Катагенез. Главные процессы и минералы.

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.

Катагенетические преобразования отражаются на изменении минерального состава, структуры, физико-химических свойствах (химической устойчивости, твердости, пластичности, пористости, проницаемости и т.д.),

Главный процесс - уплотнение, приводящее к исчезновению пористости. Уплотнение пород. На начальном этапе катагенеза уплотнение происходит в результате перегруппировки частиц, более плотной их упаковки под действием литостатического (горного) давления.

Уплотнение горных пород приводит к повышению их плотности за счет уменьшения пористости. Процесс сопровождается увеличением объемного веса, уменьшает возможность фильтрации вод, способность к водопоглащению и т.д.

Отжатие воды происходит на протяжении всей стадии катагенеза.

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 образуется нефть с каменным углем

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

Еще глубже (6-8,5 км, до 9 км) газ.

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.

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.