Классификация осадочных пород

Классификация карбонатных пород является предметом давних и горячих споров, особенно по сравнению с классификациями других осадочных пород. Причину этого нетрудно понять: другие осадочные породы большей частью довольно легко дезагрегируются на составные зерна, что позволяет проводить их гранулометрический анализ; кроме того, эти породы поддаются простым химическим и минералогическим определениям. С другой стороны, кальцит, доломит, арагонит и высокомагнезиальный кальцит — все это минералы, которые очень легко изменяются в диагенезе, легко поддаются частичной или полной перекристаллизации и селективному выщелачиванию и замещению. Окаменелости и характерные первичные седиментационные текстуры известковых осадков могут полностью или частично разрушиться при диагенезе, в течение которого протекают доломитизация или другие существенные процессы изменения осадка. Многие типы пород можно отнести либо к биогенным, либо к неорганогенным, хотя известняки часто представляют собой смесь осадков различного генезиса, как, например, известняки органогенных построек с хемогенным цементом.

Далее Бисселл и Чилингар рассматривают многие ранее предлагавшиеся взаимноисключающие классификации, обращая особое внимание на изобилие схем, появившихся примерно в последнее десятилетие. В частности, они придают важное значение четырем параметрам.

1. Состав. Большинство авторитетных специалистов придерживаются общей классификации, близкой к общей классификации Кайе (интерпретация данных) для известняков и доломитов: известняк (<5% доломита), магнезиальный известняк (5—10% доломита), доломитовый известняк (10—50% доломита), кальцитовый доломит (50—90% доломита), доломит (<10% кальцита). Термин долостоун не пользуется широким признанием, хотя его введение в обращение заманчиво; геологи привыкли понимать из контекста, идет ли речь о породе или о минерале.

Чилингар предпочитает для описания состава пород применять отношение Ca/Mg: нормальные доломиты (Ca/Mg = 1,5—1,7), кальцитовые доломиты (Ca/Mg = 2,0—3,5) и т. д. Теодорович в названии породы отразил содержание глинистого вещества, например глинистый доломит (35—90% доломита, 0—45% кальцита, 30—10% глинистых минералов).

2. Структура. Бисселл и Чилингар рекомендуют использовать структурную схему, основанную в общем на классификациях Лейтона и Пендекстера и Плюмлейя и др. По генетическому признаку выделяются три общие группы структур.

а — Структуры осадков, образованных in situ (хемогенных и биохемогенных),— незернистые, колломорфные и т. д.; следы органического вещества отсутствуют; пример — травертины.

б — Структуры осадков, образованных in situ (органогенные постройки),— например, коралловые, мшанковые и другие известняки (зерен >90%), микритовые кораллиновые известняки (зерна = 50—90%) или кораллиновые микритовые известняки (зерен < 50%).

в — Структуры обломочных осадков и осадков, отложенных движущимися водами, — обломочные известняки, среди которых выделяются породы с абрадированными зернами (детритовыми, органогенными зернами и частично с пеллетами) и породы с наросшими и агрегированными зернами (некоторые пеллеты, комки и зерна с оторочкой). В каждой из этих подгрупп Бисселл и Чилингар различают следующие разновидности: (I) > 90% зерен (детритовые известняки, включая калькарениты и другие породы, образовавшиеся исключительно за счет более древних пород; органогенные (биодетритусовые) известняки, пеллетовые известняки, комковатые известняки, оолитовые известняки и т. д.); (II) 90—75% зерен (микритовые, детритовые известняки и т. д.); (III) 75—50% зерен (микритово-детритовые известняки и т. д.); (IV) 50—25% зерен (детритово-микритовые известняки и т. д.); (V) 25—10% зерен (детритовые, микритовые известняки и т. д.).

Большинство из указанных параметров можно определить с помощью лупы и капельницы с раствором соляной кислоты.

3. Отношение зерен к микриту (GMR). Это отношение указывает на относительные количества крупно- и мелкозернистого карбонатных материалов, которые теоретически отражают интенсивность деятельности волн или течений. Так, например, для породы, содержащей 90% зерен, GMR равно 9/1, 50% зерен — 1/1 и 10% зерен — 1/9.

4. Показатель гидродинамической активности (EI) — количественный показатель для оценки осадка и среды его образования. Содержание в осадке зерен более 90% свидетельствует о сильно подвижных водах; 75—90% — умеренно подвижных водах, 50—75% — слабо подвижных водах; 10—25% — очень слабо подвижных водах.

Что касается вторичных доломитов, то к ним можно применить большинство классификаций известняков, если первичные структуры пород не были полностью изменены. Известняки, измененные на криптогенных стадиях, могут включать «призраки» (реликтовые очертания) первичных зерен. Полнокристаллические породы (афанитовые или фанерокристаллические) можно классифицировать только по величине кристаллов. Возможно, изучение с помощью анализов изотопов кислорода позволит различить первичные (непосредственно осажденные из морской воды) и диаэпигенетические доломиты. Этот же метод также можно применить для отличия диагенетических и эпигенетических доломитов.