был неузнаваем, а ди-фрактограымы до и после насыщения глицерином показывают превращение монтмориллонита -в каолинит.

В донецкой угленосной толще в районах.с марками углей низкой степени метаморфизма к диагенетическим гидрослюдам ш относйи удлинеш-ю-прщзматдческие гадрослюды ЬМ. Ош отличается от еллотигзнных Е эпигенетических гидрослюд и химизмом, и оп-гическ^ш свойствами.

ЗШ'ГШЗТКЧЕСКОЕ ШаБРЛЛООБРАЗОВАНИЕ. Эпигенетическое глпнообразование- продолжает предшествующий процесс формирования .минералогического состава, начатый при диагенезе. Однако, роль факторов постседаментационных превращений меняется-. от противореча мевду вещественным составом, твердых компонентов осадка и поровых вод погребенной среды к фактору всеувели-чивающихся. давления и тег^пературы-.

Ь нашем распоряжении были примеры несомненного эпигенетического минералообразования. Это - зеленоватые пленочки на. отпечатках древних папоротников, хвощей и лепидодендронов в околоугольных породах Донбасса. Они состоят из микроскопических волокон гкг,:белита и сулунита.

Эпигенетическое минералообразование и характеристика условий этой стадии преобразования осадочных пород рассмотрены в работах А.Г.Коссовской, Н.В.Логвиненко, Г.В.Карповой, Перо-зио, У ивера Ч.И. и Бека К .К., Аояги К. и Козама Т. и др.

ЗВДОПШНЫЕ ШДРОСЛЮДа.. Они образуются яри воздействии гидротерм на алюмосиликатные минералы (гидротермальный мета-

оматоз/ и при охладдении ■ зффусивов на зёлной поверхности или а дне водоемов. • -

Такка образом, к пяти процессам экзогенного образования гид-ослюд: гипергештое, гятогенше ,хемогенное,диагенетичэское,эпиге-етическое следует добавить ещэ два способа эндогенного гндро-людообразования: гидротермальго-метасоматическое и подзодно-улканичосгое.- ■ .

7. ПРАКТИЧЕСКОЕ ШАЧЕНИЕ ГВДРОСЛЮД

Говоря о значении гидрослвд,следует' наложить,что они явля-ггся главнейшей составной частью глин п етяннстгх пород. Кх прак-ическое значение следует рассматривать а двух аспектах : • •

- гидрослюды и гадрослвдистые глины, как сырье для многих от-аслей народного хозяйства и •

- гидрослюды, как факторы палеогеографических реконструкций, оррелящи я прогноза, яначе говоря - их экономическое я геолэгл-2СК09 значение.

Работа по изучению глауганитов Волго-Донского региона проедалась большим коллективен научных- л производственных организации Ответственным кстлнителем этих многоплановых исследован::;: >ыл старший геолог Ростовской 1РЭ Ю.Я.Кацнельсон. Автор диссерта-5® с 1972 г. принимает непосредственное участие в работе и до 381 г. был научным' консультантом темы. В испытаниях полезных качеств' ростовских, глауконитов принимали у-нстне многие научные и производственные организации.Перечислил только некоторые из них: Ъероссийсгай НИИ ззноградорства,Всесоюзный ордена Ленина НИИ ¡ахарной свекла,Азовский НИИ разного хозяйства,Донской зональный Ш сельского хозяйства,Институт коллоидной хнмщ и химии води Н УССР»Ботанический сад Ростовского университета, Всесоюзный КИИ укурузы, совхоз- "Денисовский" Мартыновского района,созхоз Сеш-аракорскин,мясомолочный совхоз "Индустрия" Кошарснэго района , ыбколхоз т.- Ильича.' Пролетарского района, рцбколхсз "Победа" апорожской области,Еирючекутская овощная селекционная станция, ри этом использовался всесторонне изученный наш глауконит вазовского и Ннкне-зуразского. месторождений. В большинстве ошв использовался натуральный глауконитознй песок , иногда обо-щенный концентрат,- иногда в смеси с'другими- компонентами.

Шогодатшша опыта дроазэодстэвялаков доказан эконош-ческиа эффект применения' глауконита в агрояоашсе, кавотновод-стве я рыбоводства. Установлена зависимость эффективности применения глауконита от структурных параметров, проводятся? опыты до облагораживанию сырья путем кислотных обработок.

Благоприятное влиядде глауконита в виноградарстве сказалось на росте д вызреваемоста побегов, дп характере корнеоб-разовандя, а питательный субстрат дополнился такими нужными элеыентаин, как калий, фосфор, железо, бор, кальций,марганец,

Но данным Бирючекутской сворой опытной селекционной ста! дав внесение Краковского глаукондтового леска повышает урокай свеклы на 33 % а картофеля на 23 %.

Глауконит дсдцтывался в мясомолочном совхозе "Индустрия" Коаарского района,Ростовской области привыращивании хлореллы для корма скота. Затраты на оборудование промышленной-установка до выращавашиа хлореллы окупилась за 1 год, в течение которого получено 2600 т суспензия хлореллы; кандый рубль затрат дал отдачу более 5 рублей, кавдая тонна хлореллы позволяла получить дополнительно 20 кг мяса, а доход от реализация полученного правеса составил 43 тысяча рублей.

Сенилетние одыты в прудах Азовского''НИИ рыбного хозяйства до выращавашш. карповых рыб и осетровой молода доказали значительную эффективность, Внесение Крюковского глауконита в 3 раза ускоряет темп'роста карповых рыб. Наилучшие-результаты, были получены лря выращивании осетровой молода -среднесуточный правее мальков в опытных прудах был в -6 раз выше, чем в контрольных, а их выапваемость возросла с 35 % до 80.$, что дает повышение рыбопродуктивности в 20 раз. С 158.4 г. до н.в. рыбколхоз дм.Ильича Пролетарского района успешно применяет глауконятовый песок лря выращивании толстолобика. Опыты,проведенные в солоноватых прудах (минерализация 4-7 г/л) колхоза "Победа" Запороаской области, показала тоае полокительный результат (прибавка 1000 кг товарной рыбы да каадую тонну леска), однако адесь экономический эффект был ндке.

Положительное влияние глауконита на'продуктивность, рыбных прудов базируется .на таких устойчивых полезных-факторах,-как: 1) стимулирующее воздействие глауконита на развитие зоо-

шнктояа я фгтоялаяктояа; т.з. усзлячеяйэ гавого корма рыб; }) очксгка воды от загрязнителей сточяш: вод, от ядохимикатов î пестицидов', что обеспечивает лучшуо вызаваемость а ускореи-шй рост молода; 3) обеспеченность естестве якам комплексом '.икроэлемзятов, необходимых для назня.

Приuenotize глауяояяга з рыбоводство только в Ростовской >бластя обещает по самым кшимальшгм подсчетам S ила рублей 1рябали в год. Однако применение глауконита з агроноаяке, з ¡авотноводствз я рыбоводства. ямзет о по много неясных вопросов, [еобходямо сосредоточить ясследоватэльскяе. работа яо яеполь-юзаялю глауконита з едином цеятрз, создаяяз которого коптя is требует каяятаяьнях затрат, т.к. проблема моено реаать одновременно с црсбнльяаи праиаяеайем. глаукояята з опытна;: хо-¡яйсхзах.

Лрактячзское' зиачзняэ глдрослщ на только л том, что она :амя по сабо являзтся яолззнамя яскояае.УНЛ2, яо л а том, , что ¡ни вместе с другие:;: л'яяаястшя! шшераяк/л позволяет. зосста-юзлть истории (|орь'лрова,(ь'.тя кссторсзденяЗ другая полезные пс-сопаемах,' помогают нам в корреляция осодочиях толз я паяеогзо-графячэскаг -реконструкциях: я явяяятся кзталязатораул з яефто-1бразованяя,ях особ^ксетя могут сяуаять тисйоввот етитеряямя я основой ярогяоза качества яояэзного исгяяаемого.

СПИСОК ОШБЛИЙЗВ/ЖЯ РАБОТ ПО ТШ ЩССЕРТЩШ/главняз пз 57/

1. Манерадогяческяй состав 'аогдлятоз Дсабассз//Вряр.йяазр. ¡сад.' обр-й. - Львов: я-зд. уя-та, 1956. - Кя. 3-i- - С315-325.

2. О дрсягволе при расчете крястаялотсэтзсяяг фарауд// sa п.Вез с.Минер, о-ва. 1-957. - Ч. 86, зня.4. - С. 516-517.

3. -ТяяомоМяяо разяоетя донецких аргяллятоз я яг гоачашв : фадяалбяо-$а зовом айаякт/Др./ВШ. - Hososspsaccs, JS53. -.33, В 50. - С.116-1241

4. Опыт, вадзленяе гаозкшэтбСЕйх .обстаяойог: образования до-18ЦК22 аргяллятов//£р./&М,г - Новочеркасск, 1353« - Ï. 36,й 50.

С.189-209. / , '

* '5-.- Оудунят - козий Еякзраа пз гпулян гелзззеткх хлоратов// ая- Зсее. Наяер. о-ва. IS59.-~ 4.8S, вал.б. - С.571-577.

б. Об ЯСЯ0Л5зозшкя деаягазса«5зсяах продуктов для <£ацз~ явяого аааяязз//Изв. ВУЗоз. Геол.* я раэз., - 1959» - В 7. -27-42. Соавтор - Кобздел à.?.- • . , ■'

7. Метода расчета крнсталлохимяческих формул гядрослэд// Минер, сб. -Львов: изд. ун-та, 1951. - £ 15. - С.386-395..

6. О роли гядрослюд в земной коре и некоторых вопросах их систематики .л номенклатуры//Изв. АН СССР. Сер. геол. -1982. - Л 12.. - С.95-101.

9. К вопросу о литологическом изучении нигшеюрских отло-кений сегерного склона Большого Кавказа// Тр./НПИ. - Новочеркасск, 1963. - Т.151. - С. 23-28. Соавтор -Каданер Е.И.

10. Гидраргиллдт в карбоновых отложениях Донбасса н возможности нахогденля его промышленных концентраций// Тр./со- . вещ., посзящ. азуч* осад.формаций.Б.Донбасса. - Харьков, 1954. - С.401-404,

11. О кремнистых конкрециях з.терригенных отлогениях нне-ней ара Восточного.. Кавказа/Дитол. и полезн. аскоп. - 1964. -£ 2. - С.147-149.

12. Опыт диалогического расчленения ниЕнеюрских отлоез-най Восточного Кавказа/Др. по геол. и поле .иск. СевЖавк. -Ставрополь, 1984. - Вып. II. - С.41-53. Соавторм-Шелхозской.Кад

13. Об аспидных сланцах Восточного Кавказа и необходимости уточнения номенклатуры пород//Изв. БУЗов. Геол. а разв.- -1956. - В 9. - С.139-141. Соавтор - Каданер 3.И.

14. Роль эксперимента а моделирования природных процессов для выяснения спорных вопросов генезиса глинистых минералов// Ьопр. минер, осад, обр-й. - Львов, 1966. - Кн. 7. - С.218-223-..

15. К проблеме гидрооксонля в минералогии/Лайнер.сб. -Львов; изд. ун-та, 1968. - £ 22, вып.2. - С.205-208.

16. По поводу доказательств аллотагеняостя глинистых мияе-радов/Дзв. АН СССР. Сер. геол. - 19-88. - К 2. - С.144-147.

17. О тектонических глинках из саанцово-цняковых'месторождений Садоаского рудного поля/Д'еол. руда, нестор. Ы., 1970. - Т.12, В I. - С.105-110. Соавтор - Кобилев Г.А.

1о. Об историческом подходе к познанию генезиса глинистых минералов// Изучение и асаользованае глин. - Минск, 1971. -Выл. I. - С.21-26.

19. О гидрослюдах каменноугольных отлокений Донецкого бассейна/Дянер. сб. - Львов, 1973. - 8 27, выл.4 - С.350-353.

¿0. О бокситах Камбодкаи/Дитол. и пол. яскоп. - 1974. -4. - С.ьэ-Ь7. Соавтор - Горовой А.ф.

21. Некоторые геохимические особенности различных типов глаукоПп-юв Волго - Донского региона // Геохимия осад, пород и прогноз пол. ископ. — Киев: Наукриа думка, 1978, с. 56—63. Соавтор — Кацнель-сон Ю. Я.

22. Структурно - химические особенности глауконита как показатели его качеавеиной оценки//Лиго.т. и по.тезп. некой. — 1У78. — № 3. — С. 64—77. Соавторы — Киднельсон Ю. Я-, Якушев В. В.

23. Связь .технологических свойств глаукопптсодержащих мпкро-конкреций с особенностями их' состава и структуры//Рептгенография мине)), сырья и строение .минералов. — j\l„ 198!. —, С. 116—128. Соавторы — Кацнольсон Ю. Я-, Якушев В. I?.

24. Гидрослюды, типы воды, изотопный состав jj Глины, глин, минералы и их использ. и народном хоз-ве. — Алма-Ата, 1985. —• С. 40—48.

25. Изотопный состав различных типов воды а гидрослюдах // Изв. АН СССР. Сер. геол. — 1985. — .М- 12. — С. 135—138.

26. Изотопно - минералогическое направление изучения поды .минералов и его генетическая информативность jj Поисковая минералогия: современное состояние и перспективы развития. — Алма-Ата, 1987. — Т. 2. — С. ¡06—107.

Подписано к печати 15.12.89 г. ПК 58247. Объем 2,0 и. л. Тираж 100 экз. Заказ № 1934. —

316400, Новочеркасск, Рост, обл., ул. Просвещения, 132. Типография НПИ.