Петрография и петротипы карбонатолитов

Минеральный состав карбонатолитов

Все карбонаты (кроме арагонита) тригональные, кристаллизуются в виде ромбоэдров и являются солями угольной кислоты (H₂CO₃). Помимо шести основных минералов, таких как кальцит, доломит, магнезит, родохрозит и метастабильного арагонита, нередким является анкерит и минералы нескольких изоморфных рядов – смесей. Среди них выделяют полные и не полные ряды. Полные ряды (смешиваются в любых соотношениях): сидерит (FeCO₃) – магнезит (MgCO₃); сидерит– родохрозит (MnCO₃); родохрозит – кальцит (CaCO₃). Неполные ряды (разорванные посредине): кальцит – сидерит; магнезиодоломит – ферродоломит и др.

Кроме этих карбонатных минералов с эвапоритами встречаются водные карбонаты натрия и магния (сода, гидромагнезит и др), а также известны и карбонаты меди – малахит (Cu₂ (CO₃) (OH) ₂) и азурит (Cu₃ (CO₃)₂ (OH) ₂).

Все карбонаты растворяются в HCl, а кальцит и арагонит очень бурно. Они имеют высокое двупреломление, а твердость большинства из них составляет 3 – 4,5.

Карбонатные породы часто содержат примесь гипса, ангидрита, фосфатов, глинистых минералов, халцедона, кварца, а также различных кластических минералов.

Из аутигенных минералов в карбонатах встречаются альбит, глауконит, сульфиды железа (пирит, марказит и др.).

Петрографически карбонатные породы очень разнообразны, что обусловлено сложностью их минерального состава и разнообразием структур.

известняки

Важнейшими их петротипами являются следующие:

1. Микрозернистые известняки (микрокальцитолиты или микрокальцилиты).

Белые или черные (примесь органики), коричневые (примесь битумов), реже красные, желтые и зеленоватые породы. По текстуре они землистые, пелитоморфные, часто мягкие, но и крепкие фарфоровидные, обычно не слоистые (результат биотурбации), либо тонкослоистые с миллиметровой и более тонкой слоистостью, нередко сезонной.

В шлифах под микроскопом (даже электронным) известняки микрокристаллические, гранобластовые, микробиоморфные, цельнораковинные и цельноскелетные, микродетритовые и микрообломочные.

2. Писчий мел. В целом это микритовый известняк мягкий и изотропный по физическим свойствам (неслоистый), микрокапилярный и пористый (40-50% пор). Первичный осадок мела биопланктоногенный, но нацело биотурбидирован, т. е. поедался илоедами и т. о. превратился в биоэлювий. В следствии этого полностью уничтожена тончайшая седиментационная слоистость обычно характерная для микритовых известняков и часто являющаяся сезонной.

Приуроченность мела к K₂ объясняется расцветом кокколитофорид и малым терригенным стоком. Фациальная обстановка накопления меловых илов разнообразна: средний, дальний и глубокий шельф; континентальный склон и дно океана. Меловые отложения известны в меловом, палеогеновом, неогеновом и четвертичном периодах.

3. Мергели. Это породы близкие к писчему мелу, но отличаются от него тем, что содержат глинистую примесь (до 50%), чем и обусловлен их темно-серый до черного цвет (примесь органики). Мергели бывают неслоистыми, биотурбидированными, состоят в основном из кокколитов, но сохранившихся хуже (по сравнению с мелом), несколько перекристаллизованные. Они более разнообразны по свойствам, составу, стратиграфическому и фациальному распространению. Мергели известны с палеозоя и встречаются на батиали, шельфе, а также в лагунах и озерах. Они часто тонкослоисты. Слоистость нередко сезонная. Кроме пелитовой составляющей в них отмечается примесь алевритовой и псаммитовой фракций, а из аутигенных минералов – глауконита.

4. Микритовые известняки (за исключением мела и мергелей). Это крепкие, фарфоровидные (литографские), как бы афанитовые белые породы. Генезис их может быть любым: первично хемогенный; биохимогенный; вторичномикритизированный; тонкообломочный и диагенетический.

Они не слоисты или тонкослоисты, чистые и в разной степени загрязненные примесями (переходят в мергели), пористые и плотные с микрогранобластовой структурой, залегают пластами с четкими границами.

5. Биоморфные фанеромерные известняки (биокальцилиты). Биогермные известняки. Это самые характерные и наиболее распространенные известняки. Они обычно белые, редко красные и серые. Они построены из скелетных остатков прикрепляющихся организмов и поэтому имеют коралловую, водорослевую, мшанковую, губковую, пелициподовую, гастроподовую, серпуловую и фораминеферовую структуру. Характерный их типоморфный признак это массивность и отсутствие слоистости в больших (десятки метров) или малых объемах породы, значительная высота биогенных построек (столбов, холмов, массивов, т. е. биогермов).

Водорослевые постройки чаще всего пластообразной или линзовидной формы (биостромы), нередко обнаруживающие неправильную волнистую слоистость последовательного наслоения. Важными признаками биогермных известковых построек являются инкрустационные, геопетальные (petalite, греч. - лист), строматотакситовые и др. текстурные особенности, указывающие на большую первичную пористость (до 50% и более) и значительные размеры пор.

Биогермы и биостромы чаще всего ассоциируют с другими литотипами известняков. Самое крупное современное сооружение биогермного типа – Большой барьерный риф Австралии, протягивающийся на 2000 километров. Из древних рифовых построек добывается сегодня до 30-40% нефти и газа.

6. Раковинные известняки или ракушняки распространены шире, чем биогермные, встречаются в водах умеренных или даже холодных поясов Земли, но обычно тонкими (сантиметры, дециметры, реже метры) слоями. Цвет их самый различный, от белого, серого до красного и желтого. Различаются по размерам слагающих раковин, видовому составу и примесям. Чистые ракушняки, без примесей редки, чаще они загрязнены песчаной или глинистой примесью. Преобладают обычно цельнораковинные известняки, но створки обычно разобщены и ориентированы устойчиво к волновому или иному движению воды. Пространство между раковинами (до 60%) остается пустым, либо заполняется песком, а позднее карбонатами. Различают монораковинные и полираковинные известняки. Ракушняки, сохранившие пористость, прекрасный строительный материал.

7. Биокластовые или органогенно–детритовые известняки. Биообломочные известняки в целом похожи на предыдущие, горизонтально -, волнисто -, и косо-слоистые. Они состоят из обломков раковин различных организмов разной размерности. Подразделяются они на моно -, мезо – и полидетритовые. Образуют пласты от миллиметров до метров и десятков метров, со значительной протяженностью.

Самый распространенный тип среди них криноидные известняки. Пелициподовые биокластовые известняки чаще встречаются в мезозозойско – кайнозойских отложениях.

8. Сфероагрегатные известняки. Структурными элементами сфероагрегатных известняков являются оолиты (менее 2 мм), пизолиты или горошины (2-5 мм и более), сферолиты, псевдооолиты, конкреции, узлы или желваки, онколиты и др. биохимогенные сфероагрегаты. Отсюда происходит и название структуры и известняков данного петротипа: оолитовые; пизолитовые и т. д. Чаще они отмыты от тонкого ила, но иногда содержат его в большом количестве. Цемент их чаще всего кальцитовый гранобластовый, довольно крупнокристаллический. Тип цемента – поровый. Известняки этого типа образуют слои мощностью от миллиметров до метров. Слоистость, как правило, отсутствует, но иногда встречается волнистая и косая.

9. Обломочные известняки или кластокальколиты. По существу это обломочные породы более чем на половину сложенные обломками известняков. От биокластовых они отличаются тем, что класты в них представлены не обломками раковин, а кусочками литифицированных пород.

Представлены они всеми гранулометрическими типами обломочных пород: известняк блоковый; валунный; галечный (среднегалечный); гравийный; песчаный; алевритовый.

10. Известняки натечные и травертиновые. Натечные известняки (травертины) и некоторые известковые туфы формируются в пещерах и у выхода источников, по берегам озер. Это ограниченные в пространстве тела мощностью до десятков метров. Известняки этого типа белые и желтоватые, микритовые, колломорфные, радиально – игольчатые, концентрически – слоистые, ленточные, пористые. К ним также относятся сталактиты, сталагмиты и другие.

Известковые туфы это более пористые, часто губчатые известняки, образующиеся у выхода источников путем осаждения извести на листьях и ветках растений. Строение таких известняков часто сетчатое, крепость слабая, обычны полурыхлые туфы. Обильны отпечатки листьев. Структура микритовая. Мощность достигает десятков метров. Используются как строительный камень.

11. Известняки кристаллические гранобластовые. По происхождению это «вторичные», перекристаллизованные, метаморфизованные, но при сравнительно низких температурах. Это мелко-, средне-, крупно-, грубо- и гиганто-кристаллические известняки, часто уже мраморы. Кристаллы кальцита в них обычно сдвойникованы, а структура их отчетливо гранобластовая. Большинство таких известняков разнозернисты и в них часто сохраняются реликтовые структуры.

Известняки гранулированные – микритовые. Под микроскопом они либо целиком, а чаще пятнами темные. Возникают они в результате грануляции (распада), процесса обратного перекристаллизации. Объемы их обычно небольшие – сантиметры, дециметры. Грануляция может быть механической, химической и биохимической.

Известняки замещения распространены широко и развиваются в виде гнезд, линз и небольших пластов по другим типам известняков и др. породам (доломитам, кремням, песчаникам, углям). Такие известняки весьма крепкие, крупнокристаллические, буроватые и отмечаются в виде характерных чужеродных наростов. Замещение исходных доломитов происходит сначала по трещинам с образованием ячеистой структуры.

Известняки доломитизированные, окремнелые, сульфатизированные (загипсованные), фосфатизированные и некоторые другие возникающие в результате метасоматоза протекающего на разных стадиях диагенеза, катагенеза, метагенеза и гипергенеза.

Доломиты, или доломитолиты

Доломиты или доломитолиты. По распространенности доломит лишь немного уступает известнякам. Однако, по петрографическому и литологическому разнообразию они сильно уступают известнякам. В тоже время, среди них могут быть выделены почти все структурные группы последних. И если среди известняков резко преобладают биоморфные, то доломиты в основном кристаллически – зернистые гранобластовые, что указывает на их хемогенное происхождение.

Микрозернистые доломиты (микродоломитолиты) – белые, желтоватые, реже темно-серые, красные, пелитоморфные землистые или фарфоровидные, неслоистые или тонкослоистые, по составу чаще всего чистые, плотные иногда с кавернами без включений или с участками гипса, ангидрита, целестина, флюорита, изредка с отпечатками мелких брахиопод.

Петротип широко распространен в докембрии и палеозое и обычен для мезо – кайнозойских эвапоритовых толщ, где он слагает мощные слои и толщи. Структура пород микрогранобластовая, размер зерен обычно менее 0,01 мм. Природа микродоломитолитов, вероятнее всего, хемогенная.

Есть и другие их разновидности, такие как темно-серые, серые и конкреционные, а также мергели доломитовые, которые характеризуются сравнительно ограниченным распространением.

Биоморфные доломиты (биодоломитолиты). Организмы скелет из доломита не строят. Только одна группа организмов – сине-зеленые водоросли – осаждала в массовом количестве доломит, преимущественно в докембрии. Карбонатная и доломитовая фоссилизация это процесс не физиологический, а химический. Поэтому образование биодоломитов это чисто химический процесс, обусловленный тем, что водоросли сдвигают равновесие в сторону монокарбоната. Последним безразлично, что осаждать, кальцит или доломит. Поэтому доломитовые, кальцитовые онколитовые и строматолитовые постройки тождественны.

Кроме первичных встречаются и вторичные биогермные доломиты, возникающие при доломитизации коралловых, строматопоровых, водорослевых известковых биогермов.

Кроме этого встречаются раковинные (брахиоподовые, пелициподовые и др.) доломиты, а также биокластовые. И те, и другие имеют метасоматическую природу.

Сфероагрегатные доломиты представлены оолитовыми, псевдооолитовыми, сферолитовыми, комковатыми, сгустковыми, копролитовыми, онколитовыми и конкреционными доломитами сходными с соответствующими известняками. Обычно они светлые. Подразделяются на первичные и вторичные. Сравнительно редки.

Обломочные доломиты, или кластодоломиты представлены брекчиевыми, дресвяными, гравийными и песчаными разностями приуроченными, главным образом, к эвапоритовым толщам.

Доломиты кристаллические гранобластовые и гипидиобластовые. Это вторичные доломиты. Они часто образуются как доломиты замещения по известнякам и часто наследуют их структуры: биоморфные; сфероагрегатные; обломочные и др. Обычно они содержат примесь остаточного кальцита (50-10%). Из других минералов для них характерна примесь халцедона, кварца, гипса, целестина и флюорита. Эти доломиты обычно кавернозные, с микро - и макропустотами.

Сидериты, или сидеролиты

Сидериты, или сидеролиты. Сидериты (греч. «сидер» - железо) это третья по распространенности группа карбонатных пород, встречающаяся от архея до современности. Цвет их серый и темно-серый, часто красный и вишнево-красный. Структура их варьирует от визуально незернистой (пелитоморфной, афанитовой) до крупно -, гигантокристаллических рифейских. Текстура неслоистая, а у докембрийских реликтово-слоистая. Помимо чистых чаще всего встречаются сидериты с примесями других карбонатов (доломита, анкерита, кальцита и др.), а также гематита, пирита, кварца, шамозита и др. минералов глинистого и песчаного материала. Узнаются по большому удельному весу.

Геологическая форма сидеролитов разнообразна. Наиболее распространены конкреционные сидериты угленосных и др. гумидных сероцветных формаций.

Биоморфные сидериты возникают в стадию диагенеза в восстановительных условиях, которые быстро наступают в темных глинистых и лагунных толщах вслед за осадконакоплением. Сидерит цементирует пористые слои ракушняков и иногда коралловые биогермы. Различают два петротипа - с кальцитовыми и сидеритизированными биоскелетами.

Кристаллические гранобластовые сидеритолиты своеобразные метаморфические крупнозернистые породы, образовавшиеся еще в стратисфере, до метаморфизма как такового. К ним относятся крупнейшие рифейские толщи (пласты в десятки метров) доломиты Башкирии, которые образовались в результата метасоматоза по доломитам и сохранили слоистую структуру.

К другому петротипу относятся архейские и протерозойские сидериты джеспилитовых формаций. Здесь сидерит крупно -, и грубокристаллический, т. е. явно перекристаллизованный. Он парагенетически связан с кварцем и магнетитом.

Анкеритолиты минералогически ближе к доломитам, а генетически – к сидеритам: они также образуют сферические, эллипсоидальные, линзовидные и пластовые конкреции в глинах, алевролитах и песчаниках угленосных и др. прибрежно-морских и более глубоководных сероцветных формаций. Структура их гранобластовая и сферолитовая

Магнезиты, или магнезитолиты

Магнезиты, или магнезитолиты - это белые или серые, окрашенные органическим веществом, пелитоморфные и яснокристаллические породы, тяготеющие к эвапоритовым формациям. Наиболее распространены два петротипа: пелитоморфный белый брекчиевый и яснокристаллический до гигантокристаллического серый и светло-серый, с тонкой реликтовой слоистостью замещения доломита. Последний образует мощные (в десятки метров) пласты и линзы.

Манганолиты

Манганолиты - это карбонаты марганца – родохрозиты (MnCO₃ - часто кальциевые MnCaCO₃), олигониты ((MnFe)CO₃)), манганокальциты ((CaMn)CO₃) – бесцветные или розоватые, часто с черными дендритами марганца, пелитоморфные землистые и сферолитовые, оолитовые и пизолитовые, слагают пласты обычно менее 1 м или до 2-3 м.

Дата добавления: 2014-03-13; просмотров: 807; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!