Геологические условия залегания кремней и связанных с ними пород

Кремни, наиболее широко распространенные кремнистые породы химического происхождения; залегают как в виде желваковых сегрегаций, главным образом в карбонатных вмещающих породах, так и в виде обширных по площади пластовых отложений.

Кремневые (флинтовые) желваки — очень неправильные по форме, обычно бесструктурные, плотные сгустки микрокристаллического кремнезема. Эти желваковые стяжения варьируют от более или менее правильных дисков (2—5 см в диаметре) до крупных весьма неправильных и цилиндрических тел, достигающих 20—30 см в длину. Они имеют самую разнообразную форму, но наиболее крупные, несмотря на округлые контуры, характеризуются бородавчатой или бугристой поверхностью. В большинстве случаев желваки вытянуты параллельно плоскости напластования и обычно скапливаются по определенным плоскостям напластования. В некоторых известняках они достаточно многочисленны и группируются, образуя более или менее непрерывные, хотя и неправильные, или «волнистые», слои. Кремнесодержащие слои могут в той или иной степени характеризоваться ритмическим распределением в разрезе. В отдельном слое кремни образуют неправильную двухмерную сетку; если слои располагаются с небольшими промежутками, то между ними могут возникать некоторые связи или «мосты» и сетка кремней становится трехмерной. Некоторые известняки также кремневые, но в большинстве из них встречаются лишь рассеянные дискретные желваки.

Кремневые желваки широко распространены и встречаются в карбонатных породах всех возрастов. Хорошо известны кремни палеозойских известняков в долине верхнего течения р. Миссисипи, а также флинтовые желваки в верхнемеловом писчем меле Англии и Франции. Хотя желваковые кремни неизвестны в современных осадках, они обнаружены в плейстоценовых отложениях Восточной Африки. Эти желваки — неправильной формы, уплощенно-вытянутые и закрученные тела с сетчатым узором на поверхности, длиной от 5 до 10 см; они залегают в окремнелых аргиллитах и цеолитизированных туфах. Подобные кремни известны в других местах, особенно в отложениях р. Грин-Ривер (эоцен), штат Вайоминг.

Пластовые кремни образуют наиболее внушительные скопления химически осажденного кремнезема. Они не только слагают целые формации, но и имеют большую мощность протяженность. Их обычная мощность — несколько метров, но известны также толши мощностью 100 м и более.

Пластовые кремни можно сгруппировать в три класса. К первому относятся платформенные кремни, т. е. те, которые ассоциируют с мелководными известняками и кварцевыми аренитами и образуют с ними «ассоциацию» стабильного шельфа. Второй класс составляют геосинклинальные кремни или те, которые ассоциируют с предполагаемыми глубоководными образованиями — кремнистыми черными сланцами. Считают, что они являются аналогами глубоководных радиоляриевых и диатомовых илов. Третий класс кремней связан с эвапоритовыми отложениями или по крайней мере с отложениями пересыщенных солью бассейнов (предположительно с щелочными отложениями пересыхающих озер).

Платформенные кремни ассоциируют с известняками, содержащими многочисленные кремневые желваки, которые в некоторых случаях образуют неплотную сетчатую трехмерную сетку. С увеличением доли кремня эти породы переходят в толщу кремня с отдельными прослоями известняка. Пласты кремня обычно бывают искривленными и волнистыми. В них часто содержатся многочисленные окремнелые известковые окаменелости, характерные для нормальной мелководноморской обстановки, — брахиоподы, мшанки и им подобные. Кремни этого типа слагают такие формации, как Шривер-Черт (девон) в Мэриленде, Бун-Черт (миссисипий) в Миссури, возможно, также в Оклахоме и кремни Форт-Пейн-Черг (миссисипий) в Джорджии Геосинклинальные кремни представлены ритмически переслаивающимися породами. Слои, мощностью несколько сантиметров, разделены менее мощными про-пластками кремнистых или темных сланцев, или, как в докембрийских железосодержащих формациях, прослоями сидерита. Несмотря на обычную ровнослоистость (рис. 11-9 и 11-10), слои кремня без видимой закономерности могут искривляться и раздуваться, разлинзовываться или даже раздваиватъся. В большинстве случаев слои кремня слагают большую часть формации; разделяющие их пропластки занимают подчиненное положение. Как и в желваках, кремни имеют криптокристаллический, плотный и полустекловатый характер. Пластовые кремни — это хрупкие компактные породы. Многие из них залегают вместе с кремнистыми сланцами, пелагическими известняками, турбидитами и офиолитами.

Наиболее известные примеры пластовых кремней такого типа дают миоценовые кремни Монтерей в Калифорнии, францисканские (юра?) кремни этого же района, пермские кремни Рекс в Айдахо, новакулиты Кабаллос в Техасе и знаменитые новакулиты Арканзаса. Подобные пластовые кремни развиты также в ордовикской свите Норманскилл в штате Нью-Йорк и в ордовикских отложениях эвгеосинклинали Кордильер в штатах Невада и Айдахо. Джеспилиты и кремневые железистые карбонаты — это докембрийские пластовые кремни с аномально высоким содержанием железа. Они рассматриваются в следующей части данной главы. Известные отложения кремня в Европе расположены в разрезе кульма в Северном Девоншире и в породах того же возраста в ГДР и ФРГ, они включают мезозойские радиоляриевые кремни в Альпах и Апеннинах. Грюнау обобщил материал, касающийся распределения радиоляриевых кремней в пространстве и во времени.

Кремни, связанные происхождением с пересыхающими щелочными озерами, были выделены только недавно; их природа и распределение в геологических разрезах менее известны. Они бывают желваковыми и пластовыми; кремневые желваки имеют сетчатый узор. Кремни переслаиваются с кремнистыми аргиллитами, цеолитизированными туфами, а также в некоторых случаях сопровождаются нефтяными сланцами и переотложенными доломитами. Кремни такого типа встречаются в плейстоценовых озерных отложениях Восточной Африки, в отложениях Грин-Ривер (эоцен) в штате Вайоминг и, вероятно, в других местах. К этой группе могут относиться также некоторые докембрийские кремни.