Шванов В.Н., Фролов В.Т., Сергеева Э.И. и др. Систематика и классификации осадочных пород и их аналогов

Подождите немного. Документ загружается.

их авторам, поэтому практически во всех классификациях были выделены

группы пород неясного генезиса — криптогенных. Сюда включали микро-

зернистые и зернистые — вторично измененные, где первичные седимен-

тационные структуры не сохранились, а собственно структурная часть —

основа классификации,— как правило, разрабатывалась наиболее детально.

При классифицировании карбонатных пород, видимо, следует идти по

двум направлениям, разрабатывая две формально независимые, но по сути

внутренне связанные между собой схемы. Одна из них — чисто структурная,

«объективистская», в основу которой положены только наблюдаемые и

однозначно устанавливаемые показатели: структурные компоненты и их

соотношения. В то же время, как уже неоднократно отмечалось, происхож-

дение указанных структурных компонентов и их сочетаний в ряде случаев

установлено достоверно (к примеру, биоморфная структура имеет органи-

ческое происхождение) и было бы неразумно отбрасывать и не использовать

уже полученные знания. Поэтому вторая схема должна быть структурно-

генетической и включать характеристику и систематику не просто струк-

турных, а структурно-генетических компонентов.

Прежде чем перейти к характеристике предлагаемых и частично су-

ществовавших классификаций, следует указать на ряд сложностей, которые,

по-видимому, исключают возможность разработки всеобъемлющей схемы,

охватывающей все существующие разновидности карбонатолитов.

Разнообразие как органических остатков с карбонатным скелетом,

поставляющих материал в осадок, так и зерен — форменных элементов,

слагающих карбонатные осадки и породы.

Наличие, как правило, сложной смеси структурообразующих ком-

понентов. Это касается как смешения разнообразных биоморфных и зер-

нистых компонентов, так и, что особенно важно, их сложных и разнообразных

сочетаний с кристаллическими (кристалломорфными) компонентами.

Важная роль обломочных компонентов, образованных из собственного

карбонатного материала, и их разнообразные смеси с другими компонентами.

По сути дела органогенно-обломочные и шламовые структуры являются

сложными биоморфно-кластоморфными.

Чрезвычайная подвижность карбонатного вещества, частые и интен-

сивные вторичные изменения — перекристаллизация, доломитизация, де-

доломитизация и др.,— которые не только уничтожают первичные структуры,

но и ведут к появлению сложных структур, причем расположенных резко

неравномерно, часто даже в пределах одного шлифа, а не только штуфа.

Структурные классификации карбонатных пород.

Указанные выше обстоятельства не позволяют составить общую и, главное,

всеобъемлющую схему, подобную, например, классификации силицитов

А. Д. Петровского, где в координатах структура—минеральный состав в

каждой клетке была бы указана конкретная порода (или отсутствие породы

в принципе). Поэтому в предлагаемом варианте (табл. IX-2) указаны лишь

основные структуры. Предложенная схема достаточно проста и не требует

подробного описания. Ограничимся лишь несколькими краткими коммен-

тариями.

Во-первых, она не включает в себя огромного разнообразия «смешанных»

разновидностей, скажем, гастроподово-оолитовых, криноидно-фораминифе-

ровых, полибиогермных и других видов известняков, а также различного

сочетания структур зернистых (граноморфных) и кристаллических (крис-

талломорфных).

Во-вторых, и известняки, и доломиты, не говоря уже о промежуточных

разновидностях, могут иметь все указанные в заголовке таблицы структуры.

Известны первичные доломитовые биогермные структуры, в частности стро-

матолитовые в докембрии; описаны полностью доломитизированные корал-

ловые известняки с сохранением структуры кораллов. И хотя последние

образования явно вторичные, по объективным структурно-вещественным

170

признакам — это уже не известняки коралловые, а доломиты коралловые,

как ни необычно звучит это сочетание. Другое дело, что количественные

соотношения структур разного типа в известняках и доломитах различны.

Для первых преобладающими являются биоморфные и граноморфные струк-

туры, для вторых — кристаллические. Это, в частности, определяет и

разработку узко специальных более дробных классификаций доломитов.

Среди зарубежных классификаций карбонатных пород, обзор которых

можно найти в литературе [2, 36, 37], наиболее распространены схемы

Р.

Фолка [49] и Р. Данхема с дополнениями А. Эмбри и Дж. Кловена [46,

47].

Первая в значительной мере применима для микроскопических иссле-

дований пород в шлифах, вторая — как при полевом описании, так и при

изучении шлифов. Обе они исходят из чисто структурных показателей:

наличия и типа форменных элементов или зерен (аллохем, по Р. Фолку) —

раковин, оолитов, пеллет и т. д., и их соотношения с цементирующей массой

(ортохем, по Р. Фолку), которая может быть микритовой или яснокристал-

лической — спаритовой. В качестве дополнительных показателей А. Эмбри

и Дж. Кловен вводят морфологию органических остатков биогермных из-

вестняков —• баундстоунов и через них механизмы улавливания и фиксации

карбонатного небиогермного материала.

Несмотря на непривычную для русской литологии терминологию аме-

риканских авторов, отдельные типы пород имеют аналоги в отечественных

классификациях или, по крайней мере, несложно сопоставляются с приня-

тыми у нас названиями. Например, ооспарит представляет собой оолитовый

известняк с яснокристаллическим цементом, биопелмикрит — органогенно-

сгустковый известняк с микрозернистым цементом. Уже эти примеры по-

казывают, что в название породы обязательно включается структура це-

мента, микрокристаллическая или яснокристаллическая, что, как правило,

отсутствует в отечественных классификациях. Кроме того, фиксируются

количественные соотношения зерен — оолитов, пеллет и т. д. В то же

время, в отличие от отечественных традиций, в англоязычных названиях

не фигурируют типы органических остатков (известняк фораминиферово-

криноидный, коралловый и т. д.), как это принято в русской литературе.

Схема Р. Данхема, А. Эмбри и Дж. Кловена (табл. IX-3) принята

практически в подавляющем большинстве международных изданий, приводя

к унификации терминологии и однозначному описанию пород. Первое самое

крупное подразделение проводится по наличию (сохранности) или отсутствию

первичных структур, и в этом отношении аналогично первому делению в

схеме М. С. Швецова [38]. Отдельные же конкретные типы пород далеко

не всегда имеют прямые аналоги в отечественных названиях. Так, баун-

дстоуны по сути дела являются синонимом применяемого у нас термина

«биогермный известняк». Его разновидности уже не столь очевидно сопо-

ставляются с терминами, принятыми в нашей литературе. Фреймстоуны

можно сопоставить с каркасными известняками. Сложнее дело обстоит с

байндстоунами, так как строматолитовые известняки (доломиты) составляют

лишь часть этого понятия; термины для других возможных типов извест-

няков-байндстоунов в отечественной литературе отсутствуют. То же в полной

мере относится к бафлстоунам. Термины «мадстоун» и частично «вакстОун»

можно сопоставить с русским «микрозернистый известняк», содержащий

то или иное количество форменных элементов. Аналогов же терминам

«пакстоун», «грейнстоун», «флаутстоун» и «рудстоун» в русской литературе

нет, так как они характеризут породы, состоящие из зерен разного размера

с разным характером цемента, но не указывают тип зерен, что является

главным в отечественной петрографии, ибо мы прежде всего говорим об

известняке фораминиферовом, оолитовом, обломочном и т. д. Некоторые

сопоставления возможны после микроскопического изучения и расшифровки

общих чисто структурных терминов. Так, оолитовый доломитовый пакстоун

171

Принципиальная схема подразделения карбонатных

\ Струк-

\ туры

Биоморфные (состоящие

из

целых

остатков

организмов в

положении роста)

Зернистые

Биогермиые

(зоо

фнтобиогермные)

При-

меры

пород

Ветвистые

Пластин-

чатые

Обвола-

киваю-

щие

(и

цементи-

рующие)

Цельнорако-

випные

Скелетные

Известня-

ки (доло-

миты )

Коралловые,

мшанковые,

строматолито-

вые,

эпифитоновые,

серпуловые

др-

Палео-

аплизино-

вые

и др.

Строма-

толито-

вые

др-

Ракушники:

фораминифе-

ровые,

устричные,

птероподовые,

гастроподовые,

тектакулито-

Органогенно-

обломочные

(детритовые):

состоят

из

определимых

обломков

органических

Шламовые:

состоят

из

неопределимых

обломков

органических

остатков

размером

обычно менее

0,1

мм

Полибиогермные, полифитовые

вые,

сферовые

т.

д.

остатков

размером

обычно более

0,1

мм

Шламовые:

состоят

из

неопределимых

обломков

органических

остатков

размером

обычно менее

0,1

мм

Включая

мел

* Применяемые

этих случаях термины «гомеобластовая»

«гетеробластовая»

не

совсем

можно сопоставить

доломитом оолитовым

микрозернистым цементом

базального

порового типов.

По-видимому, существует несколько причин быстрого

широкого рас-

пространения указанных выше классификаций, особенно схемы

Р.

Данхема.

Во-первых,

это

относительная простота

возможность использования

ее

уже

при

полевых описаниях. Во-вторых,

ее

объективность,

что

позволяет

практически однозначно выделять

описывать породы. В-третьих, хотя

это

не

столь очевидно

прямолинейно,

она

имеет

прикладное значение,

прежде всего

геологии нефти

газа

—

важнейших полезных ископаемых,

связанных

карбонатными отложениями. Дело

в том, что

первичные

коллекторские свойства пород,

тип

пустотного пространства

степень

пористости,

также

тип

вторичных преобразований

характер возникающей

при этом вторичной пористости

во

многом определяются первичной струк-

турой.

Они

различны

для

биогермных известняков

—

баундстоунов, зер-

нистых пород

—

пакстоунов, грейнстоунов, флаутстоунов

рудстоунов,

причем

тип

зерен имеет сугубо подчиненное значение,

и,

наконец, микро-

зернистых

—

мадстоунов

вакстоунов.

Классификация

Р.

Данхема содержит определенный генетический

мо-

мент, косвенно характеризуя динамику среды отложения.

Так,

мадстоун,

вакстоун

частично пакстоун

флаутстоун

—

образования спокойных

вод,

172

Таблица IX-2

пород по их структуре

(грапоморфные)

Кристаллические (крнсталломорфная.

кристаллитовая)

Обломочные

(кластоморфпые,

кластол итовые)

Реликтовые

Не скелетные

(фирменные)

Равнозерпнетые

(раинокрпсталлическне,

гомеомерпые,

гомеометрические,

гомеометрическн-

зернистые)*

Разно-зернистые

(разиокристал-

лнческие.

гетероморфные,

гетерометри чес-

кие,

гетеромет-

рически-

зернистые)*

По размеру и

частично по

окатанности

карбонатных

обломков

Реликтовые

Пизолитовые,

оолитовые,

псевдоолитовые,

онколитовые,

комковатые,

сгустковые,

пеллоидные,

пеллетовые,

сферолитовые,

копролитовые.

желваковые и

т. д.

Пелитоморфные <0,005 мм

Микрозернистые (кри-

сталлические) 0,005—

0,05 мм

Тонкозернистые (кри-

сталлические)

0,05—0,1

мм

Мелкозернистые (кри-

сталлические)

0.1—0,25

мм

Среднезерн истые (кри-

сталлические)

0,25—0,5

мм

Крупнозернистые (кри-

сталлические)

0.5—1,0

мм

Грубозернистые (кри-

сталлические) 1.0—

2,0 мм

Гигантозернистые (кри-

сталлические) > 2,0 мм

Разнозернистые,

в том числе

порфировидные

и др.

Известняковые

(доломитовые)

брекчии,

конгломераты.

гравелиты,

песчаники,

алевролиты

Породы с преоб-

ладанием кри-

сталлических

(обычно разно-

зернистых)

структур, на фоне

которых сохра-

няются реликты

или тени био-

морфных, зер-

нистых или об-

ломочных

структур

Пизолитовые,

оолитовые,

псевдоолитовые,

онколитовые,

комковатые,

сгустковые,

пеллоидные,

пеллетовые,

сферолитовые,

копролитовые.

желваковые и

т. д.

Включая туфы и травер-

тины, имеющие крусти-

фикационную структуру

(точнее текстуру, т. к. она

характеризуется взаим-

ным расположением кри-

сталлов в пространстве)

Разнозернистые,

в том числе

порфировидные

и др.

Известняковые

(доломитовые)

брекчии,

конгломераты.

гравелиты,

песчаники,

алевролиты

Породы с преоб-

ладанием кри-

сталлических

(обычно разно-

зернистых)

структур, на фоне

которых сохра-

няются реликты

или тени био-

морфных, зер-

нистых или об-

ломочных

структур

удачны, так как являются разновидностью кристаллобластовой структуры метаморфических пород.

где возможно осаждение тонкого микритового материала. Грейнстоун и

рудстоун формируются в обстановке активной гидродинамики, где тонкий

материал осаждаться не может.

Поскольку авторы главы не прилагают к ней терминологического

словаря, редактор счел полезным завершить приведенный текст словарем

терминов, используемых в англоязычной геологической литературе. Термины

даны не в алфавитном, а приблизительно в хронологическом порядке их

введения; рядом указаны либо авторы терминов, либо те, кто применили

их одними из первых.

КАЛЬЦРУДИТ (А. Грабау, 1904) — порода, сложенная на 50% и более кальцитовыми

интракластовыми обломками (аллохемами) диаметром более 2 мм.

КАЛЬКАРЕНИТ (А. Грабау, 1904) — порода, состоящая на 50% и более из кальциевых

интракластовых обломков (аллохем — литокластических и (или) биокластических) песчаной

размерности (0,06—2 мм).

КАЛЬЦСИЛТИТ (А. Грабау, 1904) — порода, сложенная на 50% и более кальциевыми

интракластовыми обломками [литокластами и (или) биокластами] алевролитовой размерности

(0.01—0.06 мм).

КАЛЬЦЛЮТИТ (А. Грабау. 1904) — порода, включающая 50% и более кальциевых обломков

алевритовой и пелитовой размерности (0,01—0.06 и мельче 0.01 мм), для которых предполагается

интракластовое происхождение.

173

Таблица IX-3

Классификация карбонатных пород по их структуре и происхождению Р. Данхема |46|, А. Эмбри и Дж. Кловена [47) в интерпретации

В.

Г. Кузнецова [12]

Первичные осадочные структуры могут быть установлены

Первичные

структуры не

могут быть

установлены

Первичные компоненты не были связаны между собой в

процессе осаждения

Первичные компоненты были связаны между

собой в процессе осаждения

Первичные компоненты не

были связаны между собой в

процессе осаждения

Подразделя-

ются по фи-

зическим

показателям

структурных

элементов:

размеру и

морфологии

кристаллов

и т. д.

Форменные элементы (зерна) имеют алевролитовую и пес-

чаную размерность (<2 мм)

Баундстоун — автохтонный известняк, первичные

компоненты которого связывались организмами

в процессе осаждения; остатки организмов нахо-

дятся в положении роста

Более 10% форменных эле-

ментов имеют размер > 2 мм

Подразделя-

ются по фи-

зическим

показателям

структурных

элементов:

размеру и

морфологии

кристаллов

и т. д.

Содержится илистый материал пелитовой и

мелкоалевритовой размерности

Илистого

материала

мало

Баундстоун — автохтонный известняк, первичные

компоненты которого связывались организмами

в процессе осаждения; остатки организмов нахо-

дятся в положении роста

Более 10% форменных эле-

ментов имеют размер > 2 мм

Подразделя-

ются по фи-

зическим

показателям

структурных

элементов:

размеру и

морфологии

кристаллов

и т. д.

Зерна не соприкасаются друг

с другом и заключены в илис-

том материале

Зерна соприкасаются и под-

держивают друг друга

Баундстоун — автохтонный известняк, первичные

компоненты которого связывались организмами

в процессе осаждения; остатки организмов нахо-

дятся в положении роста

Содержится

илистый ма-

териал, обра-

зующий це-

мент перо-

вого и ба-

зального типа

Илистого

материала

мало,

зерна

соприкасаются

друг с

другом

Подразделя-

ются по фи-

зическим

показателям

структурных

элементов:

размеру и

морфологии

кристаллов

и т. д.

Зерен менее

10%

Зерен более

10%

Зерна соприкасаются и под-

держивают друг друга

Баундстоун — автохтонный известняк, первичные

компоненты которого связывались организмами

в процессе осаждения; остатки организмов нахо-

дятся в положении роста

Содержится

илистый ма-

териал, обра-

зующий це-

мент перо-

вого и ба-

зального типа

Илистого

материала

мало,

зерна

соприкасаются

друг с

другом

Подразделя-

ются по фи-

зическим

показателям

структурных

элементов:

размеру и

морфологии

кристаллов

и т. д.

Подразделя-

ются по фи-

зическим

показателям

структурных

элементов:

размеру и

морфологии

кристаллов

и т. д.

Мадстоун —

микро- или

тонкозернис-

тый известняк

с незначитель-

ным содержа-

нием формен-

ных элементов

размером

<2 мм

Вакстоун —

микро- и тон-

козернистый

известняк с до-

статочно

обильными (до

4 0 — 5 0 %)

форменными

элемента м и

размером

<2 мм

Пакстоун —

известняк, со-

стоящий из

форменных

элементов раз-

мером <2 мм

с тонкомикро-

зернистым це-

ментом поро-

вого и базаль-

ного типа

Грейнстоун —

известняк,

состоящий из

форменных

элементов

размером

<2 мм с ясно-

кристалличе-

ским (спа-

ритовым) це-

ментом пе-

рового и ба-

зального типа

Бафлстоун —

автохтонный из-

вестняк, в кото-

ром первичные

компоненты

осадка улав-

ливались и оса-

ждались между

стеблевидными

организмами;

последние

уменьшали

скорость дви-

жения воды, что

служило при-

чиной осажде-

ния

Байндстоун —

автохтонный из-

вестняк, в ко-

тором пластин-

чатые и таблит-

чатые организ-

мы покрывали,

инкрустирова-

ли и тем самым

связывали пер-

вичные ком-

поненты осад-

ка; остатки ор-

ганизмов могут

составлять не

более 15% об-

щего объема

породы

Фреймстоун —

автохтонный из-

вестняк, в кото-

ром массивные

формы ископа-

емых организ-

мов образуют

во время осад-

конакопления

прочный трех-

мерный остов.

Следовательно,

остатки орга-

низмов обра-

зуют опорный

каркас, проме-

жутки которого

могут запол-

няться карбо-

натным мате-

риалом иной

структуры

Флаутстоун —

известняк, со-

стоящий из

форменных

элементов, в

том числе гра-

вийной (руди-

товой) раз-

мерности с

микро-тонко-

зернистым це-

ментом поро-

вого и базаль-

ного типа

Рудстоун —

известняк, со-

стоящий из

форменных

элементов, в

том числе гра-

вийной (ру-

дитовой) раз-

мерности, с

яснокристал-

лическим

(спаритовым)

цементом

порового типа

Примечания. 1. Название породы образуется сочетанием типа форменных элементов, состава и структуры, например остракодовые известковые

мадстоуны, оолитовые доломитовые пакстоуны и т. д. 2. Русская транскрипция терминов приведена согласно принятой при переводе книги Дж.

Уилсона, [30].

БИОЛИТИТ (А. Грабау, 1904) — известняк с каркасом из рифостроящих организмов или

из карбонатных скелетных частиц, оставшихся на месте обитания организмов и связанных в

жесткое сооружение.

ЗООГЕННЫЕ КАРБОНАТЫ (А. Грабау, 1904) — породы, образованные карбонатными

остатками животных.

ФИТОГЕННЫЕ КАРБОНАТЫ (А. Грабау, 1904) — породы, сформированные карбонатными

остатками растений.

БИОКЛАСТИЧЕСКАЯ ПОРОДА (А. Грабау. 1904) — порода, состоящая из обломков,

образовавшихся в результате разрушения ранее существовавших пород (любых, в том числе

небиогенных) как следствие жизнедеятельности организмов. В более поздней трактовке —

порода, сложенная обломками раковин.

ДОЛОСТОН (Р. Шрок. 1948) — доломит или доломитит — порода, состоящая более чем на

50%

из карбонатных минералов с преобладанием доломита.

АЛЛОХЕМЫ (П. Крынин, 1948) — компоненты любых пород химического или биогенного

происхождения, образовавшиеся внутри бассейна седиментации, но претерпевшие перенос

(интракласты, оолиты, биокласты и др.).

ОРТОХЕМЫ (П. Крынин, 1948) — компоненты любых пород химического происхождения, не

претерпевшие переноса (биолититы карбонатов, микрокристаллический галит, ангидрит и т. д.).

КЛИНТИТ (Ф. Петтиджон, 1949) — биогермный известняк, состоящий из остатков бентонных

организмов, образующих жесткий каркас.

СПЕРГЕНИТ (Ф. Петтиджон. 1949) — калькаренит, сложенный оолитами и органогенным

детритом.

КОКУИНОИДНЫЙ ИЗВЕСТНЯК (Ф. Петтиджон. 1949) — известняк из грубого, несорти-

рованного и часто неразрушенного ракушечного материала, накопившегося на месте обитания

организмов без последующего перемещения.

СПАРИТ (Р. Фолк, 1959) — шпатовидный кальцит. Межзерновой компонент известняков,

образованный кристаллическим, крупнее 0.01 мм (или 0,003 мм), кальцитом (или арагонитом),

отложившимся при накоплении осадка или принесенным позднее.

МИКРИТ (Р. Фолк. 1959) — мелкокристаллическая (с кристаллами размером менее 0,003 мм)

полупрозрачная карбонатная масса, выполняющая роль матрикса в карбонатных породах.

Принято считать результатом химического осаждения тонкого карбонатного ила. Микритом

также называют породу, образованную микритовой массой и содержащую менее 1% аллохем.

ДИСМИКРИТ (Р. Фолк, 1959) — микрит, содержащий неправильной формы включения

кристаллов кальцита.

ИНТРАКЛАСТЫ (Р. Фолк. 1959) — отторгнутые и переработанные фрагменты осадков и

осадочных пород, накопившихся несколько раньше в том же бассейне седиментации.

КАЛЬКЛИТИТ (Р. Фолк. 1959) — известняк (или известняковый песчаник), состоящий на

50%

и более из обломков более древних известняков песчаной размерности (экстракластов,

в отличие от калькаренитов, сложенных интракластами).

БИОКОНСТРУИРОВАННЫЙ ИЗВЕСТНЯК (А. Кароцци, 1960) — известняк, образованный

колониальными формами организмов — водорослями, строматопорами, кораллами.

БИОАККУМУЛИРОВАННЫЙ ИЗВЕСТНЯК (А. Кароцци, I960) — известняк, образованный

неколониальными сообществами — моллюсками, криноидеями, харовыми водорослями и др.

МАДСТОУН (Р. Данхем. 1962) — микро- и (или) тонкозернистый известняк с содержанием

частиц песчаной или гравийной размерности менее 10%.

ВАКСТОУН (Р. Данхем. 1962) — микро- и (или) тонкозернистый известняк с содержанием

частиц песчаной размерности 10—40% и гравийной менее 10%.

ПАКСТОУН (Р. Данхем, 1962) — калькаренит, возможно с гравием менее 10%, сложенный

зернами, соприкасающимися между собой, и поровым пространством, заполненным карбонат-

ным тонко-микрозернистым цементом.

ГРЕЙНСТОУН (Р. Данхем. 1962) — то же, что пакстоун, но со спаритовым цементом или

со свободными порами, не заполненными цементом.

БАУНДСТОУН (Р. Данхем, 1962) — эквивалент термина биолитит в понимании А. Грабау

(1904) и Р. Фолка (1959).

ФЛАУТСТОУН (А. Эмбри и Дж. Кловен. 1971) — кристаллический известняк, образующий основную

массу с плавающими в ней аллохемами. среди которых частиц крупнее 2 мм более 10%.

РУДСТОУН (А. Эмбри и Дж. Кловен, 1971) — порода из аллохемов. опирающихся друг на

друга, среди которых зерен крупнее 2 мм более 10% (разновидность калькрудита А. Грабау).

БАФЛСТОУН (А. Эмбри и Дж. Кловен, 1971)—биолитит с органическими остатками стеблевидной

или дендритовой формы, образующими сетку, и тонкозернистым заполнителем пор.

БАЙНДСТОУН (А. Эмбри и Дж. Кловен, 1971) — биолитит, сложенный таблитчатыми или

пластинчатыми органическими остатками, образующими корочки.

ФРЕЙМСТОУ H (А. Эмбри и Дж. Кловен. 1971) — биолитит. в котором массивные окаменелости

слагают жесткую постройку на месте обитания, а полости заполняются матриксом и цементом

или остаются пустыми.

Структурно-генетические компоненты карбонатных

пород. Более полно генетическое значение структурных признаков учи-

тывается в структурно-генетических классификациях карбонатных пород.

Рассмотрение породы как композиции структурно-генетических компонентов

176

Структурно-генетическая классификация карбонатных пород

Структур

о-генетические

группы

Структурные компоненты

а.

* и

Туфо-структурные из-

вестняки (известковый

туф,

травертин, натеч-

ные формы...)

Водорослево-структур-

ные известняки, доло-

миты (криптоводоросле-

вые ламиниты, тромбо-

литы, строматолиты...)

Биоморфно-структур-

ные известняки (кар-

касные, органогенно-

желвачковые, ракушня-

ковые, ветвисто-органо-

генные...)

Граноструктурные из-

вестняки, реже доломи-

ты:

лито-, био-,

00-,

ин-

траграноструктурные

(от «иловых» до «зер-

нистых»)

Микроструктурные из-

вестняки: биохемо-. ал-

ломикроструктурные

Грано-кристаллострук-

турные известняки

(бич-рок, цементит...)

Кристаллоструктурные

известняки, доломиты,

их переходные по со-

ставу разновидности

(различаются по разме-

рам и форме кристал-

лов,

сложению их агре-

гатов)

Примечание. Сплошная линия — структурные компоненты данной группы; штриховая

линия — возможные сопутствующие второстепенные компоненты.

12 Систематика

177

придает классификации системный характер. Предлагаемая структурно-ге-

нетическая классификация структуротипных карбонатных пород (табл. IX-4)

базируется на типических структурно-генетических компонентах, образую-

щих ряд, который охватывает генетический цикл карбонатообразования: от

синтеза карбонатного минерального вещества в условиях земной поверхности

к процессам его дезинтеграции, переотложения и аккумуляции и затем к

новообразованиям, перекристаллизации и замещению карбонатов на разных

стадиях диагенеза, катагенеза, гипергенеза как функции р—7"-условий и

воздействия метеорных и подземных вод.

Понятие типического структурно-генетического компонента близко к

тому, что подразумевалось Г. Чаталовым [35] под «частями строения из-

вестняков», связанными с «генетическими моментами» формирования кар-

бонатной петрографической разновидности. В качестве типических выделены

следующие структурно-генетические компоненты.

Крустификиционно-инкрустационный кристаллический карбонат, кальцит—араго-

нит — продукт осаждения из вод источников и наземных потоков. Он формирует известковые

туфы, травертины, натечные формы, в генезисе которых физико-химические процессы в разной

степени сочетаются с биохимическими. Этот карбонат представлен кристаллами от мельчайших

изоморфных до волокнистых разного размера. Он часто развивается по растительным остаткам,

сохраняя следы замещенных нитей, веточек, трубочек, образуя также неотчетливо- и облако-

видно-сгустковые структуры и сопровождаясь фестончато-слойчатыми нарастаниями.

Критпокристаллически-сгустковый микрит — продукт бактериально-водорослевой ак-

тивности, формирующий различные водорослевые, сгустковые и облаковидно-сгустковые из-

вестняки и доломиты. Он может быть массивным и слойчатым. Наиболее характерной формой

его геологического бытия являются строматолиты. Но вместе с тем он выступает как связующая

масса в скелетно-обломочных и рифовых известняках. Это — наиболее распространенная и

древняя форма биохимического синтеза карбонатов на земной поверхности в условиях крайнего

мелководья, морского и озерного, где создавались и сейчас создаются условия для развития

бактериально-водорослевых покровов (матов). Водорослевые карбонаты отличаются быстрой

кристаллизацией и превращением в плотную породу, которая подвергается раздроблению.

Аккреционные «нескелетные» зерна, преимущественно кальцит.— также результат био-

химического синтеза, осуществляющегося в форме сгустковых зерен — пеллет. ооидов, онколитов.

пизолитов. желваков с крипто- и микрокристаллической структурой, иногда заключающей

остатки нитей водорослевой природы, а также с различно выраженным слоисто-концентрическим

и радиально-лучистым строением. Встречаются также агрегированные зерна — грейпстоуны,

представляющие собой сросшиеся сферические зерна; лампы — агрегированные зерна в комках

со сглаженными краями; ботриодальные зерна — грейпстоны или лампы с наружным ооли-

топодобным покрытием. Особую группу нескелетных зерен составляют микритизированные

обломочные (скелетные) зерна. Такого рода образования можно рассматривать частично как

микропроблематику, частично как микрофитолиты. Их систематика со структурно-биотической

точки зрения рассмотрена Э. П. Радионовой [8]. В ее основу положена форма желвачков:

разнообразная, часто неправильная — неправильно-эллипсоидальная,— правильная, овально-

округлая. К. Кендалл [55] приводит систематику нескелетных зерен в форме диаграмм,

показывающих зависимость их от гидродинамической активности среды по ее связи с при-

ливно-отливной зоной, лагуной, открытоморским мелководьем и с интенсивностью осаждения

карбоната кальция. В целом нескелетные зерна формируются в более широком диапазоне

обстановок прибрежного и открытого морского мелководья, чем водорослевые покровы, являясь

структурным компонентом как водорослевых, так и зернистых осадков. Пизолиты и онколиты

больше характерны для приливно-отливных зон, пеллеты — для огражденного мелководья,

грейпстоуны — для морского мелководья с умеренной гидродинамической активностью у дна,

оолиты — для морских отмелей.

Биоморфный «скелетный» материал — результат биогенного синтеза карбонатов: каль-

цита, магнезиального кальцита, арагонита. Это — целые скелетные образования, зоо- и

фитогенные, включая желваки корковых водорослей и мшанок, трубки червей и т. п., несущие

прежде всего информацию биогенетического характера. В фанерозое биогенный синтез является

наиболее продуктивным процессом карбонатообразования в условиях морского мелководья, но

диапазон его обстановок очень широк: от озер до морских глубин 3 км. Биоморфный материал

является исходной формой для карбонатных компонентов, связанных с динамическими про-

цессами карбонатной седиментации.

Зерновой карбонатный материал — из кальцита или доломита, включает в себя био-

и литокласты, нескелетные зерна, биоморфы в виде раковин, водорослево-мшанковых желвачков,

мелких колоний и т. п.. вовлеченные в гидродинамический, эоловый, гравитационный процессы

перемещения и обработки: раздробление, окатывание, сортировка. Сюда относятся аллохемы

по Р. Фолку [49]. Это — карбонатный материал, формирующийся и осаждающийся по

принципам механической седиментации. Однако на его седиментационное поведение большое

влияние оказывают специфические гидравлические свойства скелетных обломков, так же как

специфика дробления скелетных остатков. Механическое раздробление и истирание скелетных

178

образований, их биогенная и спонтанная деструкция приводят к тому, что в процессы физической

седиментации вовлекается материал широкого гранулометрического диапазона, включая пе-

литовую и тонкоалевритовую фракции, разносящиеся во взвеси и накапливающиеся в форме

иловатой микрозернистой массы.

И ловато-микрозернистая масса, микршп — представлена преимущественно кальцитом,

часто арагонитом и магнезиальным кальцитом, реже доломитом, продукт осаждения взвесей

путем «дождя частиц» в затишных обстановках экранированного мелководья или относительно

глубоководных впадин. По седиментологическим характеристикам это — аналог тонкого

алеврита и пелитовых частиц. Генезис микритовых частиц может быть разным: от нанопланктона,

связанного с поверхностной биопродуктивностью, до тончайших кристаллов, возникающих

также у поверхности вод в результате биохимических процессов и эвапоритизации. Большинством

исследователей к микриту относятся карбонатные частицы размером менее 4 мкм. Сложность

возникает в случае тонких иголочек арагонита и тончайшего шлама, у которых удлинение

частиц может быть большим. Особенностью микритового материала является его реакция на

изменяющиеся физико-химические параметры среды и относительно быстрая растворимость в

условиях, где карбонат неустойчив, в частности глубже лизоклина в океанических бассейнах.

У карбонатных частиц микритовой размерности наиболее ярко проявляется метастабильность

минеральных фаз, из которых наиболее устойчив низкомагнезиальный кальцит. Поэтому

иловато-микрозернистый компонент карбонатных пород, не несущий признаков перекристал-

лизации, представлен, как правило, этим минералом.

Карбонатный цемент — заполняет пустотное пространство осадков и пород, являясь

постседиментационным. чаще всего раннедиагенетическим образованием. Более поздний цемент

может быть связан с явлениями избирательного растворения структурных компонентов. Це-

ментирующий кристаллический карбонат представлен всеми минеральными фазами в ряду

кальцит—доломит. Он чрезвычайно разнообразен в структурном отношении и соответственно

информативен относительно стадий и условий постседиментационных процессов, связанных с

влиянием морской среды и проникновением метеорных вод на только что отложенные и

неглубоко захороненные осадки, с влиянием подземных вод и возрастающих температуры и

давления на отложения, претерпевающие погружение на глубину в сотни и тысячи метров,

а также в связи с выщелачиванием и закарстованностью при их поднятии и субаэральной

экспозиции. Последовательность цементов разной генерации исследуется с использованием

катодолюминисценции.

В приповерхностных обстановках цемент образуется в формах микрита, агрегатов во-

локнистых и пластинчатых кристаллов. При захоронении карбонатных отложений на более

или менее значительные глубины погружения возникают яснокристаллические мозаичные и

призматические цементы, так же как цементы синтаксиального нарастания или регенерационные.

Последний тип цементации развивается при частичной перекристаллизации осадочного мате-

риала вокруг зерна, являющегося центром роста нового кристалла. В классификации карбо-

натных цементов [64] они подразделяются по размеру, форме и сложению кристаллических

агрегатов — изопаховых. менисковых, друзовых и т. п.

Кристаллическая масса — из кальцита и доломита, а также сидерита, анкерита,

родохрозита, формируется путем разрастания кристаллов, перекристаллизации, замещения в

результате кристаллохимических процессов, контролируемых температурой и давлением, так

же как интерстициальными флюидами. Кристаллохимический карбонат возникает на разных

стадиях преобразования осадков и пород, начиная от сингенеза, характеризуясь кристаллической

огранкой структурных элементов. Скопления кристаллов могут быть разной плотности. Дж.

Фридман [51] приводит номенклатуру структур и сложения кристаллических осадочных пород,

прежде всего известняков и доломитов. Отдельные кристаллы могут быть ангедральными,

субгедральными, эвгедральными; структуры — равномерно- и неравномернозернистыми, с

другой стороны (как сложение — fabric), идиотопными, гипидиотопными, ксенотопными, а

также порфиротопными или пойкилотопными. Шкала размерности кристаллов градуирована

по десятичной системе от микрометрового (0—10 мкм), деци- и сантимикрометрового размера

к миллиметровому (1 —10 мм), сантиметровому (10—100 мм). Структуры могут быть тонко-

(100—250 мкм), средне- (250—500 мкм) и крупнокристаллическими (500—1000 мкм).

С т р у к т у р н о - г е н е т и ч е с к а я классификация карбо-

натных пород. Если структурно-генетическую разновидность породы

рассматривать как композицию структурно-генетических типов, классифи-

кацию таких разновидностей можно представить рядом их характерных

типов, который адекватен ряду типических компонентов и соответственно

генетическому циклу карбонатообразования. Она охватывает практически

все структуротипные карбонатные образования, в том числе относительно

мало распространенные. Классификация строится как диаграмма (табл.

IX-4) с координатными осями, одна из которых — ряд структурно-генети-

ческих компонентов, другая — ряд структурно-генетических видов. Эти

виды состоят из нескольких компонентов, из которых один (реже два)

является ведущим, другие — характерными, генетически связанными с

ведущими. Если вся классификация может рассматриваться как система

12*

179