Литология / Литология шпоры / 43,44

43. Известняки. Минеральный состав. Генетические группы. Структуры известняков.

Известковые (кальцитовые) породы. К известковым породам, относятся различные известняки (органогенные, хемогенные, обломочные, криптогенные, конкреционные).

Обломочные известняки. Они состоят из обломков карбонатных пород (интеркласты), обломков литифицированных карбонатных осадков на отмелях (экстраклассы или литокласты американских геологов) и обломков различных организмов. Обломки имеют разную форму и размер и несут следы механической обработки. В зависи­мости от формы и размера выделяют конгломератовидные, брекчиевидные известняки, известняковые песчаники и алевролиты (калькарениты).

Обломочные известняки образуются в зоне литорали, на пляже и отмелях в результате обработки карбонатного материала волнами и прибойным потоком. Если известняки состоят из обломков раковин или скелетов, их называют биокластическими или органогенно-обломочными. Они разнообразны по свойствам и окраске. Среди них встречаются плотные и пористые, светлые и темные, часто присутствует терригенная примесь (зерна кварца, полевого шпата и др.).

Изучение обломочных известняков в шлифах показывает, что в одних породах преобладают обломки, в других — цементирующее вещество. Цементом обычно служит пелитоморфный или зернистый кальцит. Среди обломочных известняков (биокластических) часты пелециподовые, криноидные, брахиоподовые, коралловые, реже встречаются водорослевые. Многие обломочные известняки содержат обломки различных организмов.

Биогенные известняки. Биогенные известняки составляют боль­шую часть карбонатных пород. Они состоят из остатков организ­мов, представленных цельными раковинами или раковинным детри­том, не несущих заметных следов механической обработки. В зави­симости от характера материала и типов организмов различают известняки-ракушечники, состоящие из целых раковин и детритовые известняки, состоящие из раковинного детрита. Последние весьма близки к органогенно-обломочным известнякам и отлича­ются от них только отсутствием заметной механической обработки раковинного детрита. Вероятно, между этими типами существуют постепенные переходы.

Чаще всего подобные известняки состоят из раковин и рако­винного детрита пелеципод, гастропод, морских лилий, брахиопод или из остатков различных организмов. Раковины и детрит цемен­тируются пелитоморфным и зернистым кальцитом. Количество цемента может изменяться в широких пределах и этот признак некоторые исследователи используют при их классификации. В детритовых известняках часты примеси терригенного материала, а в раковинах встречаются выделения сульфидов железа. Раку­шечники и детритовые известняки обычно пористые, белые, желто-белые, бурые. Типичным примером являются понтические известняки-ракушечники юга европейской части СССР. Образуются они в зоне литорали, на подводном береговом склоне и в пределах мелковод­ного шельфа.

Другим видом подобных известняков, почти целиком сложенных раковинами устриц, являются биогермы. Крупные тела устричных известняков известны в юре Крыма, Альп и др. К этому же типу известняков относятся фораминиферовые известняки, состоящие из раковин бентосных и (или) планктонных фораминифер. В совре­менных осадках фораминиферовые пески и илы встречаются в ши­роком диапазоне глубин — от шельфа до абиссальных равнин ложа океана (см. ниже). Древние фораминиферовые известняки образовались, вероятно, на сравнительно небольших глубинах (нумулитовые известняки палеогена, фузулиновые и швагериновые известняки карбона и перми).

Фораминиферовые известняки — довольно плотные белые и серые породы, почти нацело сложенные раковинами, скрепленными пели­томорфным и зернистым кальцитом. Стенки раковин сложены пелитоморфным кальцитом. В камерах раковин встречаются гло-були пирита. Нумулитовые известняки менее плотные, напоминают мел, состоят из раковин нумулитов, скрепленных кальцитовым цементом.

Рифовые известняки сложены постройками кораллов, кораллов и мшанок, мшанок, к которым примешивается небольшое количество раковин пелеципод, гастропод, остатки морских ежей и др. Рифовые известняки (коралловые) — типичный пример биогерм — прижизненных скоплений скелетов организмов; они слагают мощные пласты, часто имеют куполообразную (штокообразную) форму тел, неслоистые. По периферии тела коралловых известняков переходят 1 в слоистые органогенно-обломочные известняки.

Коралловые известняки состоят из зернистого, иногда волокнистого кальцита, молодые известняки часто пористые и каверноз-[ ные, древние нередко перекристаллизованные и массивные.

Коралловые (рифовые) известняки широко развиты в карбоне и перми Приуралья, Донбасса, в девоне Канады и других регионах. Гора Ай-Петри в Крыму — рифовый массив (юрские отложения). Современные барьерные рифы имеют мощность сотни метров, а на атоллах постройки кораллов достигают 1000 м и еще большей мощности. Они представляют собой пласты пористых и каверноз­ных известняков, чередующихся с рыхлым несцементированным материалом, и сложены кораллами, остатками кораллиновых водо­рослей (литотамний) с примесью раковин моллюсков, иглокожих бентосных фораминифер, зеленых водорослей халимед и др. Кораллы и халимеды состоят из арагонита, кораллиновые водоросли из высокомагнезиального кальцита, моллюски и иглокожие — из кальцита и арагонита (частично), фораминиферы — из кальцита и высокомагнезиального кальцита. Все это сцементировано высоко­магнезиальным кальцитом и арагонитом.

Разрушение рифов волнами дает массу обломочного материала — обломки кораллов, водорослей, моллюсков, халимед и др., из которых сложены пляжи. Сильные штормы на рифах и атоллах взламывают коралловые постройки и образуют нагромождение крупных обломков (размера гальки и валунов) на периферии атоллов и рифов. Пески пляжей и грубый материал цементируются арагонитом и высокомагнезиальным кальцитом (осаждение из мор­ских и поровых вод) — возникают так называемые пляжевые по­роды (бич-рок) и рифовые породы (риф-рок).

Особый тип известняков представляют онколитовые и строматолитовые известняки. Строматолиты — продукт жизнедеятельности синезеленых водорослей. Они представлены округлыми и овальными уплощенными образованиями разного размера, часто крупные (десятки см) и сложены кальцитом, иногда высоко­магнезиальным кальцитом с примесью обломочного (обычно карбонатного) материала. Онколиты отличаются от строматолитов тем, что не прикреплены к основанию и могли перекатываться во время образования. Классическим примером подобного рода пород являются известняки девона Канниг бассейна в Австралии, строматолитовые известняки протерозоя Сибири и др.

К биогенным известнякам принадлежит белый пишущий мел — белая сравнительно мягкая порода (в сухом состоянии твердая) с высокой пористостью (до 50%). Мел состоит более чем на 3/4 из остатков кокколитофорид и их фрагментов и мелких фораминифер (несколько процентов). В небольшом количестве встре­чаются другие органические остатки — раковины пелеципод, гастропод, цефалопод, брахиопод, панцири морских ежей, трубочки червей и др. В мелу имеется также пелитоморфный кальцит (микрит), который в какой-то мере играет роль цемента, возможно, хемогенного образования. При пропитывании мела водой или трансформа­торным маслом в нем выявляются скрытые текстуры — ихнитовые, обусловленные массовым развитием ходов илоедов, жилистые, брекчиевидные и др.

Водорослевые известняки состоят из тел известковых водорослей (синезеленых и зеленых). Это нитевидные, трубчатые и овальные изобразования, сложенные пелитоморфным кальцитом. Промежутки между телами водорослей заполнены пелитоморфным и зернистым кальцитом. В палеозое широко распространены водорослевые известняки из остатков кальцифиллиума, донетцеллы и других водорослей. Водорослевые известняки — плотные серые породы, макроскопически зернистые на изломе; остатки водорослей не видны.

Копрогенные известняки сложены из овальных комочков пелитоморфного или микрозернистого кальцита, сцементированных каль­цитом, иногда с примесью доломита. Аналогами таких известняков в современных осадках являются пеллетовые илы банок и лагун.

Хемогенные известняки. Они представлены микрозернистыми и пелитоморфным и, оолитовыми и псевдооолитовыми разностями. Пелитоморфные известняки состоят из зерен кальцита диаметром <0,005 мм, форма зерен неправильная—лапчатая. В шлифе нормальной толщины зерна обычно лежат в несколько слоев.

Макроскопически это плотные, афанитовые известняки с рако­вистым изломом и различной окраской — от светлой до темной. Оолитовые и псевдооолитовые известняки состоят из зерен кон­центрического или радиально-лучистого строения или сферических образований, лишенных таких структур (псевдооолиты). Оолиты имеют размеры от долей миллиметра до нескольких миллиметров. Количество их в породах изменчиво: в одних оолиты преобладают над цементом, в других — наоборот.

Образование оолитовых известняков происходит в зоне литора­ли в период седиментогенеза, в осадке — в период диагенеза. Цент­рами кристаллизации или обрастания являются обломки карбонат­ных раковин, кварца, полевых шпатов.

К карбонатным породам химического происхождения принадле­жат также известковые туфы, образующиеся на выходах минераль­ных источников. Это пористые образования натечного сложения с пелитоморфной или микрозернистой структурой. Окрашены туфы обычно в желтовато-серые и буроватые тона, иногда светлые, почти белые.

Измененные — перекристаллизованные известняки могут возни­кать из известняков самого различного происхождения. Перекрис­таллизация известняков происходит при процессах катагенеза и метагенеза. В результате образуются кристаллически-зернистые и мраморизованные известняки с зернами разного размера: микро-зернистые (0,005—0,05 мм), мелкозернистые (0,05—0,25 мм), среднезердистые (0,25—0,5 мм), крупнозернистые (0,5—I мм) и грубо-I зернистые с размером зерен более 1 мм. В мраморизованных известняках присутствуют кристаллы кальцита величиной до не­скольких сантиметров.

Если перекристаллизация происходила под давлением стресса, кристаллы кальцита обнаруживают следы деформаций (механическое двойникование, изгиб и течение).

Кристаллически-зернистые и мраморизованные известняки залетают среди сильно измененных осадочных пород (главным образом в геосинклиналях).

В карбонатных породах обычно присутствуют конкреции кремнезема, барита, пирита. Кремневые конкреции широко распростра­нены в палеозойских известняках Русской платформы и Донбасса, в мелу, палеогеновых и неогеновых известняках.

44. Текстуры осадочных пород. понятие. Группа текстур.

См. вопрос 24