Browsing by Author "Hints, Rutt"

Now showing 1 - 1 of 1

Early diagenesis of Ordovician and Silurian Bentonites in the Northern Baltic Palaeobasin
(2009-05-27T10:14:10Z) Hints, Rutt
Bentonites are old tephra layers, which have been transformed into clay mineral dominated sedimentary beds. The authigenic mineral assemblages of bentonites provide information of geothermal-burial history of sedimentary basins, but also about environmental characteristics of old sedimentary and diagenetic environments. The thesis focuses on key variables, which controlled genesis of Estonian lower Palaeozoic multiphase bentonites at different stages of their diagenetic evolution. The studied bentonites are characterized by thermodynamically unstable authigenic assemblages of illite-smectite, K-feldspar and kaolinite. In the clay fractions illitic R1 ordered illite-smectite and kaolinite dominate. Variations in illite-smectite/kaolinite ratio are interpreted to reflect conditions during early diagenesis and were suggestible principally controlled by organic matter content of host rock and ratio of siliciclastic/carbonate matter in enclosing deposits. The special mixed-layer chlorite-smectite assemblages characterize bentonites from the Pirgu Stage. Corrensite formation in these beds was probably induced by reflux of Mg-rich early diagenetic brines and suggests existence of shallow water evaporitic settings within palaeobasin at the end of Ordovician. The unique feature of Estonian Palaeozoic bentonites is occurrence of varieties with almost pure authigenic K-feldspar composition and correspondingly very high K2O content (up to~13%). The K-feldspar formed on account of metastable alkali zeolites, whereas zeolites formation instead of smectite in cause of primary alteration of ash was supported by high pH and silica activities in interstitial solutions of bentonites hosted by carbonate deposits. Alternatively, K-feldspar formation was induced by prolonged episode(s) of low-temperature K-rich hydrothermal fluid flows during final stages of Caledonian orogeny. Bentoniidid on vulkaanilise päritoluga setendikihid, milles algne vulkaaniline tuhk on mattumise ja diageneesi tulemina asendunud valdavalt savimineraalidega. Nende autigeensed kooslused võimaldavad uurida vanade settebasseinide mattumiskulgu ja geotermaalset arengut. Lisaks annavad need teavet ka teiste algse sette- ja diageneesikeskkonna parameetrite kohta. Käesolev doktoritöö keskendub muutujatele, mis kontrollisid Eesti varapaleosoiliste bentoniitide mineraalkoosluse kujunemist, analüüsides seejuures eelkõige varadiageneetiliste ja senini problemaatiliste transformatsiooniprotsesside mõju ja ulatust. Eesti paleosoilisi bentoniite iseloomustab termodünaamiliselt ebastabiilne autigeenne kooslus – illiit-smektiit, kaaliumpäevakivi ja kaoliniit. Bentoniitide savifraktsioonis valdavad illiitne R1 korrastatusega illiit-smektiit ja kaoliniit. Tõenäoliselt kontrollisid kaoliniidi ja smektiidi teket varadiageneesi staadiumis ümbritsevate setendite orgaanikasisaldus ning silikaatsete ja karbonaatsete faaside suhtvahekord. Erilaadse mineraalse koostisega, segakihilist kloriit-smektiiti sisaldavad bentoniidid esinevad Pirgu lademes. Korrensiidi teke neis kihtides on samuti oletatavalt seotud varadiageneesiga kui Mg-rikkad fluidid lõid tingimused saponiidi-tüüpi smektiidi tekkeks. Korrensiidi esinemine bentoniitides lubab rekonstrueerida settejäljes mittesäilinud evaporiitseid faatsiesi paleobasseinis. Uuritud bentoniitide üheks iseärasuseks on peaaegu puhtast K-päevakivist koosnevate ja seega äärmiselt kaaliumirikaste erimite esinemine. K-päevakivi on oletatavalt tekkinud varadiageneetiliste metastabiilsete Na-K-tseoliitide arvel. Viimaste teket primaarsel tuha ümberkristalliseerumisel võisid soodustada lubimudade settesiseste lahuste kõrge pH ja lahustunud räni ning leelismetallide kõrge kontsentratsioon. Alternatiivse hüpoteesi kohaselt võis K-päevakivi tekkida kaaliumirikaste ning madalatemperatuursete hüdrotermaalsete fluidide mõjul samaaegselt Kaledoonia orogeneesi lõpufaasiga.