Кіріспе

Конкреция – бөлшектер арасында минералды цементтің шөгіндісінен пайда болатын қатты, тығыз масса. Конкрециялар көбінесе жұмыртқа немесе шар тәрізді пішінде болады, бірақ бұрыс пішіндер де кездеседі. "Конкреция" сөзі латын тіліндегі concretio ("тығыздау, конденсация, қатаю, біріктіру") сөзінен шыққан, ал оның түбірі con – "бірге", crescere – "өсу" деген мағына береді. Конкрециялар бұрыннан қалыптасқан шөгінді қабаттарында пайда болады. Олар әдетте шөгіндінің қалған бөлігі тау жынысына айналудан бұрын, шөгіндінің жерге көмілу тарихының басында түзіледі. Мұндай конкрециялық цемент конкрецияны оны қоршаған қабаттан гөрі қаттырақ және ауа райына төзімдірек етеді. Конкреция мен түйін арасында маңызды айырмашылық бар. Конкреция ядроның айналасында минерал шөгіндісінен пайда болады, ал түйін – алмастыру арқылы түзілген дене. 18 ғасырдан бастап жазылған сипаттамалар конкрециялардың геологиялық құпиялар ретінде ұзақ уақыттан бері қарастырылып келгенін көрсетеді. Көрнекті емес пішіндерінің, өлшемдерінің және құрамының әртүрлілігіне байланысты, конкрециялар динозавр жұмыртқалары, жануарлар мен өсімдіктердің (псевдофоссилдер) қалдықтары, ғарыштан келген қалдықтар немесе адам жасаған заттар деп қате түсіндірілген.

Шығу тегі

Толыққанды зерттеулер көрсеткендей, конкрециялар шөгінділер көмілгеннен кейін, бірақ диагенез кезінде шөгінді толыққанды литификатталмас бұрын пайда болады. Олар әдетте минералдың ядроның айналасына шөгінді түсіп, тұнбасын бекіткенде пайда болады, ол көбінесе жапырақ, тіс, қабық немесе қазба сияқты органикалық болып табылады. Осы себепті, қазбаларды жинаушылар жануарлар мен өсімдіктердің қазба үлгілерін іздеу кезінде көбінесе конкрецияларды бұзады. Ең ерекше конкреция ядроларының бірі – Екінші дүниежүзілік соғыста жасалған әскери снарядтар, бомбалар және шрапнельдер. Олар ағылшын жағалауындағы тұзды батпақта табылған сидерит конкрецияларының ішінде кездеседі. Конкрециялардың пайда болу уақытындағы қоршаған ортаның жағдайына байланысты олар концентрикалық немесе кең таралған өсу арқылы қалыптасуы мүмкін. Концентрикалық өсу кезінде конкреция минералдардың бірінен соң бірі орталық ядроның айналасына шөгінуі арқылы өседі. Бұл процесс уақыт өте келе өсетін, шамамен шар тәрізді конкрецияларды құрайды. Көптеген жағдайларда кең таралған өсуде, жазынды шөгінділерінің цементтеуі, оның кеуекті кеңістігін шөгінді минералдармен толтыру арқылы, аймақтың бүкіл көлемінде бір мезгілде жүреді, бұл уақыт өте келе конкрецияға айналады. Конкрециялар көбінесе кейіннен эрозияның нәтижесінде, әлсіз, цементтелмеген материалды алып тастау арқылы бетке шығады.

Сыртқы келбеті

Конкрециялар пішіні, қаттылығы және мөлшері бойынша әртүрлі болады, көзімен анық көру үшін үлкейту линзасы қажетті заттардан бастап үш метрге дейін диаметрі және бірнеше мың фунт салмағы бар алып денелерге дейін. Солтүстік Дакотадағы Теодор Рузвельт ұлттық паркінде кездесетін алып қызыл конкрециялар диаметріне жуық. Мысырдың Файюм ойысындағы Каср-эль-Сага формациясынан эрозияға ұшыраған, диаметрі үлкен сфералық конкрециялар табылған. Конкрециялар шарлар, дискілер, түтіктер, сондай-ақ жүзім тәрізді немесе сабын көпіршігі тәрізді жиынтықтарды қоса алғанда, әртүрлі пішінде кездеседі.

Құрамы

Конкрециялар көбінесе қабылдаушы тау жынысының шағын компоненті ретінде кездесетін минералдан тұрады. Мысалы, құмтастардағы немесе тақта тастардағы конкрециялар көбінесе кальцит сияқты карбонат минералынан қалыптасады; әк тастардағылары көбінесе шарт, кремень немесе жасмық сияқты кремнийдің аморфты немесе микрокристалдық түрінен болады; ал қара тақта тастардағылары пириттен құралуы мүмкін. Конкрецияларды құрайтын басқа минералдарға темір оксидтері немесе гидроксидтері (гетит және гематит сияқты), доломит, сидерит, анкерит, марказит, барит және гипс жатады. Конкрециялар көбінесе бір басым минералдан тұрады, бірақ оларды қалыптастырған орта жағдайларына байланысты басқа минералдар да болуы мүмкін. Мысалы, бактериялардың сульфаттарды тотықсыздауына жауап ретінде пайда болатын карбонат конкрециялары көбінесе пириттің аз пайызын қамтиды. Микробтық сульфатты тотықсыздау нәтижесінде пайда болған басқа конкрециялар кальцит, барит және пирит қоспасынан тұрады.

Пайда болуы

Конкрециялар әртүрлі тау жыныстарында кездеседі, бірақ әсіресе шиферлерде, күлте тастарда және құмтастарда жиі табылады. Олар көбінесе сырттан қарағанда қазбаларға немесе табылған қабатқа жатпайтын сияқты көрінетін тастарға ұқсайды. Кейде конкрециялардың ішінде қазбалар ядро ретінде немесе оның өсу кезінде енген компонент ретінде кездеседі, бірақ конкрециялардың өзі қазба емес. Олар түйіндік түрінде, жатыс жазықтықтарында шоғырланған немесе ауа райынан тозығы жеткен жартастардан көрінеді. Марстағы Бөрік кратерінде Opportunity марсоходы шағын гематит конкрецияларын немесе марстық сфераларды байқады.

Конкреция түрлері

Конкрециялар құрамы, пішіні, мөлшері және пайда болу жолдары бойынша үлкен айырмашылықтарға ие.

Септариялық бедерлер

Септариандық конкрциялар (немесе септариандық түйіндер) – бұрышты қуыстар немесе жарықтар қамтитын карбонатқа бай конкрциялар (септария; дара түрі – септариум, латын тіліндегі septum – “бөлім, ажыратушы элемент” сөзінен, қатты материалдың көпбұрышты блоктарын бөліп тұратын жарықтарға немесе қуыстарға сілтеме жасайды). Септариандық түйіндер карбонатқа бай сазды жыныстарда кездеседі. Олар әдетте минералдармен толтырылған сәулелі жарықтармен (септариялар) бөлінген көпжақты блоктардан (матрица) тұратын ішкі құрылымды көрсетеді, бұл жарықтар конкрцияның шетіне қарай тартылады. Сәулелі жарықтар кейде екінші концентрлі жарықтар жиынымен қиылысады. Матрица әдетте сазды карбонаттан, мысалы, темірлі саздан тұрады, ал жарықтарды толтыру әдетте кальциттен құралған. Септариандық конкрциялар сазды тастардың көптеген түрлерінде кездеседі, соның ішінде Мозамбиктің солтүстік-батысындағы Бофорт тобы сияқты көлдік сазды тастарда, бірақ ең көп кездесетін орындар – теңіздік палеогендегі Скай аралының Стаффин формациясы немесе Солтүстік Американың Манкос тобы. Конкрциялардың іштен сыртқа қарай біртіндеп өсетіні жиі айтылады. Көптеген конкрциялардағы химиялық және текстуралық зоналар осы концентрлі қалыптасу моделімен сәйкес келеді. Дегенмен, дәлелдер нақты емес, және көптеген немесе көпшілігі конкрцияның барлық көлемін бірден тұтас цементтеу арқылы қалыптасқан болуы мүмкін. Тағы бір болжам бойынша, септериялар жер сілкінісі кезінде пайда болған серпілістің нәтижесінде пайда болады. Жарықтардың қалыптасу механизміне қарамастан, септериялар, конкрцияның өзі сияқты, геологиялық жағынан жас Шотландияның Эррол қабаттарындағы конкрциялардың органикалық заттарды қамтитын флокулданған шөгінділерден пайда болған текстурасына сәйкес келеді, олардың ыдырауы кішкентай газ көпіршіктерін (30-35 микрон диаметрмен) және кальций май қышқылдарының тұздарынан тұратын сабынды қалдырды. Осы май қышқылдарының кальций карбонатына айналуы матрицаның қысқаруына және жарылуына әкелуі мүмкін. Бұл белгілі бір тереңдіктегі жер қабаттарына сәйкес келеді және көмірқышқыл газының пайда болуымен, сілтіліктің жоғарылауымен және кальций карбонатының шөгіндіге түсуімен сипатталады. Алайда, сульфатты азайту аймағының астындағы метаногендік аймақта қалыптасу процесі жалғаса беретінін көрсететін деректер де бар. Англияның Уэссекс жағалауындағы жартастарда ашылған Киммеридж сазындағы септариандық конкрциялар септариандық конкрциялардың классикалық мысалдары болып табылады.

Қарулы оқ бетондылары

Қару шарына ұқсас үлкен шар тәрізді конкрециялар. Олар Солтүстік Дакота штатының Мортон және Сиу округтеріндегі Канонболл өзені бойында табылады және диаметріне жете алады. Олар кальцитпен құм мен лайдың ерте цементтелуі арқылы пайда болған. Фронтир формациясының құмтас жартастарымен байланысты Солтүстік-Шығыс Юта және Орталық Вайоминг штатында диаметріне дейін жететін ұқсас қару шары конкрециялары кездеседі. Олар құмның кальцитпен ерте цементтелуінен пайда болған. Жаңа Зеландияның Моераки тастары, Уорд Бич және Куту тастары – септариялық конкрециялардың мысалдары, олар да қару шары конкрециялары болып табылады. Онтарио штатындағы Кеттл Пойнт маңындағы Гурон көлінің жағалауында табылған үлкен шар тәрізді тастар, жергілікті тұрғындар оларды "кеттл" деп атайды, бұл қару шары конкрецияларының типикалық мысалы. Қару шары конкрециялары сонымен қатар Ван Мийенфьорден (Spitsbergen), Юкон территориясының Хейнс Джанкшн маңы, Шығыс Гренландияның Джеймсон Ленді, Босния және Герцеговинадағы Мечевичи, Озимичи және Завидовичи маңында, Аляска штатындағы Кеней түбегіндегі Капитан Кук мемлекеттік паркінде Кук шығанағының солтүстік жағалауында және Кодиак аралындағы Фоссил Бичтің солтүстік-шығысында табылған.

Хиатустың бедерленулері

Хиатус бетондылықтары экзимуляция, экспозиция және қайта көмілудің стратиграфиялық тарихымен ерекшеленеді. Олар су асты эрозиясының нәтижесінде айналадағы ұсақ түйіршікті шөгінділерді шайып алып, ерте диагенездік бетондылықтарды лаг беттері ретінде шоғырландырған жерлерде табылады. "Хиатус" термині осы эрозия мен экспозицияға мүмкіндік берген шөгінділердің үзілісін білдіреді. Олар қазбалар тізімінде кеңінен таралған, бірақ кальцит теңіз жағдайларының басым болған кезеңдерде, мысалы, ордовик, юра және креда кезеңдерінде жиірек кездеседі. Көбінесе олар кремнийлі немесе карбонатты шөгінділердегі құрылыс жүйелерінің цементтелген ішкі кеңістіктерінен қалыптасады. Хиатус бетондылықтарын басқа түрлерден ерекшелейтін ерекшелік – олардың көбінесе палеозой дәуірінде бриозойлар, эхинодермалар және түтік құрттар, ал мезозой және кайнозой дәуірлерінде бриозойлар, устрицалар және түтік құрттар сияқты теңіз организмдерімен қапталуы. Сондай-ақ, хиатус бетондылықтары құрттар мен екі жақтаулы моллюскалармен айтарлықтай тесілген болады.

Ұзын бетондық бетондық

Ұзынша конгрециялар шөгінді қабаттарға параллель түзіледі және фреатикалық (қаныққан) аймақтағы жер асты сулары ағысының бағыты ұзарту осьінің бағытына тигізетін ықпалы болжамдалып, осы себепті кеңінен зерттелді. Ұзынша конгрециялар қабылдаушы тау жынысының ішіндегі бұрынғы сұйық ағынының бағыты туралы ақпарат беруден басқа, жергілікті өткізгіштік тенденциялары (яғни, өткізгіштік байланыс құрылымы; жер асты суларының жылдамдығының өзгеруі және ағынға ықпал ететін геологиялық ерекшеліктер туралы мәліметтер беруге мүмкіндік береді). Ұзынша конгрециялар Солтүстік-Батыс Еуропаның Киммеридж сазды формациясында жақсы белгілі. Олар "доггерлер" деп аталады, және шөгінділерде көрінетін олардың көлемі әдетте бірнеше метрді құрайды, бірақ жер астында олар тесік бойымен ондаған метрге дейін енуі мүмкін. Дегенмен, әктас қабаттарынан айырмашылығы, тіпті жақын орналасқан ұңғымалар арасында да оларды тұрақты түрде байланыстыру мүмкін емес.

Моки мәрмәрлері

Моки мәрмәрлері, сондай-ақ Моки шарлары немесе "Моки мәрмәрлері" деп те аталады, – бұл темір оксидінің конгрециялары, олар Юта штатының оңтүстік-орталық және оңтүстік-шығысындағы Навахо құмтасының шөгінділерінен көп мөлшерде табылады. Бұл конгрециялар пішін жағынан шарлар, дискілер, түймелер, тікенді шарлар, цилиндрлер және басқа да ерекше пішіндерге ие болуы мүмкін. Олар бұршақтан бастап бейсбол көлеміне дейін жетеді. Конгрециялар жер асты суларында еріген темірдің шөгінуі нәтижесінде пайда болған. Темір бастапқыда Навахо құмтасының құм дәндерін қоршап тұрған темір оксидінің жұқа қабаты түрінде болған. Меттан немесе мұнайы бар жер асты сулары темір оксидімен реакцияға түсіп, оны ерігіш қалпына келтірген. Темірге толы жер асты сулары көбірек оттегі бар сумен жанасқанда, қалпына келтірілген темір қайтадан ерімейтін темір оксидіне айналып, конгрецияларды құрайды. Бұрын қалпына келтірілген темірден сидерит конгрециялары пайда болып, кейін окистенген болуы мүмкін. Темірді тотықтыратын бактериялар да рөл атқаруы мүмкін.

Канзас поп-роктары

Канзас поп-тастары – темір сульфидінен, яғни пирит пен марказиттен, немесе кейбір жағдайларда ярозиттен тұратын конгрециялар. Олар Гоув округі, Канзас штатының Ниобрара формациясының Смоки Хилл крейка мүшесінің ашық жатқан жерлерінде табылады. Олар әдетте Смоки Хилл крейка мүшесін құрайтын балшық құрамында кездесетін, бентонит деп аталатын өзгертілген жанартау күлінің жұқа қабаттарымен байланысты. Осы конгрециялардың кейбіреулері, кем дегенде ішінара, иноцерамидтік екі жақтаулы моллюскалардың ірі, жалпақ қақпақтарын қамтиды. Бұл конгрециялардың мөлшері бірнеше миллиметрден бастап белгілі бір ұзындық пен қалыңдыққа дейін жетеді. Көптеген конгрециялар сопақтау шар тәрізді. Басқа "поп-тастар" – диаметрі шамамен 5 см болатын кішкентай поликубоидты пирит конгрециялары. Бұл конгрециялар "поп-тастар" деп аталады, себебі оларды отқа лақтырғанда жарылады. Сонымен қатар, оларды кескенде немесе соққанда, ұшқындар шығады және күйген күкірт иісі сезіледі. Интернетте жарияланған мәліметтерге қарамастан, Смоки Хилл крейка мүшесінде табылған ешбір темір сульфиді конгрециясы қазбаларды алмастыру немесе метаморфтық процестер арқылы пайда болған жоқ. Шындығында, Смоки Хилл крейка мүшесінде метаморфтық тау жыныстары мүлдем жоқ. Керісінше, барлық темір сульфиді конгрециялары темір сульфидтерінің аноксиялық теңіздік карбонатты лайда шөгіп, крейкаға литофикацияланғанға дейін преципитациялануы нәтижесінде пайда болған. Пирит пен марказиттен тұратын Канзас поп-тастары сияқты темір сульфиді конгрециялары магниттік емес. Алайда, пирротит немесе смотиттен тұратын немесе құрамында бар темір сульфиді конгрециялары әртүрлі дәрежеде магниттік болады. Пирит немесе марказит конгрециясын ұзақ қыздырғанда, екі минералдың бір бөлігі пирротитке айналып, конгрецияның сәл магниттік болуына себеп болады.

Саз тастар, саз иттер және жұлдыз тастар

Кальций карбонатынан тұратын диск тәрізді конгрециялар көбінесе қабаттасқан саз және балшықтың, варфталған, проглациалдық көл шөгінділерінің эрозиясынан табылады. Мысалы, Коннектикут өзені мен оның Массачусетс және Вермонт штаттарындағы салаларының қиыршықтарында Кватернарлық проглациалдық көл шөгінділерінен эрозияға ұшыраған көптеген керемет симметриялы конгрециялар табылған. Бұл конгрециялардың нақты көзіне байланысты, олар диск пішіндері; ай тәрізді пішіндер; сағат пішіндері; цилиндрлі немесе булақ пішіндері; ботриоидты массалар; және жануарларға ұқсас формалар сияқты шексіз көптеген түрлерде кездеседі. Олардың ұзындығы бірнеше сантиметрден екі метрден асатын шамаға дейін өзгеруі мүмкін және көбінесе беттерінде концентрлі жолақтар байқалады. Коннектикут өзені аңғарында бұл конгрециялар көбінесе "балшық тастары" деп аталады, себебі конгрециялар оларды қоршап тұрған балшықтан мықтырақ болады. Жергілікті кірпіш заводтарында оларды жануарларға ұқсас пішіндеріне немесе кірпіш қалыптау кезінде тудыратын қиындықтарына байланысты "балшық итттері" деп атаған. Осыған ұқсас диск тәрізді кальций карбонаты конгрециялары Квебек провинциясының Абитиби-Темискаминг әкімшілік аймағындағы Харрикана өзені аңғарынан және Швецияның Эстергётланд округінен де табылған. Скандинавияда оларды "марлекор" ("ертегі тастары") деп біледі.

Гоготтар

Гоготт (геология) – Францияның Фонтенбло қаласының жанындағы олигоцен (~30 миллион жыл) дәуіріне жататын шөгінділерде кездесетін құмтас конгломераттары. Гоготттардың мүсіндей келген түріне байланысты аукциондарда қымбатқа сатылады.