30.04.2018

Структура известняков


Как отмечали Лейтон и Пендекстер, большинство известняков характеризуется определенным набором различных структурных компонентов, среди которых преобладают четыре типа: 1) зерна, 2) известковый ил (микрит), 3) цемент и 4) поры. На основании собственного опыта, а также опыта многочисленных сотрудников научных и нефтяных организаций, с которыми данные авторы консультировались, эти четыре компонента были взяты за основу при описании и классификации большей части известняков.

Авторы указывали, что зерна представляют собой дискретные частицы, способные формировать каркас породы, и поэтому они сходны с песчаными и алевритовыми зернами в песчаниках и алевролитах. Нижнюю границу размера зерен условно приняли за 0,03 мм (граница между средним и крупным алевритом), так как зерна такого размера еще хорошо различимы иод бинокулярным микроскопом.

Микритом называются такие частицы, которые когда-то слагали известковый ил, хемогенный или механически отложенный, причем верхняя граница размера зерен условно принимается за 0,03 мм.

Цемент слагается кристаллическими индивидуумами, которые заполняют пространство между зернами; яснокристаллический кальцитовый или доломитовый цемент в известняках, доломитах и в локальных участках рыхлых песчаных пород принадлежит к этой категории.

Пористость трудно оценить количественно при стандартном изучении известняков, хотя этот параметр весьма важно знать, если карбонатные породы исследуются в отношении коллекторских свойств, а также генезиса и миграции нефти. Поровое пространство изменяется в зависимости от способа упаковки, сортировки, формы и размера дискретных частиц известняка, а также от типа и распределения цемента. Теодорович установил в карбонатных породах шесть типов структуры норового пространства (фиг. 2).
Следует отметить, что четыре группы структурных компонентов, выделенные Лейтоном и Пендекстером, а именно: зерна, известковый ил, цемент и поры — включают также следующие разновидности зерен: 1) обломочные зерна, 2) органогенные зерна, 3) пеллеты, 4) сгустки, 5) зерна с оторочкой. Однако рифогенные известняки и их доломитизированные эквиваленты совершенно не содержат подобных образований. Лейтон и Пендекстер назвали их «автохтонными органогенными постройками». Жесткие автохтонные постройки из рифогенных известняков могут быть воздвигнуты корраллами, мшанками, водорослями, губками и, возможно, другими организмами, а также их сообществами. В таких породах также может присутствовать микритовый или яснокристаллический карбонатный материал, в виде цемента и заполнений пустот. Следует также выделить как отдельный, структурный тип такие породы (хотя они незначительно распространены во многих карбонатных толщах), которые образуются путем нарастания минералов, развития аутигенного минерала, образования диагенетической кристаллизации и перекристаллизации. Подобные процессы не обязательно имеют место при доломитизации; они могут быть связаны с образованием синдиагенетического (-раннедиагенетического) кристаллического кальцита, который формируется в энкринитовых известняках и, в виде зональных нарастаний, в тонкокристаллических кальцитовых известняках, а также в скоплениях аутигенного кальцита (и иногда альбита) в основной (т. е. интерстициальной) массе «передробленных» известняков, рифовых шлейфов и т. п.

Петрографы выделили разнообразные типы зерен с тем, чтобы можно было удобнее различать детритовые, механически отложенные или пластические карбонатные породы. Грэбо был одним из первых среди этих исследователей; некоторые его термины все еще широко применяются, например калъцирудит, калькаренит, калъцисилтит и калъцилютит. Более поздние исследователи ввели новые структурные термины и видоизменили некоторые термины, предложенные Грэбо; так, с различным успехом стали применяться такие термины, как автохтонный, аллохтонный, калькаренитовый, биогеннонакопленный, биоренит, биокалъцирудит, внутриформационно-обломочный, комковатый, пеллета (или пеллетовый), кальклитит, биолитит, скелетный и др. Фолк видоизменил некоторые термины Грэбо и ввел такие, как микрит, внутриформационный кристаллический рудит, внутриформационный обломок и др.

Брамкамп и Пауэрс и Пауэрс широко применили такие структурные термины, как мелкозернистый известняк, калъкаренитовый известняк, калъкаренит и крупнообломочная карбонатная порода. Немногие термины (полный список их гораздо больше) перечислены здесь для того, чтобы показать, насколько полезно использовать структурный признак в классификации карбонатных пород.

Среди отдельных разновидностей зерен для петрологов и петрографов, изучающих карбонатные породы, важнейшее значение имеют следующие типы: 1 — детритовые зерна, 2 — органогенные зерна, 3 — пеллеты и оолитопеллеты, 4 — комки и 5 — зерна с оторочкой. Детритовые зерна — литокластические (т. е. обломочные) зерна, к которым относятся обломки более древних пород. Эти обломки могут быть привнесены в бассейн осадконакопления и в этом случае они будут аллогенными или аллохтонными. Кроме того, обломки могут образоваться в пределах бассейна; такие обломки были названы Фолком внутриформационными. Детритовый материал, возникший в пределах участка погребения, может состоять из обломков слабо консолидированного осадка, которые отвердевают уже после отложения; в другом случае обломки образуются за счет более древних прочных пород. Такими путями формируются разнообразные кальцирудиты, биокальцирудиты, щебенчатые конгломераты, плоскогалечниковые конгломераты, полимиктовые и олигомиктовые конгломераты, калькарениты, биокалькарениты, рифовые брекчии переднего склона рифов, кальцисилтиты, кальцилютиты, смешанные микриты и другие породы.

Органогенные зерна могут быть обломочными или необломочными. Некоторые авторы предлагают называть «органогенными известняками» только породы, слагающие автохтонные постройки или биогеннонакопленные отложения, совершенно не подвергавшиеся абразии. Известняки, содержащие ископаемые организмы, и биостромы частично попадают в эту категорию пород.

Возможно, более правильно термин органогенные зерна распространить на внутрибассейновые отложения (или любые другие типы сред осадконакопления, такие, как шельфовые, платформенные и т. п.), в которых они могут иметь либо обломочное, либо необломочное происхождение. Однако можно провести лишь условную границу между обломочными органогенными известняками и внутрибассейновыми (внутриформационными) обломочными породами, сложенными абрадированными и водноокатанными обломками ископаемых (биоморфодетритусовыми).

В настоящее время исследователи применяют термин биокластический обычно не в том смысле, который вложил в него Грзбо, а при описании биодетритусовых известняков. Именно за такое применение термина выступал Томас, хотя геологи уже давно использовали термин Грэбо в несколько ином смысле и в таком виде он уже довольно прочно укоренился в языке. Даже сам Грэбо позднее придавал ему несколько иное значение.

Органогенные зерна, обломочные или необломочные, могут состоять из фораминифер, водорослей, криноидей или криноидного детритуса, брахиопод, моллюсков и других остатков организмов. Эти зерна могут находиться в комбинации с детритовыми зернами (аллогенными или внутриформационными или и с теми и другими одновременно) и (или) с микритовым материалом, пеллетами, комками и т. п. Мошер и Пинней в своей структурной классификации известняков разработали удобную систему обозначения состава пород (которая представляет собой видоизмененную схему использования дефиса (-) и запятой (,), по Лейтону и Пендекстеру). Например, название «органогенномикритовый известняк» указывает примерно на равные количества скелетного и микритового компонентов, тогда как название «органогенный, микритовый известняк» означает породу, сложенную в основном микритовым материалом, в который включено 10—25% органогенных компонентов. Эта же система обозначений пород уже была использована Чилингаром и Бисселлом в классификации известняков.

Данхем сгруппировал известняки по их осадочным структурам и предложил такие термины, как пелитоморфный известняк, известковая вакка, известняк с контактовым цементом, зернистый известняк и боундстоун (автохтонный биолит). Прей и Брей применили некоторые из этих терминов при описании пенсильванских пористых водорослевых отложений, обнажающихся на тропе Хонакер-Трейл и в стенках каньона реки Сан-Хуан в юго-восточной части Юты. Баарс же отмечал, что неизмененные известняки включают известковый ил («микрит» или «основная масса»), частицы или зерна, цемент и поры. Вслед за Лейтоном и Пендекстером он разделил частицы на 1) органогенные, 2) детритовые, 3) сложные зерна, 4) зерна с оторочкой и 5) пеллеты. Ферей с соавторами в своей классификации отмечают, что органогенный материал — биохемогенный по генезису и секреционный по природе; они пишут, что «органогенный материал образуется организмами, постепенно накапливающими углекислый кальций для того, чтобы обеспечить постепенное увеличение скелета, необходимого для поддержания роста организмов». Следует отметить, что геологи еще не пришли к единому мнению относительно того, как следует применять термин органогенный в номенклатуре известняков. В защиту каждого из двух различных толкований этого термина уже выдвигались соответствующие аргументы; этот термин, несомненно, полезен, но каждый автор должен указывать, какой материал он обозначает этим термином — обломочный или необломочный.

Нельсон с соавторами предложили практическую классификацию органогенных известняков и уделили значительное внимание различным применениям таких терминов, как риф, банка, биогерма и биостром. Так, согласно их определению, органогенные известняки представляют собой автохтонные отложения, которые состоят по существу из биогеннонакопленного органогенного вещества или своими особенностями обязаны биогеннонакопленному материалу. Такие породы образуются посредством биологических процессов и противопоставляются обломочным известнякам, которые возникают механическим путем в результате транспортировки, абразии, сортировки и отложения материала. В классификации известняков этих авторов (построенной по четырем признакам) к органогенным отнесены известняки рифов и банок (биогермные и биостромные образования),, а к обломочным — биодетритусовые, калькарениты (или зернистые известняки), кальцирудиты и осадочные брекчии.

Структурные термины пеллета, пеллетовый, пеллетовидный, по-видимому, являются рациональными в номенклатуре и классификации известняков (и доломитов). Лейтон и Пендекстер и Баарс отмечали, что пеллеты могут представлять собой фекальные комочки или зерна микрита.

Ирдли описал современные фекальные пеллеты, образованные креветками в осадках Большого Соленого озера в штате Юта; в литературе приведено много примеров современных морских фекальных пеллет. Исследователи считали, что сходные пеллеты в древних карбонатных породах имеют фекальную природу. Однако пеллеты могут представлять собой не что иное, как зерна из микритового материала без какого-либо различимого внутреннего строения; форма пеллет может быть овоидной или полуокруглой, а размеры могут изменяться от алевритовых до песчаных и даже больших. Возможно, некоторые пеллеты образуются путем аккреции при транспортировке материала в бассейн отложения. В водорослевых известняках (особенно в известняках, содержащих Osagia и Mizzia), которые подверглись частичному дроблению, водорослевая «пыль», возможно посредством слипания, собиралась в пеллеты. Оолитопеллеты, по-видимому, представляют собой зерна промежуточного типа между оолитами и пеллетами; особенности строения таких зерен, вероятно, свидетельствуют об их возникновении в подвижной среде, в которой дискретные пеллеты могли дополнительно слипаться. В таких оолитопеллетах можно заметить признаки концентрического, радиально-лучистого или аксиолитового строения.

Комковатые известняки, согласно определению геологов компании «Джерси продакшен рисёрч», представляют собой породы, состоящие из сложных зерен с неправильной поверхностью, которые, как предполагается, возникли в результате агрегации. Вольф описал комки, представлявшие собой агрегаты одного или нескольких типов зерен, например сложных оолитов и (или) сложных пеллет. Мошер и Пинней также считали, что термин комки заслуживает включения в номенклатуру известняков, хотя известняки с большим содержанием комков они называли комковатыми известняками, комковато-микритовыми известняками и т. п.

Лейтон и Пендекстер отмечали, что комки могут достигать размера; водорослевых «бисквитов». Вероятно, довольно сложно отличить комки от гроздьевидных агрегатов или от кусочков известкового ила, оторванных от осадка на дне и подверженных окатыванию и агрегации с образованием тел сложной формы. Кусочки известкового органогенного ила в литоральной зоне могут подвергаться взмучиванию, окатыванию и агрегации с образованием лопастьевидных или неправильных тел и, наконец, окаменению. Такие образования можно было бы называть комками. Кроме того, хлопья известкового органогенного ила, образующиеся посредством флоккуляции при смешении пресных и соленых вод, могут образовывать комковатые известняки, комковато-микритовые известняки и т. п.; такие породы обычно характеризуются «гломерокластической» структурой. Мощные и широко распространенные залежи известняков, включающих многочисленные комки и действительно заслуживающих названия комковатых, встречаются среди кайнозойских отложений внутренних территорий западной части США. Эти известняки представляют собой в основном озерные осадки, хотя частично они, возможно, отложились в соленых или почти соленых водах, а частично, несомненно, в пресноводных бассейнах.

Комки встречаются в многочисленных пермских водорослевых известняках в восточной половине штата Невада и в западной половине штата Юта; предполагают, что многие из этих комковатых известняков сложены разрушенными водорослевыми колониями, обломки которых под действием течений и волн морского мелководья приобретали форму комков. Из водорослевой «пыли», как отмечалось выше, могут образоваться пеллеты, оолитопеллеты или микритовые зерна; такие скопления можно назвать «зернами из основной массы» в понимании Иллинга.

Структурный термин оолитовый уже давно используется при описании известняков; Вольф вместо терминов ооиды или оолиты предложил термин зерна с оторочкой, к которым он отнес все образования с концентрическим строением не крупнее пизолитов. Во многих отношениях классификация Вольфа идентична классификации компании «Джерси продакшен рисёрч». К зернам с оторочкой относятся зерна, состоящие из ядра и окружающих его концентрических скорлупок или оторочек; сюда относятся оолиты, пизолиты и органогенные зерна, инкрустированные водорослями и фораминиферами. Среди зерен с оторочкой выделяют три главных разновидности: 1) оолиты — небольшие сферические или субсферические наросшие зерна диаметром обычно менее 2,0 мм и характеризующиеся концентрическим или радиально-лучистым строением. Зачаточный оолит — разновидность оолита, у которого толщина наросшей оболочки меньше радиуса ядра; 2) пизолиты — зерна, сходные с оолитами, но обычно менее правильной формы (зазубренной) и больших размеров (более 2,0 мм в диаметре); 3) зерна, инкрустированные водорослями или фораминиферами, — зерна карбонатного материала с ядрами (обычно органогенный или детритовый материал), инкрустированными водорослями или фораминиферами.

Авторы считают, что «аксиолитовые» зерна (с радиально-цилиндрическим строением) следует относить к разновидностям оолитов и пизолитов или выделить в качестве четвертой главной разновидности зерен оолитового типа. Несмотря на то что этот термин первоначально был применен при описании изверженных пород, он весьма удобен при описании осадочных карбонатных пород, даже если не несет никакой конкретной генетической нагрузки. Аксиолитовыми называют сферические и субсферические зерна с оболочкой, которые характеризуются игольчатым строением, причем иголочки расходятся от центральной оси или стержня, а не из одной точки. В аксиолитовых зернах может наблюдаться концентрическое строение, но обычно оно слабо выражено. Размер аксиолитовых зерен изменяется от микроолитовых до пизолитовых. Как отмечали Бисселл и Чилингар, этот термин был применен Теодоровичем в его структурной классификации известняков для разновидности сферолитовых лучисто-агрегатных известняков, состоящих преимущественно из зерен и не более 10% цементируемого материала (табл. 3).
Довольно трудно подобрать собирательные термины для структурных разновидностей известняков, сложенных панцирными оболочками и скелетными частями организмов. Грэбо предложил называть эндогенетическими те осадочные породы, которые своим происхождением обязаны химическим агентам или агентам, действовавшим в самом осадке и поэтому тесно связанным с процессами формирования пород. Одну из четырех групп эндогенетических пород Грэбо назвал «биогенной» или органогенной; породы этой группы назывались также биолититами. Согласно Грэбо, только эти образования представляют собой истинные органогенные породы, которые возникли непосредственно в результате жизнедеятельности организмов; если породы обладают четкими структурными и текстурными признаками, свидетельствующими о транспортировке, сортировке и отложении, к ним применимы соответствующие структурные термины, отражающие размер частиц: рудиты, арениты, лютиты и т. д.

Если же органогенный известняк имеет рифовую природу, эти структурные термины можно применять только к материалу основной массы или заполнения полостей. Главная масса известняков, обладающих органогенными структурами, образовалась секреционным путем. К организмам, способным воздвигать известковые постройки, относятся кораллы, водоросли, мшанки и др. Ископаемые остатки в таких известняках сохраняются или почти сохраняются в положении своего роста. Остатки организмов могут плотно упаковываться или образовывать довольно открытые структуры (т. е. такие структуры, в которых отсутствует основная масса, но имеется цемент контактного типа); межчастичные (интерстициальные) пространства обычно заняты микритом (включая доломитизированный микрит), обломочным органогенным материалом, комками, пеллетами и внутриформационными обломками. Интерстициальная «паста» или основная масса может состоять из раздробленной водорослевой «пыли» кораллово-водорослевого детритуса, калькаренитового материала, лютита и т. п. В номенклатуре известняков название рифообразующих организмов (которые могут создавать волноустойчивые постройки) является необходимой составной частью, а не просто дополнением; обычно в классификационных схемах применяют такие термины, как коралловый, водорослевый, мшанковый, кораллово-водорослевый и мшанково-водорослевый. Некоторые классификации включают такие понятия, как «биохимический», «физико-химический» и «механический», и подразделы — «органогенный», «неорганогенный», «секреционный», «аккреционный», «дискретный» и т. д. Таким способом разработана схема классификации известняков Ферея и соавторов.

Известняки, которые большей частью, если не полностью, представляют собой автохтонные отложения организмов, следует охарактеризовать в отношении экологических возможностей организмов, которые определяют образование этой важной группы осадочных карбонатных пород. Рифы — необломочные органогенные биоморфные отложения известняков, накопленные организмами, обладавшими экологической способностью к возведению волноустойчивых построек, которые представляют собой более или менее жесткие сооружения и характеризуются определенной морфологией. Термину банка геологи также уделяли внимание; Ловенстам указывал, что банки представляют собой скопления организмов, неспособных создать постройки, сильно возвышающиеся над окружающим их дном. Ньюэлл и др. рассматривают банки как скопления биодетритусового материала, а также автохтонные скопления раковин, например устричные банки. Эти авторы предложили следующее определение: «Банки — органогенные известковые отложения, образованные организмами, которые не обладали экологической способностью к созданию жестких волноустойчивых построек». Следует помнить, что Нельсон и соавторы к органогенным известнякам относят отложения, состоящие по существу из автохтонного известкового органогенного материала или своими особенностями обязанные такому материалу. Они говорят, что эти породы образовались биогенным путем и противопоставляются обломочным известнякам, накопленным в результате транспортировки, абразии и сортировки известкового материала. Эти же авторы принимают определения биогермы и биостром по Каммингсу, которые, по существу, заключаются в следующем: Биогерма — «...риф, банка или купол или, иначе говоря, рифоподобная куполовидная или линзовидная или иная постройка с определенными очертаниями, непосредственно органического происхождения, включенная в породы различного литологического состава». Биостром — «...слоистые образования, такие, как ракушняковые пласты, криноидные пласты, коралловые пласты и т. п., сложенные и построенные преимущественно прикрепленными организмами и не образующие куполовидных или линзовидных тел... (биостром) подразумевает слой или пласт».

Грэбо довольно подробно рассмотрел биогенные породы и особенно детально рифы. Он применил названия зоогенный и фитогенный для отложений, образованных соответственно животными и растительными организмами. Так как термин биогенный в настоящее время представляется рациональным в номенклатуре известняков, то биогенные известняки удобно разделить на две группы: 1) рифовые, 2) банковые. Следовательно, рифы своим происхождением обязаны динамическому росту вверх и в стороны рифообразующих организмов, противостоящих волнам и течениям. Эти организмы могут существовать в средах с очень высокой гидродинамической активностью. К таким организмам относятся некоторые кораллы, водоросли, мшанки и рудисты. Te разновидности биогерм и биостромов, которые образовались благодаря сходным процессам и своим возникновением обязаны этим же организмам, также представляют собой рифы. В то же время банки можно рассматривать как скопления in situ органогенного материала, который большей частью, если не полностью, является биоморфным, но не обладает жесткостью рифовых построек. Некоторые биогермы и биостромы попадают в категорию банок; к банкам относятся также некоторые скопления фораминифер, криноидей, брахиопод, мшанок, мшанково-водорослевого и кораллово-водорослевого материала и моллюсков.

Рассмотрение структурных типов и групп известняков (и доломитов) было бы неполным без упоминания некоторых широко принятых терминов. Такие названия, как калъцирудит, калъкаренит, калъцисилтит, калъцилютит, калъкаргиллит и многие другие, прочно укоренились в геологической литературе и поэтому нет никакой необходимости обсуждать их в этой работе. Фолк расширил этот список, включив в него такие термины, как грубокристаллический известняк, грубозернистый известняк с микритом, ооидный грубокристаллический известняк, пеллето-микритовый известняк и др. Такие термины, как крупнозернистый, мелкозернистый, среднезернистый, афанитовый и т. п., обозначают размерность частиц и кристаллов, но для них нет общепринятых определений. Лейтон и Пендекстер видоизменили шкалу Уэнтворта для «обломочных осадков», чтобы ее можно было использовать для карбонатных пород (табл. 4).
Вышеприведенные структурные термины, возможно, представляют некоторую ценность для петрологов и петрографов; однако вряд ли правильным будет называть отдельные известняки «тонкозернистыми», когда они в действительности микритовые, тонкокристаллические или скрытокристаллические. Фолк также видоизменил шкалу Уэнтворта, но для «аутигенных компонентов» он применил шкалу размерности кристаллов.

В табл. 4 для сравнения приведено несколько структурных шкал, применяемых в повседневной практике. Это сопоставление показывает, что некоторые термины де Форда весьма удобны в обращении, хотя обычно они упускались из виду петрографами. Многие петрографы-осадочники все еще применяют термин афанитовый. Моллазал рассмотрел кристаллические структуры известняков, особенно известняков, претерпевших диагенетические изменения. Вслед за де Фордом Моллазал назвал афанитовыми известняки, обладающие кристаллической [и (или) зернистой] структурой, причем размер частиц в них не превышает 0,004 мм. Такие структуры можно называть микро- и криптокристаллическими, однако термин афанитовый легко применять в полевых условиях, когда геолог вооружен только лупой, дающей увеличение не более чем в 10 раз. При дальнейшей камеральной обработке полевого материала в шлифах под поляризационным микроскопом можно определить, является ли порода микрозернистой или криптозернистой. Вслед за де Фордом и Моллазалом авторы настоящей работы полагают, что в петрографии осадочных карбонатных пород следует применять термин афанитовый, причем верхний размер частиц для пород с такой структурой следует ограничить 0,01 мм. Названия структур, приведенные авторами в табл. 5, применимы для зернистых и кристаллических разностей; микрозернистая и микрокристаллическая, а также криптозернистая и криптокристаллическая структуры определяются в камеральных условиях. Термин афанитовый весьма удобен при полевых работах, особенно при описании микритовых известняков и доломитов, литографских известняков и др.

На основании результатов обширных работ Хворова предложила следующую рациональную классификацию карбонатных пород: 1) очень крупнозернистые (или крупнокристаллические) >1 мм; 2) крупнозернистые = 0,5—1,0 мм; 3) среднезернистые = 0,25—0,5 мм; 4) мелкозернистые = 0,1—0,25 мм; 5) очень мелкозернистые = 0,01—0,1 мм; 6) микрозернистые <0,01 мм и 7) криптозернистые (пелитоморфные, криптокристаллические) <0,005 мм.

Следует также определить конечные размеры частиц яснозернистых или яснокристаллических осадочных карбонатных пород. Так как в структурных классификациях рассматриваются зерна и кристаллические частицы, весьма важно, чтобы петрографы различали их как в поле, так и в лабораториях. Для наиболее крупнозернистых пород предлагается термин микрокристаллический, почти в том же смысле, который дал ему Хауэлл; к этому же классу структур относятся макрозернистые, если они представляют в то же время макрокластические структуры. Размеры частиц в этих структурах соответствуют размерам, приведенным де Фордом для частиц мегазернистых пород. Вероятно, некоторые геологи предпочитают пользоваться терминами мегазернистый и мегакристаллический, а не терминами, предлагаемыми авторами. Предлагаются также названия мезокристаллический и мезозернистый, хотя эти термины не вполне соответствуют таковому де Форда в отношении нижнего размера частиц, тем не менее они весьма удобны для повседневных полевых и лабораторных исследований. Совершенно не обязательно, чтобы размеры частиц средне- и крупнозернистых карбонатных пород в точности соответствовали шкале Уэнтворта для групп песчаников. Пески фракционируют по размеру частиц обычно просеиванием, тогда как карбонатные породы изучают с помощью лупы и микроскопа и поэтому классифицируют их по шкале размерности частиц (табл. 5). Термин афанитовый удобен в качестве структурного термина при полевых и лабораторных исследованиях; однако в лаборатории можно им не пользоваться, если определено, что карбонатная порода имеет микрокристаллическую, или микрозернистую (обломочную), или криптокристаллическую, или криптозернистую структуры. В полевых условиях с помощью 10-кратной лупы можно определить тонкокристаллическую и тонкозернистую структуры, уточнить же размер частиц можно затем в лаборатории. Учитывая сказанное, следует как можно объективнее классифицировать осадочные карбонатные породы, особенно тем исследователям, которые изучают их в аспектах диагенеза, пористости и проницаемости. Любую схему классификации осадочных карбонатных пород по возможности следует строить с учетом гидродинамической активности бассейна или участка осадконакопления (среды осадконакопления). Плюмлей и соавторы приводят детальные сведения по этому параметру в своей классификации и считают, что «гидродинамический режим среды осадконакопления, который определяется действием волн и течений, изменяется в пространстве и во времени и отражается в особенностях строения пород».
В классификацию этих авторов включены пять главных типов известняков и пятнадцать подтипов, выделенных на основании интерпретации гидродинамической активности и частично на основании фаунистических данных. Петрологи-осадочники хорошо осознают, что ископаемые организмы представляют собой часть породы, а не просто материал для исследования палеонтологов. Во многих случаях, когда другие данные позволяют создать лишь субъективные представления об условиях осадконакопления, ископаемые поставляют информацию для объективной оценки этих условий. Особенно большую помощь в таких случаях оказывают водоросли.

В своей классификации карбонатных пород Аравии Брамкамп и Пауэрс выделяют два главных типа отложений, различающихся по гидродинамической активности среды осадконакопления: 1 — отложения спокойных вод и 2 — отложения быстротекучих вод. Крупнообломочные карбонатные породы (кальцирудиты) и некоторые калькарениты, как и следовало ожидать, были отнесены к группе отложений быстротекучих вод, тогда как калькаренитовые и мелкозернистые известняки (кальцилютиты) — к группе осадков спокойных вод.

Несколько сходный параметр был применен Чилингаром и Бисселлом для классификации карбонатных пород. Рич расширил классификационную схему Брамкампа и Пауэрса, хотя в действительности он не придал особого значения гидродинамическому режиму как фактору. Хотелось бы, чтобы петрологи и петрографы больше времени уделяли целенаправленному изучению этого параметра при классификации осадочных карбонатных пород. Например, изучение турбидитов нельзя ограничивать некарбонатными породами: геолог-полевик может закартировать и схематически изобразить главные участки осадконакопления, характеризующиеся определенным гидродинамическим режимом; кроме того, он может дополнить эти данные результатами детальных лабораторных исследований.

Серьезное внимание следует уделить показателям гидродинамической активности (Е1) в классификации Плюмлея и соавторов. Они выделили пять главных типов обстановок с различным гидродинамическим режимом: I — спокойные воды; II — временно неспокойные; III — слабо подвижные; IV — умеренно подвижные и V — сильно подвижные воды. Как полагают эти авторы, каждый из этих типов довольно хорошо выражен и может быть определен с помощью полуколичественного и качественного анализа первичных структурных особенностей осадка. Боума показал, что объективные данные можно получать этим методом при изучении некарбонатных осадочных пород; авторы настоящей работы утверждают, что не менее ценную информацию можно получать и при изучении любых осадочных карбонатных пород. Полевые исследования являются, очевидно, необходимой предпосылкой для детальных лабораторных работ, при этом они должны дополнять друг друга. Плюмлей и соавторы привели детальные сведения относительно критерия, с помощью которого можно производить полуколичественную интерпретацию гидродинамического режима среды отложения; эта статья вполне доступна и поэтому нет необходимости повторять изложенные в ней данные. Геологи сейчас уделяют много времени и энергии работам по картированию сред осадконакопления, и любой заслуживающий внимания метод следует подвергнуть тщательной разработке.

Лейтон и Пендекстер полагают, что отношение содержания зерен к содержанию микрита весьма важно для их структурной классификации известняков. Эти отношения откладываются на вертикальной оси их диаграммы: они соответствуют суммарному содержанию зерен (%), поделенному на содержание (%) илоподобного материала (микрита). В сущности это отношение зерен к микриту (GMR) равно
Как считают Лейтон и Пендекстер, при изучении известняков с органогенными текстурами полезно определять отношение содержания частиц, образующих остов породы, плюс зерна к содержанию микрита.

В отношении GMR включены как микрит, так и основная масса; микрит — известковый ил с афанитовой (до тонкокристаллической или тонкозернистой) структурой, тогда как основная масса состоит из межзернового (интерстициального) материала, который бывает трудно отнести к какой-либо определенной разновидности — детритовым или органогенным зернам, пеллетам, зернам с оторочкой или комкам. Основную массу не следует путать с микритовым материалом. Плюмлей и др. отмечали, что основная масса — материал, в который включены какие-либо осадочные частицы и который может быть микрокристаллическим или зернистым.

Рич в своих работах по изучению известняков группы Бед-Спринг (карбон-пермь) в южной части Невады предложил классификацию; это по существу видоизмененная классификация Брамкампа и Пауэрса, дополненная некоторыми данными Фолка, Кароцци и Вольфа; см. также Лейтон и Пендекстер. Рич на своих схемах показал процентное содержание обломочных некарбонатных частиц и привнесенных зерен химического осадка.

Особое внимание авторы уделяли точному количественному определению структурных компонентов осадочных карбонатных пород. Известняк может образоваться путем отвердения известкового (органогенного) ила и в этом случае он будет называться микритом либо он может состоять преимущественно из зерен и небольшой примеси микритового или яснокристаллического цемента. С помощью отношения зерна/микрит можно обозначить промежуточные по составу разности известняков. Эти разности пород выделяются условно и, если нет никаких других критериев, то по семантическому признаку определяют положение типов пород в классификационной системе. Семантика, однако, не является достаточным аргументом при построении классификации карбонатных пород, хотя язык должен быть понятным. Таким образом, высокое отношение GMR (>1) указывает на то, что порода содержит более 50% зерен, а в породе с GMR, равным 1, содержатся примерно равные количества зерен и микритового материала; если GMR меньше 1, порода содержит менее 50% зерен.

Это принято в классификации известняков Мошера и Пиннея, представляющей собой разновидность классификаций Лейтона и Пендекстера.

В любой табличной классификации пород различные «ячейки» (графы) обычно расположены произвольно по отношению к типам зерен; при этом многие породы состоят преимущественно из одного структурного компонента, например микриты, калькарениты и т. п. По-видимому, большинство известняков состоит из двух или более разновидностей зерен. Если в породе присутствует две или более разновидности зерен примерно в равных количествах, то предлагается применять двойное название, например детритово-микритовый известняк, причем определения отделяются дефисом. Однако наиболее часто одна разновидность зерен преобладает над другими. В этих случаях известняки называются по преобладающему типу зерен, причем другие компоненты отражаются в названии в виде согласующегося определения или префикса. Например, карбонатная порода, содержащая 60% органогенных зерен и 40% детритовых зерен, будет называться детритово-органогенным известняком (обломочно-биодетритусовым известняком). Однако если порода состоит из 15% детритовых зерен и 85% органогенных, она называется детритовым органогенным известняком. Таким образом, количества зерен (%) отражаются в табличной форме в порядке возрастания содержания согласно классификационной схеме. Породу, состоящую из 10% детритовых и 70% органогенных зерен, включенных в микритовый материал (20%), следует называть детритовым, микритовым, органогенным известняком. Если детритовые зерна и микрит присутствуют примерно в равных количествах, например в количестве 15% каждый и остальные 70% составляют органогенный материал, порода называется детритово-микритовым известняком. Название следует произносить четко, соответствующим образом подчеркивая слова, разделенные дефисом.

Вольф, а также Лейтон и Пендекстер применили табличную схему классификации известняков по структурному признаку; вертикальные и горизонтальные линии в их таблицах служат для условного, но не строгого выделения разностей пород. Например, карбонатная порода, состоящая из равных количеств (скажем, по 30%) каждого детритового, органогенного и пеллетового материала, сцементированного микритом, согласно нашей схеме, будет называться детритово-органогенно-пеллетовым, сцементированным микритом. Такое название, вероятно, будет более благозвучным. Можно было бы не вводить в название микрит; вероятно, более удобно применение такого названия, как микритовый, детритово-пеллетово-органогенный известняк. Такое название звучит точно так же, как и названия изверженных или метаморфических пород, например кварцево-мусковитово-альбитовый кристаллический сланец и т. п.





Яндекс.Метрика