Фролов В.Т. Руководство к лабораторным занятиям по петрографии осадочных пород

Подождите немного. Документ загружается.

Схема классификации пирокластических и смежных с ними

Размер

обломков,

мм

Лавокласгические

Пирокластические (туфовые)

Размер

обломков,

мм

Лавокласгические

пирокластические чистые — собственно туфовые

(пирокластического материала свыше 90%)

осадочно-пироклас

фитоаые (пирокл.

Размер

обломков,

мм

Лавокласгические

р ы х л ы е

. к

£ я

литифицированные

сцементированные —

туфы

рыхлые

>200

а*

\о

са

•5

. Я

э*

сЗ

о.

СУ

аэ

та

1 з

—

" 2

§ о -

о.

та

1 ад

ад га

-я

га

О)

и*

•&

ту.;}) грубый (глы-

бовый) — грубо-

агломератовый

туффитозый аг-

ломерат грубый

(глыбовый)

200—100

а*

\о

са

•5

. Я

э*

сЗ

о.

СУ

аэ

та

\о

. 3

^ о

ч й

>, О ^

к с

о.

та

ад

га

О)

и*

•&

туф крупноще-

бенчатый-кру

пно-

агломератовый

туффитовый аг-

ломерат круп-

ный (крупиоще-

бенч.)

100-50

а*

\о

са

•5

. Я

э*

сЗ

о.

СУ

аэ

та

\о

S «

Ч{ .VO

ьн

о.

та

и:

[ <"

ад й

ЧЁМ

2 «

га

О)

и*

•&

туф среднеще-

бенчатый— сред-

неагломсратовый

туффитовый аг-

ломерат средний

(среднещебенча-

тый)

50—10

а*

\о

са

•5

. Я

э*

сЗ

о.

СУ

аэ

та

\о

•5 §

о.

та

и:

[ <"

ад й

ЧЁМ

2 «

га

О)

и*

•&

туф мелкощебен-

чатый—лапиллие-

вый (мелкоагло-

мератовый)

туффитовый аг-

ломерат мелкий

(лапиллиевый —

мелкощебенч.)

10—2

та

;>>

вулканический гравий

(дресва, хрящ)

•8-

си

с,

туф крупнообломоч-

ный—гравийный

туффитовый

гравий

2—1

1—0,5

0,5—0,25

0,25—0,1

та

;>>

ад

та |У

грубый

крупный

средний

мелкий

•8-

си

с,

5 о ?

у О В Я

•° S 1 3

НС

туф грубопесч.

туф крупно-

песч.

туф средне-

песч.

туф мелкопесч.

ад

•е-с

•е-

грубый

крупный

средний

мелкий

0,1—0,01

та

;>>

ад S

а л

* с

я ч

£ —'

алеврито-

вый

•8-

си

с,

<L>

•е-

туф мелкооб-

ломочный—

алевритовый

ад

•е

•е-

>-,

туффито-

вый алеа-

рит

<0,01

та

;>>

ад S

а л

* с

я ч

£ —'

пелитовый

•8-

си

с,

<L>

•е-

туф тонкооб-

ломочный—

пелитовый

ад

•е

•е-

>-,

туффито-

пелит

http://jurassic.ru/

Таблица 15

породы Осадочные породы с примесью пирокластического материала

тические —туф-

м-ла 90—50%)

пирокласто-осадочные (пирокл. м-ла

50—10 %)

осадочные нормальные (пиро-

класт. м-ла менее 10 %)

сцементированные

сцементирован-

ные—туффиты рыхлые

из окатанных

обломков

из неокатанных

обломков

рыхлые

сцемею

ванные

туффит гру-

боагломера-

товый (глыбо-

вый)

СЗ

валунные

эобрекчии)

глыбовые

(грубообло-

мочн.)

валунные и

глыбовые на-

копления

конгломерат

ва-

лунный

и брек-

чия

глыбовая

туффит круп-

ноагломера-

товый (круп-

нощебенча-

тый)

о щ е б е н ь

а л е ч н и

н г л о м е р

крупногалеч-

ные

материалом

(ту

крупнооб-

ломоч.

(крупно-

щебенч.)

щебень

материала)

брекчии

(атернала)

туффит сред-

неагломера-

товый (сред-

нещебенча-

тый)

туф

т у ф О ]

у ф о к о

среднега-

лечные

с туфовым

средне-

обломочн.

(средне-

щебенч.)

галечник

и ш

»ю

туфового

конгломераты

туфового

туффит мел-

коагломера-

товый (лапил-

лневый, мел-

кощебенча-

тый)

мелкога-

лечные

брекчии

мелкооб-

ломоч.

(мелкоще-

бенч.)

галечник

и ш

(с

примесь

конгломераты

(с примесью

туффит гра-

вийный

туфогравий

туфогравелит

гравий

е н н ы е

гравелит

е н н ы е

туффиты

псам-

митовые,

пе-

счаные

грубо-

песч.

крупно-

песч.

средне-

песч.

мелко-

песч.

туфопесок

туфопесчаники

грубозернист,

крупнозернист.

среднезернист.

мелкозернист.

пески

б о т у ф о г

песчаники

о т у ф о г

пеплозые

туффит

алеври-

товый

туфоалев-

рит

т уфоалевролит

алевриты

с л а |

алевролиты

слаб

туффиты

туффит

пелито-

вый

туфо-

глина

туфоаргиллит

глины

аргиллиты

(лавокластических, пирокласто-осадочных и др.) пород

http://jurassic.ru/

Границей существенно туфовых (туфов и туффитов) и

нормальноосадочных пород (туфоосадочных и нормально-

осадочных с незначительной туфовой примесью) считается,

как это принято в литологии, равное (по 50%) содержание

того и другого материала, а за границу между туфами и

туффитами принято считать содержание осадочной примеси

в количестве 10%; такое же содержание туфовой примеси

является границей между туфоосадочными и нормально-

осадочными породами с незначительной туфовой примесью.

В пределах каждого ряда по размеру обломков выделя-

ются гранулометрические классы, которые в значительной

мере отвечают классам нормальноосадочных пород. По

аналогии с последними в нашем варианте этой классифика-

ции (см. табл. 15) практически полностью учтены размер-

ности нормальных обломочных пород (графа справа), а

именно: выделены грубообломочные (крупнее 10 мм), круп-

нообломочные или гравийные (10—2 мм), в нормальнооса-

дочных породах объединяющиеся обычно с грубообломоч-

ными, среднеобломочные или песчаные (2—0,1 мм), мелко-

обломочные или алевритовые (0,1—0,01 мм) и довольно

редкие — тонкообломочные или пелитовые (мельче 0,01 мм)

породы.

Грубообломочные пирокластические породы, по анало-

гии с нормальноосадочными, объединяют (без гравийных

пород) два самостоятельных класса — глыбово-бомбовых

(крупнее 200 мм) и щебенчато-бомбовых (200—10 мм) по-

род, причем нередко из последнего выделяется еще один

класс — лапиллиевых пород (50—10, или 30—10 мм).

Щебенчато-бомбовый и песчаный классы подразделяют-

ся на гранулометрические типы; в первом выделяются три

типа — крупные (200—100 мм), средние (100—50 мм) и

мелкие (50—10 мм) породы, причем последний тип, как

уже отмечалось, нередко рассматривается в качестве само-

стоятельного класса — лапиллиевых пород; в классе песча-

ных пород выделяются четыре типа: грубые (2—1 мм),

крупные (1—0,5 мм), средние (0,5—0,25 мм) и мелкие

(0,25—0,1 мм) породы. В других классах гранулометриче-

ские типы выделяются редко.

Вопросы номенклатуры выделяющихся классов и типов

сложны и их удобнее рассмотреть при характеристике каж-

дого ряда пород.

Лавокластические породы образуются по существу не при

эксплозиях, а при эффузивном процессе и являются чисто

магматическими. Они распадаются на два естественных ряда,

172

http://jurassic.ru/

или класса: лавовые брекчии (или лавобрекчии, класто-

лавы) и туфолавы. Первые образуются при излиянии лавы

особенно часто при ее передвижении по поверхности зем-

ли,

когда верхняя полузастывшая часть потока (корка)

взламывается и захватывается более жидкой лавой нижних

горизонтов потока. Потоки более вязких лав нередко цели-

ком представлены такими породами, в которых обломки и

цемент лавовые, одного или несколько отличного (иногда

только структурно) состава. Поскольку обломки чаще всего

крупные, лавобрекчии относятся к грубообломочным по-

родам.

Способ образования туфолав иной и они отличаются

структурно от лавобрекчии, поэтому их только условно мож-

но ставить в один ряд лавокластических пород. Туфолавы

образуются при «вспенивании» лавы еще в магматическом

канале и в особенности при извержении на поверхность,

когда растворенные под большим давлением газы бурно вы-

деляются (при падении давления вблизи поверхности и не-

котором разогреве лавы вследствие окислительных экзотер-

мических реакций) и вспенивают лаву, разобщают ее на

«кусочки», обычно мелкие. Эти «кусочки» затем снова сплав-

лялись в тонкопористую породу, если процесс не заканчи-

вался более резким взрывом и выбросом пенистого потока,

из которого образуются игнимбриты, или выбросом туфового

облака, дающего начало туфам. Таким образом, туфолавы

состоят из обломков, обычно не грубых, сплавленных или

сцементированных тем же лавовым (туфолавовым), чаще

всего флюидальным цементом, от которого они мало от-

личаются.

В ряду чистых пирокластических (т. е. собственно туфо-

вых) пород, содержащих незначительную (до 10%) нетуфо-

вую примесь, грубые остроугольные обломки (крупнее

200 мм) называются вулканическими глыбами, а при более

правильной (округлой, веретеновидной, караваеобразной и

другой) форме — грубыми бомбами. Рыхлые скопления этих

обломков образуют грубый, или глыбовый, агломерат. В бо-

лее мелком грубообломочном классе (200—10 мм) по ана-

логии с нормальноосадочными породами неправильные

остроугольные обломки предлагается называть вулканиче-

ским щебнем, крупным (или крупными глыбами), средним

(или мелкими глыбами) и мелким, а более правильные, об-

разовавшиеся из кусков незастывшей лавы, — бомбами круп-

ными и мелкими. Мелкий щебень величиной от горошины до

грецкого ореха (примерно от 1 до 5 см) чаще всего назы-

173

http://jurassic.ru/

вают лапилли (от итальянского Lapilli — камешки). Рыхлые

скопления этого материала называют агломератом крупным,

средним и мелким, или лапиллиевым. Далее выделяются без

различия формы обломков вулканический гравий (10—2 мм),

вулканический песок (2—0,1 мм) — грубый, крупный, средний

и мелкий, вулканический пепел, или вулканическая пыль

(мельче 0,1 мм), который подразделяется на алевритовый

(0,1—0,01 мм) и пелитовый (мельче 0,01 мм).

При литификации в зависимости от ее способа этот рых-

лый туфовый материал образует два самостоятельных ряда

пород: спекшиеся и сцементированные породы.

Спекшиеся породы довольно редки. Они представлены

аглютинатами и игнимбритами (спекшимися туфами), не

имеют цемента (в обычном смысле слова) и по способу об-

разования сильно отличаются от настоящих, обычных туфов,

вместе с которыми их рассматривают условно. Эти породы,

особенно игнимбриты, стоят ближе к туфолавам, с которыми

связаны постепенными переходами. Аглютинаты представ-

ляют собой скопления шлаков, бомб, лапилли и других

обломков, сваренных и спекшихся в результате вторичного

разогревания при окислении. Игнимбриты, как уже отмеча-

лось выше, образуются при очень сильном вспенивании лавы,

когда последняя превращается в газовотуфовую лавину —

облако. Частички, как и в туфолавах, обычно мелкие, при

оседании прочно спекаются друг с другом. Таким образом,

как аглютинаты, так и игнимбриты практически сразу обра-

зуются как твердые породы; рыхлая стадия их очень кратко-

временна. Все это отдаляет их от туфов и роднит с туфо-

лавами. В древних толщах эти породы устанавливаются

с большим трудом.

Нормально сцементированными породами, в которых це-

мент может быть туфовым или чисто осадочным гидрохими-

ческим, являются широко распространенные туфы, подраз-

деляющиеся по размеру обломков на грубые, или глыбовые,

грубоагломератовые (крупнее 200 мм), крупнощебенчатые,

или крупноагломератовые (200—100 мм), среднещебенчатые,

или среднеагломератовые (100—50 мм), мелкощебенчатые,

или мелкоагломератовые, часто именуемые лапиллиевыми

(50—10 мм), гравийные (10—2 мм), песчаные, или псаммито-

вые (2—0,1 мм), в свою очередь делящиеся на четыре типа —

грубо-, крупно-, средне- и мелкопесчаные, и наконец, пепло-

вые туфы — алевритовые (0,1—0,01 мм) и пелитовые (мельче

0;01 мм).

Номенклатура осадочно-пирокластических или туффито-

174

http://jurassic.ru/

вых пород, в которых туфового материала от 90 до 50%, ана-

логична номенклатуре туфов. Отличия сводятся к прибавле-

нию прилагательного «туффитовый» к названию соответ-

ствующего класса и типа для рыхлых пород и к замене слова

«туф» на «туффит» для пород сцементированных.

Номенклатура пирокласто-осадочных пород, в которых

туфового материала от 50 до 10%, повторяет названия нор-

мальноосадочных пород; только к существительному спереди

добавляется часть слова «туфо» (например, «туфопесок»,

«туфопесчаник», «туфоконгломерат»). Для брекчий с туфо-

вой примесью приходится применять термин «туфобрекчия»,

неудобный из-за различного толкования.

Слаботуфогенные осадочные породы, содержащие туфо-

вую примесь в количестве менее 10%, называются как нор-

мальнообломочные породы, с добавлением слов «с примесью

туфового материала» или, лучше, слов «слаботуфогенные».

Пирокластические породы классифицируются, кроме того,

по составу (см. стр. 176).

К некоторым другим вопросам номенклатуры пирокла-

стических и вообще вулканомиктовых пород удобнее вер-

нуться после рассмотрения возможностей их изучения.

Порядок и объем изучения пирокластических пород по

существу ничем не отличается от изучения нормальных об-

ломочных пород (см. стр. 178), т. е. их исследуют макроско-

пически, в шлифах, механическим анализом, под бинокуля-

ром, в иммерсионных препаратах, а цемент, кроме того,

изучают другими методами (см. стр. 166). Небольшие отли-

чия сводятся к менее частому применению собственно меха-

нического анализа из-за слабой крепости обломков эффу-

зивов, когда они сцементированы, и, наоборот, более частому

производству валового химического анализа, особенно для

туфов, состав которых наиболее закономерен и близко отве-

чает составу лав, с которыми их необходимо сопоставлять.

Основными методами изучения туфов и туффитов и близ-

ких к ним пород является визуальное, особенно полевое их

исследование, описание и изучение в шлифах, а главными

целями — установление типа обломочной структуры, петро-

графического состава и отнесение к одному из четырех (или

пяти, если считать и туфолавы) генетических рядов вулкано-

кластических пород.

Наиболее просто устанавливают размер и форму облом-

ков и на основании этих данных определяют гранулометри-

ческий тип породы. Нередко, однако, обломки выявляют

с трудом, так как они плохо отличаются от сходного с ними

175

http://jurassic.ru/

цемента и других обломков из-за однообразия состава. Это

может усугубиться вторичными изменениями пород, вдавли-

ванием одних зерен в другие и метаморфизацией.

Петрографический состав об-

ломков определяют так же, как и

при изучении обычных эффузи-

вов — в шлифах по структуре, ми-

нералогическому составу и хими-

ческими анализами. Поскольку ту-

фы в подавляющем большинстве

породы чистые, мало смешанные,

состав их определяется сравни-

тельно просто, и он вводится в

название породы (например,

«туф липаритов», «туф дацитов»,

«туф андезитов» или туфы их

палеотипных аналогов). Значи-

тельно более редки туфы основ-

ных эффузивов, так как лава их

более жидкая и она изливается

обычно спокойно, без взрывов.

При изучении в шлифах сле-

дует различать три типа структу-

ры туфов, которые выделяются

по петрографическому характеру

обломков (рис. 26): литокласти-

ческая, когда туф состоит из ку-

сочков породы; кристаллокласти-

ческая — при преобладании об-1

ломков минералов, что, однако,

осуществляется редко и, естест-

венно, только в песчаных туфах, и

витрокластическая, обоазованная

обломками стекла и свойственная

самым мелким — пепловым — ту-

фам. Эти обломки стекла имеют

очень характерную рогульчатую

или более сложную форму (см.

рис.

26,в), отличающуюся остро-

угольностью и сферичностью по-

верхности, причем сферичность направлена выпуклостью"

внутрь зерна. Такая форма образуется при взрыве пузырьков

газа в лаве, стенками которых и являлись обломки стекла.

Нередко внутри последних сохраняются другие, более мелкие

Рис.

26. Типы структур туфов

(по петрографическому харак-

теру обломков): а —литоклас-

тическая; б— кристаллоклас-

тическая и в — витрокластиче-

ская структура

176

http://jurassic.ru/

пузырьки, и сами обломки становятся губчатыми. Острые

углы обломков свидетельствуют об отсутствии переноса их

водой. Витрокластическая структура сохраняется в виде ре-

ликтов даже в сильно измененных, раскристаллизованных

породах нижнего палеозоя и поэтому является ценным гео-

логическим документом.

Состав туффитов более разнообразный и смешанный, и

поэтому часто нельзя сказать, за счет какого эффузива он

образовался. Все же во всех случаях надо стремиться вы-

явить состав туффита и установить связь его с тем или иным

эффузивом. Еще труднее это удается выполнить по отноше-

нию к туфоосадочным породам, состав которых обычно бы-

вает более смешанным.

Трудности изучения ту.фовых и вообще вулканокластиче-

ских пород заключаются в нечеткости признаков, по кото-

рым следовало бы различать породы разных генетических

рядов — собственно туфовых, туффитов, туфоосадочных по-

род и чистоосадочных вулканомиктовых пород — граувакк.

Все эти породы могут иметь однородный, сходный состав,

слагаться неокатанными и невыветрелыми обломками и от-

личаться плохой отсортированностью, т. е. и граувакки, а не

только туффиты и туфопесчаники или туфоконгломераты мо-

гут быть приняты за туфы. Поэтому-то так часто все обло-

мочные вулканомиктовые породы (т. е. сложенные обломками

эффузивов) вулканогенных толщ именовались туфами и не

выделялись нормальные песчаники, гравелиты, конгломе-

раты, как будто они не образовывались во время излияния

лав и накопления туфов. Между тем даже в наземной об-

становке туфогенный и лавовый материал усиленно перемы-

вается в длительные периоды между очередными изверже-

ниями вулканов, а в морских вулканогенных толщах, с ко-

торыми чаще всего приходится иметь дело при изучении древ-

них отложений, перемывание приобретает зачастую главную

роль.

А это влечет за собой образование уже нормально-

осадочных пород, хотя по составу и другим признакам они

могут и не отличаться от туфов. Тем не менее для установ-

ления характера вулканической деятельности и частоты из-

вержений различать их необходимо, поскольку за констата-

цией туфа стоит факт одновременного ему извержения

вулкана, которое, следовательно, датируется каждым про-

слоем туфа, каким бы тонким он ни был.

Отличительными особенностями туфов является однород-

ность материала, его свежесть, невыветрелость и неокатан-

ность, плохая сортировка или отсутствие ее, тождество со-

177

http://jurassic.ru/

става с соответствующим эффузивом, отчасти тесная связь

в разрезе.

Туффиты отличаются лучшей сортировкой, некоторой ока-

танностью, более смешанным составом, большим количе-

ством чистоосадочного материала (в том числе и остатков

животных), хотя он может и не отличаться от туфового.

Туфоосадочные породы по этим признакам еще больше

отличаются от туфов; они включают также разрушенные

или выветрелые обломки. Однако, как уже отмечалось, туфо-

осадочные породы и даже граувакки иногда практически не-

отличимы от туфов. Отсюда вытекает необходимость поисков

методов их различения, а с другой стороны, — невозмож-

ность во многих случаях разделять уверенно при описании

разреза вулканомиктовые породы .на туфы, туффиты, туфо-

осадочные и нормальноосадочные породы. Во избежание

ошибок при отнесении конкретных слоев к этим породам не-

обходимо называть их более общим термином (например,

«вулканомиктовым» песчаником, конгломератом и т. д.).

ОБЪЕМ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

Разнообразный и сложный состав обломочных пород, не-

обходимость освоения новых, неизвестных из прежних кур-

сов методов изучения (гранулометрический анализ, изучение

под бинокуляром, методы разделения по удельному весу,

иммерсионный метод и др.) и, наконец, большое практиче-

ское,

теоретическое и методическое значение обломочных по-

род заставляет отводить на их изучение не менее половины

всего времени лабораторных занятий, что по полному курсу

петрографии осадочных пород составляет 22—24 час.

Программами предусматривается проведение грануломет-

рического анализа песка (ситовой анализ и отмучивание по

Сабанину), графическое изображение тремя способами —

диаграммы столбиков, кумулятивные кривые и треугольная

диаграмма — готовых анализов, определение названия по-

роды и степени отсортированности (4 час), описание выде-

ленных фракций под бинокуляром, ознакомление с методами

разделения тяжелыми жидкостями (2 час), овладение иммер-

сионным методом изучения вещества (4 час), изучение в им-

мерсионных препаратах тяжелой фракции одной песчаной

или алевритовой породы с количественным минералогиче-

ским подсчетом (4 час).

Вторая часть времени (8—10 час) обычно отводится на

систематическое ознакомление с обломочными породами и

178

http://jurassic.ru/

изучение их в образцах и шлифах. Методическая ценность

этого раздела и необходимость создания у изучающих цель-

ного и полного, т. е. систематического представления об обло-

мочных породах, которое только и дает уверенность в их

определении и изучении, делают эту часть очень ответствен-

ной и наиболее важной. Сложность заключается в необхо-

димости за очень короткое время познакомиться с возможно

большим числом групп и типов пород и вместе с тем углуб-

ленно и всесторонне исследовать многие из них для выра-

ботки основных приемов и навыков изучения пород в образ-

цах (визуально) и в шлифах.

В минимальный объем этой части входит изучение еди-

ничных представителей основных типов олигомиктовых (квар-

цевых, кварцглауконитовых), полимиктовых (аркозовых,

граувакковых вулканомиктовых и граувакковых пород, со-

стоящих из обломков метаморфических и осадочных пород)

и пирокластических пород, основных структурных типов це-

мента — базального, заполнения пор, пленочного (двух раз-

новидностей) , контактового, крустификационного, регенера-

ционного, прорастания, а также различных структур вдавли-

Еания

и растворения — и главных его минералогических ти-

пов — глинистого, опалового, халцедонового, кварцевого, фос-

фатного аморфного (коллофанового) и кристаллического

(апатитового), известкового, железистого, сульфатного (гип-

сового), флюоритового. Выполнение этой программы приво-

дит к необходимости описать как минимум 10—12 шлифов.

При этом имеется возможность изучить главные обломочные

и аутигенные минералы и овладеть методом стадиального

анализа.

http://jurassic.ru/