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

Подождите немного. Документ загружается.

канальчики, которые на тангенциальных срезах кажутся точ-

ками. Есть указания и на более сложное строение. Форма

панциря или сегментов и их строение, хорошо сохраняющееся

код (х20; ник. 1) (из Маслова) ение из тонких фибр, ориен-

Растительные известковые остатки многочисленны и раз-

нообразны, особенно

<в

наиболее древних (нижнепалеозойских

и докембрийских) породах. Однако изучены они недостаточ-

но,

что объясняется отчасти трудностями их диагностики по

скелетным остаткам: форма их разнообразна и меняется даже

у одного организма в разных частях в зависимости от усло-

вий, т. е. часто нехарактерна, а структура однообразна —

все эти водоросли представлены микрозернистым темным

кальцитом. Скелет большинства известковых водорослей соз-

дается путем отложения микрозернистого кальцита внутри

клеток или вне их. Часто такие остатки (корочки, комочки,

пленки) плохо отличимы от хемогенного кальцита.

Наибольшее значение для литолога представляют остат-

ки кокколитофорид, сине-зеленых, зеленых, красных, или

багряных, и харовых водорослей-

Кокколитофориды — мельчайшие (в сотые доли мил-

лиметра) одноклеточные планктонные жгутиковые водоро-

сли, имеющие известковый панцирь, который состоит из

отдельных неделимых — кокколитов. Кокколиты разнообразны

по форме (рис. 58); пуговицеобразные, уплощенные часто на-

зывают плаколитами, а трубочковидные — рабдолитами. Они

известны с силура и живут в современных морях, образуя

массовые скопления. В глобигериновом иле, как и в писчем

мелу, местами содержание их достигает 70%. В шлифе из-за

малых размеров (меньше 0,01 мм) они видны плохо. Жела-

тельно изучать их в иммерсионных препаратах. Форма кок-

в породах, большей частью

позволяет уверенно опреде-

лять трилобиты.

Рис.

57. Остатки членистоногих из

карбона Урала: а —сегменты трило-

битов (Х13) и б —раковины остра-

Остракоды также хорошо

сохраняются; их узнают по

миндалевидной форме рако-

вины или серповидным

створкам, когда они разоб-

щены, и тонкофибровому

строению (см. рис. 57). Ино-

гда раковина многослойна:

слои имеют одинаковое стро-

тированных перпендикуляр-

но стенке.

280

http://jurassic.ru/

колитов лучше видна лри одном николе; при скрещенных об-

наруживается сферолитовое тонкофибровое строение. В на-

стоящее время их изучают в электронном микроскопе.

Рис.

58. Кокколиты: а, б, в— Х2000—3000 (по Коссовской, Шамраю и Ла-

заревой— из Швецова); г—ХЮО (по Швецову)

Сине-зеленые водоросли — низко организованные

одноклеточные или многоклеточные нитевидные организмы,

известные с докембрия. Ископаемые водоросли делятся на

известьотлагающие и сверлящие.

Известьотлагающие сине-зеленые водоросли из-за невоз-

можности сопоставления с современными условно класси-

фицируются ло морфологии минеральных остатков. Прежде

всего их делят на две группы. Первую составляют онколиты и

строматолиты, вторую — собственно сине-зеленые водоросли

с ясными следами нитей.

Строматолиты и онколиты являются карбонатными стя-

жениями, образованными ценозом водорослей, которые почти

10 Зак. 172

281

http://jurassic.ru/

не оставляют следов для их раздельной диагностики. Обыч-

но они характеризуются неровной (волнистой, бугристой)

годичной слоистостью, образованной чередованием более тем-

ных (плотных) и более светлых слоев толщиной в доли мил-

Рис.

59. Сине-зеленые водоросли: а — онколит (девон; Кузбасс,

Х2);

б — онколит, образовавшийся вокруг раковины гастроподы (из

Маслова); в — строматолит (нижний палеозой Сибири, ХШ, ник. 1)

(из Маслова); г — строматолит, колония в горизонтальном срезе

(натур, величина) (по Маслову)

лиметра (рис. 59). Строматолиты — прикрепленные и по-

тому нередко протяженные наросты, а онколиты — свободно

перекатывающиеся по дну округлые желваки, напоминаю-

щие оолиты или пизолиты. Иногда внутри строматолита мно-

го пустот, вероятно, от «лубков и нитей разных водорослей.

Растут строматолиты часто неравномерно, в результате чего

участки быстрого роста—столбики — чередуются с впадина-

ми,

заполняющимися другим материалом или обломками.

Высота столбиков достигает нескольких метров. Наиболее

распространенные формы—коллении, конофитоны и другие—

часто встречаются в верхнем протерозое и нижнем палеозое.

282

http://jurassic.ru/

Собственно сине-зеленые водоросли сохраняют ясные сле-

ды нитей, которые обычно остаются в виде канальчиков, за-

полненных вторичным светлым кальцитом (см. рис. 59,6, в)..

Стенки этих каналов, как у . •

всех водорослей, темные и со-

стоят из микрозернистого каль-

цита, отложенного клетками.

Для систематики важна вели-

чина, форма клеток, наличие

поперечных перегородок в ка-

налах. Гирванеллы, относящие-

ся к группе стелящихся и на-

вивающихся водорослей, пред-

ставляют собой тонкие (мень-

ше 1 мм) извивающиеся тру-

бочки одинаковой толщины

(рис.

60,6). Другая группа

объединяет растущие вверх

водоросли и поэтому имеющие

вид кустика или пучка, напри-

мер эпифитон, широко рас-

пространенный в кембрийских

рифах. Его веточки (рис. 60,а)

не имеют полости, а состоят

из микрозернистого кальцита;

возможно, каналы были тон-

кими и они исчезли в процессе

диагенеза.

Сверлящие сине-зеленые во-

доросли оставляют на ракови-

нах других организмов тонкие

темные канальцы, которые не

позволяют их систематизиро-

вать.

Вероятно, к сине-зеленым

водорослям следует относить и

многие гранулированные каем-

ки вокруг раковин и губчатые

комочки микрозернистого каль-

цита, которые чаще всего опи-

сываются как органические остатки неизвестного происхож-

дения.

Зеленые водоросли, значительно более высоко ор-

ганизованные по сравнению с сине-зелеными, представлены

в породах одной группой—сифоновыми водорослями (сифо-

Рис.

60. Сине-зеленые водоро-

сли:

а — эпифитон, наросший на

скелет археоциат (кембрий, Ту-

ва; Х5); б — гирванелла, се-

чение трубочек (карбон, Урал,

Х20) (из Швецова)

10*

283

http://jurassic.ru/

неями), отлагающими известь. Последняя выделяется с внеш-

ней стороны (Клеток, нередко очень крупных. Скелет в целом

представляет собой чехол сложного, часто (особенно у мутов-

чатых) правильного-строения, достигающий 0,5 м. Обызвест-

вляется центральный «сифон» и «веточки», которые прониза-

Рис.

61. Зеленые водоросли: а — мутовчатая сифонея вермипорелла

в продольном и поперечном разрезе (ордовик, Прибалтика, около

Х5);

б— мутовчатая сифонея двинелла с группами канальцев, про-

дольное и поперечное сечения (карбон, Подмосковье, около Х50);

в — обрывки кодиевой водоросли кальцифолиум в поперечном и про-

дольном пластинкам сечении (карбон, Подмосковье, около ХЗО)

ны канальцами (рис. 61). В отличие от других водорослей

известковый скелет у большинства сифоновых крупнокристал-

лический и светлый, неотличимый от вторичного кальцита;

каналы, отходящие от центрального сифона, часто заполнены

темным афанитовым материалом.

Зеленые водоросли известны с кембрия. Много их описано

в верхнем палеозое, но наибольшую породообразующую роль

они играли в мезозое.

Красные, или багряные, водоросли являются

наиболее высоко организованными и в настоящее время —

самыми распространенными известьвыделяющими раститель-

ными организмами, отличающимися также максимальным

содержанием MgC0

(свыше 10%, иногда—до 30%).

284

http://jurassic.ru/

Они известны с силура (соленопоры), а в меловых и тре-

тичных отложениях слагают рифы и пласты известняков (ли-

тотамнии, нуллипоры).

В отличие от зеленых водорослей микрозернистый карбо-

нат выделяется внутри клеток и превращает их в сплошной

0,2 мм

Рис.

62. Багряные (или красные) водоросли: а — парахететес

(карбон, Урал, Х20); б — литофиллум — (мел, Кавказ, Х170);

в — литофиллум (палеоген, Кавказ, Х50); г — литотамния (ниж-

ний мел, Крым, с- Партизанское, Х50, ник. 1)

известковый комок, корку или кустик, достигающий 2 м. Мак-

роскопически они выделяются своей фарфоровидностью, а в

шлифе — малой прозрачностью и тонкой (0,01 мм и мельче)

сетчатостью (рис. 62), которая не всегда заметна. Сетчатость

представляет собой обызвествленные клетки обычно четырех-

угольной формы, располагающиеся правильными (литофил-

лум, парахететес) или неправильными рядами (литотамниум,

соленопоры), как у хететеса. Обычно периферические части

скелета отличаются от базальных своей «тканью».

Известьотлагающие багряные водоросли относятся к Ко-

раллинациевым (каменным багрянкам), которые подразде-

ляются на мелобезиевые, кораллиновые и соленопоровые

(вымершие). Кораллиновые имеют ветвистое гибкое члени-

стое слоевище. В ископаемом виде они встречаются довольно

редко. Две другие группы, образующие корки, желваки, буг-

ристо-ветвистые выступы, играют большую роль в образова-

285

http://jurassic.ru/

нии известняков: мелобезиевые (мелобезия, литофиллум, ли-

тотамниум и другие) — в мелу и кайнозое, соленопоровые

(соленопора, парахететес и другие)—в палеозое и юре.

X а р о в ы е водоросли (х а р ы) — своеобразные высо-

коорганизованные организмы, у которых обызвествляется

стебель и оболочки споро-

почек или оогоний. По-

следние главным образом'

встречаются в ископае-

мом состоянии: они из-

вестны с девона (в основ-

ном морские формы—тро-

хилиски); карбоновые и-

мезозойские плохо изуче-

ны;

более известные кай-

нозойские (преимущест-

венно пресноводные) ча-

сто образуют озерный

мергель. Оболочка споро-

почек имеет спиральную

или продольноребристую скульптуру (рис. 63) и вторичную-

радиальнолучистую структуру стенки, которая чаще всего со-

стоит из двух слоев. Стебель при диаметре 1—2 мм достигает

длины нескольких метров. Он представляет собой полую труб-

ку, вокруг которой обвиваются более тонкие трубки.

Рис. 63. Харовые водоросли: а — споро-

почка (около Х20, по Циттелю из Шве-

цова) ; б — поперечный разрез стебля

(около Х50)

Примеры описания пород

Образец 1. Верхний мел, датский ярус, р. Бодрак, Крым.

Макроскопическое описание. Известняк криноидный, свет-

ло-серый,

неравнозернистый, в основном органогенно-обломочный —

мелкодетритовый с более крупными (5 мм) члениками криноидей

(20%),

неслоистый, слабо песчанистый, с песчаниковидным и искристым изломом,

пористый, средней крепости, бурно вскипает с НС1.

Описание шлифа (рис. 64). Структура крупно-мелкодетритовая,

порфировидная: на фоне средне-мелкозернистой

(0,5—0,01

мм) детритовой

основной массы выделяются крупные

(2—5

мм) членики криноидей

(20%).

Текстура беспорядочная.

• Состав сложный: помимо органогенного детрита

(70—80%)

и хемо-

генного цементирующего кальцита

(10—15%)

в породе содержится песчано-

алевритовая примесь

(10—15%).

Органические остатки сложены известковым веществом и представ-

лены иглокожими

(40—50%),

мшанками

(10—15%),

фораминиферами

(5—10%),

а также серпулами, брахиоподами, пелециподами, водорослями

и другими, ближе неопределенными, составляющими вместе не более

породы.

Иглокожие представлены в основном члениками криноидей; меньше

286

http://jurassic.ru/

распространены иглы ежей. Остатки члеников криноидей довольно от-

четливо подразделяются на две разновидности — крупные (2—5 мм) и

мелкие (0,05—0,4 мм). Первые — целые круглые или несколько обломан-

ные правильно-сетчатые (ячейка около 0,01—0,02 мм) монокристаллы

-с осевым каналом в центре (0,05—0,1 мм). Вторые — окатанные или

угловатые обломки монокристаллических члеников, нередко регенерирован-

'Рис.

64. Образец 1. Известняк полидетритовый в основном криноид-

ный (мел, датский ярус, Крым; около Х50, ник. 1): 1 — криноидей;

2 — морские ежи; 3 — мшанки; 4 — фораминиферы; 5 — серпулы;

6 — брахиоподы; 7 — пелециподы; 8 — водоросли; 9 — кварц; 10 —гла-

уконит

щые по краям чистым хемогенным (несетчатым) кальцитом. В некоторых

члениках сетчатость становится плохо различимой. Иглы ежей имеют

размер в диаметре 0,05—0,4 мм и характеризуются помимо удлиненной

формы более крупной сетчатостью (0,02—0,04 мм), радиальным распо-

ложением ячеек, нередко сообщающихся между собой, на поверхности

•они часто несут многочисленные бугорки.

Мшанки представлены изометричкыми или удлиненными обломками

287

http://jurassic.ru/

(0,1—2 мм) ячеистой формы. Ячейки по размеру варьируют от 0,05 до

0,2 мм в поперечном сечении и до 1 мм длиной. Стенки их чаще всего

тонкие (0,02—0,03 мм), реже — более массивные и сложены тонким плас-

тинчатым кальцитом, ориентированным параллельно стенке. Местами стенка

монокристаллична, что свидетельствует о перекристаллизации органоген-

ного кальцита. Ячейки обычно пустые; реже в них развивается микро-

зернистый кальцит и глауконит.

Фораминиферы представлены целыми мелкими раковинами.

(0,05—0,2 мм) или их обломками; преобладают спирально-закрученные

формы типа кристеллярий, а затем раковины типа текстуллярий.

Стенка довольно массивная (0,02—0,03 мм), темно-серая, микрозерни-

стая, очевидно, гранулированная. Реже сохраняется тонкофибровое

строение стенки. Камеры пустые и, реже, заполнены мелкозернистым

вторичным кальцитом.

Серпулы представлены дугообразными или лентовидными (0,05—2 мм)

обломками радиальнолучистого фибрового строения. Нередко сохраняет-

ся более темный буроватый внутренний слой (толщиной 0,03—0,07 мм)

микрозернистой (или коллоидально-зернистой) структуры и, вероятно,

органо-известкового состава. Обломки брахиопод (0,2—2 мм) состоят

из тонкопластинчатого, несколько волнистого кальцита, располагающегося

параллельно поверхности раковины и, реже, более тонкого призматиче-

ского слоя, в котором призмы ориентированы перпендикулярно пластинам.

Такое двуслойное строение свойственно краниям. К остаткам пелеципод,

вероятно, иноцерамов, отнесены довольно редкие удлиненные (0,2 мм)

правильные призмы кальцита, а к водорослям — темно-серые равномерно

микрозернистые обломки, в которых заметна некоторая параллельная и

извилистая слоистость.

Вторичный, хемогенный, кальцит представлен двумя разновидностя-

ми:

мелкозернистым, заполняющим внутренние полости скелетных остат-

ков,

и крупнокристаллическим, иногда регенерационным, заполняющим'

промежутки между скелетными остатками и песчано-алевритовыми зернами.

Порода сильно пористая (15—20%). Поры изометричные или удлинен-

ные извилистые, размером от 0,01 до 0,3 мм, приурочены как к камерам

и ячейкам органических остатков, так и к промежуткам между ними.

Песчано-алевритовая примесь состоит из угловатых и, реже, полуока-

танных зерен кварца (около 10%) размером 0,02—0,2 мм, округлых и не-

правильных зерен свежего глауконита (5%) ярко-зеленого цвета размером

0,1—0,03 мм и единичных зерен полевого шпата.

Из новообразований помимо кальцита присутствует глауконит, запол-

няющий ячейки мшанок и других органических остатков. Он сходен

с зернами глауконита, которые, вероятно, также являются новообразо-

ваниями.

Таким образом, изучение в шлифе показало, что известняк является-

органогенно-обломочным полидетритовым (крупно-средне-мелкозерни-

стым),

в основном мшанково-криноидным, со значительным содержанием

фораминифер, песчанисто-алевритистым (10—15%), сильно пористым,

с новообразованиями кальцита и глауконита.

Методы окрашивания

Для диагностики карбонатных минералов издавна приме-

няют методы окрашивания. Первым, еще в 1872 г. предложил

их русский ученый И. И. Лемберг, разработавший (в частно-

288

http://jurassic.ru/

сти,

не устаревшие до сих пор) реакции окрашивания с трех-

хлорным железом и сернокислым аммонием, треххлористым

алюминием и красителем (у автора — экстракт кампешевого

дерева, который в настоящее время заменяется любым ани-

линовым красителем), азотнокислым серебром и хромово-

кислым калием. Они позволяют в порошке и шлифе отличать

кальцит и арагонит от других карбонатов. С тех пор

•были открыты многие другие реакции окрашивания (табл. 26),

которые описывают В. Б. Татарский (1952, 1955), Н. В. Лог-

виненко (1957), В. Н. Доминиковский (1958), Л. Б. Рухин

(1961).

Определение карбонатных минералов окрашиванием может

производиться в куске породы, порошке, на пришлифовке или

в шлифах. В последнем случае следует заказывать открытые

шлифы. Однако можно использовать и обычный шлиф. Для

этого часть его освобождают от покровного стекла и покры-

вающего слоя канадского бальзама. Покровное стекло разре-

зают алмазом или острым кристаллом карборунда и одну

часть его нагревают — прикладывают на несколько секунд к

горячей электроплитке или другому предмету. Надо избегать

вскипания бальзама и значительного нагревания нижнего

слоя бальзама, которым шлиф приклеен к предметному стек-

лу, чтобы он не отклеился. Нагретую часть покровного стекла

приподнимают иглой или сдвигают в сторону, а поверхность

.шлифа осторожно (чтобы механически не повредить тонкую

минеральную пластинку) промывают ватным тампоном, смо-

ченным в ксилоле, для удаления канадского бальзама. Шлиф

при этом держат наклонно, чтобы жидкость могла стекать.

Об удалении бальзама свидетельствует матовая поверхность

шлифа после испарения ксилола.

Окрашивание куска породы, порошка или поверхности

аншлифа производится как в холодном виде, так и при кипя-

чении. Шлиф окрашивается обычно без подогревания.

Наиболее простым методом отличия кальцита (и араго-

нита) от доломита и других карбонатов — методом обнару-

жения карбоната кальция — является реакция окрашивания

фиолетовыми чернилами, подкисленными соляной кислотой.

Она была предложена в 1951 г. С. В. Тихомировым: чернила

лучше приготовить из метилвиолета. Их наливают на часовое

стекло и подкисляют несколькими каплями 5%-ной НС1 до

появления синей (или зеленой — при меньшем количестве

кислоты) окраски. Каплю этих чернил наносят на открытый

шлиф на 1,5—2 мин, а затем осторожно удаляют фильтро-

вальной бумагой или струей воды. После этого шлиф можно

289

http://jurassic.ru/