Диагенез. Определение по Н.М. Страхову. Факторы диагенеза.

Стадия превращения осадков в горные породы или, если подходить минералогически, как главную стадию аутигенного минералообразования.

Условия/факторы диагенеза характеризуются прежде всего высокой (более 50%, в глинистых осадках - до 80-90%) влажностью, обилием бактериального мира, общей физико-химической неравновесностью, изменчивыми Eh и рН, высокой концентрацией большинства веществ в иловых водах и проницаемостью осадка, обеспечивающей обмен ионами и газами.

Высокая влажность приводит к растворению твердой фазы, гидролизу силикатов, органического вещества и других соединений, гидратации, создает условия для реакций в растворах (наиболее легкая форма взаимодействия) и облегчает диффузный обмен.

Обилие бактериального мира: насыщенность живой энергией осадка способна глубоко его переработать, прежде всего истребить весь кислород, затем - отнять его и восстановить окислы железа, марганца, хрома и другие, а когда и этот резерв использован - вступают в работу сульфатре-дуцирующие бактерии, восстанавливающие их до сульфидов с дополнительным выделением сероводорода Одновременно бактерии глубоко преобразуют органическое вещество и продуцируют СО₂, Н₂, NH3, СН4, H2S, а также освобождают огромные массы малых и редких элементов, переводя многие из них в подвижное, растворенное состояние (фосфаты, соединения железа, ванадия, урана и т.д). Количество бактерий зависит прежде всего от наличия питательных веществ, главным образом органического вещества. Максимальное содержание живых бактерий приурочено к верхним 20-30 см осадка, т.е. к барьерной зоне, находящейся в условиях открытой системы по отношению к наддонной воде. Ниже количество бактерий довольно быстро уменьшается, аэробные бактерии сменяются анаэробными.

Резкая физико-химическая неравновесность осадка, уравновешенного лишь механически. Осадок - смесь разнообразных по восстановленности или окисленности компонентов, по их щелочно-кислотным параметрам, растворимости, комплексам поглощенных катионов и т.д. Он является суммой компонентов разных источников и разного характера. Эти компоненты образовались не вместе, как образуются минералы, например, в магматической породе, не в одних лишь условиях, но часто резко гетерогенны и объединены только механически. Между ними сразу возникают процессы выравнивания неравновесности, являющейся мощнейшей силой диагенеза, нередко глубоко преобразующей осадок, делающей его часто неузнаваемым.

Окислительные условия в верхней зоне осадка (0-1 м и больше, в илах часто меньше 1 см) и восстановительные ниже, возникающие вследствие жизнедеятельности бактерий и разложения органического вещества.

Eh и рН меняются и на площади, зонально, от берега к центру моря или океана: от окислительных и кислых до восстановительных и щелочных, а в океане, в красных глинах - снова до окислительных условий. Эти параметры меняются и по типам осадков. Пески обычно менее восстановлены по своим иловым водам, чем глинистые и другие тонкие осадки, карбонатные имеют щелочную реакцию.

Движущими силами диагенеза, таким образом, являются количество и качество живых организмов и органического вещества - захороненной солнечной энергии, общая неравновесность вещества осадка и отчасти энергия химических реакций, вероятно, в основном экзотермических, и радиоактивный распад. Температура и давление (оно к тому же в основном гидростатическое) низкие, поэтому играют еще малую роль. Начинает проявляться геологическое время, значительно более длительное, чем стадии переноса и отложения. Поэтому даже медленные изменения приводят к заметным результатам. С энергетической стороны диагенез - продолжение седиментогенеза, особенно это справедливо для первой его стадии, которая не должна включаться в диагенез.