Предлагаемые классификации известняков и доломитов

Предлагаемая классификация известняков (табл. 11) построена с учетом следующих параметров: 1 — состава, 2 — структуры, 3 — величины отношения зерен к микриту (GMR) и 4 — показателя гидродинамической активности (EI). Эти же параметры могут быть использованы и при составлении классификации доломитов, особенно для доломитов, образовавшихся в результате диагенетического изменения известняков. Весьма важна идентификация и определение относительных количеств зерен (детритовых и органогенных) карбонатного материала (зерен, пеллет, комков, зерен с оторочкой и т. д.) в полевых условиях с помощью кислоты и капельницы с глицерином и водой (последняя служит для увлажнения образцов). Геологи, работающие в поле (петрологи), должны также приблизительно определять отношение зерен к микриту или отношение зерен к основной массе. Эту же классификацию следует применять и в камеральных условиях, когда полевые определения можно уточнить и дополнить с помощью микроскопического, химического и других методов исследований (рентгеновского, термического и др.). Считается, что любая классификация может сводиться к игре слов в семантических упражнениях. Авторы настоящей работы полагают, что если слово не говорит само за себя даже после некоторых разъяснений, ему не место в петрологии и петрографии осадочных пород.

Отношение зерен к микриту указывает на относительные количества крупно- и тонкозернистого карбонатного материала; теоретически это отношение зависит от силы действия волн и течений и, таким образом, указывает на интенсивность гидродинамического режима. Если исследователь может оценить, хотя бы приближенно, гидродинамическую активность в придонных участках бассейна, он может более надежно определить показатель гидродинамического режима. В результате затраченные усилия окупятся реконструкцией течений, гидродинамического режима придонных участков бассейна и, конечно, более выразительной интерпретацией особенностей бассейна осадконакопления. Отношение зерен к микриту (GMR) и показатель гидродинамической активности (EI) можно использовать в качестве индикаторов величины физической (механической) энергии, необходимой для транспортировки и отложения карбонатного осадка. Эти индикаторы приведены в левой колонке предлагаемой классификации (табл. 11). В остальных колонках породы группируются по составу и структуре.

За прошедшую четверть века были опубликованы различные классификации осадочных карбонатных пород; многие из них заслуживают самого тщательного анализа. Авторы настоящей главы применяли некоторые классификации при полевых и камеральных исследованиях; одни из них, вероятно, более ценны, другие менее в основном потому, что некоторые схемы составлялись для определенных районов и дают геологические сведения по конкретному участку. Поэтому предлагаемая классификация основана на результатах наших исследований известняков на Западе США. Классификация Фолка предлагалась для Бикментаунских (ордовикских) пород Пенсильвании; она же с успехом применялась и для пород некоторых других районов. Классификация Лейтона и Пендекстера первоначально была приведена в «Справочнике по карбонатным породам» компании «Джерси продакшен рисёрч» и была опробирована на территории Монтаны и соседних районов, а позднее подвергнута серьезному испытанию на площадях распространения карбонатных пород в Большом Бассейне, Скалистых горах и плато Колорадо. В результате было установлено, что эта схема применима во многих других районах; Мошер и Пинней, например, слегка видоизменили эту классификацию и показали, что она представляет ценность для большинства карбонатных пород.

Плюмлей и др. разработали схему классификации известняков, которая включает показатель гидродинамического режима и тем самым дает более надежную информацию об условиях среды осадконакопления. В предлагаемую в данном разделе классификацию также входит этот параметр. Дунхэм различал разновидности карбонатных пород на основании осадочно-структурных признаков; эти разновидности включают: 1) пелитоморфный известняк (менее 10% зерен), 2) известковую вакку (более 10% зерен), 3) известняк с цементом соприкосновения, 4) зернистый известняк и 5) «боундстоун». Первая и вторая разновидности имеют цемент базального типа, третья — цемент соприкосновения, а в четвертой илистая масса отсутствует и зерна соприкасаются одно с другим. В этих четырех разновидностях отсутствуют признаки, которые указывали бы на сращивание первичных компонентов во время отложения. Напротив, к боунд-стоунам отнесены такие известняки, в которых первичные компоненты сращивались во время отложения, на что указывают сростки скелетного вещества, типы слоистости, противоречащие законам гравитации, и другие особенности пород. Если осадочную структуру не удается распознать, то тип известняка рекомендуется называть кристаллическим карбонатным. Прей и Врей указывали, что классификация Дунхэма оказалась весьма полезной при изучении пенсильванских пористых водорослевых известняков в районе тропы Хонакер — Трэйл в стенках каньона реки Сан-Хуан на юго-востоке Юты. Брамкамп и Пауэрс и Пауэрс показали практическую ценность их классификаций для верхнеюрских известняков и диагенетически измененных известняков Аравийского нефтеносного бассейна. Томас применил свою классификацию к карбонатным породам отдельных палеозойских карбонатных циклов и рифовых комплексов в западной части Канадского бассейна; согласно его схеме, карбонатные породы можно описывать и группировать по структурному признаку и величине пористости с целью картирования. Нельсон и др. применили название скелетные известняки для пород, состоящих из автохтонных скоплений известкового органогенного материала. Поэтому в их классификации разновидности карбонатных пород выделяются по главным видам организмов, участвовавших в отложении. Эти авторы рассмотрели вопросы, связанные с применением терминов риф, биогерма, биостром и банка, а также дали некоторые рекомендации по их правильному использованию.

Исследователи предпринимали попытки классифицировать современные карбонатные отложения Багамских банок; одна из классификаций этих осадков принадлежит Имбрие и Пёрди. В схеме этих авторов выделено пять отдельных фаций: 1) оолитовая, 2) гроздьевидных агрегатов, 3) коралловодорослевая, 4) оолитов и 5) известково-илистая. Они довольно успешно применили эту классификацию вместе со схемой Фолка. Например, выделенные ими шельфовые лагунные пески включают фации оолитов, оолитовую и гроздьевидных агрегатов, которые сопоставимы с оолитовыми яснокристаллическими и внутриформационными (?) яснокристаллическими известняками Фолка. Более внешние платформенные пески Багамских банок включают коралло-водорослевую фацию, которая эквивалентна фолковским биогенным яснокристаллическим и биогенным пеллетовым яснокристаллическим известнякам. Илистые пески шельфовой лагуны Багамских банок представлены известково-илистой фацией, эквивалентной оолитовым микритам, внутриформационным микритам, биогенным пеллетовым микри-там и пеллетовым микритам Фолка. Рич предложил классификацию известняков, основанную на результатах его исследований позднепалеозойских пород южной части Невады; однако эта классификация в основном представляет собой видоизмененную схему Брамкампа и Пауэрса и др.

Многие из только что упомянутых классификаций были опубликованы в трудах симпозиума «Классификация карбонатных пород» американской ассоциацией геологов-нефтяников. Этот выпуск вполне доступен и нет нужды перечислять включенные в него разделы. Баарс пишет, что этот «...симпозиум знаменует значительный вклад в наши знания о карбонатных породах, а его труды необходимо изучать как вводный курс по карбонатам. Однако ни одна конкретная классификация не могла удовлетворить всех авторов. И такое положение продолжает оставаться. Каждый петрограф имеет свою уникальную схему классификации карбонатных пород». Хотя Баарс не предлагал своей схемы классификации карбонатных пород, он разбирал их в отношении выделяемых структурных компонентов: известкового ила (-микрит или основная масса), частиц или зерен, цемента и порового пространства. Он выделил пять разновидностей частиц (которые соответствуют разновидностям, выделенным Лейтоном и Пендекстером: 1) органогенные частицы, 2) пеллеты, 3) зерна с оторочкой, 4) детритовые частицы и 5) сложные частицы.

Тафт и Гарбаух детально изучили минералогию и физико-химические условия образования современных карбонатных осадков южной части Флориды, Багамских банок, острова Эспириту-Санто, Нижней Калифорнии; они не классифицировали осадки по какой-либо распространенной схеме и не предложили новой классификации, однако их данные вносят существенный вклад в познание некоторых процессов седиментации и диагенеза современных карбонатных отложений. Данные этих исследований при разумном применении помогут каждому петрографу, изучающему современные или древние карбонатные отложения.

Советские геологи внесли громадный вклад в науку об осадочных карбонатных породах, и в частности в классификацию этих пород. Авторы настоящей главы считают, что наибольшего внимания заслуживает классификация Теодоровича, приведенная в табл. 3, и классификация Швецова. Эти классификации были опубликованы на английском языке Бисселлом и Чилингаром. Крамбейн и Слосс также обратили внимание на классификации этих советских исследователей.

Очевидно, никакая единая классификация осадочных карбонатных пород, и особенно известняков, не сможет сразу же удовлетворить вкусы и потребности всех петрографов-осадочников. Положения, выдвинутые в этой главе, отражают современное состояние знаний о петрологии и петрографии осадочных карбонатных пород и служат руководством для дальнейших исследований.

В некоторых классификационных схемах, например в схемах Брамкампа и Пауэрса, Фолка, Пауэрса и Рича, включены графы для измененных известняков и доломитизированных известняков. С этими схемами было бы полезно ознакомиться, причем каждый исследователь или каждая группа исследователей может попытаться самостоятельно оценить их практическую ценность. Однако эти схемы можно приспосабливать к конкретным провинциям, а также, вероятно, к определенным осадочным толщам. Одни схемы наиболее удобны для работы на обнажениях, другие — для работы с керновым материалом, а некоторые помогут исследователю как в полевых, так и в камеральных работах. Классификация Теодоровича рекомендуется для детального изучения и практического использования; авторы настоящей главы очень высоко оценили эту схему.

Классификация доломитов, приведенная в табл. 12, построена на результатах полевых и камеральных исследований отложений палеозойского возраста на Западе США. В нее включены некоторые элементы из других опубликованных классификаций, которые были опробированы самым тщательным образом. Главными параметрами этой схемы служат размер кристаллов, высокая и низкая степень изменения пород. He делалось никаких попыток связать конкретные разновидности с условиями осадконакопления, так как это представляется нереальным делом. Однако тщательное сравнение двух предложенных авторами классификаций позволяет выявить их практическую ценность. При полевых и камеральных работах можно будет увидеть сильные и слабые стороны этих схем и оценить их соответствующим образом.

Один из наиболее обширных обзоров различных классификаций карбонатных пород, появившихся до 1959 г., представлен в статье Мишика. Терминологический словарь, необходимый для петрологических и петрографических работ по осадочным карбонатным породам, приведен в конце данной главы; этот словарь никоим образом не претендует на полноту, хотя и включает многочисленные современные термины. Наконец, серия микрофотографий, приведенная ниже, иллюстрирует типы пород, упомянутые в предлагаемых авторами классификациях (фиг. 3—18).