Литология Лекция 4 Карбонатные породы или карбонатолиты

Карбонатные породы – это породы, сложенные более чем на 50% минералами – солями угольной кислоты n Известняки - Са. СО 3 n Доломиты - Са. Mg(CO 3)2 n Сидериты – Fe. CO 3 n Магнезиты – Mg. CO 3 n Родохрозиты – Mn. CO 3 n Известняк: кальцит и арагонит

Известняки – состоят из кальцита с примесью глинистых, алевритовых и песчаных частиц. Окрашены в светлые тона (светло-серый, светложелтый), но из-за примесей окраска может быть различной – темносерой и даже черной. Образуются главным образом в морях и океанах, реже в озерах.

Мел (писчий) – карбонатная органогенная порода белого цвета, состоящая в основном из кальцитовых остатков морских планктонных водорослей (кокколитофорид) и в меньшей степени содержащая планктонные фораминиферы.

Доломиты – карбонатные породы, состоящая преимущественно из доломита Ca. Mg(CО 3)2.

Мергель – представляет собой смешанную глинистокарбонатную породу, состоящую на 50 -75 % из карбоната и на 25 50% из глинистых частиц.

Мергель 75 25

(по Фролов, 1964)

Макроскопическое изучение n n n n Цвет свежей породы в сравнении с коркой выветривания позволяет определить известняки (отбеливаются на поверхности), доломиты (обычно становятся желтыми), анкериты (красные в корке вследствие окисления двухвалентноrо железа), сидериты (темно-красная корка), родохрозиты (чернеют вблизи поверхности в результате окисления двухвалентноrо мapгaнцa). Сидериты, кроме тoгo, определяются по тяжелому весу (удельный вес до 3, 9).

Химические реакции n n Известняки со слабой (3 -5 %) соляной кислотой вскипают бурно, доломиты слабо и не сразу, сидериты и магнезиты не вскипают, хотя медленно растворяются. Карбонатные породы в целом узнаются по тому, что они царапаются ножом, нередко содержат биоскелеты, имеют кристаллический вид или, наоборот, пелитоморфны, но однородны, как бы изотропны (писчий мел и друrие подобные породы).

Микроскопическое изучение n n высокие интерференционные цвета: перламутровый и белый высшего порядка, высокий показатель преломления, высокий рельеф и изометричная форма зерен. Кальцит (и араrонит) выделяется тем, что в одном положении погасания рельеф eгo резко отрицательный. доломит лишь изредка обнаруживают nр<nк. б. сидерит, магнезит и анкерит имеют оба показателя преломления выше показателя канадского бальзама.

Структуры и текстуры известняков n n Элементы «каркаса» : оолиты; скелетные образования и их обломки; интеркласты; пеллеты. Матрикс: микритовый (пелитоморфный); или яснокристаллический. Петротипы карбонатных пород отличаются один от другого по структуре и текстуре, которые определяются процессами осадконакопления и диагенеза

Зернистые известняки (калькарениты, grainstones) n Биокластический грейнстоун n Оолитовый грейнстоун Состоят из обломочных зёрен, химического или биогенного происхождения, перенесённых и отложенных механическим путём. Поровое пространство обычно заполнено кристаллическим цементом

n Ракушечник – обломочный известняк почти нацело сложенный остатками ископаемых раковин n Энкринит – обломочный известняк, состоящий из обломков криноидей

Рифогенные известняки (баундстоуны, boundstones) n Кодиевые водоросли, С, штат Юта Мшанково-тубифитовый известняк Породы, образованные организмами, имеющими каркас и связующий осадок Коралловый известняк

Литифицированные карбонатные илы (кальцилютиты, микриты) Микритовые известняки, содержащие крупные зёрна скелетного или минерального состава: • менее 10% - мадстоуны; • 10 и более % - вакстоуны; • если зёрна образуют самостоятельный каркас - пакстоуны Био- литокластический вакстоун, Р, Канзас Фузулинидовый пакстоун, Р, Канзас

Писчий мел – фораминиферококколитовый известняк Х 1400 Верхний мел, Крым

Семь сестер - группа меловых скал, государственный парк в Великобритании. Расположены Семь сестер вдоль побережья Ла. Манша в Восточном Суссексе.

Травертин (известковый туф) Пудостский камень, Плейстоцен, Лен. область

Доломиты Диагенез карбонатных пород

Доломит Ca. Mg(CO )2 3 n Назван в честь французского геолога Деода де Доломьё (1750— 1801) n Составляет 10, 2% от осадочного покрова Восточно-Европейской платформы

Номенклатура и состав n n n (Петтиджон, 1981) Доломиты, связанные с эвапоритами, содержат ангидрит или гипс. Железистые доломиты определяют появление бурой окраски при выветривании. В кремнистых и песчанистых доломитах может быть значительное содержание кремнезема.

Структуры и текстуры 1 -ый тип n n Тонкозернистые кристаллические доломикриты Встречаются в виде тонких сланцеватых пластов, со знаками ряби, трещинами усыхания В них отсутствуют реликты фауны, оолитов и т. д. Считаются первичными 2 -ой тип n n n Крупнокристаллические или сахаровидные доломиты со следами замещения Представляют собой продукт эпигенетического или диагенетического замещения известняков Первичные структурные или текстурные особенности затушёваны, проявляются в виде тенеподобных реликтов

Структуры доломитов х60 n Доломит пелитоморфный, С 2, р. Ока х30 n Мелкозернистый доломит с реликтовыми остатками раковин фораминифер, С 3, Поволжье

Процесс доломитизации сопровождается перекристаллизацией n При неполной доломитизации образуются рассеянные кристаллы доломита в неизменном кальцитовом матриксе При полной перекристаллизации образуется средне- или крупнокристаллическая мозаика из доломитовых кристаллов х40 Известняк пелитоморфный доломитизированный, С 3, Русская платформа Доломит, D 3, Татарстан х45

Распространение доломита n n n Встречается в породах любого возраста (по наблюдениям, наиболее распространён в палеозое). Тесно связан с известняком, с которым обычно переслаивается. Часто наблюдаются латеральные переходы доломитов в известняки. Более типичен для прибрежных фаций. Характерен для зарифовых участков. Во многих местах связан с эвапоритами, особенно с гипсом и ангидритом

Скала Поясоватая, р. Печорская Пижма

Диагенез карбонатных пород Схема диагенеза по Н. М. Страхову

Цементы и выполнения пустот n n n Карбонатный осадок содержит множество пор и пустот (пористость может достигать до 80%) В карбонатных песках межзерновая пористость уменьшается при выпадении цемента в межпоровых пустотах каркаса В карбонатных илах пористость сокращается при уплотнении Цементация может проявляться в виде друзовидных оболочек на зёрнах; либо выполнять межпоровые пустоты с радиальным расположением кристаллов к центру пор. Геопетальные структуры формируются в рифогенных породах при заполнении крупных пустот сначала карбонатным илом, впоследствии - осаждённым кальцитом.

Примеры цементации

Геопетальная структура

Растворение

Обстановки образования карбонатных отложений

Описание карбонатных пород в шлифах n n n n n 1. Общее название породы. 2. Описание органических остатков. 2. 1. Наличие или отсутствие остатков организмов. 2. 2. Количество их в процентах от площади шлифа. 2. 3. Характер распределения в породе. 2. 4. Групповой состав организмов. 2. 5. Степень сохранности органических остатков в целом и отдельных групп организмов в частности. 3. Описание нескелетных форменных элементов. 3. 1. Наличие или отсутствие таких форменных элементов. 3. 2. Количество их в процентах. 3. 3. Характер распределения в породе. 3. 4. Тип форменных элементов (оолиты, сгустки т. д. ), их размеры, форма и внутренняя структура, относительное количество каждого из них. 4. Описание кристаллической части породы. 4. 1. Наличие или отсутствие кристаллической части. 4. 2. Количество в процентах от площади шлифа. 4. 3. Характер распределения в породе. 4. 4. Минеральный состав кристаллической части. 4. 5. Структура; при полиминеральном составе — структура каждой минеральной составляющей и их соотношения. 4. 6. Если кристаллическая часть служит цементом — описание типа цементации.

n n n n n 5. Описание некарбонатных примесей. 5. 1. Наличие или отсутствие примесей некарбонатного состава (обычно обломочных кварцевых и силикатных), а также сульфатных, опаловых и др. 5. 2. Количество их в процентах. 5. 3. Характер распределения в породах. 5. 4. Минеральный состав. 5. 5. Структурная характеристика - размер, форма и т. д. 6. Описание микротекстур, если таковые наблюдаются. 7. Описание вторичных изменений. 7. 1. Наличие и тип вторичных изменений. 7. 2. Масштабы и степень вторичных изменений. 8. Описание пустотного пространства. 8. 1. Наличие или отсутствие пустотного пространства. 8. 2. Типы пустот (поры — межформенные, внутриформенные и т. д. , каверны, трещины). 8. 3. Количество пустот в процентах от площади шлифа в целом и их разных типов. 8. 4. Размер, форма, сообщаемость пустот. 8. 5. Наличие и степень вторичного заполнения пустот и состав заполняющих минералов. 9. Развернутое название породы с указанием структуры и выводы об условиях ее образования.