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

Подождите немного. Документ загружается.

время деление треугольника на поля отдельных разновидно-

стей несколько изменено (рис. 7.5), что позволило избежать

некоторых общих недостатков; кроме того, как уже указыва-

лось, граничные значения также изменены, исходя из поло-

жения о «чистых» породах с содержанием инородных компо-

нентов не более 10 %.

Глина

100%

0 10 25 50 75 90 IOOCaMg(CO

)

CaO, % 56,0 53,44 49,6 43,21 36,8 32,96 30,4

0 2.17 5,44 21,74 16,31 19,56 21,74 MgO, %

24,6 9,12 3,97 2,26 1,69 1,40

Рис. 7.5. Схема классификации глинисто-карбонатных пород.

Поля: 1—6 — известняки;

7—12 —

доломиты;

13—15 —

глины;

16—23 —

мергели.

1 — известняк; 2 — известняк доломитистый; 3 — известняк доломитовый;

4 — известняк глинистый; 5 — известняк глинистый доломитистый; 6 —

известняк глинистый доломитовый; 7 — доломит; 8 — доломит известкови-

стый; 9 — доломит известковый; 10 — доломит глинистый; U — доломит

глинистый известковистый; 12 — доломит глинистый известковый; 13 —

глина; 14 — глина известковистая; 15 — глина доломита стая; 16 — мергель

глинистый (глина известковая); 17 — мергель глинистый доломитистый (гли-

на известковая доломитистая); 18 — мергель глинистый доломитовый (глина

доломитовая или сильно доломитистая); 19 — мергель глинистый известкови-

стый доломитовый (глина известковистая сильно доломитистая); 20 — мер-

гель; 21 — мергель доломитистый; 22 — мергель доломитовый (домерит);

23 — мергель доломитовый известковистый (домерит известковистый)

340

При использовании этой классификации следует иметь в

виду, что столь дробные подразделения и столь точное назва-

ние породы возможны лишь при наличии результатов хими-

ческих анализов. При массовых петрографических исследо-

ваниях, когда содержание породообразующих компонентов

определяется с точностью не более 5—10 %, сами названия

пород также определяются приблизительно. Второе примеча-

ние к этой классификации касается мергелей. Уже указыва-

лось, что при обособлении группы мергелей нарушается наи-

более распространенный принцип выделения пород по нали-

чию 50 % и более основного компонента. Поэтому «чистыми»,

«истинными» мергелями являются породы, содержащие 50

—

75 % карбонатного и соответственно

50 — 25

% глинистого ма-

териала (поля 20

—

23 диаграммы). При обратных соотноше-

ниях породу называют либо глиной известковой (сильно из-

вестковистой), либо мергелем глинистым; аналогичная ситуа-

ция в случае, если карбонатный материал представлен доло-

митом (поля

16 —

19).

В западной литературе мергелем (marl) называют глини-

сто-карбонатную породу с содержанием глины

35 — 65

% и

карбоната соответственно

65 — 35

Чрезвычайно важным является структурная классифика-

ция карбонатных пород, которая основана на наличии, коли-

честве и количественных соотношениях друг с другом фор-

менных элементов («зерен») разного типа и кристаллической

массы.

В отечественной литературе, по-видимому, одной из пер-

вых структурных классификаций было подразделение камен-

ноугольных известняков Подмосковья на органогенные и

кристаллически-зернистые, проведенное в 1911 г. В. Ильи-

ным. Весьма подробную структурную классификацию карбо-

натных пород разработал Г.И. Теодорович (1950, 1968).

Надо отметить, что создание всеобъемлющей классифика-

ции, охватывающей все существующие разновидности кар-

бонатных пород, в принципе, вряд ли возможно. Можно ука-

зать несколько причин такого положения.

1. Разнообразие органических остатков с карбонатным

скелетом, поставляющих материал в осадок, разнообразие

зерен — форменных элементов, слагающих карбонатные

осадки и породы.

2. Наличие, как правило, сложной смеси структурообра-

зующих компонентов. Это касается как смешения разнооб-

разных биоморфных и зернистых компонентов, так и, что

особенно важно, наличия их сложных и разнообразных соче-

341

таний с кристаллическими (кристалломорфными) компонен-

тами.

3. Важная роль обломочных компонентов, образованных

из собственного карбонатного материала (интракласты и экс-

тракласты), и их разнообразные смеси с другими компонен-

тами. По сути дела, органогенно-обломочные и шламовые

структуры являются сложными биоморфно-кластоморфными.

4. Чрезвычайная подвижность карбонатного вещества,

частые и интенсивные вторичные изменения — перекристал-

лизация, доломитизация, дедоломитизация и др., которые не

только уничтожают первичные структуры, но и ведут к появ-

лению сложных структур, причем расположенных резко не-

Таблица 7.2

Принципиальная схема подразделения карбонатных пород по их структуре

Структуры

Биоморфные (состоящие из целых остатков

организмов в положении роста)

Зернистые

Структуры

Биогермные (зоо- и фитобио-

гермные)

Цельнорако-

винные

Скелетные

Структуры

Ветви-

стые

Пластин-

чатые

Обвола-

киваю-

щие

(и цемен-

тирую-

щие)

Цельнорако-

винные

Скелетные

Примеры

пород

—

известняков

(доломитов)

Коралло-

вые,

мшанко-

вые,

строма-

топоро-

вые,

эпифито-

новые,

серпуло-

вые и др.

Палеоап-

лизино-

вые и др.

Строма-

толито-

вые и др.

Ракушники:

фораминифе-

ровые, уст-

ричные, пте-

роподовые,

гастроподо-

вые, тектаку-

литовые, сфе-

ровые и т.д.

Органогенно-

обломочные

(детритовые):

состоят из

определимых

обломков

органических

остатков

размером

обычно более

0,1 мм

Шламо-

вые: со-

стоят из

неопреде-

лимых

обломков

органиче-

ских ос-

татков

размером

обычно

менее

0,1 мм

Примеры

пород

—

известняков

(доломитов)

Полибиогермные,

полифитовые

Ракушники:

фораминифе-

ровые, уст-

ричные, пте-

роподовые,

гастроподо-

вые, тектаку-

литовые, сфе-

ровые и т.д.

Включая мел

342

равномерно, часто даже в пределах одного шлифа, а не толь-

ко штуфа.

В связи с этим классификация может отражать лишь

крупные группы, выделенные по преобладанию тех или иных

структурных компонентов — целых остатков организмов, их

обломков, нескелетных форменных элементов, кристаллов,

карбонатных обломков.

Соответственно выделяются четыре главные структурные

группы карбонатных пород: биоморфные, зернистые, кри-

сталлические и обломочные (табл. 7.2).

Дальнейшее подразделение каждой группы осуществляет-

ся на основе разных показателей. Биоморфные известняки (и

(граноморфные)

Кристаллические (кристалломорфные,

кристаллитовые)

Обломочные

(класто-

морфные,

кластолито-

вые)

Нескелетные

(форменные)

Равнозернистые (равнокри-

сталлические, гомеомерные,

гомеометрические, гомео-

метрически-зернистые)

Разнозерни-

стые (разно-

кристалличе-

ские, гетеро-

морфные, ге-

терометриче-

ские, гетеро-

метрически-

зернистые)

По размеру

и частично

по окатан-

ности кар-

бонатных

обломков

Пизолитовые,

оолитовые, псев-

дооолитовые,

онколитовые,

комковатые, сгу-

стковые, пело-

идные, пеллето-

вые, сферолито-

вые, копролито-

вые, желваковые

и т.д.

Пелитоморфные < 0,005 мм

Микрозернистые (кристал-

лические) 0,005

—

0,05 мм

Тонкозернистые (кристал-

лические) 0,05—0,1 мм

Мелкозернистые (кристал-

лические) 0,1—0,25 мм

Среднезернистые (кристал-

лические) 0,25

—

0,5 мм

Крупнозернистые (кристал-

лические) 0,5—1,0 мм

Грубозернистые (кристал-

лические) 1,0—2,0 мм

Гигантозернистые (кристал-

лические) > 2,0 мм

Разнозерни-

стые, в том

числе порфи-

ровидные и

AP-

Известняко-

вые (доломи-

товые) брек-

чии, конгло-

мераты, гра-

велиты, пес-

чаники,

алевролиты

Пизолитовые,

оолитовые, псев-

дооолитовые,

онколитовые,

комковатые, сгу-

стковые, пело-

идные, пеллето-

вые, сферолито-

вые, копролито-

вые, желваковые

и т.д.

Включая туфы и траверти-

ны, имеющие крустифика-

ционную структуру (точнее,

текстуру, так как она харак-

теризуется взаимным распо-

ложением кристаллов в про-

странстве)

Разнозерни-

стые, в том

числе порфи-

ровидные и

AP-

Известняко-

вые (доломи-

товые) брек-

чии, конгло-

мераты, гра-

велиты, пес-

чаники,

алевролиты

343

Рис. 7.6. Граноморфные известняки:

а - известняк органогенно-обломочный, криноидный: многочисленные членики криноидей (светлое) в темноцветной

микрозернистой слабо глинистой основной массе. Приуралье. Нижняя пермь; б — известняк оолитовый с прослойками и

линзами раковин пелеципод. Юго-западная Германия. Байос

—

бат

доломиты) могут быть образованы, во-первых, каркасными,

пластинчатыми или обволакивающими, цементирующими

животными и растительными организмами, и тогда образу-

ются биогермные структуры (и породы), и, во-вторых, за счет

скопления раковин животных организмов, в результате чего

образуются цельнораковинные ракушняки.

Зернистые (граноморфные) карбонатные породы подраз-

деляются по типу зерен на скелетные, сложенные обломки

скелетов организмов (детритом и шламом), и нескелетные,

сложенные самыми различными форменными элементами —

оолитами, онколитами, копролитами и т.д. (рис. 7.6).

Весьма разнообразна группа кристаллических карбонат-

ных пород. ЙХ подразделение и описание проводится на ос-

нове характеристики кристаллов по их размерности, форме,

однородности размеров и т.д. Надо отметить, что эта группа

пород достаточно неоднородна, что связано со вторичным —

за счет перекристаллизации и доломитизации — происхож-

дением и соответственно наличием некоторых переходных

разностей. При полной, завершенной перекристаллизации (и

доломитизации) породы обладают кристаллической структу-

рой «в чистом виде» (рис. 7.7). Однако нередко на фоне

сплошной кристаллической массы сохраняются реликты, «те-

ни» первичных структур, проглядывают контуры органиче-

ских остатков, оолитов и других первичных структурных

элементов. Наконец, известны случаи, когда большая часть

породы даже в пределах шлифа имеет кристаллическую

структуру, а какие-то участки сохранили исходную структу-

ру. С некоторой долей условности такие породы можно на-

звать реликтовыми.

Наконец, карбонатные породы обломочной структуры

подразделяются по размеру обломков, как и обычные обло-

мочные породы, с выделением известняковых (доломитовых)

песчаников, алевролитов, гравелитов и т.д. (рис. 7.8).

Эта классификационная схема не включает огромного

разнообразия «смешанных» разностей, скажем гастроподово-

оолитовых, криноидно-фораминиферовых, полибиогермных

и других видов известняков, а также различного сочетания

структур зернистых (граноморфных), обломочных (класто-

морфных) и кристаллических (кристалломорфных) (рис. 7.9).

Далее, и известняки и доломиты, не говоря уже о проме-

жуточных между ними разностях, могут иметь все указанные

в головке табл. 7.2 структуры. Известны первично доломито-

вые биогермные структуры, в частности строматолитовые в

докембрии, описаны полностью доломитизированные корал-

345

Рис. 7.7. Доломит кристаллической среднезернистой, эвгедральиой и суб-

гедральиой структуры.

Кристаллы слегка мутные за счет включений тончайшего реликтового каль-

цита. Без анализатора. Оренбургская область. Турне

ловые известняки с сохранением структуры кораллов. И хотя

эти породы явно вторичные, по объективным структурно-

вещественным признакам это уже не известняки коралловые,

а доломиты коралловые, как бы необычно ни звучало это со-

четание. Другое дело, что количественные соотношения

структур разного типа в известняках и доломитах различны.

Для первых преобладающими являются биоморфные и гра-

номорфные структуры, для вторых

—

кристаллические.

Поскольку многие доломиты являются породами вторич-

ными, образовавшимися при доломитизации известняков, для

них характерны специфические структуры. Во-первых, здесь

нередки порфировидные структуры, когда в более мелкозер-

нистой кальцитовой массе располагаются гипидиоморфные

крупные кристаллы доломита. Во-вторых, при значительной

или почти сплошной доломитизации на фоне сплошной кри-

сталлической структуры в виде «теней», «фантомов» просве-

чивают реликты первичных структур — контуры оолитов,

органических остатков и т.д. Сами кристаллы доломита

346

Рис. 7.8. Известняковый песчаник (пелоидно-биокластовый грейнстоун,

биоспарит).

Раздробленные, окатанные и частично гранулированные остатки различных

организмов (иглокожих, пелеципод и др.) и реже копролитов составляют

около 80 % площади шлифа. Цемент кальцитовый тонко- и мелкокристалли-

ческий порового типа. Без анализатора. Военно-Грузинская дорога. Титон

обычно мутные за счет наличия тонкорассеянных реликтов

первичного кальцита.

Среди зарубежных классификаций карбонатных пород

наибольшим распространением пользуются схемы Р. Фолка

(табл. 7.3, рис. 7.10) и в последнее время — Р. Данема с до-

полнениями А. Эмбри и Дж. Кловена (табл. 7.4). Первая в

значительной мере применима при микроскопических иссле-

дованиях пород в шлифах, вторая — как при полевом описа-

нии, так и при изучении шлифов. Обе они исходят из чисто

структурных показателей — наличия и типа форменных эле-

ментов или зерен (аллохем по Р. Фолку) — раковин, оолитов,

пеллет и т.д., их соотношения с цементирующей массой (ор-

тохемы по Р. Фолку) и структуры последней — микритовой

или яснокристаллической (спаритовой). В качестве дополни-

тельных показателей А. Эмбри и Дж. Кловен вводят морфо-

логию органических остатков биогермных известняков (баун-

дстоунов по терминологии авторов) и через них — механизм

улавливания и фиксации карбонатного небиогермного мате-

риала.

347

Таблица

7.3

Схема классификации карбонатных пород

Р.

Фолка

Известняки

и частично

аллохем

Сцемен-

Сцементиро-

ванные

спа-

ритовым

кальцитом

тирован-

ные мик-

рокри-

сталличе-

ским

кальцитом

Интраспарит

Интра-

интракластов

микрит

оолитов

Ооспарит

Оомикрит

>ч

—.

Биопель-

к_

интракластов

Отношение органические

остатки/пеллеты (по объему)

со,

спарит

микрит

интракластов

оолитов

Отношение органические

остатки/пеллеты (по объему)

со

£2,

Биоспарит

Био-

микрит

Отношение органические

остатки/пеллеты (по объему)

СП

Пельспарит

Пель-

микрит

348

доломитизированные известняки Доломиты

% аллохем

Неразрушенные

био-

гермные

породы

Следы (реликты)

аллохем

Следы

аллохем отсутст-

вуют

—10

% аллохем

< 1 %

алло-

хем

Неразрушенные

био-

гермные

породы

Следы (реликты)

аллохем

Следы

аллохем отсутст-

вуют

Значительное количество аллохем

Инракластсо-

держащий

микрит

Микрит

Биолитит

Очевидное

наличие

(реликты)

аллохем

Доломит

реликтами

интракла-

CTOB

Доломит

Значительное количество аллохем

Оолитсодер-

жащий

мик-

рит

Микрит

Биолитит

Очевидное

наличие

(реликты)

аллохем

Доломит

реликтами

оолитов

Доломит

Значительное количество аллохем

Микрит

с ор-

ганическими

остатками

Микрит

Биолитит

Очевидное

наличие

(реликты)

аллохем

Доломит

реликтами

остатков

фауны

Доломит

Значительное количество аллохем

Пеллетсодер-

жащий

мик-

рит

Микрит

Биолитит

Очевидное

наличие

(реликты)

аллохем

Доломит

реликтами

пеллет

Доломит

349