Образование различных типов сульфатных пород отмечается на всех стадиях осадочного процесса: от выветривания до катагенеза и метаморфизма. При выветривании сульфатных минералов возникает мирабилит, который участвует в строении «соляных шляп», являясь продуктом изменения шенита, лангбейнита и каинита. При разрушении в поверхностных условиях соляных толщ формируются покровы гипсоангидритовых пород.
Своеобразными продуктами выветривания рассматривают гипсовые породы, формирующиеся в почвенном слое засушливых и пустынных областей в результате испарения восходящих к поверхности грунтовых вод. Они образуют горизонты мощностью до нескольких метров, а также цементируют песчано-алевритовые породы поверхностного слоя.
В областях континентальной седиментации сульфатные породы являются озерными осадками аридных зон практически всех климатических поясов: от тропического до полярного. Характерно, что мирабилит, а также некоторые другие сульфаты известны в озерах, располагающихся в высоких широтах, нередко ассоциируясь с тенардитом и астраханитом.
Сульфаты кальция также распространены в широком климатическом диапазоне, однако крупные скопления гипса и ангидрита обычно связывают с областями субтропического и тропического климатов. Как уже отмечалось выше, для этого типа осадков характерны ассоциации с глинистым веществом и красноцветным железистым пигментом.
Сульфатные осадки широко распространены в прибрежных участках морской седиментации. В условиях эвапоритового процесса сульфаты кальция переходят в осадок после карбонатов. Следует отметить, что исходный морской раствор является не единственным источником сульфат-иона. Глубоководные гидрохимические исследования показали, что сульфаты (гипс, ангидрит) могут накапливаться в морских донных осадках, в том числе и на значительной глубине (более 2000 м), под влиянием термальных вод, поступающих из глубоких зон стратисферы (Красное море и др.). Такими участками на дне Мирового океана являются рифтовые зоны. Выявление глубинного источника сульфат-иона дает основание ставить вопрос о глубоководном происхождении некоторых морских гипсовых и ангидритовых пород.
Особую проблему представляет собой вопрос о генезисе легкорастворимых, калий-магниевых сульфатов. Эти образования практически отсутствуют в соленосных толщах кембрийско-карбонатового и мелового возраста. Во-первых, высказана идея о существовании «промежуточных бассейнов», в которых при испарении морской воды первыми осаждаются кальциевые сульфаты, а затем бессульфатный раствор в следующих по порядку водоемах дает осадки хлоридного состава. Расчеты показали, что если принять эту точку зрения, то соотношения между площадями промежуточных и солеродных бассейнов должны быть 30:1, что геологически невероятно, так как в эпохи солеобразования промежуточные бассейны покроют огромные пространства суши и Мирового океана. Столь же малоправдоподобна гипотеза о метаморфизации морской воды глинистым веществом речного стока.
Вторая точка зрения предполагает непостоянство солевого состава вод Мирового океана в геологической истории Земли. Она подтверждается также анализом жидких включений в соляных и сульфатных минералах разного возраста.
Велика роль постседиментационных процессов в сульфатообразовании. Гипс и ангидрит, наиболее распространенные сульфатные минералы, обладают возможностью переходить один в другой, что связано с изменением объема сульфатного тела. Это явление, приводящее к образованию трещин, обусловливает интенсификацию движения грунтовых вод, развитие постседиментационного минералообразования. К постседиментационным образованиям отнесены крупнозернистые выделения гипса и ангидрита, некоторые типы алунитовых и алюминитовых пород, некоторые натрово-магниево-калиевые сульфаты.
Многолетнюю историю имеет дискуссия о первичности или вторичности гипса и ангидрита в палеозойских отложениях. Полученные в последние годы цифры о высоких среднегодовых температурах в бассейнах палеозоя подтверждают точку зрения о широком развитии в осадках солеродных бассейнов этого времени первичного ангидрита.
Обломочные типы сульфатных пород, как уже отмечалось выше, распространены незначительно. Выделяются две генетические группы этих образований: эоловая и аллювиальная. Эоловые гипсовые пески являются продуктами переотложения инсоляционных корок в пустынных и полупустынных зонах. Псефитовые породы аллювиального генезиса являются материалом ближнего переотложения в областях выхода гипсовых пород на дневную поверхность.
Существует несколько точек зрения на происхождение алюмосульфатных пород. Самой распространенной гипотезой, которой придерживаются многие исследователи, является представление о «сернокислом выветривании» алюмосиликатных пород. Сущность этих взглядов сводится к тому, что допускается возможность выщелачивания алюминия из сиаллитов серной кислотой, образующейся в результате окисления сульфидов железа холодными метеорными водами, и осаждение сернокислых солей алюминия в присутствии карбонатов, выступающих как геохимический барьер.
Другая гипотеза допускает гидротермальный источник вещества при формировании алюмосульфатов. Она подтверждается данными по тектоническому контролю алюмосульфатного оруденения.
Главная