7 лет назад
Нету коментариев

До сих пор мы разбирали особенности морской седиментации, которые определяются чисто экзогенными или, как их называют иногда иначе, гипергенными поверхностными факторами: рельефом дна моря и прилегающих территорий, течениями, климатом и т. д. За последние 10—15 лет, однако, все больше выясняется, что гипергенные процессы — не единственные факторы, контролирующие морское осадконакопление, но что очень крупную роль, особенно в так называемых геосинклинальных морях глубокого геологического прошлого, играл вулканизм и, в частности, подводный вулканизм. Поэтому для понимания материала дальнейшей части курса представляется целесообразным кратко суммировать существующие материалы и представления.

К сожалению, современный подводный вулканизм и его влияние на осадконакопление остаются пока совершенно неизученными, и мы вынуждены базироваться исключительно на анализе ископаемого материала.

Наиболее ярким и бесспорным проявлением эффузий на морском дне является аккумуляция на определенных участках огромных масс лавового и пирокластического материала. Накопление этих масс происходит в общем так же, как и на континентах, но водная среда накладывает на аккумулирующийся материал своеобразный отпечаток. Так, застывание лав под водой приводило к образованию своеобразной округло-эллипсоидальной их текстуры, известной под названием подушечной, структура же основных лав приобретала черты диабазовой (выделение крупных кристаллов полевых шпатов раньше метасиликатов). Пепловый материал, попадая в подвижную водную среду, испытывал временами некоторую сортировку по крупности зерна, и отсюда — следы слоистости вулканических туфов. Взаимодействие пепла с катионами и анионами морской воды в некоторых случаях вело к значительному химическому изменению самого пеплового материала, его «подводному выветриванию» и к превращению в глинистые породы своеобразного минералогического состава (бентониты); по данным К. Гуммеля, при этом может идти образование и других железистых алюмосиликатов типа лептохлоритов. Все эти изменения с наибольшей силой шли, конечно, в наиболее тонкозернистых пеплах («пепловых глинах») и постепенно приостанавливались с погрубением их. По периферии пепловых конусов и среди самих пеплов кое-где обитала донная морская фауна, а местами и флора, которые засыпались при последующем извержении, и, таким образом, в пеплах сохранялись органические остатки. При длительных перерывах вулканической деятельности на поверхности лав и пеплов отлагались более или менее мощные пласты нормальных морских пород — песков, глин, известняков, которые при новых извержениях перекрывались пачками пеплово-лавового материала и теперь придают эффузивному комплексу макрослоистость и сложный состав. Подобно многим современным вулканическим островам, подводные вулканы прошлого в теплых тропических зонах моря становились местом образования коралловых рифов, которые в виде крупных линз, значительных по мощности, но коротких по простиранию, часто встречаются среди эффузивных толщ; содержащаяся в них фауна служит основанием для их стратиграфического расчленения.

Наблюдения последних 10—15 лет показывают, однако, что в областях подводного вулканизма дело отнюдь не ограничивалось только накоплением пирокластических толщ; здесь разыгрывался и ряд других геохимических процессов, давших своеобразные породы, ассоциирующиеся пространственно с пирокластами. В число этих пород прежде всего входят разнообразные кремнистые образования: кремнистые сланцы и яшмы. Яшмы представляют собой породы, главную составную часть которых, до 90—95%, образует тонкозернистый (иногда почти аморфный) кремнезем (SiO2); в качестве примесей фигурирует глинистый и туфовый материал; порой обильны окислы железа и марганца, придающие яшмам красивую расцветку (кирпичную, зеленую, желтую, пятнистую); некоторые разности яшм полосчаты и тонко-слоисты.

Макроскопические остатки фауны в яшмах отсутствуют, но микроскопические часты и иногда обильны, но однообразны и образованы почти исключительно радиоляриями.

При обогащении яшм глинистым или туфовым материалом, они переходят в кремнистые сланцы или окремнелые туфы.

Как указывалось, яшмы и кремнистые сланцы обычно тесно ассоциируются с эффузивными морскими отложениями, образуя среди них прослои, часто венчая толщи эффузивов или располагаясь на их продолжении, т. е. фациально их замещая. Но наряду с этим встречаются и пачки кремнистых пород, как бы независимые от эффузивных свит, не связанные с ними пространственно и внешне (географически) изолированные от них. Это, впрочем, еще не доказывает их действительной независимости от деятельности подводных очагов вулканизма.

Учитывая обычно явное тяготение кремнистояшмовых толщ к эффузивам, уже давно многие геологи (Л. С. Либрович, В. П. Нехорошее, Я. С Эдельштейн) пришли к заключению, что яшмы каким-то образом связаны с деятельностью подводных вулканических очагов. При этом намечены две возможные формы связи. Пепловый материал, особенно тонкозернистый, попадая в воду, разлагается; при этом часть освобождающейся SiO2 переходит в раствор в виде золя и мигрирует с морскими течениями на некоторое, в разных случаях различное, расстояние, после чего коагулирует, выпадает и образует на дне скопления кремневого геля; последний позже уплотняется, дегидратизируется и дает яшмы или кремнистые сланцы. В районах переноса и осаждения SiO2 обыльно развивается кремневый радиоляриевый планктон, скелеты которого и принимают участие в составе яшм, но отнюдь не служат основной причиной их накопления, как думали раньше; яшмы — это не биолиты (по терминологии Я. В. Самойлова), а хемолиты. Так как под-водвое выветривание, по предложению Гуммеля (1921 г), именуется часто гальмиролизом, то изложенная концепция может быть названа схемой галъмиролитического генезиса яшм. По другой схеме — гидротермальной — кремнекислота поступает в морскую воду непосредственно путем высачивания на дне моря горячих источников, гейзеров, содержащих в растворе, наряду с другими веществами, также и SiO2. Решить на конкретном материале, каким именно способом доставлялась SiO2 в морскую воду, обычно не удается, почему обе изложенные схемы до сих пор существуют как две потенциальные возможности. Наличие яшм, не связанных пространственно с эффузивными комплексами, указывает, как будто, на то, что яшмы могли возникать и независимо от подводного вулканизма. Однако, это было, по-видимому, не всегда. Дело в том, что по опытам Мура и Мейнарда (1929 г.), SiO2 в морской воде отличается значительной устойчивостью, и потому его осаждение и образование яшм могло идти,— по крайней мере в некоторых случаях,— на большом расстоянии от вулканического очага, что и создает теперь видимость независимости яшм от подводного вулканизма.

Кроме накопления SiO2, вблизи очагов подводного вулканизма идет, невидимому, аккумуляция еще ряда других соединений, в том числе Fe, Мп и, возможно, алюминия (в виде бокситов). Мы уже отмечали, что некоторые яшмы обогащены Fe и Мп, придающими им своеобразную расцветку. Естественно думать, что эти два элемента в яшмах имеют тот же источник и генезис, что и основная масса породы (SiO2). Но существуют и гораздо более значительные рудные накопления Fe и Мn, повидимому, того же самого происхождения. Классическим примером их являются гематиты Средней Германии (мульды Диль и Лан в Рейнских сланцевых горах), стратиграфически и территориально связанные с диабазовыми и шальштейновыми толщами D1 — D2. Сюда же, возможно, должны быть отнесены пиритовые скопления Рио-Тинто в Испании, месторождения Раммельсберг и Мегген в Германии и пиритовые руды Трондьемской мульды в Скандинавских горах. Рудные тела этой своеобразной группы располагаются либо внутри эффузивных формаций, либо по периферии их (у верхней границы, горизонтального окончания и т. д. ), либо даже за пределами собственно эффузивных комплексов, «о ближайшем соседстве с ними. Морфологически рудные скопления представляют собой линзы, продольные размеры которых измеряются сотнями, иногда тысячами метров, мощность же — десятками метров, иногда свыше 100 м, от­чего линзы оказываются сильно раздутыми, утолщенными в средних частях. Линзы часто явственно слоисты и иногда содержат фауну брахиопод, кораллов, гониатитов. По составу рудные тела сложены то окисными формами железа (гематит), то сульфидами (пирит), при чем в последнем случае характерен очень сложный химический состав руд, в котором, кроме Fe, крупную роль играют сульфиды Сu, Pb, Zn, Ag и др.

Разъяснение генезиса очерченных месторождений представляет большие трудности, ибо в них слиты и причудливо переплетены признаки типично осадочного и гидротермального происхождения. Естественно, что мнения исследователей уже давно разделились. Среди разных суждений была высказана гипотеза о сингенетическом осадочно-эффузивном происхождении названных руд, что для некоторых месторождений, как, например, германские гематиты Диля и Лана, является сейчас общепризнанным. Своеобразие данного фациального типа состоит в том, что рудообразование связано с подводной эффузивной деятельностью и происходит за счет железистых растворов, выделяемых из вулканических очагов в послевулканическую их стадию. Аналогичные образования имеются и среди марганцовых месторождений, причем распространены здесь, возможно, даже шире, чем среди железорудных. Таковы, вероятно, месторождение Мазульское (Красноярский край), многочисленные линзовидные месторождения среди яшмовых толщ нижнего и среднего девона Урала, карбонатные накопления в C1 Германии и Испании, в юрских радиоляритовых толщах Альп и т. д. Теоретически говоря, такого рода эффузивно-осадочные образования мыслимы и среди бокситов, но с достоверностью пока не установлены. В этом направлении Н. А. Штрейс и А. В. Пейве пытаются сейчас истолковать генезис девонских бокситов Северного Урала, но пока это представляет лишь интересную, но не до конца аргументированную, гипотезу.

Мы остановились на разборе осадочно-эффузивных процессов потому, что обычно при анализе фаций ископаемых морей эти процессы обходятся молчанием. Между тем совершенно очевидно, что эффузивно-осадочные комплексы прошлого — это документы весьма своеобразной, далеко не обычной обстановки на определенных участках морей геологического прошлого, и в качестве таковых они требуют самостоятельной расшифровки. Хотя, благодаря усилиям ряда петрографов и геологов, мы и достигли сознания своеобразности этой обстановки, однако круг процессов, ей свойственных, еще далеко не раскрыт. Между тем с палеогеографической точки зрения эффузивно-осадочные комплексы исключительно интересны и важны, ибо представляют собой (как увидим ниже) образования, свойственные лишь определенным тектоническим единицам земной коры (геосинклиналям) и появляются в них лишь в определенные моменты их жизни (в эпохи прогибаний). Поэтому локализация эффузивно-осадочных комплексов в древние эпохи была отчетливо закономерна.