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

Подождите немного. Документ загружается.

Рис. 8.2. Ангидрит спутанно-волокнистой структуры. С анализатором. Узбе-

кистан. Верхняя юра

ции, во-первых, увеличиваются размеры кристаллов и, во-

вторых, кристаллы имеют определенную ориентировку. В

первом случае образуется призматически-зернистая (бруско-

видная) структура — призматические кристаллы ангидрита

располагаются таким образом, что напоминают плохой пар-

кет: отдельные брусковидные кристаллы — «паркетины» —

располагаются где-то параллельно друг другу, где-то под уг-

лом (рис; 8.3). Во втором случае образуются радиально-

лучистая (рис. 8.4, 8.5) или, как ее недоразвитая разновид-

ность, — пучковидная структуры. В этих структурах призма-

тические кристаллы расходятся из одного центра по радиу-

сам, создавая подобие сферолитов (или «полусферолитов»

при пучковидной структуре).

Гипсы и ангидриты — породы пластичные, под действием

давления — бокового или неравномерного вертикального —

они относительно легко текут, и появляются новые вторич-

ные структуры. Кристаллокатапластическая структура хоро-

шо наблюдается в ангидритах, где первично прямолинейные

кристаллы изгибаются, т.е. отмечается пластическая дефор-

мация. Более активное воздействие ведет к появлению кри-

сталлокатакластических структур: порода как бы состоит из

400

Рис. 8.3. Ангидрит призматически-зернистой (брусковидной) структуры. С

анализатом. Волгоградское Поволжье. Нижняя пермь

отдельных блоков-обломков со своей внутренней брусковид-

ной или чаще кристаллокатапластической структурой, сце-

ментированных тем же ангидритом, но более мелкозерни-

стым и идиоморфнозернистым.

Первичные текстуры гипсов и ангидритов являются во

многом общими для многих осадочных образований — это

массивная и слоистая (рис. 8.6), причем последняя в свою

очередь может быть обусловлена изменением состава или

структуры пород, различается морфологией и характером по-

верхностей наслоения — существуют параллельно-слоистые,

волнисто-слоистые, линзовидно-слоистые (и т.д.) текстуры.

Появление вторичных текстур, как и структур, также обу-

словлено тем, что сульфатные породы относительно легко

растворимы и пластичны, они легко перекристаллизуются,

текут, гидратируются и, напротив, дегидратируются, переходя

друг в друга.

Дело в том, что первично в зависимости от условий осаж-

даются как гипсы, так и ангидриты. При погружении с уве-

личением давления и в меньшей степени температуры проис-

1974)

рис 84

врусковидный ангидрит с частично радиально-лучисгой структу-

с^нализатором. Узбекистан. Верхняя юра

Рис. 8.5. Ангидрит радиально-лучисгой структуры. С анализатором («Атлас

структур...», 1974)

Рис. 8.6. Ангидрит с про-

слойками доломитовых

мергелей.

Ангидрит частично имеет

нодулярное строение (ниж-

няя половина фото). Мес-

тами отмечаются микро-

стилолиты (указано стрел-

кой). Узбекистан. Верхняя

юра

ходит дегидратация гипса, вода удаляется, и они переходят в

ангидриты. Глубина, при которой происходит такой переход,

обычно не превосходит 100—150 м, однако известны ано-

мальные случаи обнаружения гипса на глубине до 850 м. По-

добные превращения ведут к изменению первичных структур

и текстур.

Одной из часто встречающихся текстур такого рода явля-

ется нодулярная (желваковидная, желваковая). Плотные, ок-

руглые, овальные, линзовидные стяжения ангидрита либо не-

посредственно соприкасаются друг с другом, либо разделя-

ются сульфатно-глинистым или сульфатно-доломито-глинис-

тым материалом (рис. 8.7).

Напротив, при подъеме ангидрита к поверхности послед-

ний нередко гидратируется и переходит в гипс (или полугид-

рат CaSO

0,5Н

0). При этом объем новообразованного гипса

1974)

О 1 2 3 4 см

III • III I l

Рис. 8.7. Ангидрит желваковой (нодулярной) текстуры.

Отдельные желваки ангидрита микрозернистой структуры имеют неровные

ограничения и отделяются друг от друга тончайшими пленками битуминоз-

ного пелитоморфного доломита. Туркмения. Карлюк. Верхняя юра («Атлас

структур...», 1974)

на

30 —

40 % (максимум до 65 %) больше объема исходного

ангидрита. Подобное увеличение объема, особенно в окру-

жении других пород, т.е. в замкнутом пространстве, обуслов-

ливает пластические деформации, что и ведет к появлению

специфической плойчатой текстуры, представляющей собой

мелкую постседиментационную, нетектоническую складча-

тость, нередко в виде червеобразно изгибающихся прослоев.

Весьма своеобразной текстурой сульфатных пород (а ред-

ко—и каменной соли) является строматолитовая, описанная

в разрезах кембрия Восточной Сибири, девоне Днепровско-

Донецкой впадины, перми Волго-Уральской и юре Аму-

дарьинской провинции, неогене Индоло-Кубанского прогиба. :

Морфологически эта текстура аналогична таковой карбо-

натных пород, однако генезис ее не очевиден. Один из вари-

антов предполагает, что эта текстура вторична и представляет

собой псевдоморфозу сульфатов по первично карбонатным

404

строматолитам. Не исключено, однако, что примитивные ор-

ганизмы, каковыми являются строматолитобразующие циа-

нобактерии, обитали в водах весьма высокой солености (так

называемые галофильные бактерии не только переносят вы-

сокое осолонение, но и обитают исключительно в водоемах

очень высокой солености), и их маты являются как бы мат-

рицей и определяют морфологию, строение химически осаж-

дающихся солей (напомним, что в карбонатах строматоли-

тобразующие сообщества обусловливают биохимическое оса-

ждение карбонатов за счет изменения рН среды).

Гипсы и ангидриты образуют пласты и пачки мощностью

в десятки метров, а иногда и толщи в сотни метров, в

том числе так называемые ангидритовые валы, формирова-

ние которых рассмотрено далее. Кроме этих мощных и отно-

сительно однородных толщ имеются и более локальные выде-

ления в виде корок, линз, прослоев и кепроков (см. раз-

дел 8.4).

8.2.2. ХЛОРИДНЫЕ ПОГОДЫ

Соляные породы хлоридной группы весьма раз-

нообразны, но абсолютно преобладает каменная соль (эта по-

рода является ведущей по объему и среди всех соляных по-

род вообще), в значительно меньшем количестве образуется

сильвинит. Среди других хлоридных пород можно отметить

карналлитовую (по породообразующему минералу — карнал-

литу КС1МдС1

-6Н

0), бишофитовую (минерал бишофит

МдС1

-6Н

0), а также соответствующие смешанные поро-

ды — бишофит-карналлитовые, галит-карналлитовые, галит-

бишофитовые. Во многих случаях с хлоридами ассоциируют

легко растворимые сульфаты щелочных и щелочноземельных

элементов — минералы кизерит (MgSO

O), глауберит

(Na

CaSO

), полигалит (K

MgS0

-2CaS0

-2H

0),

астраханит (Na

MgS0

-4H

0), эпсомит (MgS0

-7H

0),

а также сложные хлорид-сульфаты (каинит —

KCl-MgS0

-3H

0). Это также обусловливает формирование

многочисленных, хотя количественно и очень ограничено

распространенных смешанных пород солевой группы.

Для соляных галогенных пород характерны весьма круп-

ные размеры кристаллов, часто значительно превосходящие

размеры кристаллов других осадочных пород, поэтому неред-

ко при описании соляных пород используют иную, отличную

от общепринятой, градацию структур.

1974)

Так, выделяют микрозернистую (размер менее 1 мм), мел-

козернистую (1—3 мм) и гигантозернистую (более 10 мм)

структуры. Напомним, что обычно микрозернистая структура

ограничивается размером

0,005 — 0,05

мм, а гигантозерни-

стая

—

размером более 2 мм.

Каменная соль — порода мономинеральная, состоящая из

минерала галита (NaCl), содержание которого в некоторых

разностях достигает 99 % и более, что делает ее одной из

наиболее «чистых» пород вообще. Вместе с тем, в большин-

стве случаев имеется примесь ангидрита, магнезита, доломи-

та, более редких солевых минералов, а также глинистого ве-

щества, отмечаются зерна кварца и алюмосиликатов алеври-

товой, реже песчаной размерности. Эти зерна частично име-

ют обломочное, в том числе эоловое происхождение, но в

значительной степени являются аутигенными. К последним

относится, например, кварц в виде хорошо ограненных кри-

сталлов. В зависимости от наличия и количества примесей в

порядке увеличения их содержания выделяют пищевую, кор-

мовую и техническую соль.

Наиболее чистая соль — белая и водяно-прозрачная, но

из-за наличия примесей чаще всего серая, реже красная. По-

рода относительно легкая (плотность галита 2,2 г/см

), не

прочная (твердость галита по шкале Mooca 2—2,5), соленая на

вкус.

В шлифе каменная соль определяется по характерным для

галита свойствам — показателю преломления (л — 1,544),

близкому таковому для канадского бальзама (n = 1,537), изо-

тропности (черные непрозрачные зерна при введенном ана-

лизаторе) и структуре.

Кристаллы галита — кубической формы, поэтому в сече-

ниях имеют прямоугольные очертания. Кристаллы, как

правило, не чистые, не полностью прозрачные, а в той или

иной степени мутные, с отчетливым зональным строением

(рис. 8.8

— 8.10).

Последнее определяется тем, что при быст-

ром росте кристаллы захватывают микропузырьки воздуха,

рапы (рассола), включения ангидрита, магнезита, доломита,

глинистого материала и других примесей, которые распола-

гаются параллельно граням роста.

Структура каменной соли кристаллическая с различной

величиной зерна, часто разнозернистая, неравномернозерни-

стая, порфиробластовая, зернисто-шпатовая, шпатовая и во-

локнистая. Эти структуры возникают чаще всего в результате

перекристаллизации, которая часто уничтожает первичное

зональное строение.

1974)

Рис. 8.8. Зонально-кристаллическая структура каменной соли.

Зональность обусловлена газово-жидкими микровключениями маточной ра-

пы, расположенными по граням роста кристаллов. Без анализатора. Прикас-

пийская впадина. Кунгур («Атлас структур...», 1974)

Наиболее распространенные текстуры каменной соли —

массивные и слоистые.

Сильвинит — наиболее распространенная калийсодержа-

щая соляная порода, состоит из двух минералов: галита

(NaCl) и сильвина (KCl). Сильвин, как и галит, кристаллизу-

ется в кубической сингонии, т.е. изотропен и образует такие

же кристаллы, но в отличие от последнего имеет низкий по-

казатель преломления (n = 1,490). Поскольку основное эко-

номическое значение имеет именно калий, то обособление

этой породы как самостоятельной отличается от принципа

выделения пород по преобладающему компоненту. Так, со-

держание сильвина в породе может быть лишь 15 %, и тем не

менее эта порода называется сильвинитом. Например, крас-

ный сильвинит Верхнекамского месторождения содержит

19,7 —

42,9 % сильвина и 51,6

— 77,2

% галита, а пестрый силь-

винит того же месторождения содержит 20,8

— 38,7

% сильви-

на и 54,5

—

76,7 % галита. Остальное в породе — различные

1974)

Рис. 8.9. Зональная структура галита,

об

сл

°вл^

рапы с пузырьками газа и включениями сильвина (С) («Атлас структур...^,

1974)

Рис. 8.10. Зональная структура каменной ^J^^^^fS^.i.

газом в зернах галита расположены в виде «елочек» («Атлас структур...»,

1974)

примеси, главным образом глинистый материал и ангидрит

(«Справочник по литологии...», 1983, с. 212

—

213).

Красные и пестрые сильвиниты различаются также

по структурно-текстурным признакам и характеру при-

месей.

Красные сильвиниты имеют соответственно названию

красную и кирпично-красную окраску и отчетливо выражен-

ную слоистость. Последняя выражена переслаиванием слоев

сильвина и галита относительно равной мощности в

3 — 4

см,

а также наличием тонких

(1 — 2

мм) прослоев, сложенных ан-

гидритом, карбонатами и глинистым материалом. Структура

разнозернистая с преобладанием мелко- и среднезернистой.

Пестрые сильвиниты отличаются пестрой окраской, отсутст-

вием слоистости и в связи с этим массивной и пятнистой

текстурой. Структура разнозернистая, преимущественно

средне- и крупнозернистая. Содержание сильвина и галита

примерно одинаково. Зерна сильвина обычно молочно-белые

с буро-красными оторочками, галита — серые, просвечиваю-

щие, с синими пятнами. Постоянную примесь составляют

карбонаты (доломит и магнезит), ангидрит, глинистый и часто

алевритовый материал.

Сильвиниты — породы легкие, не твердые, горько-соленые

на вкус.

Каменная соль встречается в виде небольших выцветов,

гнезд, линз, но абсолютно преобладают пласты, пачки и тол-

щи мощностью в десятки, сотни и даже первые тысячи мет-

ров. В этих случаях с ними иногда связаны и калийные соли.

Как правило, в мощных однородных соленосных толщах пер-

вичное пластовое залегание бывает нарушено. Дело в том,

что соль пластична и при давлении — боковом или неравно-

мерном вертикальном — начинает течь. При этом в одних

местах ее мощность сокращается, а в других, куда она нагне-

тается, — резко возрастает. Вначале образуются относитель-

но слабо выраженные изометричные или овальные поднятия-

вздутия («структуры панцыря черепахи») или вытянутые

валы, а затем и очень резко выраженные солевые гребни и

купола, разделенные межкупольными мульдами, где мощ-

ность соли минимальна или даже соли отсутствуют, так

как полностью выжаты в соседние купола и гряды. Мощность

солей в таких структурах достигает нескольких тысяч мет-

ров, но надо учитывать, что это мощность не первичная.

Насколько можно судить по имеющимся реконструкциям

первичные «пластовые» мощности, видимо, не превышают

2 — 2,5 тыс. м.

1974)