Карбонатные породы

Карбонатными породами называются осадочные образования, более чем на 50% сложенные карбонатными минералами: кальцитом, арагонитом, доломитом, сидеритом, магнезитом и др. Карбонатные породы широко распространены, они занимают третье место после глин и обломочных пород, составляя до 20% осадочной оболочки Земли. Все карбонатные породы в зависимости от минералогического состава делятся на известняки, сложенные кальцитом, реже — арагонитом, доломиты, сидериты, магнезиты и др., названия которых соответствуют преобладающему минералу.

Известняки — наиболее распространенные карбонатные породы, состоят более чем на 50% из кальцита. В качестве примесей могут присутствовать доломит, глинистый, алевритовый или песчаный материал, кремнезем, глауконит, соединения железа и органическое вещество. Порода легко распознается по бурной реакции с соляной кислотой. Цвет известняков обычно светлый, белый, грязно-белый, светло-желтый, серый. Но благодаря примесям цвет может быть практически любой, довольно характерны красный и даже черный цвета.

По структуре визуально все известняки можно разделить на зернистые, когда отдельные зерна ясно видны невооруженным глазом, и микрозернистые (пелитоморфные) — визуально незернистые.

Зернистые известняки могут быть представлены обломочными, биоморфными, сферолитовыми, кристаллически-зернистыми или вторично перекристаллизованными видами.

Обломочные известняки формируются за счет механического разрушения и перемывания более древних карбонатных пород. Обычно накапливаются на месте образования без значительного перемещения. При этом форма обломков не всегда угловатая, иногда они хорошо окатаны за счет формирования в зоне прибоя. Обломки обычно цементируются кальцитом, реже глинистым материалом. По существу, обломочные известняки можно отнести к обломочным породам, более чем наполовину сложенным обломками известковых пород. Обломочные известняки по структуре, т.е. размеру обломков, по степени их окатанности, сортировке и особенностям текстуры представляют все типы обломочных пород. Это находит отражение в их названиях, например известняк гравийный песчаный, алевритовый, галечный (крупно-, средне- или мелкогалечный) и т.д.

Биоморфные известняки делятся на цельноскелетные, к которым относятся раковинные и биогермные известняки, биодетритовые (органогенно-обломочные) и известняки, состоящие их сферических стяжений (желваков) — онколитов (1 — 10 см), образованных сине- зелеными водорослями или бактериями.

Раковинные, или ракушняковые, известняки состоят из целых разобщенных раковин пелеципод, гастропод, брахиопод, аммонитов, фораминифер и т.д. По размеру они бывают крупно- (> 5 см) и мелкораковинными (< 5 см). Цвет ракушников меняется от белого до серого, темно-серого, желтого, красного. Часто они содержат примесь песчаного и глинистого материала. Цемент, заполняющий пространство между отдельными раковинами, обычно известковистый. Ракушники могут быть сложены раковинами одного вида организмов, но часто раковины смешиваются. По преобладающим в породе раковинам известняки называют устричными, иноцерамовыми, нуммулитовыми, фузулиновыми и др.

Биогермные известняки сложены остатками прикрепляющихся морских водорослей или животных — кораллами, губками, мшанками и другими, которые формируют биогермы — вертикальные крупные постройки и биостромы — уплощенные, часто также крупные постройки. Обычно это белые, реже серые и красные породы. Состоят из скелетных остатков прикрепляющихся организмов, поэтому имеют биоморфную коралловую, водорослевую, мшан- ковую, губковую и иную структуру, зависящую от слагающих их остатков организмов. В биогермах слоистость обычно отсутствует, в биостромах может наблюдаться волнистая субгоризонтальная слоистость.

Биодетритовые (органогенно-обломочные или органогенно-де- тритовые) известняки сложены раздробленными скелетными остатками одного или нескольких видов организмов. Цвет пород от белого до темно-серого и красного. Структура детритовая (биокластовая). Обломки органогенного материала могут быть окатанными и неока- танными, сортированными и несортированными, породы — слоистыми и неслоистыми, содержать зерна неорганогенного карбонатного и обломочного материала. Цемент может быть различного состава: известковым, глинистым, реже кремневым, железистым и др. Самые распространенные среди органогенно-детритовых известняков — криноидные известняки, сложенные обломками члеников криноидей и игл морских ежей.

Сферолитовые известняки состоят из округлых сферических агрегатов биогенного и абиогенного происхождения, скрепленных известковым цементом. Абиогенные агрегаты представляют собой конкреции радиально-лучистого или скорлуповатого строения, узлы или желваки. Вероятно, к этой группе пород принадлежат известняки, сложенные копролитами (пеллетами), онколитами и другими биохемогенными сферическими агрегатами. В зависимости от размеров сферических агрегатов известняки называются оолитовыми (< 2 мм), пизолитовыми (2-10 мм), бобовыми (> 10 мм), конкреционными, комковатыми, копролитовыми и др. Цемент в этих известняках чаще всего кальцитовый, возникший после отложения сферических агрегатов.

Кристаллически-зернистые известняки образуются за счет других видов известняков. Из-за частого растворения и перекристаллизации многие первичные структуры известняков (биоморфная, обломочная, сферолитовая и др.) переходят в кристаллические, среди которых в зависимости от величины зерен различают: крупно-, средне-, мелко- и тонкокристаллические. Таким образом, кристал- лически-зернистые известняки по структуре представляют собой вторичные, метаморфизованные породы, которые в конечном итоге становятся мраморами.

Микрозернистые (пелитоморфные) известняки по структуре, так же как зернистые, делятся на обломочные, биоморфные, сфероли- товые и кристаллические. Только структура микрозернистых известняков устанавливается исключительно с помощью микроскопа. Часто эти визуально незернистые известняки называют пелитоморф- ными, или микритовыми. Обычно это белые или серые, темно-серые, черные и коричневые породы, окрашенные органическими примесями. Реже красные, желтые или зеленоватые. Пелитоморфные, либо мягкие, землистые, пачкающие руки, либо плотные, крепкие, фарфоровидные с раковистым изломом. Редко тонкослоистые, чаще неслоистые биотурбированные.

Писчий мел — белая или желтовато- и серовато-белая, пелито- морфная, мягкая, очень пористая (> 40%), пачкающая руки, неслоистая порода с землистым изломом. Состоит из мельчайших (< 0,001 мм) фрагментов панцирей планктонных известковых водорослей — кокколитофорид (кокколитов, 75% и более), мельчайших раковин планктонных фораминифер — глобигерин (5—40%) и мик- розернистого порошковатого кальцита (5—60%). Иногда содержит остатки раковин двустворок, гастропод, брахиопод и незначительную примесь (< 1%) зерен глауконита, кварца, опала, халцедона.

Натечные известняки (травертины, или известковые туфы) — легкие пелитоморфные породы, обычно белого, серого, желтого, бурого, реже красного цвета, пористого (ноздреватого, кавернозного) строения. Образуются в результате осаждения СаСОэ у выходов минеральных источников подземных вод, часто карстовых, богатых углекислым кальцием. Иногда заключают в себе отпечатки листьев, веток растений и других органических остатков.

По происхождению к травертинам близки натечные образования в виде корок, пленок, сталактитов, сталагмитов и т.д., нарастающие на стенках пустот, на потолках или на дне пещер в карбонатных породах при испарении растворов, обогащенных углекислым кальцием.

В известняках, как и в других осадочных породах, часто присутствуют различные примеси. Обычно это доломит — второй по распространенности карбонатный минерал. Из некарбонатных чаще всего присутствует кварц, силикаты, обломки пород, глинистый материал. Так возникают породы переменного смешанного минерального состава, связанные между собой постепенными переходами. По процентному содержанию доломита выделяют: известняк чистый (доломита < 5%), известняк доломитистый (5—25%), известняк доломитовый (25—50%), доломит известковый (50—75%), доломит из- вестковистый (75—95%) и доломит чистый (95—100%). То же самое для песчаной примеси: известняк чистый (< 5% песчаной примеси), известняк песчанистый (5—25%), известняк песчаный (25—50%), песчаник известковый (50—75%), песчаник известковистый (75—95%) и песчаник чистый (95—100%).

По наличию других примесей известняки могут быть кремнистые, битуминозные, глинистые и др. Глинистая примесь часто содержится в известняках, при ее содержании 25—50% породу называют мергель.

Мергель — глинисто-карбонатная порода, состоящая из смеси глинистых (25—50%) и карбонатных (50—75%) частиц. Обычно это однородная по структуре, пелитоморфная плотная, твердая или мягкая порода с неровным, землистым или раковистым изломом. Окраска мергелей чаще всего светлых тонов: белая, серая, желтосерая, зеленоватая, красноватая, иногда пестрая. Текстура слоистая или массивная. Внешне мергели мало отличаются от пелитоморфных известняков. Они также вскипают при действии соляной кислоты, но после реакции на поверхности мергелей всегда остается пятно нерастворимых глинистых частиц, что отличает мергели от известняков. В мергелях довольно часто присутствует глауконит и кремнезем (кремнистые мергели), встречается алевритовая и тонкопесчаная примесь.

Доломиты — вторые после известняков по распространенности карбонатные породы, состоят более чем на 50% из минерала того же названия. Это преимущественно зернистые и микрозернистые породы белого, кремового, желтого и серого цветов. Текстура доломитов плотная массивная, реже слоистая, иногда пористая, встречаются и рыхлые (мучнистые) разности. Внешне доломиты похожи на известняки, отличить их можно по интенсивности реакции с разбавленной соляной кислотой. Доломит активно реагирует лишь с горячей соляной кислотой, реакция с холодной кислотой происходит только в порошкообразном состоянии. Кроме того, в доломитах отсутствует раковистый излом, характерный для известняков. Чистые разности доломита редки, обычно они содержат карбонат кальция в разных пропорциях. В современную эпоху доломиты образуются редко при различных химических изменениях известняков или при непосредственном выпадении в осадок из морской воды в условиях сухого и жаркого климата.

Сидериты — третья по распространенности группа карбонатных пород, состоящих главным образом из сидерита, небольшой примеси сульфидов железа, карбонатов кальция и магния, фосфатов и глинистых частиц. В основном встречаются в виде конкреций в других осадочных породах (глинах, мергелях), реже образуют небольшие линзы и прослои. Для сидеритов характерны коричневые и бурые цвета, преимущественно кристаллическая структура (от микро- до крупнокристаллической), плотная, неслоистая массивная текстура. Среди карбонатов сидериты отличаются самой высокой плотностью и твердостью.

Макроскопическое описание карбонатных пород ведется примерно по той же схеме, что и обломочных:

  • 1) название породы, отражающее минеральный состав и основные особенности;
  • 2) цвет — отражает чистоту породы или наличие тех или иных примесей;
  • 3) крепость (рыхлая, слабосцементированная, прочносцементи- рованная, крепкая);
  • 4) пористость, размеры пор;
  • 5) структура и характер излома;
  • 6) текстура;
  • 7) состав породы в порядке убывания основных компонентов;
  • 8) примеси — обломочный и глинистый материал;
  • 9) вторичные изменения.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >