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

Подождите немного. Документ загружается.

лярной (шариковой): в этом случае опал состоит из мелких

шарообразных комочков — глобул мельче 0,05 мм (см. рис. 44).

Это,

вероятно, первичные выделения — сгустки химического

опала из его коллоидных растворов. При уплотнении глобулы

деформируются, становятся полигональными, но в целом

«аморфно-зернистая» структура остается. Она лучше видна

при диафрагмировании (или на краю шлифа), выявляющем

шагреневую, рябоватую поверхность опала, обусловленную

его глобулярностью: размер «рябинок» обычно одинаковый.

Кристаллические структуры, различающиеся прежде всего

размером зерен (стр. 235, табл. 22), характерны для халцедо-

новых и кварцевых пород. Кремни, яшмы и кремнистые слан-

цы иногда имеют коллоидально-зернистую структуру, когда

основная масса их в целом действует на поляризованный свет

(слабо просветляется в скрещенных николях), но отдельные

кристаллики не видны и при самых больших увеличениях.

Чаще же для них характерна микрозернистая

(0,0001 —

0,01 мм), реже — мелкозернистая (0,01—0,1 мм), а по форме

зерен и их взаимоотношению — гранобластовая структура

(микрогранобластовая или мелкогранобластовая структуры —

см.

рис. 45). Однако при внимательном рассмотрении зерна

представляются не едиными монокристаллами, а агрегатами

значительно более мелких кристалликов, которые из-за недо-

статочной разрешающей силы светового микроскопа нельзя

увидеть раздельно. По резко выраженному волнистому, часто

крестообразному, погасанию зерен халцедона можно сделать

вывод о волокнистой форме этих кристаллитов и более или

менее упорядоченном — субпараллельном или сферолитовом

(радиально-лучистом)—их расположении. Следовательно, в

качестве «зерен» воспринимаются пачки этих кристаллитов,

которые по ориентировке то более, то менее резко отличаются

от соседних пачек — «зерен» (граница между ними при вра-

щении столика часто исчезает, что тоже говорит о неполной

кристалличности «зерен»). Все же удобно и правильно гово-

рить об этой зернистости халцедоновых пород, поскольку при

дальнейшей кристаллизации и образовании из халцедона

кварца кристаллы последнего будут полностью отвечать раз-

меру и границам этих зерен. Следует только отмечать еще и

действительную кристаллическую структуру, о которой гово-

рилось выше — коллоидально-зернистую (или коллоидально-

волокнистую), или полукристаллическую.

Текстура основной кремнистой массы может быть беспо-

рядочной, неслоистой или тонкослоистой. В последнем случае

текстуру описывают по общей схеме (стр. 13).

240

http://jurassic.ru/

При описании состава отмечают его тип, перечисляют и

подробно описывают кремнистые минералы. Обязательно

определяют показатель преломления, что позволяет их отли-

чать от фосфатов и других сходных минералов (табл. 2): по-

казатель преломления опала резко ниже (1,406—1,460), чем

у канадского бальзама; у халцедона примерно равен ему

(1,531

—1,539), а у кварца — немного выше (1,544;

1,553)\

Описывают и минералы-примеси.

В слоистых породах, образованных чередованием то бо-

лее,

то менее отличающихся друг от друга разностей пород,

последние можно описать отдельно, а затем сравнить их друг

с другом. Обычно более светлые и чистые прослойки по срав-

нению с более темными, обогащенными примесями, отлича-

ются лучшей раскристаллизованностью. Тонкорассеянное ор-

ганическое, глинистое, железистое и туфогенное вещество

мешает процессу кристаллизации.

Органические остатки, сложенные кремнистым веществом,

описывают в первую очередь: определяют их общее система-

тическое положение (тип, класс и т. д.), которое по возмож-

ности всегда надо детализировать и конкретизировать; дают

название, описывают степень сохранности, форму, размер,

состав (первичный и вторичный), внутреннюю структуру, ко-

личество, расположение в породе. Также описывают их и в

органогенных кремнистых породах, обладающих уже био-

морфной структурой (стр. 235). Помимо названия структуры

полезно отметить общий вид породы (например, то, что диа-

томит, сложенный нитевидными скелетными остатками, име-

ет вид войлока, т. е. обладает спутанноволокнистым строе-

нием).

Скелеты диатомовых водорослей имеют малый размер

(от 0,1—0,2 мм до сотых долей миллиметра) и очень разно-

образную форму (рис. 40). Одиночные скорлупки-коробочки,

состоящие из двух частей, бывают цилиндрическими, диско-

видными, треугольными, четырехугольными и другими, иног-

да сходными с радиоляриями. Для скорлупок характерны

богатая и правильная скульптура и также очень правильное

сетчатоячеистое строение. Нередко скорлупки, обычно более

простые, цилиндрические, образуют нитевидные колонии (см.

рис.

43). Помимо очень мелких размеров, правильного ажур-

ного строения, диатомовые отличаются чрезвычайной тонко-

стенностью: толщина стенки редко измеряется сотыми долями

миллиметра, обычно же она тоньше (тысячные и десятиты-

сячные доли миллиметра) и во много раз меньше сечения

камеры. Этим объясняется небольшой объемный вес породы.

241

http://jurassic.ru/

Незначительная толщина стенок является причиной их низкой

прочности и слабой химической стойкости: они легко раство-

ряются и значительно реже раскристаллизовываются, стано-

ными спикулами различ-

Рис.

40. Современные диатомовые НОЙ формы: ОДНООСНЫМИ,

водоросли (около Х3000, ник. 1, по трехосными (рИС. 41) И

ки,

якоря и др.). Как правило, они массивные: толщина

стенки равна или больше сечения осевого канала (у известко-

вых спикул он волосовидный). Однако нередко сохраняющая-

ся первичная органогенная структура стенки — тонкое кру-

жевное плетение дужек (см. рис. 41, в) свидетельствует о том,

что массивность кажущаяся: благодаря такой структуре

спикулы имели небольшой вес при значительной прочности.

Сложная ажурная структура аморфного вещества — опала —

свидетельствует о первичности опалового состава стенки, по-

скольку неорганическим путем она образоваться не могла.

Органогенный опал спикул часто растворяется и превращает-

ся в глобулярный или легко кристаллизуется, переходя в хал-

цедон. При этом обычно исчезает и органогенная структура.

Однако в целом спикула узнается по продольному или попе-

речному сечению благодаря тому, что канал чаще всего бывает

заполнен другим веществом. Нередко от спикул вообще оста-

ются эти слепки осевых каналов, когда стенки растворены

полностью.

Радиолярии (рис. 42) имеют опаловый скелет, сфериче-

скую,

колпачковидную, башенковидную и другие формы, сет-

чатое строение, достигают размера 1—2 мм. Помимо более

вясь халцедоновыми. При

этом обычно реликты био-

генной структуры не со-

храняются. Вот почему

мы не знаем мезозойских

и более древних диатоми-

тов,

хотя отдельные диа-

томеи известны — они со-

хранились в особо благо-

приятных условиях (на-

пример, в юрских фосфо-

ритах).

Скелетные остатки

кремневых губок обычно

представлены разобщен-

Кайе)

другими более сложными

по форме тельцами (крюч-

242

http://jurassic.ru/

крупного в целом размера от скелета диатомей они отличают-

ся меньшей правильностью и большей грубостью сетки, отно-

Рис.

41. Спикулы кремневых губок:

а, б, г — трехосные шестилучевые; в, и — четырехосные; е, ж — одно-

осные; з — многоосные;

а, б, в, и — крупные (макросклеры), увеличение 10—20 и 100 (и);

г, д, е, ж, з — мелкие (микросклеры), увеличение 80—100;

б — с редуцированными лучами; г — гексастр; д — амфидиск; е —

хел; ж — сигмы; з — астр

сительно более массивным скелетом, наличием шипов и игл

Мелкие радиолярии плохой со-

хранности можно спутать с

диатомеями, а крупные, особен-

но кальцитизированные, — с

фораминиферами.

В органогенных породах

промежутки между скелетны-

ми остатками, а также их внут-

ренние полости нередко запол-

нены хемогенным кремнистым

веществом (исключение — диа-

томиты), которое описывают

вслед за основной структурной

частью—органогенными остат-

ками.

Остатки других групп орга-

Рис.

42. Скелеты современных ра-

диолярий (около Х125, ник. 1,

по Меррею и Филиппи)

243

http://jurassic.ru/

низмов (фораминифер, иглокожих и т. д.) в кремнистых поро-

дах часто замещены опалом, халцедоном или кварцем. Диагно-

стируют их по форме и размеру; особенности строения часто

не видны.

В заключение описывают примеси, не отмечавшиеся выше,

в частности прослои некремнистых пород (глин, алевритов,

песков, туфов и т. д.), и более обособленные единичные вклю-

чения — конкреции, обломочные зерна и т. д. — по обычной

схеме (гл. I, § 4); отмечают порядок выделения минералов,

фиксируют другие признаки и дают расширенное название

породы.

Примеры описания

Образец I. Палеоген, Армянская ССР, Джерманис.

Макроскопическое описание. Диатомит белый, очень лег-

кий, тонкослоистый, землистый, мягкий — пачкает руки, сильно прилипает

к языку, т. е. сильно пористый, с НС1 не вскипает, в воде не размокает.

Описание шлифа. Диатомит имеет однородную светло-серую

окраску, лишь несколько различающуюся по слоям. Слоистость тонкая

(в среднем 0,05—0,1 мм), выражена параллельным расположением скеле-

тов нитевидных колоний диатомей и одиночных скорлупок (рис. 43), а

также, в слабой степени, различным содержанием глинистой примеси, ко-

торая более четко выявляется в скрещенных николях на основном изо-

тропном фоне породы.

Структура диатомовая, в основном цельнораковинная, в меньшей

мере — тонкодетритовая. Порода имеет вид войлока, что объясняется

резким преобладанием нитевидных скелетов колониальных диатомей над

одиночными скорлупками. Породообразующими являются скелетные остат-

ки четырех типов, из которых три нитевидные, колониальные (все — одноря-

довые), а один — одиночные скорлупки. Преобладают средние по толщине

(около 0,01 мм) нити, круглые в поперечном сечении и лестничные — в про-

дольном. Высота скорлупки-цилиндрика около 0,015 мм, толщина стенки

около 0,001 мм. Они составляют около 60—70% породы. Наиболее крупные,

также круглые в сечении нити (0,05 мм), достигают в длину 2 мм, состоят из

скорлупок высотой 0,03 мм, соединенных четковидно основаниями, и состав-

ляют около 10—15% площади шлифа. Они придают породе порфировид-

ность. Толщина стенки 0,005 мм. Наиболее тонкие (около 0,005 мм) нити,

образующие пучки, видны недостаточно четко, часто сливаются с детри-

товой массой. По содержанию они, вероятно, не уступают крупным ни-

тям, а толщина их стенки меньше 0,001 мм. Одиночные скорлупки диско-

видны и серповидны; состоят из двух половинок, нередко разобщенных

в породе; имеют тонкую поперечную ребристость, достигают по длине

0,1 мм, при ширине 0,02—0,03 мм. В породе их 5—10%. Обломки скорлу-

пок составляют небольшую часть породы.

Стенки всех этих форм сложены опалом — бесцветным,- изотропным,

аморфным, с резким отрицательным рельефом, с показателем прелом-

ления резко меньшим, чем у канадского бальзама (вероятно, около

1,45).

Внутренние камеры и большей частью промежутки пустые (в шлифе —

заполнены бальзамом), что объясняет большую пористость породы и ее

малый объемный вес. Порода в основном чисто кремнистая. Имеется

небольшая (вероятно, не больше 3—5%) глинистая примесь — мелко-

чешуйчатое вещество с довольно высокими двупреломлением и показа-

244

http://jurassic.ru/

телем преломления, по-видимому, относящееся к гидрослюдам. Однако

существенно оно не меняет преломление породы, имеющей в целом резко

отрицательный рельеф.

Помимо глинистого участками оказывается анизотропным и крем-

нистое вещество, начавшее, вероятно, раскристаллизовываться.

Рис.

43. Образец 1 — диатомит пресновод-

ный; палеоген, Армянская ССР (около

Х120,

ник. 1):

/, 2, 3—крупные, средние и тонкие нити;

4 — одиночные скорлупки; основная масса

показана лишь участками

Таким образом, диатомит довольно однороден, чист, лишь слабо

глинистый, тонкослоистый, состоит из волокнистых скелетных остатков —

колоний, имеет высокую пористость и слабо литифицирован.

Образец 2. Верхний мел, бассейн р. Медведицы.

Макроскопическое описание. Опока светло-серая, участка-

ми желтоватая, алевритовая, неслоистая, довольно легкая, крепкая, звенит

при ударе, с раковистым изломом, неизвестковая.

Описание шлифа. Опока имеет светло-серую мелкопятнистую

окраску; на основном фоне породы видны белые (бесцветные — кварц) и

зеленые (глауконит) зерна меньше 0,1 мм.

Слоистость лишь слабо намечается параллельной ориентировкой

слюд; строение однородное. Структура алевро-органогенно-глобулярная:

порода состоит из трех основных частей (рис. 44)—основной глобулярной

массы (50%), скелетов радиолярий (20%) и обломочной алевритовой,

а также глинистой примеси (30%).

Основная масса аморфная, имеет глобулярную структуру, хорошо

видную при диафрагмировании: размер глобул, обычно деформированных

уплотнением, около 0,01 мм. Основная масса в целом равномерноглобу-

лярная, с ясной шагреневой поверхностью, с резко отрицательным релье-

245

http://jurassic.ru/

фом (я =1,45), опаловая. Она содержит небольшую (вероятно, не больше

2—3%) примесь глинистого вещества, выделяющегося по своей анизо-

тропности. Четкая листочковая и иголочковая форма и тождество со

слюдами алевритовой размерности свидетельствуют в основном об обло-

мочном терригенном его происхождении.

\ I

Рис.

44. Образец 2 — опока, верхний мел,

бассейн р. Медведицы (около Х75, ник. 1):

а — основная глобулярная масса — опал

(показана на одном участке); б — скелеты

радиолярий; в — кварц, г — глауконит; д —

слюда

Органогенная часть представлена однообразными сферическими опа-

ловыми скелетами радиолярий и единичными спикулами губок. Размер

радиолярий 0,05—0,18 мм. Сохранность многих организмов средняя и

плохая — они часто сливаются с основной массой, теряют органогенную

структуру, становятся глобулярными и выделяются только своей чисто-

той, бесцветностью. В более сохранившихся скелетах четко видно сет-

чатое строение и концентрическое, а также радиальное расположение

ячеек, размер которых 0,01—0,02 мм. Спикулы губок круглые в сечении,

диаметром 0,05—0,2 мм, с узким (0,01—0,02 мм) осевым каналом, сло-

жены опалом с неясными реликтами (дужки, колечки) органогенной

структуры. Однако большей частью они выщелочены; на их месте остает-

ся пустота, заполненная бальзамом. В некоторых случаях видно, что спи-

кулы трех- и четырехосные.

Обломочная примесь (в целом 30%) представлена неокатанными

зернами кварца (20%), глауконита (5%) и листочками слюд (3—5%):

мусковита и биотита мелко- и крупноалевритовой размерности (0,08—

0,01 мм), постепенно переходящими в частицы глинистой размерности.

Глауконит зеленый и буровато-зеленый, неправильной формы (обломоч-

ный),

часто он имеет субпризматическую и листоватую форму, что гово-

рит о замещении им слюд — в основном биотита — и, вероятно, полевых

246

http://jurassic.ru/

шпатов. Мусковита несколько больше биотита; он имеет более правиль-

ную форму в виде узких длинных листочков с яркими цветами интерфе-

ренции (начало второго порядка). Биотит редко желто-бурый с четким

плеохроизмом, чаще зеленый, глауконитизированный. Встречаются еди-

ничные коричневые изотропные, аморфные обломки (0,03—0,1 мм) с « ~ 1,6.

Это,,

вероятно, включения коллофанового фосфорита.

Таким образом, опока сильно алевритовая (слюдисто-глауконито-

кварцевая), слабоглинистая, с большим содержанием скелетов однооб-

разных радиолярий, неотчетливо слоистая.

Образец 3. Верхний мел, турон — коньяк, район г. Изюма.

Макроскопическое описание. Кремень темно-серый с ко-

ричневатым оттенком, со стеклянным блеском, сливной, афанитовый, не-

слоистый, с раковым изломом, с острыми режущими просвечивающими

краями, крепкий, при ударе высекает искру, не вскипает с НС1, представ-

ляет собой крупную неправильную конкрецию.

Описание шлифа. Кремень бесцветный, однородный, неслои-

стый, микро- и, возможно (участками), коллоидальнозернистый: размер

зерен меньше 0,01 мм, многие из них меньше 0,001 мм и участками не

различаются при самых больших увеличениях. По взаимоотношению зе-

рен структура гранобластовая (рис. 45).

Состав мономинеральный, халцедоновый. Халцедон бесцветный без

рельефа, с я= 1,537 (канадский бальзам), с низкими серыми цветами

интерференции, в основном микрозернистый. Зерна ксеноморфные, изо-

метричные, погасают резко выраженно волнисто и веерообразно, что

свидетельствует о волокнистом сферолитовом их строении и о коллои-

дальной «полукристаллической» структуре.

Включения единичны и представлены крупными (0,05—0,2 мм) круг-

Рис.

45. Образец 3 — кремень халцедоно-

вый, верхний мел (турон — коньяк), район

г.

Изюма (Х150; ник. 1 и +)

247

http://jurassic.ru/

лыми участками более крупнозернистого халцедона сферолитового строе-

ния. Они, возможно, образовались по органическим остаткам, скорее

всего, по камерам фораминифер. Кроме того, по всей породе равномер-

но распределены — распылены — довольно редкие мельчайшие непрозрач-

ные зернышки (меньше 0,005 мм), вероятно, железистое и органическое

вещество.

Таким образом, кремень микрозернистый, неслоистый, халцедоновый,

чистый, вероятно, с реликтами скелетов фораминифер, с небольшой при-

месью тонкорассеянного непрозрачного (железистого, органического)

вещества.

Образец 4. Средний девон, эйфель, Ю. Урал.

Макроскопическое описание. Яшма темно-красная с зелеными про-

слоями, матовая (без блеска), тонкослоистая, афанитовая, крепкая, с ра-

ковистым изломом, с острыми режущими краями.

Описание шлифа. Яшма тонкослоистая. Слои, мощностью от 3—4 мм

до 0,5—1 мм, отличаются цветом, структурой, а также составом. По мощ-

ности преобладают красные разновидности, меняющиеся от темно-крас-

ных, в проходящем свете непрозрачных, до светлых розоватых. Послед-

ние обычно постепенно сменяются почти бесцветными, лишь слабо зелено-

вато-серыми. Другая граница их с темным прослоем значительно более

резкая, что свидетельствует о направленности изменения состава и по-

зволяет определить верх и низ слоев. Структура гранобластовая, меняю-

щаяся от микрозернистой в красных до мелкозернистой (размер зерен

около 0,02—0,03 мм) в светлых прослоях. В целом она порфировидная

из-за крупных (0,05—0,3 мм) округлых эллипсоидальных включений зна-

чительно более чистого и более крупнозернистого кварца, являющихся

перекристаллизованными скелетами радиолярий.

Состав сложный, меняется по слоям. В наиболее прозрачных и свет-

лых прослоях резко преобладает халцедон, обладающий низким, лишь не-

значительно большим, чем у бальзама, показателем преломления и резко

выраженным волнистым погасанием, свидетельствующим о его волокни-

стом строении. Вероятно, участками присутствует и кварц — они лучше

раскристаллизованы. В качестве примесей встречаются мелкие идиоморф-

нозернистые минералы группы эпидота—цоизита с характерными для них

аномальными цветами интерференции, образующие нередко скопления

размером 0,02—0,04 мм, а также листочки хлорита с низким двупре-

ломлением (типа пеннина) и чешуйки бесцветной гидрослюды, выделяю-

щейся при скрещенных николях яркими цветами интерференции. Коли-

чество этих примесей варьирует от 3—5%, вероятно, до 40—50%, когда

к ним примешивается железистое вещество гематитового типа. Красные

прослои, возможно, также в основном сложены халцедоном. Однако его

сильно маскирует тонкорассеянное непрозрачное железистое вещество,

вишнево-красное в отраженном свете, очевидно, гематитового типа. На-

оборот, количество эпидот-цоизитового и хлоритово-слюдистого вещества

в этих прослоях сильно снижается (до

1—2%).

Количество же желези-

стого вещества точно оценить трудно, поскольку оно местами выступает

как единственный минерал, полностью маскирующий кремнистый. Вероят-

но,

содержание его все же не превышает 50%.

В темных прослоях, как сильно железистых, так и обогащенных

эпидот-цоизитовым материалом, лучше сохраняются остатки радиолярий,

количество которых достигает 10—15%. Правильно зубчатый край и чис-

то кварцевый состав округлых тел заставляет относить их к органическим

остаткам — к радиоляриям, скелет которых испытал раскрйсталлизацию.

Помимо отмеченных включений изредка встречаются неправильные

скопления

(0,1 — 1

мм) крупнокристаллического эпидота, выполняющие.

248

http://jurassic.ru/

вероятно,

трещинки разрыва, а также тонкие секущие прожилки кварца.

Таким

образом,

яшма в основном халцедоновая, микрозернистая,

тонкослоистая,

со значительной примесью

железистого,

эпидот-цоизито-

вого

и хлоритового вещества, с радиоляриями.

Другие методы изучения

Из других методов изучения кремнистых пород (§ 2,

стр.

236) помимо макро- и микроскопического их описания

относительно более часто применяется иммерсионный метод,

спектральный и химический анализы. Остановимся на послед-

нем.

Химическим анализом определяют общее содержание не-

растворимого остатка, количество растворимого Si0

—опа-

ла, основные — А1

03,

СаО и другие, а иногда и более

редкие примеси — ТЮ

, FeO,

К2О,

0, S, S0

, С0

, P

„

С; в вулканогенно-кремнистых породах (яшмах и других) —

Мп,

Си, редкие элементы. Применяют как валовой силикат-

ный анализ, полный или частичный, так и различные виды

рационального анализа. В частности, о количестве опала в

породе судят по содержанию растворимого Si0

, извлекае-

мого 5%-ным раствором соды или слабой NaOH на кипящей

водяной бане. Важным также является определение карбона-

тов,

рг,

Fe, Мп, Р. Представляет большой интерес и изуче-

ние особенностей химического состава яшм и других крем-

нистых пород вулканогенных областей в целях стратиграфи-

ческой корреляции и выяснения связи с вулканическими по-

родами.

ОБЪЕМ

ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

На изучение кремнистых пород обычно отводится 2—4 час.

За это время можно достаточно подробно познакомиться с

основными типами пород и описать их в образцах и шлифах,

а также определить иммерсионным методом показатели пре-

ломления основных минералов — опала, халцедона и кварца.

В обязательный минимальный объем входит изучение и

описание одной наиболее типичной разновидности диатомитов,

спонголитов, трепелов, опок, кремней, яшм. Поскольку радио-

ляриты очень редки, со скелетами радиолярий можно позна-

комиться при описании опок и яшм. Другие разновидности

этих типов, а также кремнистые сланцы и джеспилиты изуча-

ют обычно макроскопически при осмотре коллекций.

249

http://jurassic.ru/