Большая Советская энциклопедия - диагенез

(от греч. dia — приставка, означающая здесь завершённость действия, и ...генез (См. …генез))

совокупность природных процессов преобразования рыхлых осадков на дне водных бассейнов в осадочные горные породы в условиях верхней зоны земной коры. Понятие Д. введено в науку немецким геологом В. Гюмбелем (1888), который вкладывал в него всю совокупность изменений осадка от первоначального его вида вплоть до превращения в метаморфические горные породы. Позднее (немецким геологом Й. Вальтером, советским геологом А. Е. Ферсманом и др.) понятие «диагенез» было сужено. Под диагенезом понимается только преобразование осадка в собственно осадочную породу. Более поздние превращения осадочной породы относятся к стадиям Катагенеза и Метагенеза. Д. мыслится при этом как этап физико-химического уравновешивания осадка, представляющего собой первоначально неравновесную физико-химическую систему, резко обводнённую и богатую органическим веществом как живым (бактерии), так и мёртвым. На самом раннем этапе процесса уравновешивания организмы поглощают свободный кислород иловой воды, после чего начинается редукция окислов Fe³⁺, Mn⁴⁺, V⁵⁺ и др., а также SO4^2-. Среда из окислительной превращается в восстановительную. Имеющиеся в осадке твёрдые биогенные фазы SiO2, СаСО3, MgCO3, SrCO3 и др. веществ, длительно соприкасавшихся с ненасыщенной ими водой, постепенно растворяются до стадии полного насыщения растворов. Одновременно между катионами, находящимися в поглощённом состоянии на мицеллах глинистых минералов, и катионами иловой воды происходит обмен. Органическое вещество, разлагаясь, частично переходит в газы (CO2, NH3, H2S, N2, СН4), воднорастворимые соединения, накапливающиеся в воде, а также в более устойчивые соединения, сохраняющиеся в твёрдой фазе осадка. В итоге этих процессов водный раствор, пропитывающий осадок, особенно глинистый, меняет свой состав. Количество сульфатов в водном растворе резко уменьшается, повышается щёлочность и происходит обогащение Fe²⁺, Mn²⁺, SiO2 и органическим веществом. Вместо O2 накапливаются H2S, CH4, CO2, NH3, Н2 и др. Т. о. возникает геохимический мир, резко отличный от геохимического мира наддонной воды. Формирование специфических иловых растворов сопровождается двумя процессами. Первый заключается в обмене веществ между наддонной водой и иловым раствором. При этом исчезающие из осадка в ходе Д. O2 и SO4^2- (а вместе с сульфатным ионом также Ca²⁺ и Mg²⁺) интенсивно диффундируют в иловый раствор из наддонной воды и поглощаются илом, а газы (CО2, NH3 и др.), накопившиеся в илах, вместе с Fe²⁺, Mn²⁺, SiO2, CaCO3 и др. компонентами медленно диффундируют в наддонную воду. Обмен веществ захватывает осадок на глубину 2—4 м. В результате второго процесса, протекающего только в илах, происходит осаждение из иловой воды тех комбинаций ионов, которые пересыщают её. Образуются Аутигенные минералы — глауконит, фосфориты, сидерит, родохрозит, сульфиды Fe, Pb, Zn, Cu, вивианит, цеолиты и др. Различают два этапа диагенетического минералообразования: окислительный, приуроченный к самой верхней плёнке осадка, ещё содержащей свободный O2, и восстановительный, охватывающий более глубокие слои, лишённые O2, и характеризующийся редукционными процессами.

Образованием диагенетических минералов, однако, процесс уравновешивания в осадках не заканчивается. Пестрота физико-химической обстановки (по pH, Eh концентрации ионов) в разных частях осадка приводит к перераспределению вновь возникших диагенетических минералов. Образуются их стяжения: пятна, линзы, конкреции, пластообразные тела и др. Этот более поздний этап Д. получил название этапа перераспределения вещества. Он имеет большое значение в формировании рудных месторождений многих элементов: Р, Mn, Pb, Cu, Zn и др. Одновременно с формированием диагенетических минералов осадок теряет свободную воду и несколько уплотняется вначале локально и пятнами, а затем на более поздних стадиях — катагенеза и метагенеза — происходит его сплошное уплотнение.

Лит.: Страхов Н. М., Диагенез осадков и его значение для осадочного рудообразования, «Изв. АН СССР. Серия геологическая», 1953, №5; его же, Основы теории литогенеза, 2 изд., т. 2, М., 1962.

Н. М. Страхов.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия

1969—1978