30.04.2018

Петрология и петрография карбонатных пород


Карбонатные породы представляют собой полигенетическую группу, в которую входят настоящие кластические осадки, а также хемогенные или биохемогенные образования. В большинстве случаев они представляют собой смеси обломочного и химически осажденного карбонатного материала, причем количественные соотношения этих составляющих играют важную роль в диагенезе карбонатных осадков. Важнейшие минералы пород этой группы, естественно, представлены карбонатами — кальцитом, арагонитом, доломитом и реже сидеритом. Второстепенный некарбонатный материал обычно представлен глинистым веществом, кварцем, фосфатами, окисными и сульфидными минералами.

Известны три главных аспекта изучения карбонатных пород;

1) первичный органогенный материал, который может рассматриваться как первичный генетический признак;

2) кристалличность, микрозернистая или диагенетическая, или другие структурные формы карбонатных частиц, таких как оолиты или пеллеты;

3) географическое распределение в прошлом.

1) В зависимости от первичного морского или пресноводного происхождения карбонатных осадков материал в них поставляется теми или иными организмами, способными прямо или косвенно усваивать двуокись углерода. Наиболее важную роль в осаждении карбонатов играют водоросли, жизнедеятельность которых основана на фотосинтезе. Таким образом, в качестве важного аспекта при разработке петромодели следует рассматривать взаимоотношения популяций организмов и их распределения (палеоэкология)..

Организмы фиксируют Ca2+ в раковинах, участвуют в строматолитовых и иных сооружениях на месте или поставляют материал, переносимый в другие места.

2) В связи с метастабильностью своей кристаллической структуры магнезиальный кальцит превращается в стабильный доломит, а арагонит — в кальцит. Эти превращения могут осуществляться в течение очень короткого периода после погребения осадка. Превращения карбонатных минералов часто сильно затушевывают первичные структуры карбонатных пород. Одна из наиболее трудных проблем петрологии карбонатных пород заключается в разрешении вопросов: каким образом, когда и где имели место подобные диагенетические превращения. Можно полагать, что большинство доломитов, например, имеет диагенетическое происхождение. К числу неясных вопросов диагенеза относится время образования яснокристаллического карбонатного материала, который, по мнению Фолка, имеет сингенетический характер, тогда как другие исследователи считают его продуктом перекристаллизации. Время кристаллизации, очевидно, в сильной мере зависит от просачивания растворов через породу.

3) Наиболее обычные карбонатные породы в морских и пресноводных осадках представлены известняками и доломитами, которые совместно составляют около 14% всех осадочных пород. Проблема их распределения в современных осадках рассмотрена Роджерсом, а в древних осадочных породах — Фэйрбриджем. В современных осадках карбонатные илы распространены на дне океана до глубины не более 550 м. Глинисто-карбонатный материал встречается в более глубоководных условиях или ближе к береговым линиям, в участках, в которые в заметных количествах привносилось терригенное вещество. Между 30° с. ш. и 30° ю. ш. широко распространены органогенные рифы, возникновение которых связано с шельфовыми сообществами колониальных организмов.

Распределение карбонатных пород в геологическом времени в значительной мере определяется эволюцией известковых организмов. В раннепалеозойских породах возникновение карбонатных пород обусловлено преимущественно накоплением донных раковинных окаменелостей, характерных для относительно мелководных условий. Широкое распространение меловых карбонатных осадков обусловлено возникновением крупных масс пелагических илов, характерных для относительно больших глубин, что связано с эволюционной вспышкой пелагических фораминифер.

В сотнях работ, посвященных современным или древним осадкам, обычно рассматривается в связи с карбонатообразованием какая-либо одна из трех упомянутых выше проблем. Лишь в единичных работах карбонатные породы рассматриваются всесторонне. В связи с тем, что карбонатные рифы «во всем мире играют важную роль в качестве вмещающих пород для нефти, воды и рудных залежей», этой группе карбонатных образований всегда, уделяется особое внимание. Рифовые образования на 90% состоят из калькаренита, обломочного карбонатного материала, который генетически во многом похож на кварцевые песчаники, например обладает высокой пористостью и различной сортированностью.

Краткие обзоры, подобные настоящей главе, могут лишь в самом общем виде охарактеризовать направление исследований карбонатных пород с упором на современные работы и актуальные идеи, а также на нерешенные проблемы и вероятные способы их решения.





Яндекс.Метрика