珪質生物遺骸のチャート化作用
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概要
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The observation of HF-treated surfaces of the bedded cherts from Japanese Paleozoic and Mesozoic systems distinctly demonstrates that most of them consist mainly of siliceous sponge spicules and radiolarian tests and that the sedimentary structures and textures observed in them are similar to those of normal clastic rocks. This shows that the bedded chert is biogenic origin, namely resulted from accumulation of siliceous organic remains. By using recent siliceous sponge spicules as a starting material, experimental investigation under hydrothermal conditions were carried out, in particular with relation to textural change of sediments consisting of siliceous spicules during diagenesis. Experiment was treated under conditions of hydrostatic pressure of 1,000kg/cm^2, about 100℃ in H_2O solution, which correspond to those of relatively shallow burial stage during diagenesis. Experimental product after 40 hours shows that a little amount of silica material precipitated at the contact between siliceous spicules. The result after 132 hours shows that some interspaces between spicules were filled with secondary precipitated silica, while some spicules were dissolved. A dissolution-redeposition mechanism is involved in this reaction, and as a result, neoformation of filling silica material and cementation progress. On the other hand, experiment treated underconditions of same hydrostatic pressure, about 350℃ and 132 hours in H_20 solution, which correspond to those of contact metamorphism, shows that all spicules of amorphous silica were transformed into equigranular aggregates of quartz by recrystallization. These suggest that temperature, pressure, and time are the important factors controlling the chertification of sediment consisting of siliceous organic remains. It is also important that interspaces of such porous sediment can be filled up with silica secondarily derived from itself, although other sources do not seem to supply silica to the interspaces. Evidences from the observed textures of the bedded cherts consisting of siliceous sponge spicules and the experimental products support the following diagenetic maturation sequence: highly porous siliceous sediment of sponge spicules (amorphous silica)→compaction and change of intersticial water into solution→decrease of porosity due to redeposition or neoformation of silica dissolved from spicules themselves as increase of temperature (amorphous silica plus probable cristobalite)→non-porous chert completely filled up with secondarily precipitated silica (cryptocrystalline quartz). For the transformation from cristobalite to quartz, asolid-state reaction is suggested because original shape of most spicules are preserved even in quartz chert. In this phase, the pressure solution effect may contribute to the filling of residual interspaces of the sediment. This chertification process is similar to that inclastic sediments except the difference between their natures of starting materials and mineralogical transformation.
- 1978-11-30
著者
-
斎藤 靖二
国立科学博物館
-
井本 伸広
京都教育大学・教育
-
井本 伸広
(元)京都教育大学
-
斎藤 靖二
国立科学博物館地学研究部
-
斎藤 靖二
Department of Geology and Paleontology, National Science Museum
-
井本 伸広
京都教育大
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