Классификация силицитов

Второстепенными минералами являются карбонаты, оксиды и гидроксиды железа, глауконит, хлориты, полевые шпаты, слюды, глинистые минералы, сульфиды железа и др. Для пород биогенного происхождения породообразующими организмами являются диатомовые водоросли, радиолярии и губки, сложенные опалом, иногда частично перекристаллизованным до халцедона. Характерна примесь органического вещества.

Химический состав. Основу химического состава силицитов всегда составляет кремнезем, доля которого нередко превышает 80%. Обычными примесями служат оксид железа и глинозем (табл. 17). В потери при прокаливании (ППП) входит и аморфная вода, характерная для коллоидного опала, содержание которой может достигать 10% массы породы.

Текстура. Для силицитов в зависимости от генезиса отмечены разнообразные текстуры – конкреционная, массивная, полосчатая, слоистая, пористая, пятнистая и др.

Структура. Структура кремниевых пород зависит от генезиса, вещественного состава и степени метаморфизации. Типичны органогенные (биоморфные), натечные (колломорфные), микрозернистые, порошковатые и другие структуры.

Диагностические признаки. Кремниевые породы отличаются, как правило, светлой окраской, за исключением яшмы и кремней, и пониженной плотностью. Твердость обычно высокая – у халцедоновых разностей (порода режет стекло). Гейзериты, кремнистые туфы, опоки и трепелы характеризуются высокой пористостью (прилипают к языку) и низкой твёрдостью. В отличие от карбонатных пород, не реагируют с соляной кислотой.

Таблица 17

Химический состав силицитов, мас. %

Примечания: 1 – диатомит (палеоген, Ульяновская обл., данные Бушинского); 2 – радиолярит (Индонезия, по Швецову, 1958); 3 – спонголит (олигоцен, Грузия, то же); 4 – трепел (мел, Донбасс, п. Амвросиевка); 5 – опока (турон, Калужская обл., по Швецову, 1958); 6 – яшма (девон, Южный Урал, Орск); 7 – кремень (турон, г. Краматорск); 8 – гейзерит (Камчатка, по Устиновой, 1958).

Характеристика основных типов пород. Гейзериты и кремнистые туфы имеют светлую окраску, пористые, хрупкие. Залегают в виде неправильной формы образований, натеков, корочек и т.п. Образуются из вод горячих источников (кремнистые туфы) и гейзеров, поэтому характерны для районов современной вулканической деятельности (Камчатка, Исландия, Кавказ). Состоят почти целиком из опала. Выпадение кремнезема из водного раствора на поверхности Земли обусловлено резким снижением степени его растворимости в воде в условиях пониженных температур и давления.

Кремневые конкреции (кремни) – плотные и довольно твердые породы с раковистым изломом. В основном, окрашены в темные тона – серые, темно-серые, черные. Исключением являются кремни, образующие прослои в известняках и мелу и имеющие белую окраску. Для них характерен разнообразный минеральный состав в зависимости от возраста: молодые образования состоят из опала и халцедона, более древние – халцедона и кварца. Темная окраска кремней нередко обусловлена присутствием органических примесей, глинистого вещества, сульфидов железа. Размеры кремневых конкреций весьма различны и могут достигать 0,5 м в диаметре. Образование кремневых конкреций является результатом процессов диагенеза.

Пример описания

Кремень темно-серый с ко­ричневатым оттенком, характеризуется жирным блеском, сливной (афанитовой) структурой, не­слоистый. Наблюдается раковистый излом, с острыми режущими просвечивающими краями, крепкий, при ударе высекает искру, не вскипает с HCl, представ­ляет собой крупную неправильную конкрецию караваеобразной формы размером 25 – 30 см в диаметре. На поверхности конкреции отмечаются примазки коричневато-серого мергеля (реакция с HCl с образованием грязного пятна).

Яшмыпредставляют собой наиболее сильно измененные типы кремниевых образований. Поэтому они не содержат в своем составе опала и сложены халцедоном или кварцем с примесью халцедона. Процессы преобразования первичных кремниевых выделений, происходящие на стадиях катагенеза и метагенеза, и их перехода в яшмовидные и яшмовые сопровождаются значительной перестройкой первичной структуры и текстуры, а также появлением разнообразной окраски – красной, зеленой, бурой, серой, черной, малиновой. Окраска обусловлена различными механическими примесями – оксидами и гидроксидами железа, глинистыми минералами, хлоритами, иногда эпидотом, марганцовистыми соединениями, органическим веществом.

Кремнистые сланцысостоят из кварца, халцедона и опала, иногда с примесью тонкорассеянного углистого вещества. Отличаются черной или темно-серой окраской, полосчатой и сланцевой текстурой, иногда массивной. Черные кремнистые сланцы называются лидитами, более светлые тонкослоистые – фтанитами. Образуются на стадиях катагенеза и метагенеза и встречаются в протерозойских и относительно древних палеозойских толщах.

Диатомиты– светлые легкие микропористые породы с низкой твердостью и объемным весом 0,4-0,8 г/см³. Сложены скорлупками диатомовых водорослей, сцементированных опалом. Нередко имеют тонкослоистую текстуру. Отлагаются в морских условиях и образуют глубоководные диатомовые илы четвертичного возраста, реже – озерные диатомовые осадки.

Радиоляритытакже отличаются микрослоистой текстурой, но имеют серую или темно-серую окраску. Состоят из опала, в однородной массе частиц которого рассеяны многочисленные скелетные остатки радиолярий. Типичны глубоководные радиоляриевые илы.

Спонголиты имеют различную окраску (белую, серую, зеленоватую), это довольно плотные или пористые породы. Состоят из спикул кремневых губок, сцементированных опалом. Часто в качестве примесей содержат частицы кварца алевритовой или песчаной размерности, а также глауконит. Присутствуют породы переходного состава – кремниево-обломочные и кремниево-глауконитовые, в которых кремниевая составляющая представлена спикулами губок и опалом. В современных обстановках образуются в морях на глубине 250-500 м.

Трепелы и опоки– очень легкие породы светлой окраски с низким объемным весом (трепел – 0,7-1,4; опока – 1,1-1,8 г/см³). Сложены опалом в форме микроскопических шарообразных выделений и цементирующей его сплошной массы. В небольших количествах встречаются остатки кремниевых организмов. Образовались, вероятно, в процессе диагенеза и особенно катагенеза первичных диатомитов и спонголитов. Характерна примесь терригенного материала, количество которого переменно и может превышать 50% (опоковидные или трепеловидные породы). Примером являются опоковидные песчаники, алевролиты, аргиллиты и глины. Другие разности опок и трепела могут содержать в качестве примеси карбонатный материал, в связи с чем выделяют переходные между кремниевыми и карбонатными породами разности. В частности, выделяют кремниевый мел и мергель, содержащие до 50% кремнезема, и карбонатные трепелы и опоки (до 50% карбоната кальция).

Генезис. Большинство типов кремниевых пород представляет собой отложения водоемов. Особенно широко распространены морские отложения (многие диатомиты, кремни, яшмы, спонголиты, опоки и трепелы). Реже встречаются озерные образования (диатомиты, кремни). Основной причиной высвобождения кремнезема в осадочной оболочке Земли являются процессы химического выветривания. Концентрация кремнезема и его выпадение в осадок обусловлены биогенными, хемогенными или литогенетическими процессами. Кроме того, тесная связь кремниевых толщ с подводными эффузивами и туфами дает основание предполагать вулканогенное происхождение кремнезема.

Применение. Кремниевые породы являются важным полезным ископаемым. Яшмы служат в качестве ценного декоративного материала для изготовления различных изделий. Трепелы и опоки применяют при изготовлении кремнистого цемента или в качестве добавок к обычному цементу, используют как тепло- и звукоизоляционный материал и поглотители. Кремни служат в качестве теплостойкого материала при изготовлении ступок, шлифовальных шкурок, как абразивный материал и т.д. Лидиты используются как пробирный камень и точильные бруски. Диатомиты применяются в изоляции, в сахарной промышленности для очистки и частичного обесцвечивания сахарных сиропов, а также для очистки растительных масел и нефтепродуктов. Они являются хорошим строительным материалом.

Месторождения. Наиболее известные месторождения яшмы расположены на Урале и Алтае, трепела и опок – в Поволжье, Донбассе, Украине.

Вопросы для самопроверки

1. Охарактеризуйте классификацию и вещественный состав кремниевых пород.

2. Перечислите диагностические и структурно-текстурные признаки кремниевых пород.

3. Перечислите основные генотипы силицитов.

4. Как образуются силициты?

5. Где используются кремниевые породы?