Карбонатные минералы
Для того чтобы понять всю сложность диагенетических процессов, проходящих в карбонатных породах, необходимо ближе познакомиться с главнейшими карбонатными минералами.
Кальцит (CaCO3) — наиболее распространенный карбонатный минерал и главный компонент известняков. Однако если в древних породах обычная форма карбоната кальция — кальцит, то современные карбонатные осадки в значительной мере сложены другой полиморфной разновидностью — арагонитом.
Арагонит — органогенный минерал, обнаруживаемый в скелетных частях многих водорослей, пластинчатожаберных, гастропод и мшанок. Современные известковые илы также обычно сложены арагонитом. Вследствие неустойчивости арагонит удаляется путем либо растворения, либо замещения другими минералами — это как раз одна из первых стадий диагенеза карбонатных осадков. Арагонит очень редок в литифицированных породах.
Подобно арагониту, кальцит образуется в скелетных частях организмов, особенно иглокожих, некоторых фораминифер, пластинчатожаберных и мшанок. В литифицированных известняках кальцит также встречается в виде яснокристаллического цемента, выполняющего поровое пространство и замещающего арагонит и другие карбонатные минералы.
Органогенные арагонит и кальцит также включают небольшую примесь стронция, магния, железа и других элементов. Зависимость между известьвыделяющими организмами, минеральным составом их раковин и содержанием примесных элементов изучалась детально. Все эти факторы имеют важное значение, так как они варьируют и контролируют степень начальной цементации органических песков.
Доломит — другой важный карбонатный минерал, давший название и сложенной им породе. Доломит — кальций-магниевый карбонат — Ca, Mg(CO3)2. Однако между доломитом и кальцитом существуют минералы с промежуточным составом; обычно они называются высокомагнезиальными кальцитами. Подобным образом изоморфное замещение части магния на железо отмечается в минерале, названном железистым доломитом, или анкеритом — Ca(MgFe) (CO3)2.
В противоположность кальциту и арагониту, доломит не образуется органическим путем. Доломит в основном встречается либо в кристаллической форме и несет признаки явного замещения других карбонатных минералов, либо, хотя это и неоднозначно решено, в криптокристаллической форме как первичный минерал или минерал, образовавшийся путем замещения других минералов почти сразу же после их отложения. Далее мы еще рассмотрим проблему генезиса доломитов.
Сидерит, карбонат железа (FeCO3),— один из более редких карбонатных минералов. Он встречается, по-видимому, как первичноосажденный хемогенный минерал в оолитах. Эти сферосидериты, как они называются, встречаются в редких ограниченных морских и пресноводных обстановках. Сферосидерит часто ассоциируется с гидратированным железистым алюмосиликатом — шамозитом в осадочных железных рудах. Сидерит также встречается в виде тонких пропластков и послойных скоплений конкреций в глинистых отложениях, особенно в дельтовых фациях. Довольно часто можно обнаружить сидеритовые пропластки, нарушенные и разбитые трещинами при оползании. Сидеритовые обломки встречаются также во внутриформационных конгломератах. Эти факты наводят на мысль о том, что сидерит образуется диагенетическим путем в течение ранних стадий, когда осадок еще не уплотнен.
В табл. XII показаны наиболее примечательные особенности главнейших карбонатных минералов.
В заключение этого краткого обзора отметим следующие важные моменты. Главнейшие карбонатные минералы — карбонаты кальция — кальцит и его неустойчивая полиморфная разновидность — арагонит и доломит — кальций-магниевый карбонат. Современные карбонатные осадки сложены и арагонитом, и кальцитом. В литифицированных известняках встречается только кальцит — более устойчивая разновидность. Доломит не встречается как органогенный минерал. Он образуется как вторичный минерал замещения или редко — как первичный хемогенный осадок или путем замещения других карбонатных минералов почти сразу же после их образования.
