lito_kuznecov
.pdfРис. 3.38. Микроструктура оиколита. Фергана. Нижний мел («Атлас...»,
1969)
Рис. 3.39. Желваки багряных водорослей. Без анализатора. Западная Украина, окрестности Львова. Неоген
Багряные водоросли — большей частью морские организмы, хотя известны виды, которые обитали и в условиях неко- т0рого опреснения. Как и все водоросли, они мелководны, но некоторые современные группы в условиях особо чистых и прозрачных вод обитают на глубинах до 130—150 м. В массе своей багрянки — прикрепляющиеся ко дну организмы; они образуют кустики, корки, бугристые наросты и т.д., но иногда формировали перекатывающиеся по дну желваки непра- вильной формы. Со временем последние могли фиксироваться на дне, обрастать новыми багрянками и образовывать линзы и крупные желваки, состоящие из серии более мелких, ранее перекатывающихся по дну желвачков.
Подобные формы в виде изолированных желвачков иди неправильных наростов нередко видны и в шлифах (рис. 3.39). Сама ткань сложена пелитоморфным темным кальцитом (современные багрянки отличаются от других во- дорослей часто очень высоким, до 30 — 36 %, содержанием карбоната магния, поэтому в ряде случаев отмечается их до- ломитизация в процессе диа- и катагенеза за счет «собст-
венного» магния). Эти темные образования создают очень мелкую сетку, причем ячеи более или менее четырехугольной или округлой формы располагаются правильными или неправильными рядами (рис. 3.40). Надо, однако, отметить, что более светлые участки-ячеи мелкие и далеко не всегда хорошо видны; часто сетчатая структура лишь намечается.
3.3. КРЕМНЕВЫЕ ОРГАНИЗМЫ
Набор организмов, которые имеют кремневый скелет, значительно меньше, чем организмов с карбонатным скелетом; соответственно меньше и их породообразующее значение. По-видимому, наиболее широко распространены микроскопические водоросли диатомеи, которые образуют породу диатомит. Другие организмы с кремневым скелетом — радиолярии и особенно кремневые губки — развиты более ограниченно, и соответствующие породы — радиоляриты и спонголиты (от «спонги» — губки) — распространены более локально.
Диатомовые водоросли — микроскопические одноклеточные организмы, одиночные, реже соединяющиеся в микроскопические колонии, имеющие вид цепочек, кустиков, нитей, шаров и т.д. (рис. 3.41, 3.42). Размер отдельных индивидуумов колеблется в пределах 0,005 — 0,6 мм, реже до 2 мм, и обычно составляет сотые и первые десятые миллиметра. Диатомеи появились в юре и уже в позднем мелу стали весьма обильны и широко распространены. Их массовое развитие обеспечило образование значительных масс верхнемеловых, третичных и четвертичных диатомитов (рис. 3.42). Очень широко распространены диатомовые илы и в осадках современных океанов.
Диатомовые водоросли обитают как в пресноводных, так и в морских условиях; однако при этом многие их виды являются стеногалинными, т.е. обитают в условиях нормальной и не меняющейся солености. Массовое развитие диатомей обычно связано с относительно холодной климатической зоной — бореальными и субарктическими областями. Как и все водоросли, для жизнедеятельности которых нужен свет, диатомеи обитают в верхней части водной толщи; имеются формы, прикрепляющиеся ко дну мелководных бассейнов, но более развиты планктонные свободно плавающие формы. Захоронение же скелетов часто происходит на значительных
162
Рис. 3.41. Панцири морских палеогеновых [а-л) и современных (л«-ц) диатомовых водорослей (по В.А. Наумову, 1989)
глубинах, в том числе ниже уровня карбонатной компенсации, то есть там, где благодаря высокому давлению и низкой температуре в воде растворено много углекислоты, которая переводит поступающий сюда карбонатный материал (прежде всего раковин) в растворимый бикарбонат (см. раздел 7.4).
Раковинка-панцирь диатомей представляет собой коробочку, состоящую из двух створок, которые вдвинуты одна в другую. Створки бывают дисковидные, чашевидные, цилиндрические, линейные и т.д. Опаловые стенки створок чрезвы-
163
Рис. 3.42. Диатомит пресноводный. Скелетные остатки диатомей в виде «лесенок», цепочек в бесструктурной опаловой основной массе («Атлас...», 1973)
чайно тонкие; при очень больших увеличениях устанавливается их сложное строение — наличие различных выростов, глазков и сложной системы пор.
Радиолярии. Эти одноклеточные организмы известны с кембрия и развивались в течение всего фанерозоя. Уже в палеозое они местами имели породообразующее значение или были существенной составной частью пород (в радиоляритах, яшмах, фтанитах). В современных океанах они образуют обширные поля радиоляриевых илов. Радиолярии — исключительно морские организмы и существовали в водах среднеокеанической солености. Они обитали на всех широтах и на разных, в том числе и очень больших глубинах; вместе с тем их основная масса сосредоточена в теплой экваториальной зоне и верхней 100-метровой части водной толщи.
Скелет абсолютного большинства радиолярий состоит из опала, хотя известны раковинки из целестина, сложных алюмокальциевых силикатов, но в ископаемом состоянии сохраняются только кремневые раковины.
Как правило, размер раковинок радиолярий очень невелик и колеблется в пределах от десятков микрометров до 1 — 3 мм. Колониальные формы достигают иногда 4 — 6 мм. Формы раковинок разнообразны: шаровидные (рис. 3.43), эллиптиче-
164
Рис. 3.43. Остатки радиолярии в кремнистом сланце. Без анализатора. Германия, Саксония. Силур
ские, дисковидные, башенковидные, колпачковидные, обычно с характерными отростками и шипами; стенки имеют крупнопористое сетчатое строение.
В ископаемом состоянии первичный опал обычно не сохраняется, он превращается в халцедон, замещается кальцитом, пиритом; при этом, как правило, уничтожается структура стенки. В шлифах такие остатки чаще всего представляют собой кружочки, сложенные сплошным халцедоном, часто с халцедоновыми «усиками» — остатками шипов. В некоторых сечениях, однако, сохраняется и сетчатое строение стенок.
Губки (спонги). Большинство представителей типа губок — наиболее низкоорганизованных многоклеточных животных — имеет кремневый скелет. Губки известны уже в кембрии (имеются даже указания на их появление в докембрии) и существуют в течение всего фанерозоя. Кремневые губки (силициспонги) — это обычно колониальные и реже одиночные животные размером от долей миллиметра до 0,5 м и более. Абсолютное большинство губок — морские организмы, и лишь немногие относятся к пресноводным формам.
165
Губки — неподвижные донные организмы, которые обитали на разных глубинах — от литорали до абиссали — и в различных климатических зонах.
Губки не имеют единого прочного скелета. Их скелет состоит из множества опаловых иголочек — спикул, имеющих разнообразную форму и связанных между собой органическим веществом живого организма. После смерти организма и разложения органического материала они рассыпаются, и в ископаемом состоянии остатки губок представлены изолированными спикулами.
Спикулы — это либо прямолинейные или слегка изогнутые иголочки, либо трех-, четырех-, пяти- и шестилучевые образования (рис. 3.44). Размеры крупных спикул — макросклер — достигают 1,5 — 2,5 мм. Характерным элементом спикул является наличие осевого канала, причем его толщина сопоставима с толщиной стенки. В шлифах в зависимости от сечения спикулы представлены в виде удлиненных трубочек,
Рис. 3.44. Известняк спикулевый битуминозный. Наряду с однолучевыми присутствуют и многолучевые спикулы. Якутия. Нижний кембрий («Атлас...», 1973)
166
иногда с заостренными концами, или в виде кружочков с от- верстием-каналом в центре.
В ископаемом состоянии осевой канал обычно заполнен материалом иного состава — глауконитом, пиритом, карбонатом- Опал спикул сохраняется лишь в относительно молодых кайнозойских образованиях. В более древних отложениях он кристаллизуется в халцедон и даже кварц и соответственно меняется характер стенки — она приобретает мозаичную структуру (с анализатором). Очень часто опал спикул замещается карбонатом. При специальных исследованиях и боль- ш их увеличениях видно, что опаловые стенки имеют свою сложно-пористую микроструктуру, которая в ископаемом со- стоянии и при кальцитизации и переходе в халцедон не сохраняется.
В шлифах, даже при замещении первичного опала, остатки губок определяются по своей форме и наличию центрального канала. В поперечных круговых сечениях они напоминают радиолярий, но отличаются от последних значительно более толстой стенкой и полным отсутствием шипов и иголок.
Рис. 3.45. Известняк спикулевый битуминозный. Однолучевые спикулы за счет кальцитизации практически полностью утратили осевой канал. Без анализатора. Оренбургская область. Турне
167
Рис. 3.46. Известняк спикулево-шламовый. Осевые канальца частично заполнены битумом (показано стрелкой). Без анализатора. Оренбургская область. Турне
Как отмечалось выше, губки обитают на разных глубинах, однако массовые скопления обычно связаны с относительно глубоководными зонами и холодными водами. Здесь образуются относительно чистые или в той или иной степени глинистые спонголиты либо, при наличии значительного количества карбонатного материала, — спикулевые мергели и известняки, нередко глинистые и битуминозные (рис. 3.45, 3.46).
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Глава ОСАДОЧНЫХ ПОРОД
А И ОБРАБОТКИ АНАЛИТИЧЕСКИХ ДАННЫХ
Литология имеет дело с материальными объектами — осадочными горными породами, и их детальное исследование — основная цель базового раздела литологии — петрографии осадочных пород. Изучение пород началось с их описания по внешним признакам с последовательным увеличением числа изучаемых показателей, детальности и подробности описания. Принципиальным качественным изменением подхода к изучению пород стало использование поляризационного микроскопа, причем впервые он был применен Г. Сорби в 1851 г. при исследовании именно осадочных пород — окремнелых известняков. Основные методические приемы кристаллооптических исследований шлифов были разработаны на примере магматических и метаморфических пород и после этого, позднее «вернулись» в литологию, которая как самостоятельная научная дисциплина сформировалась позже общей петрографии.
В настоящее время изучение шлифов остается самым массовым и, по сути дела, универсальным методом изучения осадочных пород. При этом набор методов исследования весьма обширен, и многие из них связаны с использованием сложных прецизионных приборов, на которых работают высококвалифицированные специалисты узкого профиля. Это послужило основанием того, что методы исследования иногда выделяют в самостоятельный раздел литологии наряду с теоретической литологией и петрографией осадочных пород, т.е. изучением собственно пород.
Как правило, литолог, а тем более геолог широкого профиля не проводит и не может проводить лично все или, по крайней мере, многие исследования. Обязательным является изучение и описание пород в образцах и микроскопическое изучение шлифов, выполнение некоторых простейших, специфических для отдельных пород анализов. В остальном же
169