Средний и поздний катагенез. Характерные условия и процессы. Особенности шкалы эпигенеза по Н.Б. Вассоевичу.

Катагенез – стадия жизни породы после диагенеза, до метогенеза. это стадия глубинного преобразования осадочных пород под влиянием повышенных температур и давления и подземных минерализованных вод. Доминирующие процессы - физико-механические, т.е. уплотнение пород под нагрузкой вышележащих толщ. Важнейшими движущими силами катагенеза являются: температура, давление (литостатическое, стрессовое, гидростатическое), растворимые в воде минеральные и газообразные вещества, pH и Eh подземных вод, естественная радиоактивность, а также продолжительность их воздействия.

Глубина от 2-3 км до 5-6 км.

Температура 100-200⁰.

Давление от 700-800 до 1200-1500 атм.

Пористость уменьшается от 15% до 2%

Главный процесс – уплотнение, приводящее к исчезновению пористости Оно осуществляется следующим способом:

- отжатие зерен (обломков глин, глинистых сланцев, слюд и др.) вокруг крепких (кварца, кварцитов, кремней, гранитов и др.)

- поровое пространство заполняется цементом – кварцевым, полевошпатовым, кальцитовым, хлориовым и др.

- в существенно кварцевых песчаниках происходит растворение в твердом состоянии под давлением кварцевых зерен по микростилолитовым.

- происходит дальнейшее отжатие воды из глинистоно вещества, глины теряют способность к размоканию и превращаются в аргиллиты. Растворение составных частей породы. Изменение термобарических и геохимических условий сопровождается нарушением равновесия между твердой (минеральной и органической), жидкой и газообразной фазами. Это приводит к растворению их в подземных водах, конденсате. Следствие – образование в породах каверн, расширение трещин, повышение минерализации подземных вод до 20-30г/100г раствора, а также присутствие в жидкостях широкого ассортимента химических элементов и минерало-органических соединений.

Минеральные новообразования на стадии катагенеза широко распространены. Обращаются за счет веществ, растворенных в подземных водах и газообразных веществ, растворенных в пустотном пространстве пород. Вторичные образования чаще всего представлены породообразующими минералами – кварцем, кальцитом, доломитом, полевым шпатом, кислыми плагиоклазами, халцедоном, удлиненными пластинчатыми гидрослюдами, пачками каолинита. Богатые кислородом воды, при контакте с сульфидами, образуют гидроокислы железа и т.д. Новообразованные минералы заполняют трещины, поры, каверны.

Перекристаллизация вещества. Она заключается в преобразовании кристаллических зерен без изменения их состава и структуры кристаллической решетки, а сводится к укрупнению кристаллов за счет смешения нескольких зерен, изменению их формы, приспособлению к поверхностям соседних минералов, освобождению от примесей. Перекристаллизация сопровождается уменьшением объема породы, ее дальнейшим уплотнением и увеличением устойчивости системы в новых термобарическим и геохимическим условиям.

В начале позднего катагенеза при температуре 60-150⁰ (градация МК₁- МК₃ ) образуется нефть. Она приурочена, главным образом, к глубинам 2,5 –5,0 км, на которых образуются каменные угли)

Глубже от 3,5 км до 6,5 км образуется газ и коксовый уголь

Еще глубже (6-8,5 км, до 9 км) расположен третий максимум газообразования – самый большой, он частично опускается в метагенез.

Неорганические породы меняются следующим образом:

Песчаные породы все сцементированные, рыхлые отсутствуют.

Карбонатные породы перекристаллизованы и превращены в мрамор, т.е стали метаморфическими породами, в которых, однако, хорошо сохраняются биокомпоненты.

Кремневые породы , халцедоновые и кварц-халцедоновые, опаловые практически исчезают.

Помимо реликтовых глауконита и каолинита, появляются трансформированные серицит, хлорит, обычны новообразования кварца, ПШ, барита, ангидрита, пирита и др.

Глинистые породы не меняютя, для их перкристаллизации необходимы более высокие температура и давление, но образуются аргиллиты.

Основные черты генезиса грубообломочных пород. Генетические типы брекчий и конгломератов и их структурные и петрографические особенности.