Сочинские шарики

Геолог

В конце октября 2004 г. в Томском политехническом университете проходила II Международная конференция «Радиоактивность и радиоактивные элементы в среде обитания человека», где довелось присутствовать и первому автору (см. заметку «Томская гастроль-2» [11]). Конференция была приурочена к 50-летию урановой геологии в Томске, и по этому случаю там собралось несколько поколений выпуск-ников-«редкачей», как здесь называли бывших студентов нынешней кафедры геоэкологии и геохимии ТПУ, возглавляемой тоже бывшим выпускником — энергичным и жизнерадостным профессором Леонидом Петровичем Рих-вановым.

Знакомство с шариками

Поскольку первый автор уже не впервые посещал рихвановскую кафедру, к нему относились вполне по-домашнему, и во время одного из кафедральных чаепитий познакомили с бывшим выпускником Владимиром Николаевичем Соиным, приехавшим на юбилей своей alma mater. Он работает на железной дороге в городе Сочи, за- нимаясь далекими от науки инженерно-геологическими проблемами, однако к науке относится трепетно, в особенности — к минералогии, в которой поднаторел весьма изрядно.

Дождавшись, пока все напились чаю, Соин торжественно встал, попросил очистить кафедральный стол от посуды и вывалил из мешка горку угольно-черных, идеально отшлифованных галек, собранных им в семи пунктах на сочинских пляжах, в полосе Сочи—Адлер, протяженностью вдоль моря около 40 км, вплоть до границы с Абхазией (рис. 1).

Расположение точек сбора черных шариков на пляже Сочи‒Адлер. Карта и фото галек (рис. 1—3) сделаны В. Н. Соиным

Рис. 1. Х арактерные формы «сочинских шариков», из которых некоторые — вовсе не шарики, а эллипсоиды и оглаженные бруски

Сочинские (соинские!) шарики были так прекрасны, что исторгли у всех присутствующих дружный вздох восхищения. А коварный Соин, насладившись произведенным эффектом, принародно предложил Эfifl, «как учено- му», ответить на вопрос: что это такое? И хотя Эfifl всегда пытался объяснить студентам (а также журналистам), что он — никакой не ученый (каковыми в нашем институте, по его убеждению, являются только fiшкин, Ткачев, Асхабов, Петровский и еще не больше двух-трех человек), а всего лишь научный работник1 — делать было нечего. Как говорится, nobless oblige — и несколько сочинских шариков были «как бы ученым» сперва с умным видом обсмотрены (и даже полизаны!), а затем запакованы и увезены в Сыктывкар на исследование.

flвившись домой и сделав из шариков пару шлифов, Эfifl не увидел в них ничего вразумительного, кроме пелитоморфной однородной ткани, по-ви-димому, карбонатно-глинисто-кремнистой. После того, как с этим туманным диагнозом согласилась и Анна Николаевна Шулепова (о которой Эfifl мог бы, пожалуй, сказать: « подруга дней моих суровых, голубка дряхлая моя », заменив лишь слово «дряхлая» на слово « бодрая » [12]), Эfifl с облечением отписал Соину, что его черные шарики — скорее всего являются конкрециями, вымытыми, вероятно, из черносланцевых толщ Кавказа . Решивши на этом, что честь сыктывкарской науки спасена, Эfifl тотчас позабыл про красивые сочинские ( соинские! ) шарики и вернулся к своим скучным профессиональным занятиям.

Изучение шариков

Но не тут-то было… Оказалось, что не-ученый Эfifl попал в лапы Натуралиста , от которого так просто не отвертишься, ибо Соин, как сказал Поэт, стремился «во всём дойти до самой сути» . И в апреле 2005 г. на наши головы нежданно-негаданно свалилась тяжеленная посылка из города Сочи, состоящая из десятка полиэтиленовых мешочков, каждый из которых был доверху набит гальками — но теперь уже гораздо более разнообразными (рис. 2 и 3)² .

Рис. 2. Разновидности «сочинских шариков» с тонкослоистой текстурой

Рис. 3. «Сочинские шарики» с остатками субстрата (вмещающей породы): а — с морского пляжа, б — из аллювия р. Мзымта

Вдобавок Соин совершил маршрут вверх по р. Мзымта, впадающей в Черное море возле Адлера и, «по науке», — действительно нашел в аллювии в разной мере окатанные обломки черных кремней (конкреций?), которые были включены во вмещающую породу, т. е. пребывали как бы in situ . Такой материал вполне мог быть исходным для морской пляжевой гальки: кремни-конкреции могли дальше окатываться морем: либо вместе с породой (как на рис. 3, а), либо высвобождаться из нее и окатываться отдельно (рис. 1).

Итак, В. Н. Соин отрезал сыктывкарской науке пути к отступлению — надо было приниматься за полномасштабное изучение сочинских шариков. Мы обозначили каждый мешочек (собрание однотипных образцов) буквами от А до С и, выбрав в каждом мешочке по 1‒3 характерных гальки, изготовили из них три десятка шлифов. После чего сколки раздробили и отдали на анализы: полуколичественный спектральный и фазовый «карбонатный» (с определением CO2, CaO, MnO, MgO, Fe2O3 (общ.), FeO, P2O5 и н.о. — нерастворимого остатка), а на основании результатов последнего ряд образцов подвергся полному силикатному анализу и дифрактометрическому исследованию на рентгеновском дифрактометре XRD-6000. К сожалению, намеченного ранее исследования сульфидных включений провести не удалось.

Типизация шариков

По результатам карбонатных анализов и просмотра шлифов, все гальки были разбиты на четыре группы.

Группа I: вмещающие кремнистые, терригенные, или смешанные породы юры или мела; часть образцов, впрочем, может иметь стратиформную кон-крецоидную природу и в химическом отношении мало отличаться от конкреций [8, 9, 14, 16];

Группа II : гальки-композиты, представляющие собою темные округлые включения (конкреции) или прослои (конкрецоиды) во вмещающих породах, в соотношении от 1:1 до 1:8.

Группа III: гальки-конкреции: бес-карбонатные (первые семь) и карбонатсодержащие (последние четыре), фосфатсодержащие шамозит-кремни-стые, с пиритом или без него.

Группа IV: гальки-конкреции карбонатные (>10 % карбонатов) фосфатсо- держащие шамозит-кремнистые, с пиритом или без него.

Последние две группы выделены, конечно, сугубо формально, поскольку содержание карбоната не является каким-то «фундаментальным» системообразующим признаком.

В табл. 1 все эти четыре группы охарактеризованы фазовым «карбонатным» анализом, при котором навеска породы растворяется в горячей 5 % по

Таблица 1

Фазовые «карбонатные» анализы галек (1.89 % HCl), в % на породу

Номер образца	CO 2	CaO	MgO	MnO	н.о.	Fe 2 O 3 (общ)	Р 2 О 5	∑	FeO
		Группа I: вмещающие породы
В-1	0.48	0.61	0.59	0.04	91.64	1.88	0.14	95.38	1.36
В-2	0.11	1.09	(0.2)	0.03	90.94	2.60	0.43	95.40	1.69
Е-1	2.57	3.60	(0.3)	0.02	90.01	0.88	0.02	97.40	0.64
И-1	0.16	0.60	(0.3)	0.02	91.93	1.11	0.12	94.24	1.00
И-2	7.71	10.59	0.3	0.41	75.45	1.48	0.29	96.23	1.12
Л-3	0.55	0.96	(0.4)	0.05	89.32	2.72	0.17	94.17	2.44
М-1	1.21	2.66	0.49	0.05	86.79	2.76	0.39	94.35	2.21
М-2	2.50	2.65	1.01	0.22	85.81	2.86	0.06	95.11	2.52
Р-1	0.41	0.51	(0.5)	0.01	93.99	1.31	0.13	96.86	0.66
С-1	1.88	1.81	1.12	0.17	84.69	4.38	0.07	94.12	2.86
		Группа II: гальки-композиты
Б-1	11.74	7.29	3.46	1.45	41.90	20.89	4.56	91.29	17.31
Б-2	0.13	(0.4)	(0.2)	0.03	92.89	2.10	0.08	95.83	0.11
Б-3	2.96	15.53	1.47	0.79	44.37	10.59	10.80	86.51	6.54
Д-1	4.98	9.09	(0.3)	0.52	76.35	2.38	1.78	95.40	2.04
Ж-3	1.16	1.79	(0.4)	0.09	91.11	2.10	0.43	97.08	1.79
Группа III: бескарбонатные и карбонат-содержащие конкреции
А-1	0.24	4.62	1.65	0.34	66.84	9.12	3.13	85.94	6.89
В-4	0.11	3.03	1.60	0.11	72.61	7.63	2.18	87.27	5.03
Г-1	1.68	3.40	(0.4)	0.11	85.99	2.38	0.51	94.47	2.05
Г-2	1.84	3.15	(0.3)	0.10	88.35	1.68	0.34	95.76	1.45
Д-2	0.79	9.69	1.44	0.19	60.64	7.96	6.97	87.68	5.47
Ж-1	0.37	0.60	0.76	0.04	84.49	5.52	0.22	92.00	3.99
Ж-2	0.53	3.00	1.30	0.14	74.68	6.28	1.81	87.74	4.42
К-2	3.22	5.04	(0.5)	0.08	85.03	1.99	0.55	96.41	1.67
Н-2	2.64	3.98	0.84	0.06	83.96	2.84	0.32	94.64	2.31
П-1	2.22	2.17	0.68	0.17	87.29	3.35	0.32	96.20	2.98
П-2	2.19	3.97	(0.4)	0.07	87.51	1.75	0.75	96.64	1.44
Группа IV: карбонатные ( >10 % карбонатов) конкреции
А-2	8.97	6.55	2.27	1.53	70.55	5.17	0.30	95.34	4.11
В-3	7.79	24.28	1.82	2.37	24.07	11.91	17.94	90.18	6.67
К-1	6.55	9.83	(0.3)	0.16	74.01	2.72	0.70	94.27	2.09
Л-1	8.50	11.43	(0.4)	0.39	72.17	1.93	0.38	95.20	1.62
Л-2	5.04	7.79	(0.2)	0.10	79.06	1.51	0.54	94.24	1.21
Н-1	5.45	7.96	(0.2)	0.10	80.27	1.99	0.77	96.74	1.51

объему (или 1.89 % по весу) соляной кислоте [10]). В раствор переходят карбонаты, фосфаты и некоторые силикаты — в частности, хлорит, в особенности его 7 Е разновидность — септехло-рит типа шамозита. Кстати, на снятых fi. С. Симаковой дифрактограммах этот рефлекс практически отсутствует, что указывает на крайне слабую рас-кристаллизацию шамозита. Количество карбоната можно оценить по величине СО2, фосфата — по Р2О5, шамози- та — по FeO. Для грубых, прикидоч-ных оценок достаточно умножить содержание этих компонентов на некоторые коэффициенты (например, карбонаты = 2.2xСО2 [14, c. 20], шамозит = 3.0хFeO [14, c. 157], и т. д.), но для более точной оценки необходим нормативный пересчет. Если же мы хотим оценить еще и минеральный состав нерастворимого остатка (который может быть как кремнистым, так и слюдис- тым или полевошпатовым и содержать разные количества пирита), то нам для нормативного пересчета дополнительно понадобится полный силикатный анализ с определением S и Сорг. Во всяком случае, дифрактограммы показывают (а это означает присутствие минерала в количестве, не меньшем 5 %) наличие в исследованных образцах полевого шпата, близкого к альбиту, в 19, и пирита — в 13 образцах из 27 исследованных.

Вмещающие породы представлены преимущественно слабокарбонатны-ми и в разной степени глинистыми си-лицитами, обычно с тонкой ритмичной слоистостью.

Под микроскопом обычно видна буроватая (или розоватая) пелитоморфная или микрокристаллическая ткань, в той или иной мере пигментированная дисперсно-рассеянным органическим веществом в форме углефициро-ванного растительного детрита (1—2 %). Важным элементом окраски являются и равномерно распределенные шарики микрозернистого пирита (1—2 %), обычно представляющего собой псевдоморфозы по сферическим раковинкам микрофауны (по-ви-димому, радиолярий или форамини-фер). Кроме того, часто пиритизирует-ся углефицированный детрит (в этом случае пиритовые образования имеют палочковидную форму) (рис. 4).

Часто встречается и сама микро-уфана, представленная кремневыми или карбонатными сферами. В небольшом количестве (до 10 %), но почти всегда присутствует очень мелкая класти-

Рис. 4. Линзовидные включения углефици-рованного детрита в пелитоморфном кремнисто-глинистом слойке. Обр. И-1, без ана- лизатора ка — обломочки кварца и плагиоклазов алевритовой размерности, иногда также листочки слюды.

Слоистость выражается чередованием тонких (мм, реже до см) полосок более и менее светлых, соответственно соотношению в них микрокристаллического кремнезема и дисперсного глинистого вещества, в шлифе практически неопределимого и неотличимого от бурого фосфата, который также присутствует в количестве до 1 %.

Например, обр. М-1, представляющий собой темно-серую шероховатую сферическую гальку диаметром 2.5 см, содержит около 1 % фосфата и около 8 % шамозита. В шлифе видна светло-бурая пятнистая карбонатно-глинистая ткань. Пятна — это хаотически распределенные скопления пелитоморфного глинистого вещества, с примесью 1—2 % «щепочек» углефициро-ванного детрита, часто пиритизированных, 1—2 % алевритовых зерен кварца и плагиоклаза, и с темно-коричневыми микросферами, возможно, это фосфатные микроконкреции (рис. 5). Порода рассекается прожилками, сложенными карбонатом-2 и пиритом-2, размером до 1.0 х 1.5 мм. На диф-рактограмме распознаются рефлексы кварца, полевого шпата, кальцита (?) и пирита.

Гораздо реже в гальках представлены обломочные породы — глинистые или карбонатно-глинистые алевролиты и мелкозернистые песчаники ( обр. С-1 ), а также породы с высоким содержани-

Рис. 5. Фосфатные микроконкреции (в центре) на фоне карбонатно-глинистой основной ткани. Обр. М-1, без анализатора ем дисперсного карбоната (обр. И-2).

Трудным (но почти неразрешимым для литолога) является вопрос о том, не являются ли некоторые разновидности горных пород не седиментационными, а конкрецоидными образованиями? Как известно [9, 14], конкрецоиды широко распространены в природе, особенно в черносланцевых толщах с их обилием захороненного ОВ, и являются «кентаврами» — «нормальными» (стратиформными) по виду, но конкреционными — по составу [8]. Подозрение на конкрецо-иды возникает в тех случаях, когда анализ породы показывает повышенное содержание явно карбонатного MnO (родохрозит, Mn-кальцит, кутнагорит?), Р₂О₅ (фосфат) или FeO (шамозит?), т. е. компонентов типично конкреционных аутигенно-диагенетических минералов. Таковы, например, кремнистые образцы В-2 (темно-серая сфера, ш ≈ 2.5 см) и М-1 (темносерая шероховатая сфера, ш ≈ 2.5 см) сильно карбонатный обр. И-2 (черная тонкослоистая сфера, ш ≈ 3 см) и некоторые другие.

Гальки-композиты из аллювия представляют собой композицию нормальной породы с конкрецией или конкре- цоидом, в разных соотношениях. Как оказалось, в них представлены как раз те породы, которые реже сохраняются в пляжевых гальках — преимущественно глинистые или карбонатные алевролиты. С этим субстратом сочетаются хорошо видные макроскопически более темные слойки — конкрецоиды или округлые включения-конкреции (рис. 6).

Эти темные образования имеют фосфат-шамозит-кремнистый состав, с переменными количествами карбоната и пирита. В некоторых гальках-композитах фосфата так много, что даже

Рис. 6. Контакт полевошпат-кварцевого песчаника в ядре гальки (сверху) и окружающего пелитоморфного фосфат-шамозит-кремнистого вещества конкреции. Обр. Ж-3, без анализатора разбавляющее присутствие субстрата не мешает назвать породу фосфоритом — обр. Б-3 и отчасти Б-1.

Обр. Б-3 , содержащий около 24 % фосфата и столько же шамозита , представляет собой полуокатанный обломок размером 3.5 х 3 см, в котором в светло-сером субстрате (глинистом алевролите) включены темные поля фосфатно-кремнистой конкреции, при соотношении «субстрат/конк-реция» примерно 1:1. Под микроскопом видно, что конкреционные поля рассекаются септарными прожилками толщиной 1.0‒1.5 мм и сложены чистым чешуйчатым шамозитом-2 (рис. 7).

Обр. Б-1, содержащий около 10 % фосфата и около 23 % шамозита, представляет собой полуокатанный обломок 6 х 2.3 см, в котором видны два слоя: темный (конк-рецоидный?) и светлый — субстрат. В шлифе субстрат (слой видимой мощностью 1.0‒ 1.5 см) представлен известняковым алевролитом — мелкие кальцитовые зернышки в пелитоморфном карбонатном цементе. Конкрецоид (слой видимой мощностью 1.0—1.3 см) — темный (пигментированный ОВ) пелитоморфный, кремнисто-шамози-товый, с множеством фосфатизированных округлых включений микрофауны (фора-миниферы? радиолярии?) и пирита. По границе конкрецоида и субстрата проходит прожилок (частично выкрошенный), сло-

Рис. 7. Септарный прожилок, выполненный микрочешуйчатым хлоритом, на фоне пелитоморфного фосфатно-кремнистого матрикса. Обр. Б-3, с анализатором

женный крупнокристаллическим хлоритом-2 и карбонатом-2.

Гальки-конкреции совершенно условно можно разделить по количеству карбоната — на практически бескарбо-натные, существенно кремнистые или шамозит-кремнистые; те же, но с присутствием до 5 % карбоната; и такие, где карбоната уже не меньше 10—15 %. Во всех них присутствует фосфат, и почти во всех — пирит (рис. 8). Под микроскопом все они показывают характерную для конкреций пелитоморфную (мало-карбонатные) или микрокристаллическую (более карбонатные) структуру.

Постоянным элементом микроструктуры являются сферические остатки микрофауны (фораминифер и/ или радиолярий), выполненные первоначально (или замещенные позднее)

Рис. 8. Кристалл пирита с каймой тонковолокнистого халцедона в пелитоморфном ша-мозит-кремнистом матриксе. Обр. Ж-2, с анализатором кремнеземом, фосфатом, пиритом или карбонатом (рис. 9а, 9б).

Иногда наблюдалась фосфатизация сфер микрофауны, но чаще фосфати-зация распределена в виде бурых неправильных пятен. Широко развиты вторичные процессы — формирование альпийских прожилков с поздними генерациями минералов-конкреци-еобразователей (кварца-2, шамозита-2, карбоната-2, пирита-2) (рис. 10). Вполне допустимо и присутствие фосфа-

Рис. 9а. Раковинка микрофауны с кремнистой оболочкой, замещенная в центре фосфатным веществом, на фоне пелитоморфного шамозит-кремнистого матрикса. Обр. Б-2, без анализатора

Рис. 9б. Карбонатные раковинки микрофауны на фоне пелитоморфного карбонат-ша-мозит-кремнистого матрикса. Обр. Г-1, без анализатора

Рис. 9в. Округлая псевдоморфоза (?) мик-розернистого пирита, окруженная окисленной оболочкой (гидроксиды Fe) в пелитоморфном шамозит-карбонат-кремнистом матриксе. Обр. А-2, без анализатора та-2, но нами он уверенно не диагностирован.

Как показывают анализы (табл. 1), среди малокарбонатных конкреций можно различать существенно кремнистые, почти без шамозита (обр. Г-2, К-2, П-2) и шамозит-кремнистые, обычно с повышенным содержанием фосфата (А-1, В-4, Д-2, Ж-2).

Например, обр. А-1, в котором содержится около 7 % фосфата и около 26 % шамозита, — это плоская темная галька 6 х 6 см с зеленоватыми включениями размером до 2 см.

В шлифе виден бурый пелитоморфный шамозит-кремнистый матрикс с обилием более светлых выделений халцедоновых

Рис. 10. Микротрещинки в кристалле пирита, выполненные тонковолокнистым халцедоном (а); зональный прожилок, выполненный микрочешуйчатым хлоритом-2 и карбонатом-2, на фоне микрозернистого кальцитового матрикса (б). Обр. Ж-2, с анализатором псевдоморфоз по микрофауне, отчасти фосфатизированных. На краю шлифа — серповидное скопление (прожилок?) кристалликов пирита длиной 1.5 см и видимой толщиной 1—4 мм. Изолированные (от основного скопления кристаллы пирита-2 окружены халцедоновыми крустификацион-ными каймами). Имеется призматический минерал, напоминающий турмалин (?), вероятно, аутигенный. На дифрактограм-ме распознаются рефлексы кварца, шамозита и апатита.

Обр. Д-2 , содержащий около 15 % фосфата и около 22 % шамозита, представляет собой оглаженный темный «палец», 7 х 1.5 см. В шлифе видна весьма однородная, пелитоморфная шамозит-фосфат-кремнистая ткань, с очень редкими микровключениями пирита, вероятно, по былой микрофауне. На дифрактограмме распознаются рефлексы кварца, полевого шпата, шамозита и апатита.

В группе более карбонатных конкреций выделяется марганцовистый фосфорит, содержащий около 39 % фосфата — обр. В-3, представляющий собой половинку черной лепешки длиной 4, полушириной 2.5 и толщиной 2 см.

Под микроскопом видна основная ткань — зеленовато-бурая, пелитоморфная, шамозит-фосфат-кремнистая. На этом фоне располагаются изолированные или агрегированные микросферы (0.01—0.02 мм),

сложенные микрокристаллическим карбонатом, и агрегации черных пиритовых шариков (отчасти окисленных), очевидно, псевдоморфоз по карбонатной или кремневой микрофауне. Вся эта ткань рассекается многочисленными прожилками как минимум двух генераций, толщиной до 0.5 мм, сложенными кварцем-2 (в середине) и карбонатом-2 (у зальбандов), а наиболее поздние — и пиритом-2 (рис. 11). На диф-рактограмме распознаются рефлексы кварца, полевого шпата и апатита.

Обработка 9 силикатных анализов малокарбонатных конкреций группы III в «Литохимическом cтандарте fiК» [15] позволила выделить три кластера (средних составов) и один индивидуальный состав вне кластера (рис. 12, табл. 2).

Рис. 11. Две системы прожилков, выполненных микрозернистым кварцем и карбонатом, на фоне пелитоморфного шамозит-фос-фат-кремнистого матрикса. Обр. В-3, без анализатора (а), и с анализатором (б)

Кластер I представлен конкрециями, наиболее богатыми шамозитом и фосфатными минералами, а кл. IIa и IIb — более бедными, и соответственно, более кремнистыми. Кроме того, эти конкреции гораздо более щелочные: модуль нормированной щелочности НКМ равен 0.25—0.30 против 0.04 в кластере I. Между собой конкреции в кл. IIa и IIb различаются только по карбонатнос-ти — в кл. IIb около 5 % нормативного кальцита, а в кл. IIa — меньше 1 %. Обр. Д-2 представляет наиболее фосфатную разновидность бескарбонатных конкреций, с содержанием шамозита, промежуточным между кластерами I и II.

В табл. 3 дан нормативный минеральный состав конкреций. Методика

Таблица 2

Средний химический состав шамозит-кремнистых конкреций

Компоненты и модули	Кластеры			Вне кластеров
	I	IIa	IIb	Д-2
	Миосилиты	Нормосилиты		Фосфатный миосилит
SiO 2	65,59	83,50	80,15	59,86
TiO 2	0,18	0,16	0,21	0,13
Al 2 O 3	7,07	4,13	4,58	7,28
Fe 2 O 3	4,25	1,45	1,60	1,32
FeO	8,12	3,72	2,28	7,10
MnO	0,27	0,04	0,11	0,160
MgO	2,11	0,68	0,78	1,89
CaO	3,71	0,87	3,39	9,61
Na2O	0,20	0,44	0,80	0,32
K 2 O	0,10	0,60	0,60	0,34
P 2 O 5	2,47	0,37	0,50	6,87
ппп	5,39	3,06	4,32	4,43
Сумма	99,46	99,01	99,32	99,31
CO 2	0,35	0,35	2,15	0,49
ГМ	0,30	0,11	0,11	0,27
ЖМ	1,74	1,21	0,83	1,16
НКМ	0,04	0,25	0,30	0,09
Число проб	3	2	3	1

Рис. 12. Модульная диаграмма для конкреций

расчетов (в которой ключевым моментом является расчет шамозита) была подробно описана в монографии [16]. Интересно полученное «на кончике пера» присутствие в конкрециях парагонита и двух фосфатных минералов — F-апатита и F-карбонат-апати-та ( франколита) , что нуждается в проверке. Остаток ппп (потерь при прокаливании), указанный для кластера II, объясняется отсутствием у нас данных о содержаниях СО₂, F и С_орг, которые входят в состав ппп.

Вопросы генезиса

Итак, как это ни странно, но В. Н. Соин по воле случая передал свои шарики как раз туда, куда надо — ибо именно в нашем институте в 1985 г. и был выделен самостоятельный тип конкреций — шамозитово-кремнистых [13]! Такие конкреции (их называли обычно «глинисто-кремнистыми») еще в 1948 г. описал в юньягинской серии перми Печорского бассейна наш выдающийся литолог и литератор, узник Воркуты А. В. Македонов [5], а в 1977 г. в среднедевонской толще на Мал. Печоре — отметил наш наблюдательный литолог Э. С. Щербаков [7]; другие геологи находили их в разновозрастных толщах на Кольском полуострове [6], в Кузбассе [2], в Молдавии [4], и что в данном случае особенно примечательно — в юрской толще Кавказа [3].

Мы вторично столкнулись с этими необычными конкрециями, когда в 1981 г. начали работать в Лемвинской зоне на севере Урала (а до того, в 1972— 1973 гг. изучали геохимию её тектонического фрагмента — выделенного В. Н. Пучковым Мало-Печорского аллохтона в верховьях Печоры и Уньи). Нас поразило, что почти идентичные по составу конкреции были встречены в таких генетически и вещественно различных толщах, как среднедевонская на Мал. Печоре, Унье, Парноке (притоке Лемвы) и кечпельская — на Х аруте и Колокольне [16].

Изучение более сотни образцов из собственных коллекций (сборы 1972, 1973, 1981, 1982, 1984 гг.) и обобщение материалов, которые удалось отыскать в литературе, привело нас к выводу о том, что фосфатсодержащие шамо-зитово-кремнистые конкреции являются литологическим индикатором «закамуфлированной» в осадке (выра-

Таблица 3

Нормативный минеральный состав шамозит-кремнистых конкреций

Компоненты и модули	Кластеры			Вне кластеров
	I	IIa	IIb	Д-2
n	3	2	3
Кварц	55,9	76,2	71,1	49,7
Альбит		3,7	7,0	2,9
Ортоклаз			1,7
Парагонит	2,3
Мусковит	0,8	4,6	2,3	3,2
Шамозит	34,2	12,9	11,1	25,9
Апатит+франколит	6,5	0,9	1,2	18,1
Кальцит	0,1	0,8	4,9
Лейкоксен (рутил)	(0,2)	0,2	0,3	0,2
Остаток ппп		0,7	0,4

Примечание: Средний состав шамозита:

0.8 Al 2 O 3 x 0.4 Fe 2 O 3 x 1.8 FeO x 0.7 MgO x 2.1 SiO 2 x 4 H 2 O Шамозит в обр. Д-2: Al 2 O 3 x 0.2 Fe 2 O 3 x 2.1 FeO x MgO x 2.5 x x SiO 2 x 4H 2 O

жение А. Г. Коссовской) пирокласти-ки основного состава [16, с. 218—219]. Мы пришли к выводу, что конкреции формируются вследствие разложения в осадке с обильным органическим веществом базальтовой или андезито-базальтовой пирокластики. В результате гидролиза темноцветных железо-магнезиальных минералов, акцессорного апатита и в особенности вулканическо- го стекла — поровые воды в диагенезе насыщались ионами Fe2+, Mg2+, Mn2+, Са2+, F‒, НРО42‒, и в итоге формировались аутигенные шамозит (c характерной изоморфной примесью Zn), кварц (вероятно, вначале это был опал), железистые и марганцовистые карбонаты, фтор-карбонат-апатит. Энергичная микробиальная сульфат-редукция поставляла ионы S‒2, которые при наличии изобильного Fe2+ формировали пирит. Как отмечали Г. Н. Бровков и А. Е. Могилев [1, с. 30], «…с переработкой мелкой пирокластики связано значительное усложнение состава конкреций … за счет появления силикатов … фосфатов, флюорита…». Почти постоянно отмечаемый в конкрециях альбит может быть как первичным (пирокластическим), так и скорее всего — аутигенным, возникшим при разложении более основного плагиоклаза. Сброшенный при этом Са мог формировать карбонат, так что степень карбонатности конкреций может, вероятно, отражать количество и основность былой плагиоклазовой пирокла-стики.

Наконец, о длительной геологической истории «Сочинских шариков», вещество которых первоначально образо- валось в юрских или меловых черносланцевых толщах, нам рассказывают многочисленные поздние прожилки, рассекающие матрикс. Часть из них — очень ранние, и могут квалифицироваться как септарные, образованные при синерезисе первоначально гелеобразного вещества конкреций (рис. 7), другие же — значительно более поздние, представляющие собою минеральные заполнения трещин растяжения, образовавшихся в катагенезе, очевидно, при наложении на уже литифицированные породы тектонических напряжений. Субпараллельная ориентировка таких прожилков отражает ориентировку стресса, а наличие по меньшей мере двух систем трещин-прожилков означает, что породы неоднократно подвергались стрессу, причем трещины-прожилки второй генерации были более мощными (рис. 11, а, б). Все прожилки имеют «альпийский» характер, т. е. выпол- нены поздними генерациями тех же самых минералов (кварц-2, хлорит-2, карбонат-2, пирит-2), которые присутствуют в пелитоморфном матриксе конкреций. Очевидно, что минеральное вещество было мобилизовано из матрикса и переотложено в трещинах, которые могут рассекать даже ранние кристаллы пирита (рис. 10, а); если при этом происходило постепенное приоткрывание трещины, то формировались зональные прожилки (рис. 10, б).

Выводы

• 1.    Собранные В. Н. Соиным на сочинских пляжах красивые черные шарики-гальки являются в основном не чем иным, как известными в литературе [13, 16] фосфатсодержащими шамозитово-кремнистыми конкрециями или конкре-цоидами , с переменным количеством железистого карбоната и пирита. Похожие, но более светлые, тонкослоистые и/ или пятнистые гальки представляют собой либо нормальные кремнистые, карбонатно-кремнистые и обломочные осадочные породы (вмещающие для конкреций), либо могут быть продуктом окатывания обломков кремнистых и карбонатных конкрецоидов.

• 2.    Очевидно, что гальки конкреционного состава образовались путем морской обработки аллювия рек, дренирующих южный склон Большого Кавказа. Здесь, в долинах горных рек на расстоянии 2 км от берега моря В. Н. Соиным найдены обломки-композиты, в которых наблюдаются конкреции и конкрецоиды, еще не полностью освобожденные от вмещающей породы.

• 3.    Наиболее вероятными коренными источниками, породившими эти гальки, являются те черносланцевые горизонты юры и мела Большого Кавказа, в которых отмечен базальтовый вулканизм. Очевидно, что кроме излияний лав, происходили также эксплозии вулканического пепла, который захоро-нялся на морском дне, где быстро разлагался в обогащенных органическим веществом осадках, поставляя в поровые растворы химические компоненты для формирования диагенетических фосфатсодержащих шамозит-кремни-стых конкреций и конкрецоидов.

• 4.    Состав некоторых из сочинских шариков представляет не только научный, но и практический интерес, поскольку они могут аттестоваться как фосфориты. Вероятно, есть смысл провести поиски коренных местонахождений таких фосфоритов на южном склоне Большого Кавказа. Они должны выглядеть в обнажениях как горизонты с темными кремнистыми включениями в глубоководных черносланцевых толщах. Кроме того, некоторые разновидности конкреций, вероятно, могут представить интерес и в качестве бедных карбонатных руд марганца.

Сердечно благодарим кандидатов наук fi. С. Симакову за дифрактометрические анализы на рентгеновском дифрактометре XRD-6000, В. fi. Лукина и И. В. Козыреву — за помощь при сканировании фотографий, а лаборантку Г. М. Белоликову — за повседневную работу с коллекциями.