Уилсон Дж.Л. Карбонатные фации в геологической истории
Подождите немного. Документ загружается.
ление»
в
карбонатной
«фабрике»
всех
разновидностей
известняков
и
до
ломитов,
известных
в
геологической
истории
(см.
рис.
ХII-l
в
заключи
тельной
главе).
.
КАРБОНАТЫ
-
В
ОСНОВНОМ
ОРГАНИЧЕСКОГО
ПРОИСХОЖДЕНИЯ
Организмы
являются
материалом
для
образования
обломочных
отло
жений
с
широким
диапазоном
размеров
частиц
и
образуют
большие
массы
химически
осажденных
известняков.
И
з
в
е с
т
к
о
в
ы
е
и
л
ы.
Седиментологи
широко обсуждают
их
про
исхождение
и
способы
накопления.
Они
представляют
собой
очень
рас
пространенный
осадок
мелководных
тропических
морей
или
верхних
слоев
воды
открытого
океана.
Холодные
воды
морей
умеренной
зоны
дают
только
ракушняк
и
алевритистый
биогенный
карбонатный
детрит;
в
океанических
бассейнах
осадки,
образованные
за
счет
планктона,
со
стоят
в
основном
из
материала
алевритовой
'раэмерносги,
обраэовавше
гося
в
зоне
фотосинтеза
низких
широт.
Тонкий
известковистый
осадок
выпадает
на
дно,
не
испытывая
за
метного
уплотнения.'
В
нескольких
сантиметрах
ниже
поверхности
не
уплотненного осадка
он
состоит
из
почти
равного
количества
СаСО
з
и
воды.
Карбонатный
минерал
в
современных
мелководных
известковых
илах
представляет
собой
в
основном
арагонит,
но
может
содержать
в
заметных
количествах
(до
50%)
высокомагнезиальный
кальцит
(в
це
лом
более
10
моль-процентов
Mg
в
кристаллической
решетке)
и
до
10-15%
низкомагнезиального
кальцита
(в
целом
менее
5
моль-про
центов
Mg).
Известковый"
ил
образуется
несколькими
способами:
при
отмира
нии
и
разложении
организмов
бентоса
(в
основном
известковых
водо
рослей),
за
счет
истирания
более
крупных
карбонатных
частиц,
накоп
ления
биогенных
частиц
из
планктона
и,
возможно,
за счет
непосред
ственного
осаждения
из
морской"
воды
(возможно,
под
воздействием
биохимической
стимуляции
за счет
взрывов
жизнедеятельности
фито
планктона).
Как
высоко-
так
и
низкомагнезиальный
кальцит,
отлагаю
щийся
в
море,
образуется
при
истирании
раковин;
что
касается
араго
нита,
который
местами
составляет
более
половины
и
даже
до
95%
из
весткового
ила,
его
происхождение
дискуссионно.
Разногласия
возни
кают
в
особенности
по
вопросу
о
том,
образуются
ли
тонкие
(4
мк)
иголочки
арагонита
при
разрушении
кодиевых
водорослей
или
неор
ганическим
путем.
Все
данные
свидетельствуют,
однако,
об
органиче
ском
происхождении
тонкого
известкового
ила,
если
не
всего,
то
боль
шей
части.
З
е
р
н
и
с
т
ьге
пор
о
Д
ы.
Заметная
часть
зерен
карбонатов
песча
ной
и
псефитовой
размерности
образуется
при
разрушении
раковин
и
панцирей
(биокласты).
Например,
моллюски,
зеленые
водоросли,
со
временные
кораллы
и
многие
фораминиферы
(милиолиды
и
пенеро
плиды)
,
красные
водоросли
и
иглокожие
являются'
источником
высо
комагнезиального
кальцита.
Небольшое
количество
ниэкомагнеэналь
ного
кальцита
поставляется
при
разрушении
брахиопод,
мшанок,
остракод,
фораминифер
и,
кроме
того,
в
палеозое
-
трилобитов
и
корал
лов
-
ругоз.
Известковый
ил
может
превращаться
в
сгустки
и
агрегаты
под
воздействием
организмов,
образуя
фекальные
таблетки
-
пеллеты,
гроздьевидные
скопления
-
грейпстоуны,
которые
могут
транспортиро
ваться
как
песчаные
зерна
с
очень
малым
удельным
весом.
Организмы
оказывают.косвенное
воздействие
на
формирование
и
преобразования
18
зерен
песчаной
размерности.
Биокласты
сверлятся
и
разлагаются
ГРИ9
ками,
водорослями
и
губками
и
превращаются
в
пелоиды
(округлые
однородные
микритовые
зерна
песчаной
размерности).
Крупные
карбо
натные
чаСТИЦЬ1
образуются
также
при
обрушении
ходов-норок
или
рас
падении
водорослевых
корок.
'Гаким
образом,
организмы
прямо
или
косвенно
участвуют
в
'создании
практически
всех
главных
типов
кар
бонатных
частиц.
Это
справедливо
даже
для
ооидов:
покрывающие
по
верхность
синезеленые
водоросли
играют
роль
в
образовании
концент
рических
слоев,
которые,
возможно,
образуются
из
осаждающегося
ара
гонита.
Широкqе
распространение
больших
масс
органо
г
е
н
н
ы
х к
а
р б
о н
а т
о
в в
г
е
о
л
о
г
и ч
е
с
к
и х
раз
р
,е
зах.
Помимо
образования
тонких
и
грубых
карбонатных
частиц,
многие
примитивные
прикрепленные
организмы,
как
и
водоросли,
обладают
способностью
не
посредственно
выделять
карбонатное
вещество
в
своих
тканях
или
во
круг
них,
образуя
различные
типы
массивных
и
жестких
скелетов
и
инкрустации.
Кишечнополостные
(Hydrozoa
и
Anthozoa),
губки,
корал
линовые,
красные
водоросли,
мшанки
и
моллюски
относятся
к
этой
ка
тегории.
Эта
способность
создавать
жесткий
каркас
-
баундстоун
[91]
или
биолитит
[117] -
является
причиной
образования
крупных
карбо
натных
построек
(органогенные
рифы)
и
представляет
собой
уникаль
ную
форму
карбонатного
осадконакопления,
совершенно
непохожую
на
любые
виды
терригенного
осадконакопления
обломочных
толщ.
ГИДРОЛОГИЧЕСКИЕ
ПРОЦЕССЫ,
КОНТРОЛИРУЮЩИЕ
НАКОПЛЕНИЕ
КАРБОНАТНЫХ
ОСАДКОВ
После
того
как
карбонатный
осадок
сформировался,
он
подвергается
действию
тех
же
процессов,
которые
действуют
на
терригенный
обло
мочный
осадок.
Они
особенно
активны
в
открытом"
море
или
вдоль
краев
шельфа
в
краевых
(перикратонных)
бассейнах.
Течения
и
волне
ния
вымывают
тонкий
осадок,
образуя
песчаные
и
грубообломочные
остаточные
отложения
на
открытых
мелководных
шельфах.
Последние
образуют
диапазон
от
прибрежных
песчаных
равнин
в
областях
с
вы
сокими
(2-3
м)
приливами
до
широких шельфов
в
районах
Кампече
или
Западной
Флориды,
находящихся
на
глубине
50-100
м.
Течения
и
волнения
могут
нагромождать
скопления
карбонатного
песка
и
гра
вия.
Ракушечные
пляжи,
береговые
косы
и
подводные
валы,
связанные
с
вдольбереговым
потоком
наносов,
приливные
дельты
и
бары
в
при
ливно-отливных
ложбинах
-
вот
хорошо
известные
формы
накопления
карбонатных
осадков
механического
происхождения.
Сходны
с
ними
приливные
бары
из
оолитовых
и
пелоидных
зерен
по
краям
крупных
голоценовых
морских
банок.
Тонкий
материал,
вымываемый
с
шельфов,
стремится
к
отложе
нию:
1)
за
краем
шельфа
в
глубоких
водах
и
2)
в
зонах
спокойных
вод,
защищенных
барьерами.
По
оси
Персидского
залива
карбонатные
пели
товые
илы
встречаются
за
пределами
северного
края
Большой
жемчуж
ной
банки,
в
Мексиканском
заливе
-
во
впадине
Сигсби,
непосредствен
но
к
северу
от
банки
Кампече.
Противоположны
этим
формам
отложе
ния
мелководных
лагун
отделенных
слившимися
береговыми
намывны
ми
косами,
располагающиеся
вдоль
северо-восточного
побережья
Юкатана,
для
которых
характерны
известковые
илы
мощностью
до
30
футов
и
более
(9
м),
имеют
широкие
илистые
приливные
равнины
2* 19
на
подветренной
(западной)
стороне
о-ва
Андрос,
приливные
лагуны
вдоль
западного
побережья
Персидского
залива,
изобилующий
илом
Флоридский
залив.
В
последнем
случае
большое
количество
тонкого
материала
было
принесено
из
внешних
частей
шельфа
в
лагуны
и
на
приливные
равнины
штормами
и
приливными
течениями
и
осталось
там,
хотя
в
этих
областях
идет
и
аккумуляция
in situ.
Несмотря
на
сходство
гидрологических
процессов
карбонатной
II
терригенной
седиментации,
в
карбонатных
осадках
наблюдаются
неко
торые
дополнительные
виды
воздействия
воды
на материал,
имеющий
в
основном
органическое
происхождение.
Этому
воздействию
могут
быть
подвергнуты:
окраинные
бассейны,
соединяющиеся
с
открытым
морем,
и
внутренние
или
континентальные
моря.
Движения
воды,
вы
званные
сильными
течениями,
и
разрушительные
волны
на
береговых
окраинах
оказывают
положительное
влияние
на
скорость
роста
карбо
натопроизводящих
организмов.
Удаление
С0
2
под
действием
волнения
и
перемен
давления,
а
также
принос
питательных
веществ
свежей
мор
ской
водой
стимулируют
рост
организмов
и
вызывают
химическую
сад
ку
СаСО
з
.
В
таких
областях,
особенно
на
участках
перерывов
шельфа,
лучше
всего
развиваются
современные
рифы.
Даже
в
периоды
тихой
погоды или
при
господстве
дующих
к
берегу
ветров
восходящие
течения
вдоль
крутых
склонов
приносят
свежие
питательные
вещества
к
окраи
не
шельфа.
При
быстром
подъеме
уровня
моря,
вызванном
нагонами,
из
зон
роста
биогермов
выносится
большое
количество
детрита.
Благо
даря
этому
сильные
течения,
несмотря
на
свою
тенденцию
к
размыву,
косвенным
путем
приводят
к
образованию
больших
объемов
карбонат
ных
осадков.
Постоянное
движение
воды
от
умеренной
до
сильной
ин
тенсивности
(как
на
мелководных
тропических
шельфах)
также
обра
зует
псаммитовые
по
размерности
частицы,
такие
как
ооиды,
грейпстоу
ны
и
отвердевшие
благодаря
подводной
аккреции
(слипанию)
и
цементации
фекальные
зе\)на
-
пе.лле.iЫ.
Эi'И
процессн,
частью
оргави
ческие,
частью
физико-химические,
не
только
образуют
затвердевшие
частицы
песчаной
размерности,
но
и
приводят
К
закреплению
осадка
благодаря
широко
распространенной
цементации.
В
области
спокойных
вод,
за
рифовым
или
песчаным
барьером
либо
на
мелководье
широких
плоских
шельфов,
сочетание
ограниченной
циркуляции
вод
и
климатических
факторов
действует
на
тип
карбо
натной
седиментации
различным
способом.
Эти
условия
исчерпывающе
описаны
Ирвином
[165]
и
Шоу
[326],
а
их
приложения
к
геологиче
ским
разрезам
рассмотрены
Рёлем
[304]
иЛюсия
[223].
Застойный
режим
циркуляции
приводит
к
ограничению
жизненного
пространства
для
большей
части
морских
организмов,
к более
изменчивым
и высо
ким
значениям
солености,
если
совпадает
с
засушливым
климатом.
Об
разование
агрегатов
в
карбонатном
илу
приводит
к
появлению
песча
ного
и
алевритового
материала
в
илистых
осадках
лагун;
дополнитель
но
материал
псаммитовой
размерности
дают
моллюски,
некоторые
во
дорос,ЛИ,
фораминиферы
и
остракоды.
Зона
осушки
хорошо
диагности
руется
характерными
текстурами
известкового
ила,
возникающими
при
чередовании
затопления
(прилива)
и
высыхания
(отлива).
В
засушли
вом климате
обычно
образуются
сульфат кальция
и
доломит;
в
'тропи
ческих
влажных
областях
линзы
пресной
воды
создают
родники
и
бо
лота,
солоноватоводная
растительность
которых
может
обуславливать
осаждение
низкомагнезиального
кальцита
не
морского
происхождения.
20
АВТОХТОННОЕ
пгоисхожшвнив
КАРБОНАТНЫХ
ЧАСТИЦ,
ИХ.
КЛАССИФИКАЦИЯ
И ИСТОЛКОВАНИЕ
СТРУКТУР
_
Поскольку
большая
часть
карбонатных
осадков
имеет
органическое
происхождение,
они
в
основном
являются
местными,
т.
е.
существенно
автохтонными,
образовавшимися
внутри
бассейна,
а
не
,принесены
извне
реками
или
потоками.
Хотя
и
существуют
терригенные
карбонат
ные
пески
или
алевриты,
они
исключительно
редки
из-за
большой
рас
творимости
СаСО
з
в
пресной
воде,
в
особенности
если
она
содержит
растворенный
СО
2
•
Большая
часть
грубых
карбонатных
зерен
не
пере
мешается
на
большие
расстояния,
кроме
случаев
сползания
по
крутым
склонам
окраины
шельфа
или
транспортировки
вдольбереговым
тече
нием
параллельно
берегу.
Основная
их
часть,
видимо,
накапливается
в
виде
обломков
недалеко
от
места
обитания
или
остается
там,
где
кап
бонатообрааующий
организм отмирает
и
разлагается,
а
потом
лишь
незначительно
перемещается
по·горизонтали.
Это
доказали
биологиче
ские
исследования
Гинзбурга
[127],
проводимые
в
пределах
флоридной
рифовой
цепи,
и
Мак-Ки
и
сотрудников
[239]
на
атолле
Капингама
ранги
в
Тихом
океане.
В
обоих
случаях
биогенные
частицы,
несмотря
на
интенсивные
биотурбации,
довольно
точно
отражают
облик
совре
менного
сообщества
организмов,
обитающих
там
до
настоящего
време
ни,
и,
следовательно,
условия
их
накопления
в
море
-
соленость,
цир
куляцию
воды,
температуру,
глубину,
субстрат
и
др.
Даже
ооиды,
об
разующиеся
в
приливных
барах,
отлагаются
примерно
на
месте
своего
формирования.
Тот
же
самый
приток
и
отток
воды,
который
приводит
К
аккреции
частиц,
формирует
из
приливных
баров
пояса
или
более
или
менее
веерообразные
конусы.
Эти
образования
создаются
и
сохра
няются
в
отдельных
зонах
на
шельфе,
особенно
если
движение
воды
усиливается
из-за
вертикального
или
горизонтального
препятствия,
ограничивающего
поток.
Некоторые
тонкие
частицы,
включающие
изве
стковый
ил,
вероятно,
транспортируются
на
многие
мили
штормовыми
течениями
и
могут
накапливаться
в
особо
защищенных
участках
данного
бассейна,
в
глубоководной
или
очень
мелководной
части
его,
но
могут.
образовываться
и
накапливаться
на
месте
в
обширных
лагунах
или
на
мелководных
шельфах.
Естественно,
что
автохтонность
происхождения
большей
части
ка
р
бонатных
осадков
представляет
большой
интерес
с
точки
зрения
вос
становления
обстановки
осадконакопления,
что
повышает
заинтересо
ванность
геологов
в
определении
типов
обломков,
в
особенности
в
шли
фах.
Петрография
карбонатных
пород
как
целая
дисциплина,
зародив
шись
со
времени
Генри
Сорби
[345],
с
середины
1950-х
гг.
развивается
в
самом
ускоренном
темпе.
Батерст
[26]
считает,
что
осадки
на
мор
ском
дне
представляют
собой
лишь
неэначительный
остаток
бесконеч
ного
разнообразия
организмов
и
экологических
систем,
давших им
на
чало.
Расшифровка
следов,
скрытых
в
этом
остатке
детрита
и
каналь
цах
-
ходах,
для
восстановления
условий
осадкообразования
представ
ляет
собой
увлекательную,
хотя
и
трудную
и
кропотливую
работу.
Пре
восходные
описания
и
иллюстрации
карбонатных
фрагментов как
клю
чей
к
экологической
расшифровке
имеются
в
работах
Маевски
[226]
и
Горовица
и
Поттера
[159].
Тот
факт,
что
карбонатные
частицы
образуются
на
месте
и
могут
иметь
самые
разнообразные
размеры
и
форму,
требует
совершенно
иной
классификации
и
интерпретации,
чем при
образовании
обломоч
ных
осадков.
Большое
количество
исключительно
тонкого
материала
21
образуется
in situ
в
виде
арагонитовых
иголочек
в
2-4
:МК,
созданных
водорослями
или
выпавшими
химически,
и
как
микропланктон
(кокко
литы)
,
а
также
как
мельчайшие
обломочные
карбонатные
зерна.
Но
одновременно
идет
разрушение
известковых
скелетов
и
раковин
путем
физической
абразии,
органического
износа
или
коррозии
при
поедании,
либо
прос~о
разложение
скелета
-
все
это
дает
многочисленные
алев
ритовые;
песчаные
и
грависгные
частицы
с
широким
спектром форм.
Кроме
того,
эти
частицы
различаются
минералогически,
внутренним
строением,
и
это
может
определять
их
окончательный
облик
и
'размер
в
гораздо
большей
степени,
чем
агенты
разрушения.
Исходя
из
строе
ния
образующихся
частиц,
можно
выделить
несколько
типов
скелетов
или
панцирей
и
их
дальнейшее
истирание.
Эта
классификация
частич
но
перекрывается
приведенной
Горовицем
и
Поттером
[159,
табл,
7,
с.
36],
рассматривающей
конечный
облик
частиц
для
целей
диагности
ки,
но
отличается
от
нее
по
охвату
материала.
Приводится
классифи
кация
Р.
Н.
Гинзбурга
(Университет
Майами),
включающая
шесть
ти
пов
скелетов,
различающихся
по
их
способности
сопротивляться
раз
рушению.
1.
Чех
л
о
в
ы
е
и
с
п и к
у
л
о
в
ы
е с
к
е
л
е
т ы, в
которых
тонкие
минеральные
частицы
(размерности
алеврита
-
тонкозернистого
песка)
слабо
скреплены
органической
тканью..
После
гибели
организма
ткань
разлагается
и
частицы
попадают
в
осадок.
Примеры:
Penicillus,
альци
онарии,
кораллы,
губки,оболочники,
голотурии.
2.
С
е
г
м
е
н
т
н
ы
е
с
к
е
л
е
т
ы
состоят
из
минеральных
частиц,
со
единенных
органической
тканью.
После
гибели
и
разложения
организ
ма
обычно
поставляют
частицы
псаммитовой
размерности.
Примеры:
Halimeda,
членистые
красные
водоросли
и
иглокожие.
3.
Ве
т в
и
с
т
ы
е
с
к
е
л
е
т
ы
состоят
из
хорошо
обызвествленных
вы
ступов
цилиндрической
или
лопастной
формы.
Размер
фрагментов,
об
наруживаемых
в
осадках,
зависит
от
первоначального
размера
орга
низмов,
размеров
и
прочности
ветвей
и
характера
и
интеНСИВНОСТ~1
органического
или
механического
разрушения,
которому
они
подвер
гались.
Примеры:
некоторые
кораллы
(Асгорога)
,
красные
водоросли
и
мшанки.
4. К
а
м
е
р
н
ы
е
с
к
е
л
е
т
ы
включают
все
пустотелые
или
частично
пустотелые
образования.
Камеры
сохраняются
после
смерти
организ
ма;
при
этом
отмечаются
многообразные
типы
разрушения
камер,
опре
деляемые
их
абсолютными
размерами,
толщиной
стенок,
формой
и
микроструктурой.
В
целом
наиболее
устойчива
к
разрушению
дугооб
разная
форма.
Примеры:
гастроподы,
трубки
червей-серпулид,
форами
ниферы,
некоторые
ракообразные,
пелециподы,
некоторые
иглокожие
и
брахиоподы.
.
5.
К
о Р
к
о
в
ы
е
с
к
е
л
е
т
ы
имеют
все
растения
и
животные,
спо
собные
покрывать
коркой
свою
поверхность.
Разрушение
скелетов
в
большинстве
случаев
определяется
разрушением
поверхности,
покры
той
коркой,
другим
организмом.
Такие
постройки
механически
прочны.
Примеры:
некоторые
водоросли,
фораминиферы,
кораллы,
мшанки,
чер
ви,
гидрокораллы.
6.
М
а с
с
и
в
н
ы
е с
к
е
л
е
т
ы
в
основном
крупные
и
имеют
форму
полушария.
Они
наиболее
успешно
сопротивляются
разрушению
вследствие
своей
величины
и,
в
некоторых
случаях,
микроструктуры.
Примеры:
кораллы
и
некоторые
кораллиновые
водоросли.
Во
всей
этой
книге
принят
удобный
термин
«биокласт»,
ОТНОСЯ
щийся
к
обломочной
частице,
образовавшейся
при
разрушении
любой
22
разновидности
карбонатной
раковины,
панциря
или
скелета,
независи
мо
от
того,
имело
ли
разрушение
механический
или
биологический
ха
рактер.
Некоторые
авторы
считают
возможным
относить
этот
термин
только
к
продуктам
биологического
разрушения
(такое
определение
впервые
предложено
Грэбо
[132]).
При
исследовании
карбонатных
осадков
голоцена
установлено,
что
большое
число
случаев
разрушения
твердых
частей
организмов
действительно
связано
с
действием
различ
ных
живых
существ;
однако
применение
этого
термина
только
для
обо
значения
подобного
процесса
вносит
элемент
субъективизма.
Термин
биогенный
или
органогенный
имеет
широкое
применение
и
относится
к
биологическим
по
происхождению
частицам
вообще,
а
не
только
к
об
ломкам,
включая
фекальные
агрегаты
-
пеллеты,
пелоиды,
образован
ные
в
результате
бактериального
разложения
биокластов,
и
гроздье
видные
агрегаты
-
грейпстоуны,
склеившиеся
(агглютинированные)
под
воздействием
организмов.
В
отличие
от
биокластов,
ооиды
И
пелоиды
образуются
в
пределах
определенного
диапазона
размеров,
который,
по-видимому,
отражает
,
переносящую
способность
волн
и
течений
в
очень
мелководной
обста
новке
(1-10
м).
Преобладающая
часть
образований
имеет
размеры
о.т
0,5
до
1,5
мм
в
диаметре.
Подведем
итог.
Карбонатные
частицы
вследствие
местного
проис
хождения
имеют
разнообразные
форму
и
размеры,
обусловленные
их
способом
образования.
Поэтому
их
генетическая
интерпретация
может
и
должна
отличаться
от
понимания
сходных
особенностей
терригенных
осадков.
Например,
в
смеси
из
65%
карбонатного
ила
и
35%
обломков
псаммитовой
и
псефитовой
размерности,
представленных
фрагментами
криноидей
и
мшанок,
является
ли
ил
результатом
привнесения
его
к
месту
произрастания
криноидей
и
мшанок?
Или
же
такое количество
ила
присутствует
потому,
что
здесь
обитали
многочисленные
водоросли
или
другие
организмы,
поставлявшие
тонкий
материал
и
соперничав
шие
с
организмами,
продуцировавшие
крупные
частицы?
Такой
вопрос
не
возникает
при
изучении
терригенных
обломочных
пород,
но
его
все
гда
необходимо
помнить
при
исследовании
карбонатов.
Признание
того,
что
микрокрисгаллический
кальцит
(микрит)
в
известняках
представляет
собой
первоначальный
известковый
ил
и
что
карбонатные
породы
нужно
изучать
в
шлифах
аналогично
терригенным
породам
в
структурном
отношении,
является заслугой
Фолка
[117].
Он
предложил
классификацию
и
иерархию
терминов
для
известняков,
ко
торая
и
сейчас
широко
применяется.
Многочисленные
превосходные
очерки
по
классификации
карбонатных
пород
с·
методологическими
основами
структурных
группировок
можно
найти
в
работе
[142],
вы
шедшей
под
редакцией
Хэма,
Одна
из
лучших
-
краткая,
но
значитель
ная
статья
Данхэма,
здесь
же
-
расширенная
и
пересмотренная
клас
сификация
Фолка.
В
последней
приводится
спектр
структур,
исключи
тельно
ценный
для
выводов
генетического
характера.
Обе
классифика
ции
приведены
на
рис.
1-3-6
и
встречаются
во
многих
обзорных
работах
по
карбонатному
осадконакоплению.
Автор
данной
работы
'в
об
щем
пользуется
терминами
Данхэма,
чтобы
избежать
чрезмерной
же
сткости,
связанной
с
применением
названий
типов
частиц
Фолка
с
их
префиксами,
а
также
потому,
что
концепция
Данхэма
об
упаковке
осад
ка
важна
и
заслуживает
обозначения
собственным
именем.
Для
установления
категорий
структур
карбонатных
осадков
необ
ходимо
учитывать
следующие
факторы
(использованные
в
этих
клас
сификациях)
.
23
АЛЛОХЕМОГЕНН
Ы
Е
ПОРОДЫ
.II
1
микрокрисгалличес
СпаРИТО8Ы~
кая
кальцитсвая
ос
(кристаллический)
НО8ная
масса-
кальц.нтовый
цемент
з.:~:~:;:~;;.;~
Ингракласты
::_:.:\::
.
::::::_:_::.:
....
0:";"::.
Интраспарнт
Интрамикрит
:D
w
ro
t-
о
О
о
Q)
ъ
л;
:I:
Q)
L
О
~
Q)
х
О
с:;
с:;
<t:
ООМИКРИТ
~
о
осрарит
o~rC;:;~~06
•
Биоспарит
пеллеты,~
сгустки
~
Пелспарит
Ifl'~l
Оомикрит
ОРТОХЕМОГЕННЫЕ
ПОРОДЫ
Ш
МикрЬкристаллический
кальцит
без
аллохемоген
ных
включений
•
Микрит
АВТОХТОННЫЕ
РИФОГЕННЫЕ
породы
]у
11
Биолитит
~1
Рис.
1-3.
Классификация
известняков.
По
Фолку
[117,
рис.
4J.
С
разрешения
Амери
канокой
ассоциации
геологов-нефтяников
1 -
спарнтовый
(кристаллический)
кальцит;
2 -
микрокрисгаллический
кальцит
1.
Присутствие
или
отсутствие
основной
тонко
з
е
р
н и
с
т
о
и к
а р
б о
н
а
т
н
о й
м
а
с
с
ы,
и н
т
е
р
п
р
е
т
и
р
у
е
м
о й
к
а
к и
з
в
е
с
т
к
о
вый
и
л
-
з
а
п
о
л
н и
т е
л
ь.
Литифицированный
экви
валент
этой
массы
-
тонкое
мозаичное
образование,
именуемое
Фол
ком
микрокристаллическим
кальцитом
(микритом,
micrite)
(частицы
4-15
мк).
Обычно
в
осадке,
где
есть
любое
количество
известкового
ила,
отношение
зерна:
микрит
или
процент
микрита
настолько
измен
чивы,
что
их
определение
почти
лишено
смысла.
В
соседних
участках
одного
и
того
же
пласта
и
даже
в
том
же
шлифе
количество
зерен
мо
жет
меняться
от
10
до
50%
и
более.
Таким
образом,
более
существен
но,
присутствует
ли
какое-либо количество
илистой
массы,
чем
то,
сколько
ее.
Су.щественно
замечание
Данхэма
[91]:
сосредоточить
вни
мание
на
течениях,
уносящих,
а
не
приносящих
материал.
«Различие
между
осадком,
отложившимся
в
спокойной
воде,
и
образовавшимся
в
воде
подвижной,
является
фундаментальным.
Данные,
относящиеся
к
решению
этой
проблемы,
необходимо
включать
в
название
класса.
Этого
можно
добиться
несколь
кими'
методами.
Первый
состоит
в
том,
чтобы
сосредоточить
внимание
на
среднем
или
преобладающем
размере,
исходя
из
ошибочного
представления
о том,
что
все
раз
меры
обусловлены
гидродинамически.
При
втором
методе
исследователь
сосредота
чивается
на
размерах,
количестве
и
условиях
грубого
материала,
принесенного
к
месту
отложения.
Такой
подход
к
тому,
что
может
помочь
восстановить
течения,
давно
использовался
для
изучения
материала,
принесенного
с
суши;
однако
для
карбонат
ных
осадков
этот
метод
не
приемлем,
поскольку
многие
грубые
частицы
образова
лись
на
месте.
Третий
метод
применяется
в
том
случае,
когда
необходимо
сосредо
точить
внимание
на
тонком
материале,
который
мог
остаться на месте
отложения.
Такое
внимание
к
тому, что
можно
назвать
течениями
выноса,
или
вымывающими
24
Весьма
эрелый
песчаник
6иоспарит
Би
о
м
и
к
ри
т
песчанис-
Глинистый
ИЛИ
неэ
тая глина,
релый
песчаник
аргилпит
Глина,
'
аргилпит
..
::1:
.
~~
о..
ПеЛИТО80Й
иэвестковой
массы-
еапоп-
o~15~
>-
Спаритового
!,J.eMeHTa
нигепя-
более
2/3 5
~
~5.~
более
2/3
t-----т---,.....----;г----!
CD:::s:".:c
о
~---т_:__---r:-----I
Более
~
as
ЬА
g-
сортиров-
Сортиров-
круглен-
0-1%
1-10% 10-50%
o..!I::g8
c
ка ка
ныеи
06то
50%
~
~
~~
~
плохая
хорошая
ченные
ТерминологиSl
1959г.
Терригенные
аналоги
Наименование
пород
Содежание
аллохемогенных
компонентов
Рис.
1-4.
Спектр
структур
карбонатных
пород.
По
Фолку
[118,
рис.
4].
С
разрешения
Американской
ассоциации
геологов-нефтяников
1 -
основная
иэвесгково-илисгая
масса
(заполнитель);
2 -
спаритовый
(кристаллический)
каль
циговый
цемент
течениями,
следует
рекомендовать,
если
мы
хотим
охарактеризовать
карбонатные
•
осадки
в
порядке
последовательности
их
образования
в
гидравлической
обстановке.
Поскольку
спокойные
воды
характеризуются
илистым
осадком,
способным
осесть
на
дно
и
сохраниться
там,
представляется,
что
породы
с
основной
илистой
массой
следует
противопоставить
породам,
в
которых
она
отсутствует,
независимо
от
коли
чества
и
размеров
грубого
материала»
[91].
2.
В
о
з
м
о
ж
н
о
с
т ь
с
у
Щ
е с
т в
о
в а
н
и
я
к
а
р
i
а
с
а
и
з з
е
р
е
н,
о п р
е
Д
е
л
я
е
м
а
я
с
т е
п
е
н
ь
ю
у
п
а
к о
в
к
и
ч
а
с
т
и
ц.
Состоит
ли
осадок
из
плотно
сгруженных
зерен,
опирающихся
друг
на
друга,
или
же
зерна
не
соприкасаются,
«плавают»
в
основной
массе,
первоначаль
но
представляющей
собой
известковый
ил?
Изменчивость
отношения
зерен
к
микриту
в
мелководных
карбонатных
осадках,
наряду
с
исклю
чительном
разнообразием
формы
частиц,
делают
концепцию
Данхэма
с
применением
понятий
скелетной
структуры
и
упаковки
(или
укладки)
не
менее
полезной
и
почти
столь
же
точной,
как
и
отношения
микрита
и
зерен,
применяемые
в
других
классификациях.
Естественно, что
об
разование
скелета
из
зерен
зависит
не
только
от
их
количества,
но
и от
формы
зерен.
Сферические
частицы
образуют
жесткую
постройку,
не
нуждающуюся
в
цементе,
когда зерна
составляют
60%
от
общего
за
полненного
объема.
Твердые
разветвленные
стебли
и
выгнутые
рако
вины
образуют
такую
постройку,
заполнив
всего
30%
общего объема
[91,
табл.
11].
Представление
о
такой
укладке
может
оказаться
очень
полезным, поскольку
каркас
из
зерен
(гранулярная
ткань)
может
обус
ловить
важные
диагенетические преобразования,
например,
из-за
от
сутствия
в
межгранулярном
пространстве
известкового
ила
и
поэтому
более
интенсивного
проникновения
межзерновых
растворов,
более
ран
него
растворения
зерен
и
образования
более
крупных
вторичных
кри
сталлов.
Спектр
структур
карбонатных
пород,
предложенный
Фолком
(рис.
1-4),
не
менее
удачно
отражает
концепцию
упаковки,
чем
клас
сификацию
Данхэма
(рис.
1-5).
25
Первичные
компоненты
были
скреплены
во
вре
мя
отложения
(это
до
казывается
срастанием
скелетных
остатков,
слой
чатостью,
не
подчиняю
щейся
силе
тяжести;
при
сутствием
полостей,
выст
ланных
осадком
и
пере
крытых
органическими
или
предположительно
органическими
остатка
ми,
по
величине
пре
вышающие
межгрануляр
ные
поры)
Порода
не
содержит
ила
и
.
(ос
тоит
из
опираю
щихся
друг
на
друга
зерен
Зерна
опира
ются
друг
на
друга
Первично-осадочная
структура
распознаваема
Зерен
более
10%
Зерен
менее
10%
Порода
содержит
ил
(час
тицы
пелитовой
и
мелко
алевритовой
размерности)
Опорой
породы
является ил
Первичные
компоненты
не
были
скреп
лены
во
время
отложения
Первичная
1-----------------;------------1
структура
рас
познаваема
Криста
....
ячее
кий
карбонат
(разделяется
в
соответствии
с
классифика
цией
мета
морфизован
ных
пород
И
структур)
Мадсто-
Баксто-
ун
ун
Паксто-
Грейнстоун
Баундстоуи
ун
Рис.
1-5.
Классификация
карбонатных
пород
по
первично-осадочным
структурам.
По
.Данхэму
[91,
табл.
1];
С
разрешения
Американской
ассоциации
геологов-нефтяников
3.
Т
и
п
з
е
рен.
Помимо
чисто
структурных
признаков,
все
совре
менные
классификации
включают
примерно
одни'и
те
же
основные
типы
зерен,
которые
приведены
ниже.
И
нгракласгы
или
литокласты
-
крупные
частицы,
образовавшие
ся
при
растрескивании
в
результате
высыхания
или при
разрыхлении
ходами
животных
свежеотложенного
карбонатного
осадка.
Литокласты
могут
также
возникнуть
из
более
древних
литифицированных
пород
и
в
этом
случае
получить
особое
название.·
Ооиды
-
сферические
частицы
с
многочисленными
оболочками;
в
данной
работе
те
из
них,
в
которых
слойки
ровные
и
образуют
относи
тельно
толстую
корку,
называются
«совершенными
ооидами».
Оолито
подобные
частицы
(поверхностные
ооиды),
в
которых
имеется
всего
одна
-
две
оболочки,
сохраняющие
форму
первоначального
зерна,
рас
пр~странены
наиболее
широко.
Совершенные
ооиды
являются
резуль
татом
приливно-отливного
режима.
Биокласзы
-
обломки
панцирей,
раковин
или
скелетов.
Пелоиды.
или
пеллетоиды
-
фекальные
зерна
(таблетки,
пилюли,
шарики)
и
округлые
комки
другого
происхождения.
Агрегированные
комки,
или
грейпстоуны
(grapestones)-
слипшиеся
комки
пелоидов
или
ооидов
в
виде
гроздьевидных
скоплений;
также
могут
иметь
оболочки.
Онкоиды
-
зерна,
имеющие
оболочки,
образованные
водорослями,
обычно
более
2
мм
в
диаметре.
Оболочки
обычно
неправильные
иди
морщинистые.
Определения
этих
основных
типов
зерен
даны
Пауэрсом,
Фолком,
Лейтоном
и
Пендекстером
[142]
и
применяются
большинством
исследо
вателей,
описывающих
структуры
карбонатных
пород.
Их
определения
26
с
хорошими:
иллюстрациями
приводятся
также
Горовицем
и
Поттером
[159,
с.
7-8]
и
Миллименом
[246].
Однако
предложенное
Данхэмом
понятие
скелета
нельзя
применять
без
четкого
представления
о
типе
.
зерен
и
зрительного
образа
их
формы.
При
определении
названий
структурных
типов
карбонатных
пород
применениеназваний
типа частиц
несколько
различно
у
разных
авто
ров.
Данхэм,
Лейтон,
Пендекстер
ставят
перед
определением
структур
ного
типа
название
типа
зерен:
пеллетовый
известковый
вакстоун
[91]
или
пеллетовый
микриговый
известняк
[213].
Фолк
предпочитает
со
ставные
сокращения,
или
акронимы:
пелмикрит,
ооспарит.
4.
Раз
м
еры
з
е
р
е
н,
о
к
р
у
г
л
е
н н
о
с
т
ь,
о б о
л
о ч
к
и.
Со
времен
Амедеуса
Грэбо
петрографы
унаследовали
несколько
неуклюжие,
но
полезные
слова
(термины),
поясняющие
известняки
с
различным
раз
мером
зерен:
кальцилютит,
кальцисилтит
(калькоалеврит),
калькаре
нит
и
кальцирудит.
Поскольку
большинство
известняков
представляют
собой смеси
всех
четырех
этих
разновидностей,
и
поскольку
названия
сами
по
'
себе не
указывают,
присутствует
ли
в
грубозернистых
разно
стях
основная
масса,
эти
термины
в
современной
классификации
струк
тур
стали
менее
применимы.
Исключением
является
тот
случай,
когда
хорошая
сортировка,
окатанность
зерен
и
развитие
по
ним
оболочек,
поровый
цемент
между
зернами
и
текстурные
признаки
указывают
на
происхождение
породы
как
хорошо
промытого
карбонатного
песка.
,
При
этом
размер
зерен
является
существенным
признаком
как для
кварцевого
песчаника,
хотя
даже
в
чистом
известковом
песчанике
обычна
смесь
песчаных
и
более
грубых
зерен.
Недавно
Эмбри
и
Кловэн
[102]
(рис.
1-6)
дополнили
классификацию
Данхэма,
приняв
за
один
из
признаков
размер
зерен,
основываясь
на
исследованиях
очень
грубо
зернистых
рифогенных
осадков.
Скелетная
структура
из
псефитовых
обломков
с
небольшим
количеством
основной
массы
или
вообще
без
нее-
получила
название
«рудстоун».
Известковые
гальки,
«плавающие»
в
основной
тонкозернистой
массе
-
заполнителе
(размер
зерен
псамми
товый или
пелитовый)
,представляют
собой
флаутстоун,
Основная
масса
флаутстоуна
может
описываться
отдельно
с
применением
терми
нологии,
разработанной
Данхэмом.
Широко
известная
и
применяемая
классификация
Фолка
[117, 118]
также
учитывает
размер
зерна
при
выделении
классов
и
для
их
наименования.
Биомикрит
у
Фолка
и
био
кластический
известковый
вакстоун
у
Данхэма
в
случае
появления
бо
лее
грубого
зерна
(например,
раковины
устриц,
погруженные
в
основ
ную
массу
пелитовой
размерности)
именуются
биомикрудитом
или
био
кластовым
флаутстоуном.
Для
установления
типов
зерен
необходимым
признаком
является
их
форма.
Изначально
округлые
зерна
из
раковин
гастропод
или
стеб
лей
лилий
не
заслуживают
того
внимания,
которое
следует
уделить
первично
угловатым
обломкам
раковин
моллюсков,
ставшими
округ,
лыми
и
часто
покрытыми
оболочкой
в
подвижной
воде.
5.
К
а
р б
о
н
а
т
н
ы
е
о
б
раз
о в
а
н и
я
пер
в
и
ч
н
о
г
о б
и
о
г
е
н
-
н
о
г
о
про
и
с
х
о
ж
Д
е
н и
я.
Эти
образования
выделяются
во
всех
клас
сификациях.
Термин
Фолка
биолитит
(biolithite)
в
основном
эквивален
тен
термину
Данхэма
баундстоун
(boundstone).
Последний
предлагает
три
диагностических
признака
первичного
скрепления:
ясная
органоген
ная
к-онструкция
скелета
породы,
строматолитовая
слойчатость,
не
под
чиняющаяся
силе
тяжести,
и
присутствие
выстланных
осадком
поло
стей,
для которых
вероятно
органогенное
образование.
Такие
полости
удается
определить
даже
тогда,
когда
органнческий
«скелет»
не
рас-
27