Петтиджон ?. Дж. Осадочные породы

Подождите немного. Документ загружается.

сноса, чем любые другие условия. Таким образом, рак некогда ,OTweraa

Крынин [171], она косвенно связана с тектоникой.

Полная классификация песчаников должна учитывать структурные

особенности, а также характер цемента. Эти аспекты могут быть

учтены с помощью дополнительных определений типа: отсортированный,

известковый субаркоз, или плохо отсортированный кремнистый филла-

ренит.

Для характеристики разнообразных типов песчаников, встречаю-

щихся в природе, используют большое количество названий. Некоторые

из них, например грит, ганистер, флагстон (камень-плитняк), железис-

тый песчаник, пришли из обиходного языка и выражают некоторые

специфические свойства илн особенности использования. Многие на-

звания не имеют петрографического значения. Другие термины созданы

специально, с целью дать более точное определение петрографического

типа породы, например известковый филларенит. К сожалению, терми-

ны имеют тенденцию множиться безгранично, в настоящее время наш

язык перегружен обилием терминов. В этой работе мы постараемся

удержаться в разумных границах. Для определения редких типов по-

род рекомендуем словари терминов в ранней работе Аллена [4] и бо-

лее свежей сводке Петтиджона, Поттера и Снвера [238], посвященные

исключительно систематике песчаников.

Петрография песчаников

Петрография песчаников в значительной мере зависит от состава

материнской породы или комплекса пород. Это особенно справедливо

по отношению к незрелым песчаникам. Поскольку кварц, несомненно,

преобладающий компонент песков, первоначальным источником боль-

шинства песков должны быть содержащие кварц породы глубинно-

магматического происхождения — граниты, кварцевые монцониты и

близкие к ним гнейсы. Крупный класс песков — аркозы — являются

продуктом механического разрушения (без существенного химического

разложения) этих же пород. Пески, обогащенные обломками пород —

лититовые арениты — формируются преимущественно за счет

супракрустальных, а не плутонических пород. Кварц этих пород ведет

происхождение от более древних песчаников, а частицы — от тонкозер-

нистых осадочных, метаморфических и эффузивных пород. В зрелых

песках, особенно в ортокварцитах или кварцевых аренитах

влияние петрографического состава пород области сноса существенно

уменьшается. Поскольку все пески эволюционируют в направлении

этого конечного типа, становится все более трудной задачей определить

и непосредственный, и отдаленный источник сноса.

Помимо упомянутых основных классов песчаников, приходится

иметь дело с ваккамн (в большинстве случаев с грауваккамн),

которые также составляют значительный класс песчаников. Мы рас-

смотрим их отдельно.

Петрографическое изучение песчаников следует проводить путем

тщательного исследования и анализа соответствующим образом ото-

бранных образцов и шлифов. Начинающему исследователю надлежит

также обратиться к крупным работам в этой области знаний таким

как монографии Кайе [44] и Хаддннга [127], к более поздним работам

[238]. Кроме того, существуют другие обширные петрографические

исследования песчаников определенных географических районов или

характерных толщ, например классическая работа Крынина [168], по-

272-

священная третьей песчаной свите Брэдфорд (девон) штата Пенсиль-

вания. Аннотированный перечень таких работ опубликован [238],

а различные примеры из них приведены в данном разделе главы.

Полевошпатовые песчаники и аркозы

Определения. Термин полевошпатовый песчаник отно-

сится только к тем песчаникам, в которых существенную часть обло-

мочного материала составляют полевые шпаты, обычно они содержатся

в таком количестве, что легко определяются невооруженным глазом.

Термин а ρ к о з обозначает специфический класс полевошпатовых

песчаников. Это старый термин, происхождение которого точно не уста-

новлено; его приписывают [229] Броньяру, который написал одну из

первых работ по аркозам и их геологическому значению [32]. Перво-

начальный смысл этого термина изменился очень мало. Это !рубизер-

нистый и угловатый песчаник, в большинстве случаев средней сорти-

рованности, состоящий главным образом из кварца н полевых шпатоя

и предположительно образующийся при разрушении гранитов и пород

сходных с ними по составу. Обычно преобладающим минералом слу

жнт кварц, однако в некоторых аркозах преобладают полевые шпаты

Другие компоненты имеют подчиненное значение.

Аркоз. Общего мнения о минимальном содержании полевых шпатов

в породе, необходимом, чтобы она оставалась аркозом, не существует.

Аллен [4] определяет нижнюю границу в 25%; Крынин некогда опре-

делил ее в 30% [168], но позднее [174] предложил 25%. Петтиджон

[235] принял за нижний предел 25% и предложил относить термин

полевошпатовый песчаник к песчаникам, содержащим в об-

ломочной фракции 10—25% полевых шпатов. Для этой группы песча-

ников в настоящее время общепринятым считается термин с у б а р-

коз. Новое определение аркозу дано Петтиджоном [236], как песча-

нику, характеризующемуся наличием 25% неустойчивых компонентов

(полевых шпатов и обломков пород), из которых на долю полевых

шпатов приходится не менее половины. При таком определении аркозы

могут содержать всего· лишь 12,5% полевых шпатов.

Вышеприведенное определение аркоза не позволяет разграничить

истинные аркозы и полевошпатовые граувакки, которые иногда содер-

жат 25% полевых шпатов и более. Граувакки, по определению, харак-

теризуются значительным содержанием матрикса, в то время как

нормальные аркозы содержат осажденный минеральный цемент, часто

кальцитовый. Но некоторые аркозы содержат также поровые глины.

Как провести границу между ними и полевошпатовыми граувакками?

В целом аркозы фактически образуются при разрушении гранитных

пород, они обогащены калиевыми полевыми шпатами, в то время как

для граувакк характерны натриевые полевые шпаты. В отличие от

аркозов, граувакки содержат многочисленные и разнообразные обломки

пород различного происхождения. Кроме того, в целом матрикс грау-

вакк хлоритовый, тогда как поровые глины аркозовых вакк

преимущественно каолинитовые и обычно из-за железистого пигмента

красноцветные. Различия в составе часто сопровождаются отличиями

в характере залегания и в особенностях внутреннего строения нли

текстуры. Соотношение нескольких основных типов песков показаны на

диаграмме (рис. 7-7).

Структура и состав. Аркоз — типичная грубозернистая порода,

состоящая главным образом из кварца и полевых шпатов (см. рис. 7-9).

273-

0,. 6

„а

ет

розовой

аркозы ооразуются из π случае они сами имеют серо'

серые или белые полевые шпаты, в этом «г

ЖРЛР

ИЛ

„„„

вато-белую окраску, если только не присутствуют красные железистые

В61Д

Преобладающим минералом аркозов является кварц, хотя, как

исключение им может быть тюлевой шпат. В грубозернистых разностях

большая часть кварца является поликристаллическои ^

ные зерна состоят из полевого шпата и кварца. Обычно зерна слабо-

окатанные. За редким исключением, полевые шпаты представлены

полевошпатовые песчаники

(>10% полевых шпатов)

Полевошпатовая вакка

(> IOX матрикса)

Субаркоз

Na-ποΛξΒοϋ шпат

Полевошпатовая

грауванна

(хлоритовый матрикс

и обломки пород)

К-лолевой шпат

Аркозоаая вакка

(каолинитовый матрикс)

"5Г

A ρ коз или аркозовый

аренит

(>25% полевых и/патов,

<10% матрикса)

Рнс. 7-7. Классификация полевошпатовых песчаников

микроклином. Его зерна бывают либо совсем свежнмн, либо заметно

выветрелыми (каолииизированными), либо образуют смесь этих типов.

В аркозах, сцементированных кальцитом, полевые шпаты характери-

зуются различной степенью замещения: от простой коррозии граней

до полного замещения. В других аркозах наблюдается регенерация

полевых шпатов, т. е. нарастание прозрачного несдвойникового поле-

вого шпата на обломочное ядро. Для аркозов характерны крупные

обломки слюды, как мусковита, так н биотита (в том числе хлорнти-

знрованного биотита). Чешун слюды залегают параллельно плоскости

напластования. Обычно они изогнуты или деформированы в результате

давления прилегающих зерен. Биотит может быть хлорнтизирован или

окислен. Аркозовые песчаники, образовавшиеся из нескольких источ-

ников питания, могут содержать обломки пород и постепенно перехо-

дить в грубозернистые лититовые арениты.

Наиболее распространенным цементом молодых аркозов является

кальцит. В некоторых древних аркозовых песчаниках отмечается реге-

нрряиия как полевошпатовых зерен, так н кварцевых. Значительная

степень такого разрастания приводит к образованию очень плотной

породы, по внешнему виду напоминающей гранито-гнейсы за которые

они могут быть ошибочно приняты. В некоторых аркозах осажденный

минеральный цемент отсутствует, вместо него они содержат каолини-

товын глинистый матрикс, часто красноцветиый из-за пнгментацнН

окислами железа. Это — ρ е д с τ о у н Крынина [175]

Модальные анализы аркозов приведены в табл 7-4 химические

анализы показаны в табл. 7-5. '

274-

Минеральный состав субаркозов и аркозов, %

Таблица 7-4

Компонент

37.7

53,1

0.7 24

30 18,5

45.4

6 Il

0,4

4,2

6,9

12,0

9 7 17,0

—

Следы**

—•

4,1

Кварц

Микроклнн

Плагиоклаз

Слюды

Глина

Карбонаты

Прочие

6'*

Следы

59*

* Модальное содержание полевого шпата у Мэккн [198] рвяно 60.

·· Присутствует в количестве, меньшем 1%.

*· Хлорит.

* Окнслы железа (гематнт н каолнн).

А —спарагмит (докембрий), Норвегия [161.

Б — нотннЛ (докембрий), Финляндия [2761.

В — субаркоэ, песчаннк Ламотт (кембрий), штат Миссури [2231.

Г —субаркоз, песчаник Потсдам (кембрий), штат Нью-Йорк [321].

Д — нижний древний красный песчаник (девон), Шотландня [198].

Е — аркоз (пермь), Овернь, Франция [152]. Нормативный пли расчетный состав.

Ж —палевый аркоз (трнас), штат Коннектикут [175).

3—красный аркоз (трнас), штат Коннектикут [175[.

H — аркоа (олнгоцеи), Овернь, Франция [152].

Валовый химический состав аркоза отражает их минеральный

состав. У аркозов, состоящих преимущественно из кварца и полевых

шпатов, преобладают SiO

, А1

0з и K

O. При кальцитовой цементации

существенными компонентами становятся CaO л CO

. Типичный аркоз

отличается от кварцевого ареннта (ортокварцита) более низким содер-

жанием S1O2 и более высоким — AUO

и K

от граувакки его отли-

чает обогащенность КгО и малое содержание Na

O. Это видно на

рис. 7-8.

В отличие от аркозов, граувакки обогащены MgO и железом

(часто FeO).

Разновидности и характер распространения. Аркозы встречаются

либо в виде маломощного плащеобразного остаточного покрытия

в основании осадочной серии, перекрывающей гранитный фундамент,

либо в виде очень мощных клиноподобных осадочных тел, переслаива-

ющихся с более грубозернистыми конгломератами, содержащими гра-

ниты и в меньшем количестве красноцветные алевролиты и глинистые

сланцы.

Базальные аркозы из-за малой мощности и несплошного

залегания редко образуют тела большого объема. Вверх по разрезу

они могут быстро переходить в обычные пески с невысоким содержа-

нием полевых шпатов. Известным примером служит нижняя часть

кембрийского песчаника Ламотт плато Озарк в штате Миссури, где

эта толща залегает на докембрийских гранитах [223]. Базальный

аркоз представляет собой слегка переработанный остаточный полево-

шпатовый продукт выветривания. Переработку аркозового покрова вы-

звало вторжение моря на территорию распространения гранитных

пород. Переработанный и лишенный разрушенных и тонких фракций

полевошпатовый остаток после консолидации может быть назван (в за-

висимости от содержания полевых шпатов) аркозом нлн субаркозом.

275-

Таблица 75

Химические анализы аркозов н субаркозов. По [237], с изменениями

Компоненты

SiOj

TiO,

AljOj

FejO

FeO

MnO

MgO

CaO

KjO

HJO+

HJO-

PJO

COJ

П.

п.

79,30

0,22

9,94

1 ,СО

0,72

0,02

0,56

0,38

2,21

4,32

0.55

0,41

0,05

'5,80

0,15

1.74

0,59

1,31

0,05

0,54

1.41

2,40

4,51

0,86 \

0,03 /

0,60

Следы

80,89

0,40

7,57

2,90

1,30

0,04

0,63

4,75

1,11

73,32

11,31

3,54

0,72

0,24

0,75

2,34

6,16

0,30

0,92

59,24

6,65

2.02 I

0,31 J

0,50*

0.12

16,04

0.19

2,30

I 1.26

12,16

69,94

13,15

2,48

0,70

Следы

3,09

5,43

3,30

1,01

92,13

4,42

/ 0,37

\ 0,33

0,24*

0,14

1,27

0.П

0,72

Нет

0,42

87,02

2^8(5

0,49

0,29

0,20

3,41

0,00

1,98

3,35

8Ϊ.74

0,.38"

5,84'*

0.79"

1.П

0,49

1,16

2,19

0,01

72,21

0,22

10,69

0,80

0,72

0,22

1.47

3,85

2,30

3,32

1.46 \

0,08/

0.10

2,66

76,6

0,6

12.4

0.7

0.2

0,3

0.4

0,3

3,8

2,7

0,2

Сумма

99,68

59,99

99,63

99,60

100,79

99,10

100,15

99,65**

99,83

100,10»*

100,6

' Приведено как MnO

·· Включает 0.06% S.

" Содержит ZvO

« V

Oi.

*· Содержит MnOi.

*· Суммарное железо

А — иотниП "(докембрнП)' кгйлне. Муурунмякн. Финляндия, аналнтнк К. ВиПк (2761; 44¾ нормативных полевых шпатов.

Б — торрндонокнй песчаник (докембрий). Кинлок, Скзй. аналитик М. Kepp [100]: 53% нормативны* полевых шпатов.

В — спзрогмнт (нижний кембрий). Энгердален. Норвегии [161: 33,5¾ нормативных полевых шпатов.

Г — нижний жпевннй красный песчаник (девой), Фойерс, Лох-Несс, Шотландия [1981; 62% нормативных полевых шпатов.

Д- нэмстео^й аркиГадевннй красный песчаник (девон), Ред-Kparc, Фохаберс-он-Спей, Шотландия [1981; 16¾ нормативных полевых UineWB я SSt

-нестаин5£

ЬЦ

Портлеид (свита Ньюарк, трнас), Портленд, штат Коннектикут, США [214]; 74¾ нормативных половых шпатов.

Ж — субаркоз нз песченнкоа РоэбреЯ (дозой). Розбрей. Элгяп. Шотландия 119¾: около 12% 1юрмвтим1ых полсвых ш»отов.

МлЯ1тт1

3 — известковый субаркоэ (кембрий влн ордовик), округ Вастард. провинция Онтарио, Канада L158I; около 12% полевых шпатов я 7¾ Колытта.

И — субаркоз Уайтхорс (пермь), штат Квнаас [287).

К —нолоссовыП аркоз (олигоцен). Унтерстери. кантон Цуг, Швейцария; анллптлн Ф. Ксрвон [NlHgll el al, I930J.

Jl-аркоз (олигоцен), Овернь, Франция [152]; 19% полевых шпатов.

Такой материал приурочен к основанию серии или к языкообразиым

гранитным развалам, образовавшимся в результате разрушения близ-

расположенных погребенных гранитных структур. В некоторых случаях

такой остаток характеризуется столь малой переработанностью и ела-

-бой степенью разложения, что после литификации порода выглядит

как естественный гранит. В этом случае она называется восстановлен-

ным, или преобразованным гранитом. Такие породы в полевых усло-

виях (в небольших обнажениях, а также в шламе или керне при

бурении) могут быть неправильно определены. При бурении нередко

трудно решить, достигнут ли гранитный «фундамент» или вошло ли

бурильное долото в породы гранитного развала. Даже в обнажениях,

в частности в некоторых выходах докембрия, где породы в результате

метаморфизма стали сливными,

возникают противоречивые мнения

в отношении того, чем в действи-

тельности является метааркоз: ар-

козовым осадком, гранитом или

гранитизированным образованием.

Контакт гранитов и перекрываю-

щих их остаточных аркозов мо-

жет быть постепенным, такой слу-

чай при истинно осадочном их про-

исхождении описывается как «гра-

дационное несогласие».

Примером служит контакт архей-

ских аркозов с гранитами оз. Ca-

ланага на границе провинции Онта-

рио и Миннесоты, описанный Гран-

том [324] и Клементом [48].

Критерии, по которым можно от-

личать настоящие граниты от вос-

становленных эквивалентов, много-

численны, но обычно трудноприме-

нимы. Настоящий гранит может

иметь слабовыраженную гнейсовую

листоватость, которая теряется прн полном механическом разрушении

и даже незначительной переработке. Кроме того, истинные граниты

рассечены аплитовыми и другими сопряженными дайками. Восстанов-

ленные граниты прн тщательном исследовании обнажения обычно

содержат обломки или гальку гранитов или слабовыраженную слоис-

тость. Под микроскопом в восстановленном граните отмечается не-

обычно широкий диапазон размеров зерен. Это свойство восстановлен-

ного гранита находится в резком контрасте с равнозернистой природой

гранита или с порфировой структурой некоторых интрузивных пород.

Аркозы, претерпевшие лишь незначительную транспортировку или не

подвергшиеся переносу совсем, — остаточные аркозы — яв-

ляются, по существу, несортированными и обычно содержат обогащен-

ный глиной матрикс, часто красноцветный; он может составлять 20%

и более объема породы (рнс. 7-9). К этим аркозовым ваккам приме-

няется термин редстоун [175, 151]. Восстановленная порода со-

держит больше кварца, чем обычный гранит. Возможна также легкая

окатанность полевых шпатов (их можно ошибочно принять за резорби-

рованные фенокристаллы). Шлам при проходке скважнн не позволяет

использовать много критериев, в этом случае полезными могут быть

Рнс. 7-8. Отношение NajO/КгО в арко-

зах и граувакках.

Сплошные черные кружкн — граувакки, пу-

стые кружки — аркозы. А — средняя граувак-

ка, Б — осредненная граувакка нз НовоЛ Зе-

ландии [248], В — средний аркоз (237)

277-

такие признаки, как легкая окатанность в повышенное содержание

в осадке кварца.

Аркозовые осадки могут также быть связанными с гранитными

выступами. Аркозы, приуроченные к таким воздымающимся и разру-

шающимся гранитным плутонам, образуют мощные конусообразные

скопления, обычно весьма грубозернистые, часто с конгломератами.

Широко известными примерами аркозов этого типа служат аркозовые

отложения Нью-Хейвен, Портленда и другие аркозы серии Ньюарк

(триас) в Коннектикуте и соседних восточных штатах [175], аркозо-

вые слои пенсильванских формаций Лайонс и Фаунтин Передового

Рнс. 7-9. Дркоэ Шугзрлоф из серии Ньюарк (трнгс). По [238]. Гора Тош, штат

Массачусетс, США. Скрещенные ннколн, X 22.

ГрубозериистыЛ кросноцветныЛ аркоз, состоящий нз плохо сортированной смеси угловатых зерен

(ширни и цианид IiIiiUiUU и неОсльшого количества слюды, помещенных в красный железистый

глнпнстый матрикс

Рис. 7-10. Аркоз Фауптнн (пенснльваннн), штат Колорадо, США. Скрещенные нико-

лн, X 20.

Грубозернистый красноватый песчаник, состоящий нз угловатых и слабоокатанных зерен кварц»

(светлые) и полевых шпатов (затемненные, полисинтетически сдвойннкованные)

хребта Колорадо [151], древний красный песчаник Шотландии [197]

н части разреза третичной молассы юга ФРГ и Швейцарии. Такой

аркоз показан на рис. 7-10. Аркозы для подвижных поясов нетипичны,

в этом случае они содержат натриевый, а не калиевый полевой шпат.

Это отмечено для некоторых архейских аркозов [308] и для широко-

известных аркозов Суок (палеоцен) в штате Вашингтон [95]. Более

полное перечисление аркозовых отложений всех возрастов и типов

содержится в классическом исследовании Бартона [17].

Территория щитов сложена преимущественно гранитами и поэтому

потенциально является крупнейшим источником аркозового песка. К ар-

козам, бесспорно связанным с областями щитов, относятся позднедокем-

брийскне нотнийские песчаники Финляндии [276] и Швеции [118],

спарагчиты Норвегии и Швеции [127], раннемеловые (предаптские)

пески Западной Венесуэлы, снесенные с Гайанского щита, докембрпй-

ская свита Казан группы Днбаунт Северо-Западных территорий Ка-

нады [72], нижняя часть гуронских кварцитов Лоррен в Онтарио [129].

Происхождение и геологическое значение. Результаты полевых

наблюдении и минеральный состав определенно указывают на тесную·

278-

связь аркозов с областями питания, где развиты граниты. Распростра-

нение аркозовых песчаников ограничено локальными бассейнами или

участками, где происходило накопление всего обломочного материала,

воздымавшегося и подвергавшегося денудации гранитного блока,

а также территорией, прилегающей к гранитному щиту.

Обширные водосборные бассейны петрографически разнообразны,

и в них не происходит накопления аркозовых песков. Пески крупных

рек, хотя и могут содержать несколько повышенное количество поле-

вых шпатов, аркозами не являются; обычно это — лититовые пескн.

Следовательно, аркозы имеют ограниченное распространение как

в пространстве, так и в вертикальном геологическом разрезе.

Однако обогащенные кварцем пески, кварцевые арениты также

имеют области питания, связанные с гранитами. Действительно, прак-

тически весь кварц песчаников образовался, в конечном итоге, нз

кварцсодержащнх плутонических пород — «гранитов» в очень широком

и свободном смысле этого слова. Однако почему одни песчаники ха-

рактеризуются высоким содержанием полевых шпатов, а другие — нет?

Значение обломочных полевых шпатов достаточно противоречиво.

Присутствие большого количества полевых шпатов в некоторых песча-

никах (аркозах) привело к созданию и широкому распространению

теории о том, что для обеспечения сохранности и накопления полевых

шпатов в осадке требуются специфические климатические условия,

препятствующие их разложению [197]. В соответствии с теорией по-

стулировалась необходимость очень сухого климата (отсутствие воды,

обусловливающее задержку химического разложения) илн очень холод-

ного климата (значительное замедление химических реакций). К на-

стоящему времени накоплено достаточное количество доказательств,

вызывающих необходимость изменения теории сурового климата. Кры-

нин [166] наблюдал образование аркозов в условиях влажного тропи-

ческого климата, где средняя годовая температура составляет 26°С,

а годовое количество осадков 300 см. Накопление полевых шпатов

в таких условиях — не единственное доказательство; данные, опровер-

гающие связь полевых шпатов с суровыми климатическими условиями,

получены в процессе критического изучения древних полевошпатовых

отложений. Например, Рид [249] заметил, что в эоценовых песчаниках

Калифорнии, содержащих почти 50% полевых шпатов, найдены остатки

флоры, которая могла существовать только в теплых гумидных усло-

виях. Песчаники Катахула в Техасе, также предположительно эоцено-

вого возраста, содержат прибрежные тропические растения, хотя кон-

центрация в них полевых шпатов приближается к 50% [115]. Как

отмечено Бартоном [17], аркозовые песчаника, образовавшиеся в гу-

мидных условиях, характеризуются высоким содержанием выветрелых

или частично выветрелых полевых шпатов. Смешение исключительно

свежих зерен полевых шпатов с несколько помутненными и изменен-

ными зернами в одном осадке можно объяснить быстрой эрозией глу-

боко изрезанных нагорий, сложенных содержащими полевые шпаты

породами, в условиях теплого климата. Аркозы, образовавшиеся

в суровых климатических условиях, практически не содержат вывет-

релых полевых шпатов.

Если содержание полевых шпатов не зависит от климата, в чем

тогда их значение? Для выветривания полевых шпатов требуется не

только подходящая климатическая обстановка, но также достаточное

время. Интенсивность процесса разложения обусловливается

климатом, однако продолжительность этого процесса опреде-

279-

ляется рельефом. Районы с высоким рельефом претерпевают быструю

эрозию, поэтому полевые шпаты ие успевают разрушиться и включают*

ся в процесс осадконакопления. В условиях низкого рельефа эрозия

происходит медленно, и при соответствующей климатической обстанов-

ке полевые шпаты могут полностью разрушиться. Следовательно, при-

сутствие или отсутствие полевых шпатов является результатом равно-

весия между скоростью выветривания н скоростью эрозии. Таким

образом, аркозы являются показателем как сурового климата, так и

тектонической активности. Одно лишь присутствие полевых шпатов не

может свидетельствовать в пользу того или иного фактора, для решения

этого вопроса следует привлекать другие критерии.

Лититовые песчаники и субграувакки

Определения. Песчаники, в которых количество обломков пород

превышает количество обломочных полевых шпатов, называются ли-

титовыми песчаниками [236], лититовыми аренитамн [323]

или литареннтами [192] аналогично тому, как туфы, содержащие мно-

гочисленные обломки пород, называются литокластическнми туфами.

Содержание обломков пород в песчаниках колеблется в широких пре-

делах. Песчаники, содержащие 25% н более, могут быть названы соб-

ственно лититовымн песчаниками. Песчаники, содержащие 10—25%,

образуют промежуточный класс, который именуется сублитаре-

н и та м и [192] или протокварцитами (термин предложен Крыниным

[230]).

Крынии применял термин граувакка как к классического типа

грауваккам гор Гарца, так и к лититовым песчаникам. Фактически

термин в его первоначальном определении Крыниным [168] мог быть

отнесен только к лититовому песчанику; позднее, в 1945 г., Крынин

модернизировал термин н выделил два типа граувакк: высокого ранга

(с полевыми шпатами) и низкого ранга (с малым количеством поле-

вых шпатов или без них). В этом определении граувакка низкогс

ранга соответствует лититовому песчанику. Такое толкование термина

на время принял Фолк [90], но в настоящее время он отказался от

него и применил к этому классу пород термин литаренит [93].

Термин субграувакка первоначально использовался для

обозначения пород, промежуточных между кварцевыми аренитами и

граувакками [235]. По первому определению, порода должна была

содержать менее 10% полевых шпатов и более 20% матрикса. В новом

определении [236] это песчаник, содержащий менее 15% матрикса, но·

25¾, нестойких зерен, среди которых обломки пород преобладают над

полевыми шпатами. В этом определении порода, по существу, является

лигитовым аренитом. Субграувакка (н лнтитовый аренит в целом)

внешне похожа на граувакку, особенно по цвету и содержанию облом-

ков пород.

Общее описание и разновидности. Лититовые арениты обычно

представляют собой светло-серые, цвета «соли с перцем» песчаники со

значительным содержанием обломков пород, особенно осадочных w

слабометаморфизованных (рис. 7-11). Зерна кварца от угловатоокатан-

ных до окатанных; очень многочисленны чешуйки слюды тогда как по-

левые шпаты редки или отсутствуют. Песок в целом характеризуется

средней степенью сортированное™, он скрепляется химически осажден-

ным цементом, в большинстве случаев представленным кварцем или

кальцитом. Обломочный матрикс обычно отсутствует хотя его место

280-

может занимать псевдоматрикс, образованный раздробленными части-

цами глинистых сланцев или аутигенно осажденной глиной (рис. 7-12).

Обломки пород в лититовых аренитах не только многочисленны,

но и весьма разнообразны. Некоторые лититовые арениты могут содер-

жать более десятка разновидностей. В одних наблюдается множество

обломков вулканических пород, в других преобладают обломки сла-

бометаморфизованных и осадочных пород. Песчаники,

обогащенные обломками вулканических пород, представляют собой

вулканомиктовые или вулк-анокластовые арениты; их не следует сме-

Рнс. 7-11. Песчаник Викинг или Кардиум «В» (мел), провинция Альберта, Канада.

По [238]. Ннколн скрещены, X 53.

ЛитптовыЛ песчаник, состоящий из среднесортнрованноЛ смеси полу>г.товатых и окатанных зерен

кварца н кремня, при этом кремень составляет почти треть каркаса песка

Рнс. 7-12. Формация Потсвнлл (пенсильваннй), Потсвилл, шгат Пенснльвання, США.

Ннколн скрещены, X 20.

Грубозернисты!), плохо сортированный лнтнтовыЛ ареннт, состоящий из кварца н обломков порол

последние частично представлены мягкими глинистыми сланцами н алевролитами, обравующнмн

псевдоматрнкс

шивать с пирокластическими аренитами, которые образовались непо-

средственно прн вулканических извержениях. В целом в породе более

заметны обломки кислых вулканических пород, обломки основных маг-

матических пород бывают нередко настолько изменены, что переходят

в матрикс. Большинство лнтитовых аренитов содержит значительное

количество слабометаморфизованных пелитовых пород, в частности

аспидных сланцев, филлитов, сернцитовых кристаллических сланцев.

Последние были названы сланцевыми аренитами [167]. При-

меняется также термин филларениты [92], по-вндимому, из-за

обилия в песчаниках слюдьг, содержащейся как в обломках пород, так

и в виде фрагментов чешуек в самих песках. Многие лититовые пески

обогащены также обломками пород осадочного происхождения. Спе-

циального рассмотрения заслуживают две разновидности. Одна из

них — кремневый ареннт (см. рис. 7-11). Кремни составляют,

например, от 20 до 90% песчаника Кат-Банк мелового возраста в шта-

те Монтана [279]. Описаны также [286] исключительно богатые крем-

нем юрские пескн в Монтане. Следует, однако, различать обломочный

кремень и частицы раскристаллизованной риол!товон породы, что не

всегда является легкой задачей. Богатые кремнем пески, вероятно,

281-