30.04.2018

Общие положения о классификации доломитов


Доломитами называются карбонатные породы, содержащие более 50 вес. % минерала доломита. Однако некоторые геологи предпочитают называть породу, содержащую более 50% доломита, долостоуном (ср. Роджерс). Большинство геологов к доломитам относят любые карбонатные породы, содержащие менее 50% кальцита. Как утверждает Петтиджон, несмотря на путаницу, которая может быть вызвана применением одного и того же термина (доломит) к породе и минералу, этот термин, вероятно, все равно будет применяться в обоих случаях. Кароцци пишет: «Доломиты — карбонатные породы, состоящие преимущественно из минерала доломита». Из контекста всегда ясно, идет ли речь о породе или минерале.

Кайе сгруппировал породы, промежуточные по составу между чистым известняком и чистым доломитом (табл. 6). Теодорович выделил несколько разновидностей доломитов, различающихся по составу, которые приведены в табл. 7.
Некоторые доломитовые породы наряду с кальцитом и доломитом содержат магнезит, и поэтому Фролова предложила новую классификацию пород ряда доломит — магнезит — известняк (см. табл. 8).

На основании отношения весовых количеств Ca и Mg Чилингар выделил следующие разновидности доломитов: 1 — магнезиальные доломиты (Ca/Mg = 1,0—1,5); 2 — доломиты (Ca/Mg 1,5—1,7); 3 — слабо изве-стковистые доломиты (Ca/Mg = 1,7—2,0); 4 — известковистые доломиты (Ca/Mg = 2,0—3,5). Для известковистых доломитов максимальное отношение Ca/Mg было принято за 3,44, так как это отношение наименьшее из известных для органогенных образований (для известковистых водорослей Goniolithon отношение Ca/Mg составляет 3,44). Для чистого доломита это отношение равно 1,648; некоторые доломиты содержат избыточное количество магния (магнезиальные доломиты).
Прежде чем перейти к рассмотрению классификации доломитов, необходимо обратить внимание на некоторые широко принятые концепции, касающиеся типов доломитов. Например, Вишняков выделил следующие главные типы доломитов: 1) эпигенетический, 2) диагенетический и 3) первичный. К эпигенетическим он относил доломиты, образованные в результате изменения полностью литифицированных известняков преимущественно по трещинам под воздействием либо просачивающихся метеорных вод, либо поднимающихся гидротермальных растворов. Для этих доломитов характерны неясная стратификация, пятнистое распределение измененных участков породы, неравномерная зернистость (яснозернистость), наличие реликтовых структур и каверн. Диагенетические доломиты слагают огромные толщи, которые первоначально были представлены известняками. В этих доломитах обычно встречаются реликты ископаемых организмов. Первичные доломиты образуются при непосредственном химическом осаждении из вод. Эти доломиты распознаются в том случае, когда они ассоциируют с другими первичными отложениями. Доломиты этого типа залегают в виде хорошо стратифицированных тел и характеризуются пелитоморфными структурами (размер частиц 0,01 или <0,005—0,03 мм, причем в некоторых разностях отмечаются центры коагуляции); характерна микрослоистость и весьма редки ископаемые организмы. Первичные доломиты обычно отличаются низкой пористостью (они действительно довольно компактны) и часто переслаиваются с эвапоритами, глинами, известковистыми глинами, микритами с редкими оолитами, гипсами (включающими псевдоморфозы по гипсу) и оолитопеллетовыми и микритовыми известняками с уплощенными и (или) сферическими и субсферическими скоплениями водорослей. Теодорович полагает, что эпигенетические доломиты не очень широко развиты, так как иначе трудно объяснить происхождение громадных количеств магния, которые могли обусловить доломитизацию известняков.
Мак-Кинли объединил гипотезы «морской» переработки известняков с образованием доломита в три группы: 1) гипотезы замещения, почти одновременного с осадкообразованием; 2) гипотезы синдиагенетического замещения; 3) гипотезы постдиагенетического (т. е. эпидиагенетического) замещения. Почти одновременное замещение он определил как замещение, происходящее непосредственно после отложения осадка до его литификации и до погребения под какой-либо мощной толщей более поздних осадков. Согласно Мак-Кинли, синдиагенетическая доломитизация протекает в течение диагенеза известкового материала и ее следует рассматривать как фактор, обусловливающий преобразование осадка в породу. Постдиагенетическое замещение (которое Мак-Кинли отмечает как происходящее в сфере действия моря) заключается в превращении полностью литифицированного известняка в доломит под воздействием морской воды или неподвижных погребенных вод. Этот автор указывает, что многие доломитизированные рифовые известняки, по-видимому, образовались после литификации известковых рифовых пород в результате длительного воздействия на них морской воды в условиях, ведущих к замещению. Скитс, изучавший коралловые рифы в южной части Тихого океана, пришел к выводу, что «морская» доломитизация возможна на мелководье (до глубины 45 м) в условиях повышенного давления и обилия CO2 в пористых известняках, обусловливающих свободную циркуляцию морской воды.

В настоящей главе процессы доломитизации подробно не обсуждаются, хотя они довольно тесно связаны с проблемами классификации доломитов. Поэтому вышеприведенный краткий обзор этих процессов служит как бы прелюдией для выбора рациональной схемы классификации доломитов. Согласно Лейтону и Пендекстеру, различные типы доломитов лучше всего выделить с помощью соответствующих названий, отражающих, с одной стороны, как главную особенность состав породы, а с другой — структуру. Эти авторы выделяют две главные группы доломитов: 1 — известковистые доломиты, содержащие 50—90% доломита, и 2 — доломиты, содержащие не менее 90% минерала доломита. Описание породы заключается в круглые скобки после главного группового названия, например известковистый доломит (известковые органогенные обломки с известковыми основной массой и цементом).

В классификационных схемах карбонатных пород, включающих как известняки, так и доломиты, по самой природе вещей принимается, что последние образовались за счет первых. Такие схемы весьма удобны для доломитов, образовавшихся в результате диагенетического изменения разнообразных известняков; кроме того, схему можно строить в табличной форме с указанием степени изменения пород. Брамкамп и Пауэрс, Теодорович, Фолк, Моллазал, Пауэрс, Чилингар и Бисселл, Рич и др. с успехом использовали этот способ классификации. Например, Брамкамп и Пауэрс одни из первых приняли в классификации соответствующие рубрики для почти неизмененных известняков, умеренно измененных, сильно измененных и для пород, не сохранивших первоначальной структуры. Рич дополнил классификацию Брамкампа и Пауэрса, введя численную характеристику (%) степени изменения пород и добавив такие определения, как «порфиробластовый» и «гранобластовый». Моллазал отмечал относительную степень диагенетического изменения известняков добавлением объективных данных, количественно характеризующих размеры и морфологию кристаллов. Теодорович (см. также Бисселл и Чилингар) предложил классификационную схему (см. табл. 9), в которой выделяются доломиты с положительными (т. е. определенными реликтами ископаемых организмов и минералов) и отрицательными реликтами (реликтовые ископаемые и минералы различаются, но не определяются).
В разделе, посвященном карбонатным породам, Кароцци на основании петрографии (и в незначительной степени петрологии) доломитовых образований разделяет их на следующие разновидности: магнезиальные известняки и магнезиальные мелы, доломитовые известняки, биогенно-построенные доломитовые известняки, биогеннонакопленные доломитовые известняки, мелкозернистые доломитовые известняки, доломитовые мелы, доломитовые литокальцирудиты и литокалькарениты, доломитовые биокальцирудиты и биокалькарениты, доломитовые оолитовые калькарениты, доломитовые кальцилютиты и доломиты. Такой подход к классификации доломитов имеет определенное достоинство и очень прост для запоминания.

Очевидно, что доломиты легко классифицировать по двум главным признакам; 1) реликтовым структурам (и текстурам) и 2) степени кристаллизации (которая зависит от степени диагенетического изменения доломитов, но обычно отсутствует в первичных доломитах). Можно отметить, что некоторые доломиты с высокой степенью кристаллизации (включая средне- и крупнокристаллические разности) лишены любых реликтов, положительных или отрицательных. Однако нельзя считать, что высокая степень кристаллизации во всех случаях подразумевает полное уничтожение реликтов. Вероятно, что первичные доломиты эвапоритовых и других замкнутых бассейнов могли утратить первичный афановый или мелкозернистый облик и превратиться в средне- и крупнокристаллические породы в течение диагенеза, подобно известнякам. Используя шкалу размерности частиц, можно обозначить степень кристалличности доломита. Кроме того, если разновидность известняка подверглась диагенетической доломитизации, то на схемах Брамкампа и Пауэрса, Пауэрса или на видоизмененной схеме Рича можно ввести количественное обозначение степени доломитизации. Co временем петрографы, по-видимому, смогут более надежно выделять стадии диагенеза, достигнутые породой (например, ранний диагенез или почти одновременные изменения, промежуточная стадия диагенеза и поздний диагенез).

Лейтон и Пендекстер приводят следующие соображения, касающиеся генетического оттенка в названии доломитов: «Несмотря на попытки избежать генетического смысла в названии доломитов и доломитовых пород, вряд ли можно полностью его обойти». В качестве примера они приводят название «доломитовый известняк», кроме того, они отмечают, что ассоциация тонкомикрозернистых доломитов, слоистых доломитов и доломитовых брекчий с ангидритом, кремнями и микрокристаллическим микритовым известняком сама по себе напоминает первичные доломиты в эвапоритовых толщах. Некоторые петрографы возражают против термина «первичный», когда речь идет о доломитах в таких толщах, хотя применение его в данном случае вполне оправданно. Если толща сложена эвапоритовыми породами или породами эвапоритового бассейна, доломит, вероятно, также образуется как эвапоритовая порода; если такая порода является «первичной», то нет причин для отрицания этого термина. Однако следует напомнить, что некоторые раннедиагенетические доломиты многими геологами именуются «первичными» (см. Бисселл и Чилингар).

Подводя итог обзору терминологии карбонатных пород, применяемой различными геологами, Роджерс писал: «...обычно американцы называют доломиты первичными только в том случае, если частицы его были отложены химическим путем из морской воды; доломиты иного происхождения они называют вторичными». Сендер называл доломиты первичными, если частицы имели доломитовый состав к тому времени, когда они достигали своего места погребения, и вторичными, если эти доломитовые частицы замещали какой-либо другой материал с сохранением его местоположения. Роджерс предложил при использовании терминов первичный и вторичный всегда раскрывать их содержание.

Лейтон и Пендекстер считают, что каждая из двух групп доломитов характеризуется определенными структурами и ассоциациями; эти особенности доломитов перечислены в табл. 10.





Яндекс.Метрика