Атлас текстур и структур осадочных горных пород. Часть 2

Подождите немного. Документ загружается.

Таблица XXVI

Классификация природных смесей СаСО

по Г. И. Бушинскому (1954)

+ глина

Содержание, %

Порода

СаС0

глина

Мел чистый

Мел глинистый

Мергель мелоподобный . .

Мергель слабоглинистый (натурал)

Мергель слабоглинистый (романчик) . . ...

Мергель сильноглинистый ...

Глина известковистая .

>95

90-95

80-90

75-80

65-75

30-65

5-30

5-10

10-20

20-25

25—35

35-70

70-95

В случае, когда нерастворимый остаток в мергеле представлен не

глиной, а опаловыми частицами, термин «глинистый» заменяется тер-

мином «кремнеземистый», а «глина известковистая» — «опока извест-

ковистая».

Мергели, содержащие 75—80% СаСОз, носят название цементных

мергелей или натуралов. Они подвергаются обжигу при температуре

около 1450° С без предварительного смешивания с другими видами

сырья (с глиной или известняком), так как химический состав мерге-

лей-натуралов точно соответствует необходимой в цементной промыш-

ленности пропорции карбонатной и алюмосиликатной составным ча-

стям (табл. XXVII).

Таблица XXVII

Содержание Si0

+ R20

в «натуралах», используемых для портланд-цемента

(по С. Г. Вишнякову, 1957)

Содержание, %

Завод

минимум

максимум

среднее

Источник

Подгоренский

Амвросиевский

Новороссийский

Чудовский

4,25

17,3

18,15

20,0

8,0

24,1

24,0

21,65

27,0

29,0

20,0

21,0

19,9

23,5

19,0-22,0

Г. И. Бушинский (1954)

С. Ф. Малявкин и П. М.

Татаринов (1935)

В.

Н. Юнг и др. (1952)

Е. П. Брунс и С. Г. Виш-

няков (1933)

В зависимости от характера породообразующего карбонатного

минерала среди мергелей выделяются мергели (известковые) и доло-

митовые мергели. Прилагательное «известковый» обычно не употреб-

ляется, так как в природных условиях такие мергели преобладают.

В случае, когда породообразующим карбонатом является доломит,

к термину «мергель» добавляется прилагательное «доломитовый».

Встречаются мергели различного происхождения: морские, лагунные,

озерные. Мергели образуются в областях одновременного отложения

глинистого и карбонатного материала. Ограниченное поступление

более крупного обломочного материала (алеврита, песка) с континента

указывает на относительную удаленность области седиментации мер-

гелей от источника сноса.

150

http://jurassic.ru/

Современные известковые осадки, образовавшиеся в неглубоких

озерах, часто занимают значительные площади, хотя и достигают

небольшой (—1,0 м) мощности. В большинстве случаев они подсти-

лаются карбонатно-глинистыми отложениями. Содержание карбоната

кальция в залежах этого типа из-за значительной примеси глинистого

материала обычно меньше, чем в залежах других типов. Залежи мел-

ких плоских водоемов приурочены в основном к равнинным или слабо-

всхолмленным районам (Латвия). Залежи глубоких озерных котловин

сосредоточены в пределах береговой (литоральной) зоны озер, где на

обширных площадях происходило интенсивное карбонатообразование

и накапливались значительные массы известковых осадков. Современ-

ные карбонатные отложения бывают рыхлые и связные. Последние

в Латвии носят название «шунакменс» (шун — соты, акменс — камень).

Рыхлая, рассыпчатая, порошкообразная масса углекислого каль-

ция, отложенная в водоемах озерно-болотного типа путем выделения

•СаСОз из раствора, носит название «озерный мел», «луговой извест-

няк» или «гажа». Глинистые разновидности гажи называются пресно-

водными или луговыми мергелями. «Луговая известь» издавна из-

вестна также под названием «альма» (по Сендтнеру).

КЛАССИФИКАЦИЯ МЕРГЕЛЕЙ

М. С. Швецов предложил изъять из употребления неточный термин

«мергель», исходя из тех соображений, что у петрографов в настоящее

время нет единого понятия о мергелях.

В группе промежуточных типов осадочных пород мергели явля-

ются наиболее известными и широко распространенными, обладаю-

щими им одним свойственными литологическими признаками. В основу

классификации мергелей положен вещественный состав.

В табл. XXVIII отражены представления некоторых авторов о гра-

ницах между мергелями, с одной стороны, и известняками (доломи-

тами) и глинами — с другой.

В.

Н. Юнг и др. (1952) в учебнике «Технология вяжущих веществ»

указывают, что для портланд-цемента пригодны мергели-натуралы

с содержанием СаС0

75—80% и глинистого вещества 25—20%.

Исходя из этого, за границу между известняками и мергелями можно

принять 20—25% содержания в карбонатной породе глинистого веще-

ства, что должно примирить взгляды литологов и технологов. Граница

между глинами и мергелями проводится различными исследователями

в широком диапазоне — от 90 до 65% содержания глинистого вещества.

В настоящее время существует большое количество классифика-

ций глинисто-карбонатных пород, краткий обзор которых дается в ра-

ботах Г. И. Теодоровича (1958,,

), Л. Б. Рухина (1953), Н. В. Кир-

санова и Ю. В. Сементовского (1956), С. Г. Вишнякова (1957) и др.

Большинство классификационных схем представляют собой треуголь-

ные схемы-диаграммы: кальцит—доломит—глина.

В основу почти всех классификаций положена классификация

С. Г. Вишнякова (1933), несмотря на ряд недостатков, являющаяся

наиболее приемлемой благодаря своей простоте и логичности (рис. 31).

В сводной работе Н. В. Кирсанов и Ю. В. Сементовский (1955)

указывают, что многочисленные классификации глинисто-карбонатных

пород разделяются на две группы: технологические и петрографиче-

ские.

Технологические классификации (Виноградов, 1954; Кинд и

Окороков, 1933; Сулакшина, 1954 и др.) основываются на количест-

венном содержании компонентов в техническом продукте, а петрогра-

фические — на количественном содержании компонентов в породе

(рис.

32).

151

http://jurassic.ru/

Рис 31. Классификация глинисто-карбонатных пород. По С Г Вишнякову

(1933)

Рис.

32. Классификационная схема иэвесткаво-магнезиально-глинистого сырья В А

Кинд и С. Д. Окорокова (1933)

http://jurassic.ru/

Таблица XXVIII

Границы между основными разновидностями глинисто-карбонатных пород

по содержанию

породе глинистой части (нерастворимый остаток

или

Si0

)

(по

С. Г.

Вишнякову,

1957)

Источник

Границы

ЧИСТЫМ

И ГЛИНИ-

СТЫМ из-

вестняком

доломи-

том

между глини-

стым известня-

ком

мергелем

между мерге-

лем

глини-

стым мергелем

между глини-

стым мергелем

и известняко-

вой глиной

между

известко-

вистой гли-

ной

гли-

ной

8 18

—

5 30

—

7 15

— —

2 21

5 12

5 25

— 20

5 25

5 12,5

65 90

5 10

35 70

5 10

50 70

—

20 50

5 25

5 25 50

вниц

П.

Тарарин (1934)

Н.

Гейслер (1933)

Ф.

Малявкин (1935)

Ф.

Ю.

Левинсон-Лес-

синг (1925)

А.

Кинд

и С. Д.

Око-

роков (1934)

ОСТ 6436 (1936)

С.

Виноградов (1951)

Уральское

ГУ

М.

О.

Юшкевич (1938)

Ю.

В.

Морачевский

Г,

Б.

Поленова (1934)

И.

Даничев (1947)

Н.

В.

Фролова (1939)

М.

В.

Муратов (1940)

Г.

И.

Бушинский (1954)

Г.

И.

Теодорович (1950)

БСЭ (1954)

Г.

Вишняков (1933)

Л.

В.

Пустовалов (1940)

Л.

Б.

Рухин (1953)

Розенбург (1934)

В технологических классификациях граница между мергелями

глинами

не

является четкой

колеблется

зависимости

от

наличия

карбонатов

довольно широких пределах

— от 4,5 до

28,7%.

Наиболее детально разработана схема классификации

С. Г.

Виш-

някова

(1933,

1957) (см. рис. 37). М. В.

Муратов (1940), отмечая

излишнюю,

по его

мнению, дробность классификации

С. Г.

Вишнякова,

стремится отразить

терминологии пород

их

физические свойства,

на

основании которых

они

могут быть отнесены

к той или

иной катего-

рии промышленного сырья,

т. е. его

классификация приближается

к технологическим. Учитывая,

что

глину, содержащую

до 35%

кар-

бонатного материала, используют

качестве кирпичного сырья,

он

предлагает границу между мергелями

глинами поднять

от 25%

(по содержанию карбонатов)

до

37,5%.

мергелям-натуралам отно-

сятся породы, содержащие

от 75 до 85%

карбонатных минералов.

Они

являются лучшим сырьем цементной промышленности. Исходя

из

этого,

М. В.

Муратов принимает

за

границу между мергелями

кар-

бонатными породами содержание карбонатных минералов

от 80 до 85%

(табл. XXIX).

Классификация

Ю. В.

Морачевского

и Т. Б.

Поленовой (1934)

построена

на

материале, собранном

районе Верхне-Камского соля-

ного месторождения,

где

среди карбонатных пород магнезиты играют

значительную роль

широко развит процесс доломитизации извест-

няков.

схеме, перенесенной

ими на

треугольник кальцит—доломит—

глина (исключив поле магнезита), употребляются термины,

не

имею-

щие широкого применения, такие,

как

«доломитит», «магнезиально-

мергелистая глина», «мергелистый известняк». Прилагательное «мер-

153

http://jurassic.ru/

Таблица XXIX

Классификация глинисто-карбонатных пород по М. В. Муратову (1940)

Содержание

глины

<Si0

)

в породе, %

Степень доломитизации пород

Содержание

глины

<Si0

)

в породе, %

MgCa(C0

)

0-20%

MgC0

0—9,67%

MgO 0-4,37%

MgCa(C0

)

20-50%

MgC0

9,67-22,68%

MgO 4,37-10,93%

MgCa(C0

50-80%

MgC0

22,68-36,29%

MgO 10,93-17,50%

MgCa(C0

)

80-100%

MgC0

36,29-45,77%

MgO

17,50-21,87%

Известняк

Доломитовый

известняк

Известковый

доломит

Доломит

12,5

Глинистый

известняк

Глинистый

доломитовый

известняк

Глинистый

известковый

доломит

Глинистый

.доломит

Известковый

мергель (натурал)

Доломитовый

известковый

мергель

Извертковый

доломитовый

мергель

Доломитовый

мергель

Мергель

Доломитовый

известковый

мергель

Извертковый

доломитовый

мергель

Доломитовый

мергель

Глинистый

мергель

Глинистый доло-

митовый мергель

Известковистая

глина

Доломитовая

известковистая

глина

100

Глина

гелистый» не следовало бы употреблять, так как под понятием «мер-

гель» подразумевается порода сложного глинисто-известкового состава.

Выражение «мергелистый известняк» по существу должно быть равно-

ценно выражению «глинисто-известковый известняк» (рис. 33).

В основе классификации Н. В. Фроловой (1939) (рис. 34 и 35)

лежит большой фактический материал, полученный в результате хими-

ческих анализов более тысячи глинисто-карбонатных пород; эта клас-

сификация близка к классификации С. Г. Вишнякова. Л. Б. Рухин

(1953) принимает классификацию С. Г. Вишнякова, но несколько упро-

щает ее (рис. 36). Г. А. Сулакшина (1954) придерживается классифи-

кации М. В. Муратова, но с некоторым изменением границы между

154

http://jurassic.ru/

Таблица XXX

Типы и разновидности карбонатно-глинистых пород

по Н. В. Кирсанову и Ю. В. Сементовскому (1955)

Содержание

№ по-

материала, Содержание компонентов

№ по-

Порода

относительно общего

лей

Порода

количества карбонатного

глинистого кальцита

доломита

материала

19 Глина

100 -90

0-10

0—10

28 Глина известковистая . 90

-75

5-25

0-12,5

28д Глина доломитовая . .

90 -75

0-12,5

5-25

29 Мергель глинистый . .

75-

-50

12,5-50

0—25

29д Мергель доломитовый

75-

-50 0-25

12,5-50

30 50

-25 25-75

0-37,5

ЗОд Мергель доломитовый

-25

0—37,5

25-75

31 Известняк глинистый .

25-

-5

67,5-95 0-9,5

Доломит — не более 1/10

32 Известняк доломито-

67,5-95 0-9,5

Доломит — не более 1/10

32д

-5

37,5-85,5

7,5—47,5

Доломит — от 1/10 до 1/2

32д

Доломит известково-

Доломит — от 1/10 до 1/2

31д

25-

-5

7,5-47,5

37,5-85,5

Кальцит —от 1/10 до 1/2

31д

Доломит глинистый . .

25-

—5 0-9,5 67,5-95

Кальцит — не более 1/10

-0 85,5-100

0-10

Доломит — не более 1/10

34 Известняк доломитистый

-0 71,25—90

9,5-25

Доломит — от 1/10 до 1/4

35 Известняк доломитовый

-0 42,5-75 23,75—50

Доломит — от 1/4 до 1/2

35д Доломит известковый

-0 23,75-50 42,5-75

Кальцит—от 1/2 до 1/4

34д Доломит известковистый

-0

9,5—25

71,25—90

Кальцит — от 1/4 до 1/10

ЗЗд Доломит

-0 0-10

85,5—100

Кальцит — менее 1/10

См. рис. 38

глинами и мергелями. В основе ее лежат показатели физико-техниче-

ских свойств пород. Из последних классификаций глинисто-карбонат-

ных пород можно отметить классификацию, предложенную в 1955 г.

Н. В. Кирсановым и Ю. В. Сементовским (табл. XXX) и в 1958 г.

Г. И. Теодоровичем (табл. XXXI). В основу классификации первых

двух авторов положена схема С. Г. Вишнякова, но с некоторым сокра-

щением, приближающим ее к схеме Г. И. Теодоровича. От последней

она отличается тем, что под глинистыми мергелями понимаются

породы, содержащие 75—50% (вместо 70—50%) глинистых частиц,

под мергелями — содержащие 50—25% глинистых частиц (вместо

50—30%).

Вместо глинистых известняков и доломитов по Г. И. Тео-

доровичу, Н. В. Кирсановым и Ю. В. Сементовским выделяются доло-

мито-глинистые известняки и известково-глинистые доломиты, причем

содержание глинистых частиц в них принимается от 25 до 5%.

Классификация глинисто-карбонатных пород С. Л. Афанасьева

(1960) составлена на основании изучения меловых флишевых отло-

жений Западного Кавказа (табл. XXXII). Он выделяет три основные

разновидности пород: известняки, мергели и глина. По данным много-

численных (более 1000) химических анализов меловых отложений,

развитых на Западном Кавказе, глины сменяются мергелями при

содержании СаС0

32,1%.

Таким образом, классификация С. Л. Афа-

насьева ближе всего к классификации А. И. Осиповой (1944), которая

считает, что мергели содержат от 30 до 70% СаС0

. Отклонения гра-

ниц между различными типами пород в этих двух классификациях

примерно на 2%, по мнению С. Л. Афанасьева, связаны с округлением

цифр А. И. Осиповой (до 10%).

При составлении предлагаемой им классификации С. Л- Афа-

насьев пытался определить «естественные границы» между разновид-

ностями пород и не стремился к получению «круглых» цифр. Класси-

фикация С. Л. Афанасьева, построенная на примере изучения глинисто-

155

http://jurassic.ru/

Таблица XXXI

Классификация глинисто-карбонатных пород системы

известняк — доломит — глина

по Г. И. Теодоровичу (1958;,)

Содержание,

Порода

глинистого

материала

кальцита

доломита

Группа глин

Глина ....

Известковистая

Доломитистая

глина . . . .

глина

100—90

90—70

90-70

0—10

5-30

0-15

0—10

0-15

5-30

Группа мергелей

Глинистый мергель (известковый) 70—50 15—50 0—25

Доломитовый глинистый мергель 70 -50 0—25 15—50

Мергель (известковый) 50—30 25—70 0—35

Доломитовый мергель 50—30 0—35 25—70

Группа известняков

Глинистый известняк

Слабоглинистый доломитовый известняк

Слабоглинистый известняк

Известняк

Слабодоломитовый известняк

Доломитовый известняк

Сильнодоломитовый известняк ....

30-10

35—90

0—45

5-10

90—45

5—47,5

5—10

95-85

0-5

0-5 100-90

0-5

0-5 95-80

5-20

0-5

80-65

15-35

0-5

65-47,5

30-50

Группа доломитов

1 линистыи доломит

Слабоглинистый известковый доломит

Слабоглинистый доломит

Доломит

Слабоизвестковистый доломит . . .

Известковистый доломит

Сильноизвестковистый доломит . . .

30-10

0-45

35-90

5-10

5-47,5

90-45

5-10

0-5 95-85

0—5

0-5

100—90

0-5

5-20

95-80

0-5

15-85 80-65

0-5

30—50

65-47,5

карбонатных пород одного региона, требует проверки и может рас-

сматриваться как частная классификация меловых флишевых образо-

ваний Западного Кавказа.

Таким образом, из приведенных классификаций видно, что разно-

гласие наблюдается в проведении границ между мергелями и глинами

и мергелями и известняками (или доломитами).

Для трехкомпонентных пород ряда известняк—доломит—глина

наиболее подробной и в то же время наиболее простой является клас-

сификация С. Г. Вишнякова, в основе которой лежит не только абсо-

, СаО

лютное содержание карбонатных компонентов, но и отношения

м Q

(рис.

37).

В.

Я- Степановым было выяснено, что в карбонатных породах

резко изменяются физико-механические свойства при наличии в их

составе примеси глины до 10%, а в глинистых породах четко выяв-

ляется изменение структурного облика породы при содержании глины

от 90 до 100%. В Институте геологии АН Эстонской ССР была пред-

ложена и одобрена классификация Э. А. Юргенсон (1964).

Среди многочисленных классификаций карбонатно-глинистых

пород редко предусматривается наличие в них песчано-алевритового

материала и еще реже изучаются карбонатно-песчаные породы как

156

http://jurassic.ru/

Рис.

33. Классификация Ю. В. Морачевскаго и Т. Б. Поленовой (1934), трансформиро-

ванная на треугольник: кальцит — доломит — пелит (Кирсанов, Сементовский, 1955)

Рис.

34.

Д|иа:гра1М1ма

химического состава карбо-

натных пород СССР. Черным залиты места наи-

большего 'скопления точек. По H. В. Фроловой

(1939)

http://jurassic.ru/

Рис.

35. Классификация глинисто-карбонатных пород. Н. В. Фролова (Кирсанов,

Сементовский, 1955)

т%

/линистш частиц

Рис.

36. Схема классификации карбонатно-глинистых пород. По Л. Б Ру-

яиву -(1953)

http://jurassic.ru/

//ерастборимый астатом

или Si D

+•

О-

в § 1,3

р SJ7

I sot

% |

%Ч И,40

Щг,78%а,87

MgO

% %

1,5

1,4

CaO/MgO

—

Рис.

37. Схема подразделения

ка1р|бонатных

пород ото классификации С. Г. Виш-

някова

1(1957)

— поле портланд-цементного сырья; глинистого вещества 20—25%, MgO до 2,6%; 2 — верх-

няя граница поля сырья для воздушной извести; глинистого вещества от 0 до 8%, MgO от 0

до 21,87%; 3 — верхняя граница поля сырья для гидравлической извести; глинистого вещества

от 8 до 30%, MgO различное содержание; 4 — верхняя граница поля сырья для роман-це-

мента; глинистого вещества от 20 до 60%, MgO — различное содержание; А — поле группы

|(семейства) известковых пород; Б — поле группы [(семейства) доломитовых пород; В —-

поле группы (семейства) карбонатно-глинистых пород

Глинистая

фракция

Рис.

38. Схема классификации карбонатно-глини-

стых

пород Геологического института казанского

филиала

АН СССР (Кирсанов и Сементовокий,

1955;

юм. табл. XXX)

http://jurassic.ru/