Петрография осадочных пород

С т р у к т у р ы о с а д о ч н ы х пород. Структура преимущественно микроскопический признак; наблюдается главным образом в шлифах под микроскопом. И только в некоторых случаях в псефитовых и псаммитовых породах (благодаря большому размеру частиц) структура становится макроскопическим признаком.

В обломочных породах по размеру частиц выделяются следующие структуры.

Псефитовая -- диаметр зерен > 1 мм.

Псефо-псаммитовая -- присутствуют зерна размером больше и меньше 1 мм.

Псаммитовая крупнозернистая -- диаметр зерен 1--0,5 мм

Псаммитовая среднезернистая -- диаметр зерен 0,5--0,25 мм.

Псаммитовая мелкозернистая -- диаметр зерен 0,24--0,05 мм (рис. 32).

Псаммо-алевритовая -- присутствуют зерна размером >0,05 мм и 0,05--0,005 мм.

Псаммо-пелитовая -- присутствуют зерна 0,005--0,05 мм и <0,005 мм.

Алевритовая грубая--диаметр зерен 0,05--0,01 мм (рис. 33).

Алевритовая тонкая -- диаметр зерен 0,01--0,005 мм.

Алевро-пелитовая -- присутствуют зерна размером 0,05-- 0,005 мм и <0,005 мм (рис. 35).

Пелитовая грубая -- диаметр частиц 0,005--0,001 мм (рис. 34).

Пелитовая тонкая -- диаметр частиц <0,001 мм.

Отдельность осадочных пород. Отдельность -- это способность породы на поверхности земли раскалываться по определенным направлениям, образуя куски различной формы и размера, так называемые формы отдельности.

Осадочные породы пользуются широким распространением на нашей планете. Почти три четверти поверхности суши покрыты ими и современными осадками. Последние выстилают дно Мирового океана и водных бассейнов суши.

Осадочную оболочку земли называют стратисферой (слоистая сфера). Средняя мощность ее около 4 км, максимальная -- до 20--25 км (в геосинклиналях), минимальная -- равна нулю (на древних щитах, где развиты метаморфические и магматические породы).

Роль различных типов пород в стратисфере оценивается различно.

Однако все исследователи приходят к единому выводу, что наиболее распространенными породами являются глинистые, затем следуют песчаные и далее все остальные. Роль различных типов пород в настоящее время уточняется. Это касается главным образом карбонатных пород.

По старым данным (до 1924 г.) карбонатные породы составляют около 6% от всего объема стратисферы, по новым-- 15-- 30%.

6. ОБЛОМОЧНЫЕ И ГЛИНИСТЫЕ ПОРОДЫ

Обломочные породы

Классификация обломочных пород. Классификация обломочных пород основана на их структуре -- размере частиц, наличии цемента и минералогическом составе.

По структуре выделяются грубообломочные -- псефитовые (диаметр частиц >1 мм), песчаные -- псаммитовые (диаметр частиц 1--0,05 мм), пылеватые -- алевритовые (диаметр частиц 0,05--0,005 мм) и глинистые -- пелитовые породы (диаметр частиц <0,005 мм) (табл. 24). Наряду с этой классификацией

среди геологов получила распространение другая, в которой граница между пылеватыми и песчаными частицами проводится по 0,1 мм, а между пылеватыми и глинистыми частицами -- по 0,01 мм (табл. 25).

Обоснование избранных нами границ дано в табл. 26.

Г р у б о о б л о м о ч н ы е п о р о д ы -- п с е ф и т ы . К псефитам относятся различные рыхлые (гравий, галька, щебень) и сцементированные (конгломераты, брекчии) продукты физического выветривания.

Структуры грубообломочных пород псефитовые и псаммопсефитовые с различной структурой цемента. Цемент может быть известковым, кремнистым, железистым, фосфатным, глинистым, песчаным.

Текстуры грубообломочных пород слоистые (часто косо и диагонально слоистые) и неслоистые.

Грубообломочные породы залегают в виде слоев, пластов, линз различной мощности.

Галечники и конгломераты образуются в морях и озерах, в речных долинах, в результате перемыва морены, в области предгорий, иногда благодаря деятельности ветра.

Морские галечники и конгломераты образуются в области прибоя, в дельтах и в местах развития сильных донных течений.

Галька в морских осадках обычно хорошо окатана и рассортирована по размеру. Размер частиц --от валунов до мелкой гальки и гравия.

Не имея возможности подробно описывать многочисленные генетические типы брекчий, ограничимся их перечислением (по Наливкину, 1956).

I. Обломочные брекчии и щебенистые отложения: 1) наземные -- осыпей, потоков, обвалов и оплывин, ледниковые, выветривания, пещер и подземных обвалов; 2) озерные -- прибоя, обвалов, потоков, подводных оползней, костяные; 3) морские -- прибоя, обвалов, потоков, донных течений, подводных оползней, костяные, усыхания, рифовые.

II. Вулканические брекчии и щебенистые отложения: 1) извержений (взрывов), лавовых потоков, интрузий.

III. Сопочные брекчии и щебень: 1) брекчии жерл, потоков грязи.

IV. Тектонические брекчии: 1) брекчии трения, складок, соляных куполов.

V. Химические брекчии: 1) брекчии доломитизации, гидратации, почвообразования.

VI. Литогенетические брекчии: 1) брекчии уплотнения, сотрясения, замерзания.

Распространение и практическое применение грубообломочных пород. Грубообломочные породы встречаются в отложениях самого разного возраста. Обычно они образуются вблизи горных сооружений во время их интенсивного поднятия. Месторождения галечников и щебня широко распространены в горных местностях и на берегах морей и озер. Конгломераты и брекчии встречаются во многих молодых и древних породах. Галька и Щебень применяются как балластный материал и для приготовления бетона. Некоторые разности брекчий используют как декоративный камень. Конгломераты и брекчии с прочным цементом применяют для мощения дорог и как бутовый камень.

П е с ч а н ы е п о р о д ы -- п с а м м и т ы . К песчаным породам относятся различные пески и песчаники. Породообразующими минералами песков и песчаников являются кварц, полевые шпаты, слюды, обломки горных пород и глауконит : Второстепенные и акцессорные минералы представлены чаще всего магнетитом, ильменитом, гранатом, цирконом, турмалином, рутилом. В химическом отношении песчаные породы характеризуются высоким содержанием кремнезема, иногда повышенным количеством глинозема и железа (табл. 27 и 28).

В составе мономинеральных и многих олигомиктовых пород обычно преобладает кварц (до 80--99%)--полтавские пески и песчаники неогена Украины, современные пески аллювия Днепра и северного берега Азовского моря и др. Мономинеральные и олигомиктовые породы другого состава встречаются значительно реже. Как пример подобного рода пород можно назвать некоторые песчаники карбона Прибалхашья, содержащие до 80--97% полевых шпатов, песчаник из с. Глинск, Львовской области, содержащий до 90% глауконита. Аркозами, или аркозовыми песчаниками, называют песчаные породы, состоящие из кварца, полевых шпатов и слюды. Они представляют собой продукты разрушения гранитов и гнейсов.

Содержание полевых шпатов в аркозах более 20%, присутствуют также обломки пород (небольшое количество) и цемент, который обычно представлен гидрослюдой, каолинитом или карбонатами.

Граувакками первоначально называли песчаники, состоящие из обломков основных изверженных пород, имеющие крупный размер частиц и плохую сортировку материала. Такие представления сохранились и у ряда современных авторов. Американские исследователи под граувакками понимают песчаники, содержащие помимо кварца и полевых шпатов значительное количество обломков горных пород независимо от их состава, а также значительное количество глины (см. выше вакки). Термин граувакка заметно эволюционировал, и в настоящее время под грауваккой следует понимать песчаники, содержащие кварц, полевые шпаты, слюды, обломки различных горных пород и цементирующее вещество. Обломков горных пород содержится не менее 20%, цементом служит глина и продукты изменения обломочных зерен: серицит, хлорит, цеолиты и др.

Переходные породы между аркозами и граувакками представляют собой литоидные (или литические) аркозы, или полевошпатовые граувакки (субграувакки американских авторов). Песчаные породы, в составе которых все три компонента (обломки пород, кварц и полевой шпат) содержатся в количестве более 20%, относятся к смешанным и могут быть названы аркозо-граувакками.

Структуры песчаных пород -- псаммитовые, псаммо-псефитовые, псаммо-алевритовые, псаммо-пелитовые. В измененных и метаморфизованных песчаниках наблюдаются мозаичные конформно-регенерационные, стилолитовые, шиловидные и бластопсаммитовые структуры.

Текстуры -- слоистые: косо и диагонально-слоистые, волнистые, горизонтально-слоистые.

Кварцевые песчаники обычно светлые, белые, редко темные (с магнетитом или органическим веществом), бурые и краснобурые (с железистым цементом), полевошпатовые и аркозовые -розовые и красные, граувакковые -- зеленовато-серые, темно-серые, до черных; глауконитовые песчаники окрашены в зеленые тона.

Песчаные породы образуются в различных условиях. Ниже дается краткая характеристика основных генетических типов песчаных пород.

П ы л е в а т ы е п о р о д ы -- а л е в р и т ы . Это различные рыхлые образования (лёссы, илы) и сцементированные породы (алевролиты). Аллотигенные минералы пылеватых пород представлены кварцем, полевыми шпатами, слюдами и глауконитом.

Цемент -- глинистыми, карбонатными, железистыми и кремнистыми минералами, реже хлоритами, цеолитами, фосфатами и сульфатами.

По внешнему виду и окраске пылеватые породы весьма разнообразны и часто похожи на песчаные. Зернистость в пылеватых породах различима обычно только в лупу, образуются они в морях, озерах, в речных долинах, на склонах (делювий) и особенно часто эоловым путем.

Рыхлые алевритовые породы широко развиты среди современных отложений -- различные водные илы (морские, озерные) Сцементированные алевритовые породы -- алевролиты--- широко развиты среди отложений геологического прошлого.

Алевролиты -- плотные сцементированные породы. По внешнему виду и окраске они весьма разнообразны: серые, темно-серые, бурые, красные, зеленовато-серые, пестрые и т. п., часто тонкослоисты или плитчаты (раскалываются на плитки), реже однородны, обычно переслаиваются с песчаными или глинистыми породами.

Алевролиты широко распространены среди древних палеозойских отложений, встречаются также среди мезозойских к третичных отложений различных областей.

В угленосной толще среднего карбона Донбасса описаны так называемые алевролиты переслаивания -- переслаиваются тонкие слойки алевритового и глинистого материала (отложения ваттов). Распространение и практическое применение пылеватых пород.

Пылеватые породы пользуются широким распространением в отложениях самого различного возраста и генезиса. Они являются обычными компонентами различных терригенных формаций. Практическое значение их также достаточно велико. Лёсс и лёссовидные породы широко применяются для изготовления самана и кирпича. Алевролиты с прочным цементом используют как камень для мощения дорог и строительства зданий.

О б л о м о ч н ы е породы с м е ш а н н о г о с о с т а в а (песчано-алеврито-глинистые). Между песком и глиной существует целый ряд переходных пород с переменным содержанием песчаного, алевритового и глинистого материала. Эти породы получили название суглинков и супесей. Они состоят из песчаных, алевритовых и глинистых частиц, благодаря сцеплению между частицами и некоторой цементации держатся в куске, т. е. представляют собой связные породы. Классификация смешанных пород основана на содержании песка, алеврита и глины, а также на свойстве пластичности (числе пластичности; табл. 29).

Глинистые породы

К глинистым породам относятся различные глины, аргиллиты, глинистые сланцы и некоторые другие. Они составляют больше половины всех осадочных пород стратисферы и имеют большое значение для человека.

Классификация глинистых пород основана на их свойствах, генезисе и минеральном составе. Среди глинистых пород выделяются две подгруппы.

/ подгруппа -- глины -- связные породы, держатся в куске благодаря межмолекулярным силам и сцеплению между тончайшими частицами, имеют высокую пористость, достигающую 50 и даже 60%. Глины обладают свойством пластичности: порошок глины, замешанный с водой, образует вязкое тесто, способное формоваться и сохранять приданную ему форму. Обожженное в огне тесто приобретает каменистую твердость и крепость. Это свойство используется при изготовлении из глин различных изделий: фарфора, фаянса и другой керамики.

// подгруппа -- аргиллиты и глинистые сланцы -- сцементированные и метаморфизованные породы, плотные, с незначительной пористостью (несколько или 1--2%), плохо размокающие или не размокающие в воде и не обладающие пластичностью.

Главными в глинистых породах являются глинистые минералы группы каолияита, гидрослюд, монтмориллонита и смешанно-слойные образования, обнаруженные в последнее время во многих глинах и глинистых породах.

Наряду с глинистыми минералами важными компонентами некоторых глин являются хлориты, минералы группы палыгорскита и сепиолита, окислы и гидроокислы алюминия (гидраргиллит), а также глауконит и опал.

Второстепенные минералы представлены кварцем, халцедоном, слюдами, полевыми шпатами.

В химическом отношении глинистые породы отличаются высоким содержанием глинозема (20--50%) и незначительным -- щелочей (3--5%) (табл. 31 и 32).

Структуры глинистых пород пелитовые, алевропелитовые, псаммопелитовые. В зависимости от расположения и формы частиц, а также учитывая другие признаки, можно различать такие структуры.

1. Ориентированные -- микрослоистая, микрослоисто-сланцеватая, сланцеватая.

2. Неориентированные -- беспорядочно-зернистая, хлопьевидная, ооидная, волокнистая, конгломератовидная, брекчиевидная.

7. ГЛИНОЗЕМИСТЫЕ, ЖЕЛЕЗИСТЫЕ, МАРГАНЦЕВЫЕ, ФОСФАТНЫЕ И КРЕМНИСТЫЕ ПОРОДЫ

Глиноземистые породы -- аллиты Состав, строение и классификация аллитов.

К глиноземистым породам относятся латериты и бокситы. Латериты -- продукты глубокого выветривания кристаллических пород (кора выветривания), бокситы бывают остаточными или латеритными, осадочными платформенными и осадочными геосинклинальными.

Залегают они в виде пластов, пластообразных залежей, линз, гнезд среди карбонатных, обломочных и глинистых пород.

Классификация глиноземистых пород основана на генетическом, минералогическом и текстурно-структурных признаках (табл. 33).

Железистые породы

Состав, структуры и классификация железистых пород. К железистым породам относятся железные руды осадочного генезиса окисные, карбонатные, силикатные и различные железистые образования--оргшейны, орзанды и т. п., а также россыпи песков, богатые железистыми минералами. Они залегают в виде ,пластов, пропластов, прослоев, линз, гнезд и в виде образований неправильной формы (кора выветривания). Классификация железистых пород основана на генезисе, минеральном составе и текстурно-структурных признаках (табл. 36).

Главные минералы железистых пород -- лимонит, гетит, гидрогетит, гематит, гидрогематит, лепидокрокит, магнетит, сидерит, пистомезит, сидероплезит, анкерит, тюрингит, шамозит, вивианит, керчинит, окислы и гидроокислы марганца, сульфиды железа; второстепенные--кальцит, глауконит, хлориты, глинистые минералы и терригенные примеси--кварц, полевые шпаты, слюды и др. (табл.37).

Марганцевые породы

Состав, структуры и классификация марганцевых пород. К марганцевым породам принадлежат различные осадочные образования морского, лагунного и континентального происхождения (озерные руды, руды коры выветривания), содержащие, как правило, более 10% окиси марганца. Классификация марганцевых пород основана на генезисе и минералогическом составе. Среди них выделяются по генезису хемобиогенные и хемогенные разности и по минеральному составу -- окисные и карбонатные (табл. 38).

Главные минералы марганцевых пород -- окислы и гидроокислы маргаица--,манганит, пиролюзит, псиломелан, или вад, и другие; карбонаты марганца -- манганокальцит, родохрозит и др. Кроме минералов марганца в виде второстепенной составной части присутствуют глауконит, опал, халцедон, окислы и гидроокислы железа, глинистые минералы, кальцит, анкерит, сидерит и терригенные примеси (см. табл. 37).

Фосфатные породы

Состав, структура и классификация фосфатных пород. К фосфатным породам относятся различные осадочные образования морского и наземного происхождения: пластовые, конкреционно-желваковые фосфориты и костяные брекчии*.

Обычно к фосфатным относят породы, содержащие не менее 10% Р2О5.

Кремнистые породы -- силициты

Состав, структуры и классификация кремнистых пород. К кремнистым породам относятся различные осадочные образования целиком или частично сложенные кремнеземом хемогенного или хемобиогенного происхождения и скелетами кремлевых организмов. Они залегают в виде пластов, прослоев, конкреций и конкреционных образований, иногда образуют натеки, корки и т. п. Классификация кремнистых пород основана на генезисе и минеральном составе.

8. КАРБОНАТНЫЕ ПОРОДЫ И СОЛИ

Карбонатные породы

Состав, структуры и классификация карбонатных пород. К карбонатным .породам относятся различные известняки, мел, известковые туфы, доломиты и ,породы смешанного состава.

Залегают они в виде пластов, иногда образуя толщи в сотни и тысячи метров, линз, конкреций, сложены, главным образом, минералами группы кальцита или скелетами известковых организмов.

(Классификация карбонатных пород основана на генезисе и минеральном составе .) По генезису выделяются обломочные, биогенные и хемогенные 'породы, по минеральному составу- кальцитовые, доломитовые и смешанного состава. Основная масса некоторых карбонатных пород почти 'полностью перекристаллизована и установить условия их образования не представляется возможным (табл. 44) .

Главные породообразующие минералы карбонатных пород -- кальцит, доломит, редко арагонит, анкерит, железисто-магнезиальные карбонаты. (В породах смешанного состава важными компонентами становятся ангидрит, гипс, опал, халцедон, кварц.

В некоторых карбонатных породах в заметных количествах присутствует глауконит, органическое углистое и битуминозное вещество, сульфиды железа и тяжелых металлов. Многие карбонатные породы обогащены различными терригенными примесями.

Глинистые минералы представлены гидрослюдами и монтмориллонитом. Довольно часто отмечаются новообразования полевых шпатор. Среди акцессорных минералов следует упомянуть специфические для карбонатных пород-- барит, целестин, флюорит.

Важнейшими породообразующими организмами карбонатных пород являются простейшие (главным образом фораминиферы), мшанки, кораллы, криноидеи, брахиоподы, моллюски, остра коды и различные известковые водоросли. О химическом составе карбонатных пород некоторое представление дает табл. 45.

Структуры карбонатных пород: обломочные, по размеру зерен псефитовые (>1 мм) и псаммитовые (1--0,05 мм), органогенные (цельнораковинные и детритовые), органогенно-обломочные, микрозернистые (0,05--0,005 мм), пелитоморфные (<0,005 мм), кристаллически-зернистые с крупными зернами (обычно >0,05 мм), оолитовые, псевдоолитовые, пизолитовые.

Текстуры карбонатныхпород: слоистые (тонко- и толстослоистые), пятнистые, комковатые, оолитовые, пизолитовые, конгломератовидные, стилолитовые. В перекристаллизованных породах массивные.

Формы отдельностей плитчатые, параллелепипедные, оскольчатые и др. Известковые (кальцитовые) породы. О б л о м о ч н ы е извест н я к и состоят из обломков карбонатных пород (известняков) и известняковых организмов. Обломки имеют разную форму и размеры и в большинстве случаев подверглись механической обработке, т. е. в той или иной мере окатаны. В зависимости от формы и размера обломков выделяются конгломератовидные и брекчиевидные известняки (размер обломков > 1 мм) и «известняковые песчаники» (1--0,05 мм).

Б и о г е н н ы е и з в е с т н я к и составляют большую часть известных нам известняков, состоят из остатков организмов, представленных целыми раковинами или раковинным детритом, не несущим следов механической обработки. В зависимости от характера остатков и типов организмов различают ракушечники, (цельнораковинные)--фораминиферовые, лелециподовые, брахиоподовые, криноидные и др. -- и органогенно-детритовые (из раковинного детрита) -- фораминиферовые, пелециподовые и т. п. Часто встречаются известняки смешанного состава, например фораминиферо-водорослевые, фораминиферо-водорослево-криноидные и др.

К биогенным известнякам принадлежит белый пишущий мел -- белая мягкая порода с высокой пористостью (до 50%), обладающая связностью (держится в куске), в сухом состоянии довольно прочная.

Х е м о г е н н ы е и з в е с т н я к и представлены микрозернистыми и пелитоморфными, оолитовыми и псевдоолитовыми 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.

Образование оолитовых известняков происходит в зоне литорали в период седиментогенеза, в осадке в период диагенеза.

Центрами кристаллизации или обрастания являются обломки карбона. Доломитовые породы. Доломитом называют породу, состоящую из минерала доломита (>95%'). Обычно она содержит примесь кальцита, реже пирита, халцедона, кварца, органического вещества. В некоторых доломитах встречаются вкрапления ангидрита, гипса и сульфидов свинца и цинка. В шлифах доломитов часто наблюдается значительное количество правильных ромбоэдрических кристаллов доломита (зернистые и микрозернистые доломиты).

По макроскопическому облику доломиты напоминают известняки.

Отличие заключается в различной реакции с HCl. Известняки с холодной HCl бурно вскипают, доломиты нет. Если доломитовую породу истереть в тонкий порошок, последний будет вскипать с холодной НС], но слабее, чем известняк.

Обломочные доломиты. Среди обломочных доломитов различают конгломераты, брекчии, конгломерато-брекчии и породы с меньшим размером зерна, вплоть до песчаного (1--0,05 мм).

Состоят они из окатанных или угловатых обломков доломита, сцементированных доломитовым или кальцитовым цементом.

Содержат примесь терригенного материала.

Обломочные доломиты встречаются среди мощных доломитовых толщ в виде прослоев, линз, иногда пластов и представляют собой результат перемыва этих толщ в условиях пляжевого мелководья.

Брекчии иногда имеют химическое происхождение -- брекчии выветривания на доломитовых породах (пермь Донбасса и др.).

Доломиты с органогенной структурой характеризуются наличием более или менее различимых органических остатков. Последние сложены пелитоморфным доломитом и сцементированы пелитоморфным или зернистым доломитом. В цементе может тов (раковин) кварца, полевых шпатов и др.

Хемогенные доломиты -- это микрозернистые и пелитоморфные, лишенные органических остатков, однородные доломитовые ,породы, доломиты с ангидритом ;и гипсом и оолитовые доломиты.

Пелитоморфные доломиты -- плотные, однородные породы с пелитоморфной структурой. Обычно они лишены терригенных примесей, реже содержат глинистые примеси или тонкие прослойки гидрослюднстых и монтмориллонитовых глин, не содержат органических остатков.

Оолитовые доломиты состоят из концентрических и радиальтю-лучистых оолитов, сцементированных пелитоморфным и зернистым доломитом. Иногда содержат остатки морской фауны (криноиды, моллюски).

Карбонатные породы смешанного состава -- доломитовые известняки (5--50% доломита), известковые доломиты (50--95% доломита), анкеритизированные известняки (от нескольких до 30--50% анкерита), образуются путем доломитизации (анкеритизации) известкового ила, реже известняков. Иногда породы подобного типа возникают путем раздоломичивания доломитов при процессах выветривания.

Макроскопически переходные породы трудно отличить от доломитов и известняков. Для достоверного определения состава необходим химический анализ, изучение в шлифах и иммерсии с применением реакций окрашивания и термический анализ.

Встречаются они в толщах известняков и доломитов в виде пластообразных и неправильной формы тел небольшой мощности.

К карбонатным породам смешанного состава относятся также углистые и кремнистые известняки и доломиты, а также глинистые известняки -- мергели.

Кремнистые известняки содержат до 50% кремнезема. Это породы высокой прочности, часто содержат макроскопически заметные выделения кремнезема (инкрустации в порах и кавернах, конкреции). При -более высоком содержании кремнезема (от 50 до 95%) кремнистые известняки переходят в известковые силициты.

Углистые известняки содержат до 50% углистого материала и обычно встречаются в ассоциации с угольными пластами. Окрашены они в черные тона с отпечатками растений и обугленными растительными остатками, чем отличаются от других карбонатных пород. При содержании углистого материала от 50 до 75% они называются известковыми углями. Встречаются в угленосных толщах, породы редкие и не имеют практического значения.

Мергели -- тонкозернистые мягкие, реже твердые камневидные породы, окрашенные в белые, желтовато-серые, зеленовато-серые, редко темные тона.

Мергели употребляются для изготовления цемента. Особенно ценны так называемые цементные мергели, содержащие три четверти карбоната кальция и одну четверть глинистых примесей.

Происхождение и распространение карбонатных пород. И зв е с т н я к и о б л о м о ч н ы е образуются в результате разрушения и перемыва более древних известняков и механической обработки скелетов известковых организмов. Обломки пород и раковин подвергаются интенсивной механической обработке в полосе прибоя, в зоне волнения и приливно-отливных течений (литораль и сублитораль), в потоках и в той или иной степени окатаны. Раковины измельчаются также илоедами. Таким путем образуется большая часть мелководных карбонатных осадков современных морей.

При захоронении обломков вблизи источников сноса без заметной механической обработки образуются брекчии.

Известняки, возникшие в результате механической обработки раковин, называются органогенно-обломочными.

И з в е с т н я к и б и о г е н н ы е представляют собой продукты жизнедеятельности животных и растений. Среди них различают биогермы -- прижизненные скопления прикрепленных организмов, находящихся в положении роста, и биоценозы -- прижизненное скопление организмов, обитающих вместе на определенном участке дна бассейна.

П р о и с х о ж д е н и е д о л о м и т о в .

Относительно происхождения доломитов существуют самые различные точки зрения.

Одни исследователи утверждают, что доломиты образуются чисто хемогенным путем (непосредственно садка Ca, Mg(C03 ) 2 из вод бассейна). Другие связывают их образование с концентрацией MgCO3 организмами (водоросли, криноидеи и др.). Третьи считают, что образование доломита происходит благодаря взаимодействию известкового осадка с солями морской воды (реакция Гайдингера с MgSO,», реакция Мариньяка с MgCl2 , реакция Татарского с углекислым аммонием). И, наконец, ряд исследователей утверждает, что доломиты образуются путем метасоматического замещения части CaCO3 , MgCO3 в известняках.

В настоящее время может считаться доказанным существование трех генетических типов доломитов.

1. Доломиты первичные -- седиментационные, образовавшиеся в результате непосредственной хемогенной садки из вод бассейна.

2. Доломиты, образовавшиеся в период диагенеза при воздействии морских и иловых вод на известковые и известково-доломитовые осадки.

3. Доломиты, возникшие путем метасоматоза во время катагенеза, метагенеза и гипергенеза (воздействие вод, обогащенных магнием, на известняковые породы -- так называемые эпигенетические доломиты)

Соляные породы, или соли

Состав, структуры и классификация солей. К соляным породам принадлежат различные осадочные образования, главным образом хемогенного происхождения, состоящие из минералов класса хлоридов, сульфатов и некоторых других. Они залегают в виде пластов, прослоев, линз различной мощности.

Иногда в результате тектонических движений соляные породы образуют купола, штоки и другие вторичные, постседиментационные формы залегания.

Классификация соляных пород основана на генетическом и минералогическом принципах. Выделяются хемогенные лагунные и озерные образования и континентальные -- почвенные. Соляные породы обломочного генезиса -- очень редкое явление (гипсовые пески некоторых пустынь, см. табл. 46).

Главные минералы соляных пород -- ангидрит, гипс, галит, сильвин, карналлит, полигалит, кизерит, лангбейнит, мирабилит, глауберит, тенардит, бишофит, астраханит, эпсомит, каинит.

Второстепенные- карбонаты (сода, магнезит, доломит), минералы бора (углексит, иниоит и др.), окислы и гидроокислы железа, сульфиды железа и других металлов, органическое вещество.

Соляные породы обычно содержат в различном количестве терригенные примеси, которые представлены, главным образом, глинистыми, реже алевритовыми и песчаными частицами.

О составе соляных пород некоторое представление дают табл. 47, 48.

С у л ь ф а т н ы е п о р о д ы . Ангидрит встречается в виде тонких прослоев, пластов и линз значительной мощности. Чаще всего зернистый, тонкозернистый голубовато-серого, реже белого и красноватого цвета. Вблизи поверхности земли подвергается гидратации и переходит в гипс с значительным увеличением объема и изменением текстуры и структуры. При этом в слоистых ангидритах возникает'мелкая складчатость -- плойчатость (плойчатые текстуры и гранобластовые и гетеробластовые структуры).

Ангидрит обычно переслаивается с гипсом, каменной солью и глиной, встречается он также в виде небольших пятен и включений в каменной соли.

Гипс наблюдается в тех же условиях, что и ангидрит, часто совместно с ангидритом. Это порода белого, серовато-белого цвета, кристаллически зернистая (тонко- мелко-, средне- и крупнозернистая), обычно слоистая (тонко или грубо), реже массивная.

Иногда встречается гипс, окрашенный в желтоватые и розоватые тона.

Х л о р и д н ы е п о р о д ы ( г а л о г е н ы ) . Каменная соль сложена галитом, в виде примеси содержит небольшое количество других хлористых и сернокислых солей, ангидрита, окислов железа и терригенных частиц. Она бесцветна или окрашена в сероватые и беловато-серые и красные тона. Изредка встречается синяя соль. Серая окраска связана с примесью ангидрита и терригенных частиц, красная -- гематита, синяя -- с рассеянным в галите металлическим натрием. Кристаллы галита содержат включения жидкости и газов.

Обычно каменная соль имеет тонкую слоистость, представляющую результат изменения условий осаждения (сезонные), кристаллически зернистую структуру, часто крупно- и грубозернистую (см. кристаллы соли).

Вторичные образования галита в зоне выветривания и в шахтах так же, как и гипса, весьма многообразны.

Карналлитовая порода состоит на 50--80% из минерала карналлита и 20--50% галита с небольшим количеством ангидрита, глинистых и других примесей. Окрашена в оранжево-красные и красные тона, окраска пятнистая. Благодаря высокой гигроскопичности карналлита поверхность породы влажная. При проведении по поверхности породы стальной иглой слышно характерное потрескивание.

В виде включений в карналлите встречаются газообразные углеводороды и остатки солеобразующей рапы.

Сильвиновая порода состоит из галита (25--60%) и сильвина (15--40%), содержит также небольшое количество ангидрита, глины и других примесей.

Сильвиновая порода обычно именуется сильвинитом, и это *название в противоположность другим (карналлитит, гипсит) получило широкое признание. Цвет ее белый, молочно-белый, ,красно-бурый, красный. Молочно-белая окраска связана с многочисленными пузырьками газа и жидкости (так же, как в .молочно-замутненном гидротермальном кварце).

Сильвиновая порода имеет тонкую слоистость благодаря чередованию слоев сильвина, галита и глинистого ангидрита.

П о р о д ы с м е ш а н н о г о с о с т а в а . Каинитовая порода состоит из каинита (40--70%), галита (30--60%) и других соляных минералов, содержащихся в небольшом количестве (полнгалит, кизерит, лангбейнит, карналлит).

Глауберитовая порода -- желтовато-бурого и бурого цвета, реже серого, кристаллически зернистая (от тонко- до крупнозернистой), состоит из глауберита (50--90%), галита (1--50%), карбонатов (3--12%), нерастворимого в HCl остатка (2--15%).

Иногда в парагенезисе с глауберитом и галитом встречается также ангидрит. При выветривании на поверхности земли глауберит переходит в мирабилит и гипс.

В настоящее время широко применяется так называемый демпферный гипс -- гипс, обработанный перегретым паром. Из него изготовляют различного рода строительные детали, отличающиеся очень высокой прочностью, -- балки, панели стен и т. п.

Ангидрит применяется для изготовления цементов, каменная соль -- в химической промышленности и металлургии, а также при приготовлении пищи. Калийные соли используются как агрономические руды, карналлит является основной рудой на Mg.

Сульфат натрия широко применяется в стекольной, химической и других отраслях промышленности.

ЛИТЕРАТУРА

1. А в д у с и н А.П. Глинистые осадочные породы. M., 1953.

2. Б а т у р и н В.М. Палеогеография по терригенным компонентам. M., 1937.

3. Б а т у р и н В.П. Петрографический анализ геологического прошлого по терригенным компонентам. M., 1947.

4. В и к у л о в а М.Ф., редактор. Методическое руководство по петрографо-минералогическому изучению глин. M., 1957.

5. Г е к к е р Р.Ф. Введение в палеоэкологию. М „ 1957.

6. Л о г в и н е н к о Н.В. Введение в методику исследования осадочных пород. Изд. ХГУ, 1957.

7. Л о г в и н е н к о Н.В. Основы методики исследования осадочных пород. Изд. ХГУ, 1962.

8. H а л и в к и н Д.В. Учение о фациях. Т. I и I I . M., 1956.

9. П р е о б р а ж е н с к и й И.А., С а р к и с я н С.Г. Минеоалы осадочных пород. M., 1954.

10. П у с т о в а л о в Л.В. Петрография осадочных пород. Т. I и I I . M., 1940.

11. Р у х и н Л.Б. Основы литологии. Л., 1961.

12. Р у х и н Л.Б., редактор. Справочное руководство по петрографии осадочных пород. Т. I и I I . Л . , 1958.

13. С т р а х о в Н.M., редактор. Методы изучения осадочных пород. Т. I и I I . M., 1957.

14. С т р а х о в Н.M., редактор. Образование осадков в современных водоемах. M., 1956.

15. С т р а х о в Н.М. Основы теории литогенеза. Т. I и I I . M., 1960, Т. I I I , M., 1962.

16. Т а т а р с к и й В.Б. Кристаллооптика и иммерсионный метод определения вещества. 2-е изд. M., 1965.

17. Т в е н х о ф е л У.X. Учение об образовании осадков M., 1936.

18. Т е о д о р о в и ч Г.И. Аутигенные минералы осадочных пород, M., 1958.

19. Т е о д о р о в и ч Г.И. Учение об осадочных породах. M., 1958.

20. Ш в е ц о в М.С. Петрография осадочных пород. Изд. 111. M., 1958.

21. K r u m b e i n W.С. and P e t t i j o h n F. I. Mannual of Sedimentary Petrography. L., 1938.

22. M i l n e r H.B. Sedimentary Petrography. L., 1940.

23. P e t t i j o h n F.I . Sedimentary Rocks. N. I. 1957.

24. N i g g 1 i P. Gesteine Minerallagerstatten: Band I I Exogene gesteine und Minerallagerstatten. Basel. 1952.

Размещено на Allbest.ru