Способ определения генезиса морских осадочных отложений Российский патент 2018 года по МПК G01N33/24 

Изобретение относится к геологии и может быть использовано при определении генезиса морских осадочных отложений.

Осадочные породы образуются в процессе отложения (седиментации) осадков и последующего преобразования (литификации) этих осадков в породу в диагенезе, катагенезе и метагенезе (Логвиненко Н.В. Петрография осадочных пород (с основами методики исследования). М.: Высш. шк., 1984. С. 16-18).

Одной из проблем при исследовании осадочных пород является установление условий образования осадков, по которым эти породы образованы, морских или континентальных, то есть определить генезис исследуемой породы.

Известен способ определения морского или континентального генезиса осадочных пород, путем исследования обнаруженных в них органических остатков фауны и флоры (биомаркеры). (Биофациальный анализ http://geolraz.com/page/geologo-geofizicheskoe-napravlenie/Biofatsialniv-analiz). Однако, при исследовании геологического строения дна морей и океанов количество образцов осадочных пород, поднимаемых драгами незначительно, особенно это касается докайнозойских пород, т.ч. раннемелового и палеоценового возраста (песчаники, алевролиты, алевроаргиллиты, аргиллиты). Поэтому в докайнозойских осадочных породах редко удается обнаружить фауну и флору, позволяющих оценить генезис этих образований.

Известен геохимический метод определения генезиса морских отложений, суть которого заключается в том, что исследуемую породу измельчают и определяют содержание в ней химических элементов, характерных для морской воды. Сравнив полученные данные с уже известными данными содержания таких элементов в аналогичных отложениях (породах), образованных в морских условиях, делается вывод о морском или континентальном происхождении осадков, по которым образовались исследуемые породы.

Способ основан на том, что химический состав морской воды резко отличается от состава пресной воды. Содержание главных компонентов морской воды, таких как, Na, Mg, Са, K, Cl, S в сотни раз превышает содержание этих элементов в пресной воде. Кроме того, для морской воды характерно высокое содержание элементов: брома, хлора, стронция, бора, кремнезема и присутствие йода, бария, меди, железа, титана, цинка. При формировании морских отложений указанные компоненты и элементы извлекаются (сорбируются) из морской воды глинистыми минералами осадков, в результате осадки обогащаются элементами характерными для морской воды. Осадки накапливаются, увеличивается их мощность, осадки уплотняются в результате давления вышележащей осадочной толщи и преобразуются в осадочные породы, химический состав которых отражает химический состав среды осадконакопления - морской воды.

Полная сводка геохимических методов реконструкции морских палеоусловий седиментации, основанных на использовании высоких содержаний в исследуемой породе таких химических элементов как В, Cl, Br, I, F, характерных для морских отложений, дана в монографии Юдович Я.Э., Кетрис М.П. «Геохимические индикаторы литогенеза (литологическая геохимия)», Сыктывкар: Геопринт, 2011, С. 13, 187-200, где приведено содержание данных элементов в морских породах.

Геохимический способ был использован, например, для установления генезиса морских отложений по содержанию в них бора (Хардер Г. Геохимия бора. Изд. «Недра» М.: 1965. С. 75-76). Проанализировав собственные и многочисленные литературные (Goldschmidt V.M., Peters Cl. Zur Geochemie des Bors, Teil I und II. Nachr. Ges. d. Wiss. Math.-phys. KL. Gottingen. 1932; Brinkmann R., Degens E. Die geochemische Verteilang tiniger Elemente im Ruhrrarbon. Naturw. 43. 1956 S. 56; Ernst W., Krejci-Graf K., Werner H. Parallelisterung von Leithorizonten im Ruhrkarbon mit Hilfe des Borgehaltes. Geochim et Cosmochim. Acta 14. 1958. P. 211-223; Degens E.T., Williams E.G., Keith M.L. Environmental studies of carboniferous sediment. Bull. Am. Ass. Of Petroleum Geolog. Geologist. Part I. vol. 41. 1957. P. 2427-2455. Part II. Vol. 42. 1958. P. 981-987) данные по содержанию бора в пресноводных и морских отложениях он установил, что содержание бора 100 г/т для шельфовых (глинистых) отложений, или 200 г/т для морских глубоководных глин, является подтверждением их морского происхождения, что в настоящее время является общепринятым. Указанные содержания бора превышают среднюю концентрацию бора в пресноводных глинах (Хардер Г. Геохимия бора. Изд. «Недра» М.: 1965. С. 65) в 3 и 7 раз соответственно, то есть, по содержанию бора пресноводные и морские тонкозернистые отложения легко различимы.

Однако, для установления морских условий седиментации высокое содержание характерного для морской воды исследуемого химического элемента в осадочных породах является условием необходимым, но не достаточным. Чтобы отнести эти осадочные породы к морским, необходимо установить, накапливался ли этот элемент в исследуемых отложениях в процессе его сорбции из морской воды глинистыми минералами осадка или высокое содержание этого элемента в исследуемых отложениях определяется присутствием в осадке обломочного материала, образованного в процессе разрушения пород с высоким содержанием используемого элемента. Для этого устанавливают корреляционную связь между содержанием элемента и содержанием глинистых минералов в исследуемой осадочной породе. Наличие прямой (положительной) корреляционной связи между ними указывает на процесс сорбции бора из морской воды.

Содержание глинистых минералов в породе оценивают по количеству содержащейся в породе поровой воды, поскольку именно глинистые минералы содержат основной объем содержащейся в породе воды и между количеством глинистых минералов и количеством воды существует положительная корреляционная зависимость. О содержании воды судят по показателю «потери при прокаливании» (ППП) и при положительной корреляционной связи между содержанием исследуемого элемента (В, Cl, Br и др.) и содержанием ППП, что соответствует прямой корреляционной связи между содержанием элемента и содержанием глинистых минералов, делают вывод о морском генезисе исследуемых отложений. Для получения надежных статистических данных необходимо проанализировать 20-30 проб. Данный способ является наиболее близким к заявляемому (Терехов Е.П. Донеогеновые вулканокластические и осадочные комплексы пород дна Японского моря. Диссертация на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук. Владивосток, 1991. С. 146-148; 302).

Основными недостатками всех известных геохимических способов, являются необходимость разрушения породы для химического анализа; проведение дополнительных (20-30 шт.) анализов на содержание ППП в исследуемых породах и проведение корреляционного анализа для установления зависимости между содержаниями исследуемого элемента и содержанием глинистых минералов в породе.

Техническая проблема - разработка альтернативного способа определения генезиса морских осадочных отложений (пород).

Известно, что в процессе испарения растворов, поступающих на поверхность пород из пор образуются сезонные минералы (Сребродольский Б.И. Тайны сезонных минералов М.: Наука, 1989. С. 16; 56; 138-139).

Идея использовать состав поровой воды осадочных пород для установления генезиса (морского или пресноводного) осадочных отложений не нова. Но для ее осуществления необходимо, чтобы поровая вода в исследуемых осадочных породах сохранила особенности состава реликтовой воды древних бассейнов седиментации, то есть, чтобы поры в осадочной породе представляли собой закрытую систему. Для этого необходимо:

1). Исследуемые породы не должны быть трещиноватыми, т.е. не должны служить миграционным каналом для прохождения по ним растворов, отличающихся по составу от реликтовой воды бассейнов формирования осадков, по которым образовались исследуемые породы. В трещиноватых горных породах, мигрирующие растворы могут изменить первичный состав реликтовой поровой воды, содержащейся в этих породах.

2) Исследуемые породы не должны быть гидротермально измененными, т.е. не должны нести следов наложенного гидротермального процесса, который может привести к изменению состава реликтовой поровой воды.

Кроме этого, для того, чтобы извлечь поровую воду из породы в достаточном количестве и установить ее химический состав, потребуется специальное (мощный пресс) оборудование.

Предлагаемое решение, основанное на анализе химического состава сезонных минералов, позволяет обойти эти технические трудности.

Заявляемый способ определения генезиса морских пород типа мелкозернистые песчаники, алевролиты, алевроаргиллиты, аргиллиты, включает помещение исследуемых образцов на 3-6 месяцев в камнехранилище - изолированное от атмосферных осадков помещение, отбор с поверхности исследуемых пород проб образовавшихся сезонных минералов и последующий их химический анализ, и при обнаружении сходного элементного состава сезонных минералов с элементным составом морской воды, при содержании элементов S, Al, Si, K, Na, Mg и Fe в сезонных минералах, характерном для качественного состава морской воды, а также соотношения в минералах Na>Mg>Са делают вывод о морском происхождении исследуемых пород.

Таким образом, критерием морского генезиса отложений заявитель предлагает использовать химический состав сезонных минералов, образовавшихся на исследуемой породе, а не сравнение химического состава исследуемых пород с известным составом морских или континентальных аналогичных пород.

Технический результат - альтернативный с меньшими трудозатратами способ определения генезиса морских отложений типа мелкозернистые песчаники, алевролиты, алевроаргиллиты, аргиллиты.

Подтверждением данного вывода и заявляемого способа служат проведенные заявителем исследования образцов раннемеловых и палеоценовых осадочных пород, поднятых драгами с подводной возвышенности Ямато (Японское море) в 28-м и 33-м рейсах НИС «Первенец».

Образцы осадочных пород, поднятые на 13-и станциях драгирования (около 100 образцов), были помещены в камнехранилище и после непродолжительного (3-6 месяцев) хранения на поверхности 15-и образцов нижнемеловых (поднятых на станциях 1438, 1441, 1832) и палеоценовых пород (станция 1452) были, также как и Сребродольским Б.И., обнаружены сезонные минералы.

Осадочные породы, на поверхности которых образовались сезонные минералы, не трещиноваты и не изменены (не несут следов наложенного гидротермального процесса). Есть все основания полагать, что поры в этих породах представляют собой закрытую систему, которая сохранила характерные особенности химического состава той воды, в которой около 100 и 60 млн. лет назад формировались осадки, то есть химический состав сезонных минералов должен отражать химический состав той поровой реликтовой воды, из которой они образовались.

Исследования химического состава образовавшихся сезонных минералов были проведены с применением микрозонда СЭМ "EVO 50-XVP", оснащенного энергодисперсионной системой "INGA ENERGY 350". На раннемеловых породах были обнаружены барит, гипс и эпсомит, на палеоценовых - целестин и гипс. Все сезонные минералы представляют собой агрегаты кристаллов, которые далее подвергались нами анализу.

На приведенных ниже Фиг. 1-4 указаны номера образцов, где первые 4-е цифры являются номером станции драгирования, остальные - номера проб, каждый анализ представляет собой анализ кристалла минерала в точке.

На Фиг. 1 представлены:

хемогенно-осадочные минералы:

1441-1п - пластинка осадочно-хемогенного барита, образовавшегося при формировании осадков в раннемеловом морском бассейне седиментации;

1452-Кр-1б - крупные кристаллы барита, образованные на поверхности гальки, представляющие собой цемент конгломерата, формировавшегося в палеоценовом морском бассейне седиментации; сезонные минералы:

1441-1с - тонкоигольчатый барит, выросший в хранилище на поверхности раннемелового алевроаргиллита;

1441-б-1 - белые «землистые» образования эпсомита, выросшие в хранилище на поверхности раннемелового мелкозернистого песчаника;

1452-4-1а (г) - агрегаты (белые шарики) кристаллов гипса, образованные в хранилище на поверхности палеоценового алевроаргиллита;

1452-4-1а (ц) - «лучистые» агрегаты целестина (видимого только в электронном микроскопе), выросшие в хранилище на поверхности того же образца (1452-4-1а) алевроаргиллита;

на последнем снимке масштаб 2 мкм (0,002 мм), на остальных масштабная линейка 1 см.

На Фиг. 2 представлены образцы сезонного гипса, образованного в условиях хранилища на поверхности осадочных пород, а также

1832 - агрегаты (белые «шарики») кристаллов гипса на поверхности спила раннемелового алевроаргиллита;

1437-а, 1441-1лш, 1441-2гс - агрегаты («шарики», «розетки») кристаллов гипса на поверхности раннемеловых алевроаргиллитов;

1452-4-1a, 1452-4-1-2в - агрегаты («шарики») кристаллов гипса на поверхности палеоценовых алевроаргиллитов. Масштабная линейка 1 см.

Фиг. 3. Таблица химического состава осадочно-хемогенных баритов - образцы 1441-1п и 1452-Кр-1 и сезонных минералов - образцы 1441-1с - барит, 1441-б-1 - эпсомит, 1452-4-1а (ц) - целестин.

Фиг. 4. Таблица химического состава образцов сезонного гипса из осадочных пород подводной возвышенности Ямато (Японское море), где

1438-1-1 - гипс, образованный на поверхности раннемелового мелкозернистого песчаника, морфологически аналогичен сезонному гипсу, образованному на поверхности раннемелового алевроаргиллита (Фиг. 2, обр. 1437-а);

1441-2гпм - гипс, образованный на поверхности раннемелового алевроаргиллита, морфологически аналогичен сезонному гипсу, образованному на поверхности раннемелового алевроаргиллита (Фиг. 2, обр. 1441-2гс);

1452-4-1а (г) - гипс, образованный на поверхности палеоценового алевроаргиллита;

1452-4к, 4ап, 4ас, 4-1с, 4а-1 - гипс, образованный на поверхности палеоценовых алевроаргиллитов, морфологически аналогичен сезонному гипсу, образованному на поверхности палеоценовых алевроаргиллитов (Фиг. 2, обр. 1452-4-1а и 1452-4-1-2в).

Согласно представленной таблице (Фиг. 3) химический состав воды, из которой сформировался сезонный барит (обр. 1441-1с) характеризуется высоким содержанием S и K, являющихся основными компонентами морской воды, а также высоким содержанием таких элементов как Sr, Fe, Si, Cu, Ti, Zn -характерных для морской воды. В виде примеси присутствуют Na, Mg, Са - главные элементы морской воды.

Теоретически отношение Ba/S в баритах должно быть 4,28, в исследуемых баритах оно меньше «нормы» (в среднем в 1,65 раз), это указывает на то, что поровый раствор в процессе образования сезонного барита был недосыщен Ва по отношению к S. При росте кристаллов в растворах, недосыщенных катионом основного вещества, недостаток этих катионов (в нашем случае недостаток Ва²⁺) восполняется эквивалентным количеством катионов других элементов, присутствующих в растворе (http://www.chemical-analysis.ru/co/a1/27soosaideni.php).

Эта закономерность проявилась в элементном составе примеси в сезонном барите (обр. 1441-1с, Фиг. 3) и ее количественном взаимоотношении с Ва. Примесь представлена катионами K, Mg, Na, Са - являющихся основными компонентами морской воды, при этом содержание K, Mg, Na растет с падением содержания Ва. Аналогичную картину мы наблюдаем в распределении содержаний Al и Si - элементов, характерных для морской воды.

Во всех пробах сезонного барита обр. 1441-1с (пробы 8, 9, 10, Фиг. 3), где присутствует примесь Na, Mg и Са, количественное соотношение этих элементов Na>Mg>Ca характерно для морской воды, так как для пресной воды это соотношение составляет Са>Mg>Na или Са>Na>Mg (Алекин О.А., Ляхин Ю.И. Химия океана Ленинград. Гидрометиздат. 1984. С. 26).

Вышеприведенное исследование позволяет сделать следующий вывод: химический состав сезонных баритов, образованных на поверхности раннемеловых осадочных пород указывает на то, что состав поровой воды (качественный состав элементов характерный для морской воды; высокое содержание S, K - элементов, являющихся основными компонентами морской воды; высокое содержание Sr, являющегося индикатором морских условий седиментации; соотношение содержаний Mg>Na>Ca характерное для морской воды), сохранившейся в этих породах отражает состав морской воды. Это говорит о морских условиях седиментации в раннемеловом бассейне в районе подводной возвышенности Ямато.

Известно, что значительная часть раннемеловых и палеоценовых отложений, установленных на подводной возвышенности Ямато, формировалась в условиях эвапоритизации (испарения) морской воды (Терехов Е.П. Донеогеновые вулканокластические и осадочные комплексы пород дна Японского моря. Диссертация на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук. Владивосток, 1991. С. 158-175, 199-203; Можеровский А.В., Терехов Е.П. Аутигенные минералы цемента раннемеловых и палеоценовых осадочных пород подводной возвышенности Ямато (Японское море) // Тихоокеанская геология. 1999. Т. 18. № 1. С. 69.

В сульфатной стадии галогенеза морской воды образовался и хемогенно-осадочный барит (Фиг. 1, обр. 1441-1п). Химический состав этого барита имеет очевидное сходство с составом сезонного барита (Фиг. 1. обр. 1441-1с). Как для 1-го, так и для 2-го характерно высокое содержание Sr и W и «антагонизм» между этими элементами: в тех пробах, где присутствует Sr (Фиг. 3, обр. 1441-1п, пробы 1, 3, 4; обр. 1441-1c, пробы 1, 2, 3, 8) - отсутствует W и, наоборот - в пробах, где присутствует W (Фиг. 3, обр. 1441-1п, пробы 2, 6, 7; обр. 1441-1с, пробы 4-7, 10) - отсутствует Sr. Наблюдается одинаковый качественный состав микроэлементов: Cu, Ti, Zn (Фиг. 3, обр. 1441-1п, Cu - проба 6; Ti - пробы 4, 5; Zn - пробы 3, 6; обр. 1441-1с, Cu, Ti, Zn - пробы 1-3, 5-10). Характерно высокое содержание Fe в пробах с относительно низким содержанием Ва (ниже 50% в 1-х и ниже 38% во 2-х). Оба типа баритов осаждались из растворов недосыщенных Ва (Ba/S меньше 4,28), состав примеси в обр. 1441-2п (Фиг. 3, пробы 6, 7) и обр. 1441-1с (Фиг. 3, пробы 1-10) один и тот же (Al, Si, K, Mg, Na) и распределение содержания элементов примеси аналогичное - содержания Al, Si, K, Mg в хемогенно-осадочном барите растут по мере уменьшения содержания Ва (Фиг. 3, обр. 1441-1п и 1441-1с). Таким образом, химический состав хемогенно-осадочного барита, образованного в условиях морского раннемелового бассейна имеет очевидное сходство с составом сезонного барита, сформировавшегося в условиях камнехранилища на поверхности раннемеловых осадочных пород.

Это указывает на то, что растворы, из которых образовались исследуемые (хемогенно-осадочный и сезонный) бариты, были близки по составу. Осадки, по которым образовались раннемеловые алевроаргиллиты, содержащие прослой хемогенно-осадочного барита (Фиг. 1, обр. 1441-1п), формировались в морских условиях. Очевидно, что и осадки, по которым образовались раннемеловые алевроаргиллиты (Фиг. 1, обр. 1441-1с), в которых установлен сезонный барит, также формировались в морских условиях. Это подтверждает вывод о морском генезисе осадков, по которым образовались породы, на поверхности которых в камнехранилище образовался барит.

На Фиг. 3 также приведены химические анализы баритового цемента палеоценового конгломерата (обр. 1452-Кр-1б) и сезонного целестина (SrSO₄), образованного на поверхности палеоценового алевроаргиллита (обр. 1452-4-1а (ц)). Выборка анализов целестина незначительна, но позволяет судить о составе поровой воды, сохранившейся в алевроаргиллите. Поровая вода представляла насыщенный по S и Sr раствор. При формировании в камнехранилище целестина (SrSO₄) раствор был недосыщен Sr по отношению к S, т.к. отношение Sr/S (Фиг. 3, обр. 1452-4-1а, пробы 1 и 2) равно 2,3 при норме 2,74, что и определило большое содержание в этом минерале примеси других элементов. Состав поровой воды кроме высоких содержаний S и Sr, характеризовался также высоким содержанием Si, Al, Fe - элементов характерных для морской воды и присутствием K, Na, Mg, Са - являющихся основными компонентами морской воды. Соотношение содержаний элементов Na=Ca>Mg в 1-й пробе целестина не позволяет оценить условия (морские или континентальные) осадконакопления, соотношение содержаний этих элементов во 2-й пробе - Mg>Na>Ca - указывает на морские условия седиментации.

Исследование химического состава сезонного целестина говорит о том, что состав поровой воды (качественный состав элементов, высокое содержание S, Sr, Si, Al, Fe - элементов характерных для морской воды и соотношение содержаний Mg>Na>Ca в 1-й из 2-х проб) из которой он образовался отражает состав морской воды. Это указывает на морские условия осадконакопления в палеоценовом бассейне района возвышенности Ямато.

Целестин обычно образуется в процессе эвапоритизации морской воды. В непрерывной колонке эвапоритовых отложений Sr закономерно обогащает слои, пограничные между доломитами и гипсами (ангидритами). Именно к этому моменту (к началу сульфатной стадии галогенеза) развития эвапоритового бассейна приурочено начало выделения стронция в самостоятельную минеральную фазу - целестин (Юдович Я.Э., Майдль Т.В., Иванова Т.И. Геохимия стронция в карбонатных отложениях (В связи с проблемой геохимической диагностики рифов). Ленинград. Наука. 1980. C. 16).

Таким образом, морские условия седиментации в палеоценовом бассейне, на которые указывает химический состав сезонного целестина согласуются с известными (эвапоритизация морской воды) условиями формирования целестина.

Химический состав целестина, образованного на поверхности палеоценового алевроаргиллита имеет те же основные характеристики химического состава, что и сезонный барит, образованный на поверхности раннемелового алевроаргиллита. Химический состав указанных целестина (Фиг. 3, обр. 1452-4-1а (ц) и барита (Фиг. 3, обр. 1441-1с) отличается отсутствием в 1-м, (1452-4-1а (ц)) элементов W, Cu, Ti, Zn, характерных для 2-го (1441-1с) что, по-видимому, объясняется различным микроэлементным составом морских вод палеоценового и нижнемелового бассейнов седиментации. Различие в микроэлементном составе этих бассейнов подтверждается химическим составом палеоценового хемогенно-осадочного барита (Фиг. 3, обр. 1452-Кр-1б), образованного в условиях морского палеоценового бассейна. В составе этого барита, также как и в составе сезонного целестина (1452-4-1а(ц)), отсутствуют W, Cu, Ti, Zn.

Состав сезонного эпсомита (Фиг. 3, обр. 1441-б-1) указывает на высокое содержание в реликтовой поровой воде раннемелового мелкозернистого песчаника Mg и S - основных элементов морской воды. Этот минерал характерен для сульфатной стадии галогенеза морской воды. Очевидно, что сам минерал и его состав указывают на морские условия седиментации.

Согласно Фиг. 4, анализы большинства проб сезонного гипса, образованного на поверхности раннемеловых и палеоценовых осадочных пород отражают недосыщенность порового раствора (из которого образовался сезонный гипс) Са по отношению к S, т.к. отношение Ca/S в гипсе «в норме» должно быть 1,25. Раствор был недосыщен Са незначительно, отношение Ca/S «нормы» к Ca/S в пробе с самым низким содержанием Са отличается в 1,3 раза, а в среднем - в 1,1 раз. Слабая недосыщенность поровой воды Са определила присутствие в гипсе незначительного количества химических элементов примеси, по сравнению с сезонными баритом (Фиг. 3, обр. 1441-1с) и целестином (Фиг. 3, обр. 1452-4-1а (ц)), что затрудняет определение генезиса осадков, по которым образовались исследуемые породы. Для большинства проб сезонного гипса, образованного на раннемеловых породах, характерно наличие заметной примеси Al, Si и присутствие (в единичных пробах высокое содержание) K, Na, Mg, Fe. Все эти элементы характерны для морской воды. В единичных пробах сезонного гипса, образованного на поверхности мелкозернистого песчаника установлено высокое содержание Sr и очень высокое (18,4%) содержание В (Фиг. 4, обр. 1438-1-1, проба 5), являющихся индикатором морских условий седиментации. Присутствие Cu, Zn, и Ti в единичных пробах сезонного гипса, образованного на поверхности раннемеловых алевроаргиллитов (Фиг. 4, обр. 1441-1-ЛШ и обр. 1441-2гпм) подтверждает установленный нами ранее специфический микроэлементный состав воды раннемелового бассейна седиментации.

Состав гипса, образовавшегося на палеоценовых породах, характеризуется высоким содержанием S, что характерно для морской воды, частым присутствием Si и редким - Al и Fe - все эти элементы, также характерны для морской воды. Элементный состав поровой воды, из которой образовался гипс, наиболее полно отразился в составе единичной пробы (Фиг. 4, обр. 1452-4ап, проба 2,), имеющей самое низкое отношение Ca/S равное 1,04 (при норме 1,25). Проба характеризуется высоким содержанием элементов - S, Al, Si, K, Na, Mg и Fe - характерных для качественного состава морской воды.

Проведенное изучение химического состава гипса, образованного в условиях камнехранилища на поверхности раннемеловых пород, а именно, качественный элементный состав, высокое содержание S - основного компонента морской воды, высокое содержание Sr и В - являющихся индикаторами морской седиментации, позволяет достаточно уверенно говорить, что состав поровой воды, из которой сформировался гипс, отражает состав морской воды. Что указывает на морские условия седиментации в раннемеловом бассейне в районе возвышенности Ямато.

Исследование состава гипса, образовавшегося на палеоценовых породах (высокое содержание во всех пробах S - основного компонента морской воды и качественный элементный состав в единичной пробе) позволяют лишь предполагать сходство составов поровой воды (сохранившейся в породах) и морской и, следовательно, морские условия седиментации в палеоценовом бассейне района возвышенности Ямато.

Исследованы сезонные минералы, образованные в камнехранилище на поверхности раннемеловых (барит, эпсомит, гипс) и палеоценовых (гипс, целестин) осадочных пород, драгированных с подводной возвышенности Ямато. Химический состав этих минералов говорит о том, что осадки, по которым образовались исследуемые породы, формировались в морских условиях седиментации.

Поскольку химический состав сезонных минералов определяется только составом поровой воды, то их образование на поверхности пород типа мелкозернистые песчаники, алевролиты, алевроаргиллиты, аргиллиты не зависит от возраста отложений.

Несмотря на то, что предлагаемый нами способ установления генезиса морских отложений применим только к морским осадочным породам, на поверхности которых в камнехранилище образовались сезонные минералы, он имеет важное практическое значение при изучении геологического строения районов, детальное опробование которых невозможно. В нашем случае способ применим при геологических исследованиях подводных морфоструктур морей и океанов. Обычно, в одной и той же драге поднимаются однотипные осадочные породы, в условиях камнехранилища на одних образцах этих пород образуются сезонные минералы на других - нет. Первые (с «сезонными минералами) и вторые (без сезонных минералов) принадлежат одному геологическому разрезу одного и того же породного бассейна. Установив морской генезис осадков, по которым образовались породы, содержащие сезонные минералы, мы определяем условия осадконакопления для всего бассейна седиментации.

Изобретение относится к геологии и может быть использовано при определении генезиса морских осадочных отложений, а именно мелкозернистых песчаников, алевролитов, алевроаргиллитов и аргиллитов. Для этого помещают исследуемые породы в камнехранилище (изолированное от атмосферных осадков помещение) на 3-6 мес. Затем проводят анализ образовавшихся на породах сезонных минералов, причем критерием морского генезиса морских отложений служит химический состав образовавшихся на поверхности осадочных пород сезонных минералов. При обнаружении сходного элементного состава сезонных минералов с элементным составом морской воды и содержании элементов S, Al, Si, K, Na, Mg и Fe в сезонных минералах, характерном для качественного состава морской воды, а также соотношения в минералах Na>Mg>Са, делают вывод о морском происхождении исследуемых пород. Способ обеспечивает определение генезиса осадков при геологических исследованиях подводных морфоструктур морей и океанов для всего бассейна седиментации. 4 табл., 2 ил.

Способ определения генезиса морских пород типа мелкозернистые песчаники, алевролиты, алевроаргиллиты, аргиллиты, включающий помещение образцов на 3-6 месяцев в камнехранилище - изолированное от атмосферных осадков помещение, отбор с поверхности исследуемых пород образцов проб образовавшихся сезонных минералов и последующий их химический анализ, и при обнаружении сходного элементного состава сезонных минералов с элементным составом морской воды, при содержании элементов S, Al, Si, K, Na, Mg и Fe в сезонных минералах, характерном для качественного состава морской воды, а также соотношения в минералах Na>Mg>Са делают вывод о морском происхождении исследуемых пород.