Кузнецов В.Г. Литология. Осадочные горные породы и их изучение

Подождите немного. Документ загружается.

Рис. 3.38. Микроструктура оиколита. Фергана. Нижний мел («Атлас...»,

1969)

Рис. 3.39. Желваки багряных водорослей. Без анализатора. Западная Ук-

раина, окрестности Львова. Неоген

Багряные водоросли — большей частью морские организ-

мы, хотя известны виды, которые обитали и в условиях неко-

т0

рого опреснения. Как и все водоросли, они мелководны, но

некоторые современные группы в условиях особо чистых и

прозрачных вод обитают на глубинах до 130—150 м. В массе

своей багрянки — прикрепляющиеся ко дну организмы; они

образуют кустики, корки, бугристые наросты и т.д., но ино-

гда формировали перекатывающиеся по дну желваки непра-

вильной формы. Со временем последние могли фиксировать-

ся на дне, обрастать новыми багрянками и образовывать лин-

зы и крупные желваки, состоящие из серии более мелких,

ранее перекатывающихся по дну желвачков.

Подобные формы в виде изолированных желвачков

иди неправильных наростов нередко видны и в шлифах

(рис. 3.39). Сама ткань сложена пелитоморфным темным

кальцитом (современные багрянки отличаются от других во-

дорослей часто очень высоким, до 30

— 36

%, содержанием

карбоната магния, поэтому в ряде случаев отмечается их до-

ломитизация в процессе диа- и катагенеза за счет «собст-

венного» магния). Эти темные образования создают очень

мелкую сетку, причем ячеи более или менее четырехугольной

или округлой формы располагаются правильными или непра-

вильными рядами (рис. 3.40). Надо, однако, отметить, что бо-

лее светлые участки-ячеи мелкие и далеко не всегда хорошо

видны; часто сетчатая структура лишь намечается.

3.3. КРЕМНЕВЫЕ ОРГАНИЗМЫ

Набор организмов, которые имеют кремневый

скелет, значительно меньше, чем организмов с карбонатным

скелетом; соответственно меньше и их породообразующее

значение. По-видимому, наиболее широко распространены

микроскопические водоросли диатомеи, которые образуют

породу диатомит. Другие организмы с кремневым скеле-

том — радиолярии и особенно кремневые губки — развиты

более ограниченно, и соответствующие породы — радиоля-

риты и спонголиты (от «спонги» — губки) — распространены

более локально.

Диатомовые водоросли — микроскопические одноклеточ-

ные организмы, одиночные, реже соединяющиеся в микро-

скопические колонии, имеющие вид цепочек, кустиков, ни-

тей, шаров и т.д. (рис. 3.41, 3.42). Размер отдельных индиви-

дуумов колеблется в пределах 0,005

—

0,6 мм, реже до 2 мм, и

обычно составляет сотые и первые десятые миллиметра. Диа-

томеи появились в юре и уже в позднем мелу стали весьма

обильны и широко распространены. Их массовое развитие

обеспечило образование значительных масс верхнемеловых,

третичных и четвертичных диатомитов (рис. 3.42). Очень ши-

роко распространены диатомовые илы и в осадках современ-

ных океанов.

Диатомовые водоросли обитают как в пресноводных, так и

в морских условиях; однако при этом многие их виды явля-

ются стеногалинными, т.е. обитают в условиях нормальной и

не меняющейся солености. Массовое развитие диатомей

обычно связано с относительно холодной климатической зо-

ной — бореальными и субарктическими областями. Как и все

водоросли, для жизнедеятельности которых нужен свет, диа-

томеи обитают в верхней части водной толщи; имеются фор-

мы, прикрепляющиеся ко дну мелководных бассейнов, но

более развиты планктонные свободно плавающие формы. За-

хоронение же скелетов часто происходит на значительных

162

Рис. 3.41. Панцири морских палеогеновых [а-л) и современных (л«-ц) диа-

томовых водорослей (по В.А. Наумову, 1989)

глубинах, в том числе ниже уровня карбонатной компенса-

ции, то есть там, где благодаря высокому давлению и низкой

температуре в воде растворено много углекислоты, которая

переводит поступающий сюда карбонатный материал (преж-

де всего раковин) в растворимый бикарбонат (см. раздел 7.4).

Раковинка-панцирь диатомей представляет собой коробоч-

ку, состоящую из двух створок, которые вдвинуты одна в

другую. Створки бывают дисковидные, чашевидные, цилинд-

рические, линейные и т.д. Опаловые стенки створок чрезвы-

163

Рис. 3.42. Диатомит пресноводный. Скелетные остатки диатомей в виде «ле-

сенок», цепочек в бесструктурной опаловой основной массе («Атлас...»,

1973)

чайно тонкие; при очень больших увеличениях устанавлива-

ется их сложное строение — наличие различных выростов,

глазков и сложной системы пор.

Радиолярии. Эти одноклеточные организмы известны с

кембрия и развивались в течение всего фанерозоя. Уже в па-

леозое они местами имели породообразующее значение или

были существенной составной частью пород (в радиоляритах,

яшмах, фтанитах). В современных океанах они образуют

обширные поля радиоляриевых илов. Радиолярии — исклю-

чительно морские организмы и существовали в водах средне-

океанической солености. Они обитали на всех широтах и на

разных, в том числе и очень больших глубинах; вместе с тем

их основная масса сосредоточена в теплой экваториальной

зоне и верхней 100-метровой части водной толщи.

Скелет абсолютного большинства радиолярий состоит из

опала, хотя известны раковинки из целестина, сложных алю-

мокальциевых силикатов, но в ископаемом состоянии сохра-

няются только кремневые раковины.

Как правило, размер раковинок радиолярий очень невелик

и колеблется в пределах от десятков микрометров до

1 — 3

мм.

Колониальные формы достигают иногда

4 — 6

мм. Формы ра-

ковинок разнообразны: шаровидные (рис. 3.43), эллиптиче-

164

Рис. 3.43. Остатки радиолярии в кремнистом сланце. Без анализатора.

Германия, Саксония. Силур

ские, дисковидные, башенковидные, колпачковидные, обычно

с характерными отростками и шипами; стенки имеют круп-

нопористое сетчатое строение.

В ископаемом состоянии первичный опал обычно не со-

храняется, он превращается в халцедон, замещается кальци-

том, пиритом; при этом, как правило, уничтожается структу-

ра стенки. В шлифах такие остатки чаще всего представляют

собой кружочки, сложенные сплошным халцедоном, часто с

халцедоновыми «усиками» — остатками шипов. В некоторых

сечениях, однако, сохраняется и сетчатое строение стенок.

Губки (спонги). Большинство представителей типа гу-

бок — наиболее низкоорганизованных многоклеточных жи-

вотных — имеет кремневый скелет. Губки известны уже в

кембрии (имеются даже указания на их появление в докем-

брии) и существуют в течение всего фанерозоя. Кремневые

губки (силициспонги) — это обычно колониальные и реже

одиночные животные размером от долей миллиметра до 0,5 м

и более. Абсолютное большинство губок — морские организ-

мы, и лишь немногие относятся к пресноводным формам.

165

Губки — неподвижные донные организмы, которые обитали

на разных глубинах — от литорали до абиссали — и в раз-

личных климатических зонах.

Губки не имеют единого прочного скелета. Их скелет со-

стоит из множества опаловых иголочек — спикул, имеющих

разнообразную форму и связанных между собой органиче-

ским веществом живого организма. После смерти организма

и разложения органического материала они рассыпаются, и в

ископаемом состоянии остатки губок представлены изолиро-

ванными спикулами.

Спикулы — это либо прямолинейные или слегка изогну-

тые иголочки, либо трех-, четырех-, пяти- и шестилучевые

образования (рис. 3.44). Размеры крупных спикул — макро-

склер — достигают

1,5 — 2,5

мм. Характерным элементом спи-

кул является наличие осевого канала, причем его толщина

сопоставима с толщиной стенки. В шлифах в зависимости от

сечения спикулы представлены в виде удлиненных трубочек,

Рис. 3.44. Известняк спикулевый битуминозный. Наряду с однолучевыми

присутствуют и многолучевые спикулы. Якутия. Нижний кембрий («Ат-

лас...», 1973)

166

иногда с заостренными концами, или в виде кружочков с от-

ве

рстием-каналом в центре.

В ископаемом состоянии осевой канал обычно заполнен

материалом иного состава — глауконитом, пиритом, карбона-

том- Опал спикул сохраняется лишь в относительно молодых

кайнозойских образованиях. В более древних отложениях он

кристаллизуется в халцедон и даже кварц и соответственно

меняется характер стенки — она приобретает мозаичную

структуру (с анализатором). Очень часто опал спикул заме-

щается карбонатом. При специальных исследованиях и боль-

их увеличениях видно, что опаловые стенки имеют свою

сложно-пористую микроструктуру, которая в ископаемом со-

стоянии и при кальцитизации и переходе в халцедон не со-

храняется.

В шлифах, даже при замещении первичного опала, остатки

губок определяются по своей форме и наличию центрального

канала. В поперечных круговых сечениях они напоминают

радиолярий, но отличаются от последних значительно более

толстой стенкой и полным отсутствием шипов и иголок.

Рис. 3.45. Известняк спикулевый битуминозный. Однолучевые спикулы за

счет кальцитизации практически полностью утратили осевой канал. Без

анализатора. Оренбургская область. Турне

167

Рис. 3.46. Известняк спикулево-шламовый. Осевые канальца частично за-

полнены битумом (показано стрелкой). Без анализатора. Оренбургская об-

ласть. Турне

Как отмечалось выше, губки обитают на разных глубинах,

однако массовые скопления обычно связаны с относительно

глубоководными зонами и холодными водами. Здесь образу-

ются относительно чистые или в той или иной степени

глинистые спонголиты либо, при наличии значительного

количества карбонатного материала, — спикулевые мергели

и известняки, нередко глинистые и битуминозные (рис. 3.45,

3.46).

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Глава ОСАДОЧНЫХ ПОРОД

А И ОБРАБОТКИ АНАЛИТИЧЕСКИХ

ДАННЫХ

Литология имеет дело с материальными объек-

тами — осадочными горными породами, и их детальное ис-

следование — основная цель базового раздела литологии —

петрографии осадочных пород. Изучение пород началось с их

описания по внешним признакам с последовательным увели-

чением числа изучаемых показателей, детальности и подроб-

ности описания. Принципиальным качественным изменением

подхода к изучению пород стало использование поляризаци-

онного микроскопа, причем впервые он был применен

Г. Сорби в 1851 г. при исследовании именно осадочных по-

род — окремнелых известняков. Основные методические

приемы кристаллооптических исследований шлифов были

разработаны на примере магматических и метаморфических

пород и после этого, позднее «вернулись» в литологию, кото-

рая как самостоятельная научная дисциплина сформирова-

лась позже общей петрографии.

В настоящее время изучение шлифов остается самым мас-

совым и, по сути дела, универсальным методом изучения оса-

дочных пород. При этом набор методов исследования весьма

обширен, и многие из них связаны с использованием слож-

ных прецизионных приборов, на которых работают высоко-

квалифицированные специалисты узкого профиля. Это по-

служило основанием того, что методы исследования иногда

выделяют в самостоятельный раздел литологии наряду с тео-

ретической литологией и петрографией осадочных пород, т.е.

изучением собственно пород.

Как правило, литолог, а тем более геолог широкого профи-

ля не проводит и не может проводить лично все или, по

крайней мере, многие исследования. Обязательным является

изучение и описание пород в образцах и микроскопическое

изучение шлифов, выполнение некоторых простейших, спе-

цифических для отдельных пород анализов. В остальном же

169