2.6.1. Діагенез морських осадів

Перехід опадів у гірські породи - тривалий і складний процес, який носить назву діагенезу, що в перекладі з грецького означає «переродження». Процес зміни осаду і перетворення його в гірську породу починається ще в морському басейні і триває багато десятків і навіть сотні тисяч років.

У процесі діагенезу початковий осад піддається різним хімічним змінам, що залежать від умов середовища і ущільнення. У окислювальному середовищі відбувається окислення знаходяться в осаді закисних сполук, що особливо помітно відображається на зміні залізистих мінералів. У відновлювальному середовищі, навпаки, окисні з'єднання переводяться в закісне. Значну роль у цих процесах відіграють різні бактерії. Деякі з них розкладають органічну речовину, викликаючи появу вуглекислоти і сірководню, і тим сприяють зміні хімізму середовища; інші безпосередньо беруть участь в окисних або відновних процесах.

Велике значення в процесах хімічного перетворення осадів мають процеси розчинення малостійкі мінералів, наприклад карбонатів. У глибоких придонних водах, насичених вуглекислотою, відбувається розчинення СаСОЗ, з чим пов'язана відсутність вапняних мулів на великих глибинах (глибше 4000 м).

Ущільнення осаду відбувається в результаті перекристалізації, цементації і зневоднення.

Перекристалізації піддаються головним чином однорідні дрібнозернисті опади, що складаються з легкорозчинних мінералів. Яскравий приклад перекристалізації представляє діагенез рифових утворень, спочатку складаються з вапняних скелетів коралів, мшанок, водоростей і ін Під дією вуглекислоти, що звільняється при розкладанні органічної речовини, СаСОЗ скелетів частково розчиняється і після виділення вуглекислоти випадає заново вже в кристалічній формі.

Цементація пов'язана з випаданням в осад різних хімічних сполук, що пов'язують (цементуючих) між собою окремі зерна осаду. Такими цементуючими речовинами найчастіше є: кремнезем в різних модифікаціях (кварц, опал, халцедон), оксиди заліза, карбонати, фосфати та ін Випадання цементуючого речовини може відбуватися одночасно, або, як кажуть, сінгенетічески, з утворенням самого осаду, або ж у наступні стадії його перетворення - епігенетичних шляхом. Цементуюче речовина заповнює пори і порожнечі, скріплюючи частинки породи. Відбувається також заповнення тріщин.

У результаті нерівномірного цементації в осаді виникають більш щільні ділянки. Іноді внаслідок крайньої нерівномірності випадання цементуючого речовини в осаді відбувається утворення конкрецій, тобто стяжень мінеральних новоутворень, відмінних за своїм складом від самого осаду. Форма і розміри подібних конкрецій дуже різноманітні, що залежить від текстури осаду та фізико-хімічних умов середовища.

Нерідко конкреції утворюються в результаті повторного випадання речовини навколо яких-небудь скелетних залишків, що грають роль центрів стяженння і своєю формою визначають форму конкреції. Сінгенетіческі конкреції, які утворюються одночасно із самим осадом в тих же фізико-хімічних умовах середовища, мають склад, близько відповідає складу цементу. Найбільш часто зустрічаються кременеві, залізисті, карбонатні, фосфатні конкреції. Останні часто служать об'єктом промислового використання, утворюючи витримані прошаруй так званих желвакових фосфоритів.

Зневоднення осаду відбувається в результаті вичавлювання води з нижніх шарів у верхні, що обумовлюються тиском вишенакоплюючихся товщ осаду. При цьому відбувається також процес дегідратації мінералів, багатих водою, і їх перекристалізація.

У кінцевому підсумку всі процеси, що відбуваються під час діагенезу осаду (розчинення, хімічні перетворення, перекристалізація, цементація, дегідратація), призводять до втрати опадами пухкості і пластичності, перетворення її у гірську породу.