Факторы, влияющие на морфологию железо-марганцевых конкреций

14.07.2020

Морфологические особенности железо-марганцевых конкреций и корок могут определяться рядом факторов, из которых наиболее важными являются источники элементов, природа и возраст ядер, условия формирования и диагенетические процессы. Вероятно, главным фактором, определяющим основные морфологические черты конкреций, особенно их форму, является ведущий способ при вноса элементов, с помощью которого конкреции получают слагающие их компоненты. Хотя источники элементов в железо-марганцевых окисях в общем уже рассмотрены, напомним, что элементы поставляются в конкреции или из наддонной морской воды, или из нижележащих иловых вод, В окислительных пелагических условиях с небольшой скоростью аккумуляции осадков корки являются наиболее обычными рудными образованиями на обнажениях горных пород. Они должны получать все свои компоненты из морской воды, поскольку покоятся на субстрате, через который иловые воды пройти не в состоянии. Конкреции, образующиеся во многих глубоководных районах, находящихся под воздействием течений, вероятно, также получают слагающие их металлы из морской воды и становятся изометричными в результате перекатывания на дне (рис. 31, а). В озерах и мелководных прибрежных районах, где существуют восстановленные осадки, напротив, диагенетический круговорот элементов в их толще и их направленная вверх миграция являются важными факторами, влияющими на морфологию конкреций (рис. 31,б). Например, Mn, мигрирующий снизу в иловых водах, отклоняется к краевым частям потенциальных ядер и осаждается на или около границы между окисленными и восстановленными осадками. Таким способом могут формироваться дисковидные конкреции, столь обычные в мелководных областях. Тонкие окисные пленки, которые иногда наблюдаются на верхней стороне различных ядер, развиваются в окисные «кольца на вершине». Они, вероятно, сложены частично элементами, осаждающимися из наддонных вод, и, как полагают, последние вместе с привпосом элементов снизу формируют шкивоподобные структуры на выступающих частях дисковидных озерных конкреций, описанных Созанским и Кроненом. Обычное отсутствие рудной оболочки па нижней поверхности ядер озерных конкреций, вероятно, обусловлено их захоронением в восстановленном осадке.

Для некоторых пелагических конкреции имеются доказательства поступления элементов и сверху, и снизу. Как отмечалось, своеобразная морфология «котлетоподобных» конкреций из «рудной зоны» северной части Тихого океана указывает на то, что они не переворачивались в осадках, по крайней мере на последнем этапе истории их роста. Рааб считает, что различия в составе верхней и нижней частей некоторых исследованных нм конкреций обусловлены накоплением элементов на нижней поверхности и растворением — на верхней. Ряд авторов, напротив, полагают, что эти черты, как и морфологические различия верхней и нижней поверхностей, лучше объясняются накоплением элементов из морской воды на верхней поверхности и из иловых вод — на нижней (рис. 27). Однако при послойном изучении этих конкреций выяснилось, что внутренние слон имеют относительно однообразный состав и сильно отличаются от Bнешних слоев. Это, по-видимому, противоречит поступлению элементов сверху и снизу, если не считать, что самая последняя фаза роста нетипична или что различия между внутренними и внешними слоями обусловлены диагенетическим перераспределением вещества внутри конкреции, как было постулировано в других случаях Кроненом и Тумсом, Соремом и Фостером, Мерреем и Бревером и др. Выше уже отмечалось, что на поверхности «экваториальной» выпуклости этих конкреций обильны органогенные структуры. Предполагается, что сами организмы, по крайней мере частично, ответственны за образование выпуклостей, так как агглютинируют здесь больше материала, чем обычно.

Помимо источников вещества важными факторами, воздействующими на форму железо-марганцевых конкреций, являются форма, возраст и природа их ядер. Как уже было показано, ядра конкреций определяют форму наиболее ранних конкреционных слоев, и, поскольку неровности со временем сглаживаются, молодые конкреции с большими ядрами, вероятно, обладают более неправильной формой, чем более зрелые их разновидности. Тем не менее форма ядра может влиять па морфологию конкреции в процессе ее роста. Уже говорилось о цилиндрических конкрециях, образовавшихся вокруг гвоздей. Сходным образом эллипсоидальные конкреции чаще всего содержат эллиптические ядра, а морфология многоядерных конкреций в основном определяется формой, размером и относительным расположением отдельных ядер.

Энергетический уровень среды формирования рудных образований также важен для морфологии конкреций. Например, в районах сильных придонных течений накопление осадков минимально, и конкреции могут срастаться друг с другом. В некоторых районах, таких, как, например, плато Блейк, осадки не накапливаются на больших площадях, и формируются не отдельные железо-марганцевые конкреции, а «мостовые» из них.

Роль трещин в контроле морфологии конкреций обсуждалась Хейе, Созанским и Кроненом, Раабом и Мейланом и др. Хейе доказывал, что образование трещин в конкрециях является их возрастной особенностью. Этот процесс ограничивает размер конкреций, и отломанная часть может служить ядром для нового нарастания железо-марганцевых окисей. Подобное явление часто наблюдается в «рудной зоне» Тихого океана, где относительно небольшие, почти изометричные конкреции часто содержат в качестве ядер обломки ранее существовавших конкреций. Образование трещин и последующее их залечивание железо-марганцевыми окисями обычны в дисковидных конкрециях озер Шебандован. Трещины обычно волосовидные. Радиальные трещины часто почти достигают края конкреции. Залеченные трещины обычно возвышаются над поверхностью конкреции, но не доходят до активных «фронтов» на ее краях. Это позволяет предположить, что происходит диагенетическое растворение внутренних концентров, которое вместе с образованием трещин может быть фактором, ограничивающим размер конкреций и вызывающим в конце концов их деструкцию.

На характер поверхности конкреций и корок также может влиять ряд факторов, включающих и те из них, которые определяют форму конкреций. Например, рассуждения об источниках элементов привлекались для объяснения различий в структуре верха и низа конкреций. Гранулярные или гроздевидные (почковидные) поверхности обычно наблюдаются на контакте с осадками в нижней части многих конкреций, в то время как верхние части, контактирующие с морской водой, обычно гладкие. Однако соотношение характера поверхности и способа привноса элементов в конкреции может быть и не столь прямолинейным. Мурби сообщил, с одной стороны, о конкрециях с гладкой поверхностью из районов, где следует ожидать диагенетический привнос элементов из подстилающих осадков, а с другой стороны — о неправильной гранулярной поверхности корок, которые должны получать элементы из наддонной морской воды. Ситуация осложнена возможностью эрозии сформировавшихся конкреций при изменении условий среды. Мурби описал конкреции, на которых выступающие участки стали гладкими, а в депрессиях сохранилась гранулярная поверхность. Более того, в районах сильных придонных течений, где осадки могут переноситься в суспензии, сильно «полированные» конкреции по внешнему виду явно отличаются от «нормальных» разностей, найденных здесь же. Сходные черты характера поверхности конкреции с радиометрическим возрастом наружной оболочки 300 тыс. лет описал Хейе. Как уже отмечалось, биологические агенты также могут влиять на характер поверхности конкреции, однако для лучшего понимания этой проблемы необходимы дополнительные исследования.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2020
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна