Структура карбонатных пород. Осадочные породы. Группа карбонатных пород. Классификация по происхождению

поиск по словарю

Скопируйте код и вставьте в свой блог:

ПОРОДА КАРБОНАТНАЯ - осад, п., состоящая более чем на 50% из одного или нескольких карбонатных м-лов; это - известняки, доломиты и переходные между ними разности. Ограниченно распространены сидеритовые, магнезитовые и анкеритовые осад. П. к., являющиеся уже рудами; они образуют наряду с брейнеритом, витеритом, родохрозитом, стронцианитом и олигонитом прослои, линзы и конкреции. Арагонит, слагающий скелеты и раковины многих организмов, или осаждающийся химически, малоустойчив и обычно отсутствует в древних П. к. П. к. часто содер. обломочный, пирокластический и хемогенный материал, глинистые и кремнистые м-лы, орг. остатки. Из аутогенных м-лов встречаются глауконит, кварц, халцедон, ангидрит, гипс, пирит, щелочные полевые шпаты и др. Происхождение П. к. различное: хемогенное, биогенное, механическое (обломочные известняки), метасоматическое, вторичное (перекристаллизация). П. к. относится, как правило, к образованиям скальным с жесткой связью между зернами, т. е. к твердым п. ; П. к. может быть плотной, пористой и трещиноватой; две последние разности выделяются в пористые и трещиноватые карбонатные коллекторы. Текстуры осад, п., в частности и П. к. (Теодорович, 1941), могут оцениваться для осад, образования в целом в зависимости от слоистости - ляпидотекстуры (слоистые, микро-, косо- и неслоистые) и для отдельных прослоев слоистых осад, образований (или неслоистых п. в целом) - стратитекстуры (беспорядочная, плоскопараллельные текстуры наслоения и роста, текстуры “течений”, “конус в конус” и др.). П. к. имеют разнообразные структуры, относящиеся к первичным и вторичным. По структурам П. к. можно подразделить на следующие тр. : 1) структурно однородные (из составных частей одного типа); 2) структурно более или менее однородные (из равномерно распределенных составных частей двух или более типов); 3) структурно неоднородные (из участков разных очертаний различной структуры). Приведем структурную классификацию известняков лишь для первых двух гр. Целесообразно пользоваться структурно-генетической классификацией, в которой основные гр. - генетические, а более мелкие - структурные. Имеются 4 основные генетические гр. известняков со следующими подгр. и типами (Теодорович, 1941, 1958, 1964): I. Явно органогенные или биогенные: А. Биоморфные: а) стереофитровые - твердо растущие (остова рифа, биостромные и т. п.); 6) гемистереофитровые (органогенно-желваковые); в) астереофитровые, накапливавшиеся первоначально в виде ила (фораминиферовые, остракодовые и др.). Б. Фрагментарные (спикуловые и т. п.). В. Биоморфно-детритусовые и детритусово-биоморфные): 1) стереофитровые; 2) астереофитровые. Г. Биодетритусовые и биошламмовые. II. Биохемогенные: А. Копролитовые. Б. и В. Комковатые и микрокомковатые (часто это продукты жизнедеятельности синезеленых водорослей). Г. Сгустковые. Д. Микрозернистые, микрослоистые (бактериальные). III. Хемогенные: А. Яснозернистые. Б. Микрозернистые. В. Оолитовые и т. п. Г. Хостереофитровые - корковые, инкрустационные и т. п. IV. Обломочные: А. Конгломератовые и брекчиевые. Б. Песчаниковые и алевролитовые. Наиболее детальная и обоснованная генетическая классификация известняков предложена Швецовым (1934, 1948). Известны многочисленные классификации П. к., учитывающие, кроме карбонатной части, количество присутствующего в них глинистого или обломочного материала (Ноинский, 1913; Вишняков, 1933; Пустовалов, 1940; Теодорович, 1958; Хворова, 1958; и др.). За рубежом распространена классификация Фолка (Folk, 1962). Для углубленного фациального анализа карбонатных отл., в особенности известняков, необходимо давать максимально дифференцированные количественные характеристики особенностей их состава (Марченко, 1962). Известняки и доломиты широко распространены в природе, менее развиты известково-доломитовые п. П. к. широко используются в промышленности (металлургической, хим., текстильной, бумажной, строительной и др.) и в сельском хозяйстве (удобрения). В. И. Марченко, О. И. Некрасова, Г. И. Теодорович.

Источник: Геологический словарь

ПОРОДА КАРБОНАТНАЯ - осад, п., состоящая более чем на 50% из одного или нескольких карбонатных м-лов; это - известняки, доломиты и переходные между ними разности. Ограниченно распространены сидеритовые, магнезитовые и анкеритовые осад. П. к., являющиеся уже рудами; они образуют наряду с брейнеритом, витеритом, родохрозитом, стронцианитом и олигонитом прослои, линзы и конкреции. Арагонит, слагающий скелеты и раковины многих организмов, или осаждающийся химически, малоустойчив и обычно отсутствует в древних П. к. П. к. часто содер. обломочный, пирокластический и хемогенный материал, глинистые и кремнистые м-лы, орг. остатки. Из аутогенных м-лов встречаются глауконит, кварц, халцедон, ангидрит, гипс, пирит, щелочные полевые шпаты и др. Происхождение П. к. различное: хемогенное, биогенное, механическое (обломочные известняки), метасоматическое, вторичное (перекристаллизация). П. к. относится, как правило, к образованиям скальным с жесткой связью между зернами, т. е. к твердым п. ; П. к. может быть плотной, пористой и трещиноватой; две последние разности выделяются в пористые и трещиноватые карбонатные коллекторы. Текстуры осад, п., в частности и П. к. (Теодорович, 1941), могут оцениваться для осад, образования в целом в зависимости от слоистости - (слоистые, микро-, косо- и неслоистые) и для отдельных прослоев слоистых осад, образований (или неслоистых п. в целом) - стратитекстуры (беспорядочная, плоскопараллельные текстуры наслоения и роста, текстуры “течений”, “конус в конус” и др.). П. к. имеют разнообразные структуры, относящиеся к первичным и вторичным. По структурам П. к. можно подразделить на следующие тр. : 1) структурно однородные (из составных частей одного типа); 2) структурно более или менее однородные (из равномерно распределенных составных частей двух или более типов); 3) структурно неоднородные (из участков разных очертаний различной структуры). Приведем структурную классификацию известняков лишь для первых двух гр. Целесообразно пользоваться структурно-генетической классификацией, в которой основные гр. - генетические, а более мелкие - структурные. Имеются 4 основные генетические гр. известняков со следующими подгр. и типами (Теодорович, 1941, 1958, 1964): I. Явно органогенные или биогенные: А. Биоморфные: а) стереофитровые - твердо растущие (остова рифа, биостромные и т. п.); 6) гемистереофитровые (органогенно-желваковые); в) астереофитровые, накапливавшиеся первоначально в виде ила (фораминиферовые, остракодовые и др.). Б. Фрагментарные (спикуловые и т. п.). В. Биоморфно-детритусовые и детритусово-биоморфные): 1) стереофитровые; 2) астереофитровые. Г. Биодетритусовые и биошламмовые. II. Биохемогенные: А. Копролитовые. Б. и В. Комковатые и микрокомковатые (часто это продукты жизнедеятельности синезеленых водорослей). Г. Сгустковые. Д. Микрозернистые, микрослоистые (бактериальные). III. Хемогенные: А. Яснозернистые. Б. Микрозернистые. В. Оолитовые и т. п. Г. Хостереофитровые - корковые, инкрустационные и т. п. IV. Обломочные: А. Конгломератовые и брекчиевые. Б. Песчаниковые и алевролитовые. Наиболее детальная и обоснованная генетическая классификация известняков предложена Швецовым (1934, 1948). Известны многочисленные классификации П. к., учитывающие, кроме карбонатной части, количество присутствующего в них глинистого или обломочного материала (Ноинский, 1913; Вишняков, 1933; Пустовалов, 1940; Теодорович, 1958; Хворова, 1958; и др.). За рубежом распространена классификация Фолка (Folk, 1962). Для углубленного фациального анализа карбонатных отл., в особенности известняков, необходимо давать максимально дифференцированные количественные характеристики особенностей их состава (Марченко, 1962). Известняки и доломиты широко распространены в природе, менее развиты известково-доломитовые п. П. к. широко используются в промышленности (металлургической, хим., текстильной, бумажной, строительной и др.) и в сельском хозяйстве (удобрения). В. И. Марченко, О. И. Некрасова, Г. И. Теодорович .

КАРБОНАТНЫЕ ПОРОДЫ (карбонатолиты), осадочные горные породы, более чем наполовину состоящие из минералов класса карбонатов природных (кальцита, арагонита, доломита, сидерита, магнезита, родохрозита, соды и др.). Главные карбонатные породы, образующие геологические формации (по убыванию распространённости): известняки, состоящие из природных карбонатов кальция - кальцита и арагонита; доломиты (или доломитолиты); сидериты (или сидеритолиты); магнезиты (или магнезитолиты). Родохрозитовые и содовые карбонатные породы, как правило, образуют геологические тела небольших размеров. Выделяют карбонатные породы смешанного состава. Наиболее часто встречаются биминеральные породы: известняки доломитистые (примеси доломита < 25%) и доломитовые (25-50%), а также доломиты известковистые (примеси кальцита < 25%) и известковые (25-50%). Триминеральные карбонатные породы редки. Известняки и конкреционные сидериты чаще, чем другие карбонатные породы, имеют глинистую примесь (0-50%). Сильно глинистые известняки (25-50% примеси глинистых минералов) именуют мергелями. В качестве примеси, главным образом в известняках, также присутствуют халцедон (в виде кремнёвых конкреций), кварцевый и другой песчаный материал.

Структуры карбонатных пород, определяемые способом их образования, самые разнообразные. По размеру слагающих зёрен различают карбонатные породы визуально зернистые - фанеромерные (яснозернистые) и визуально незернистые - криптомерные (пелитоморфные, состоящие из зёрен размером менее 0,05 мм, например писчий мел, мергели). Структуры как фанеромерных, так и криптомерных карбонатных пород (с приставкой микро-) разделяют на биоморфные (цельноскелетные и биокластовые), сфероагрегатные (сферолитовые, оолитовые, конкреционные), обломочные, кристаллические (или гранобластовые). Наиболее структурно разнообразны известняки. Карбонатные породы легко растворяются в соляной кислоте, в воде (особенно в холодной). Часто массивы карбонатных пород закарстованы (смотри Карст). Толщина известняковых формаций достигает 3-5 км, доломитовых - 1 км, магнезитовых - нескольких сотен м, сидеритовых - нескольких десятков м, родохрозитовых - 5-10 м.

Карбонатные породы полигенетичны. Их подразделяют на первичные, или седиментационные, и вторичные, или «преобразовательные». Первичные карбонатные породы образуются в результате биологической, химической или механической аккумуляции природных карбонатов, главным образом из воды (в океанах критическая глубина карбонатонакопления около 4500 м). Биогенные карбонатные породы (в основном биоморфные известняки) возникают путём осаждения известковых скелетных остатков планктонных и нектонных организмов, накопления скелетов бентосных организмов, а также биохемогенным путём (химическое осаждение карбоната кальция и доломита вокруг водоросли или внутриклеточно за счёт пересыщения воды СО 2). Хемогенные карбонатные породы (микрокристаллические доломиты, магнезиты, известняки) образуются в тиховодной обстановке в озёрных, морских, лагунных, океанических бассейнах при осаждении под действием силы тяжести микроскопических кристаллов карбонатных минералов, выделяющихся из пересыщенных ионных растворов. Хемогенные сфероагрегатные известняки, доломиты, а также родохрозитовые породы часто формируются в подвижных водах вблизи пляжей, на поверхностях карбонатных банок и отмелей путём выпадения карбонатных минералов на взмученных песчинках, являющихся центрами образования оолитов и пизолитов. Механогенные карбонатные породы с обломочной структурой возникают в процессе накопления и последующей цементации обломков различных карбонатолитов. К вторичным карбонатным породам относятся неседиментогенные конкреционные породы (известняки, доломиты, сидериты), кальцитовые, доломитовые и сидеритовые панцири, метасоматические крупнокристаллические доломиты, магнезиты, сидериты, а также перекристаллизационные породы (например, крупнокристаллические известняки). Эти карбонатные породы формируются главным образом в постседиментационную стадию и являются результатом процессов стяжения минерального вещества, химического выветривания (в том числе гальмиролиза), замещения и перекристаллизации.

Карбонатные породы составляют 20-25% по массе от всех образований осадочной оболочки Земли (стратисферы). Эти широко распространённые на поверхности Земли породы являются коллекторами нефти и природного горючего газа, подземных вод. Их используют для хранения вредных отходов промышленности. Карбонатные породы применяют в строительстве (как природные строительные материалы и сырьё для производства цемента, извести и др.), в металлургии (как флюс и сырьё для огнеупоров), в сельском хозяйстве (например, для нейтрализации кислых почв), а также в химической, пищевой, целлюлозно-бумажной, парфюмерной и других отраслях промышленности. Многие карбонатные породы - руды Fe, Mg, Mn и др.

Лит.: Карбонатные породы. М., 1970-1971. Т. 1-2; Кузнецов В. Г. Природные резервуары нефти и газа карбонатных отложений. М., 1992; он же. Эволюция карбонатонакопления в истории Земли. М., 2003; Фролов В. Т. Литология. М., 1993. Кн. 2.

(практическое занятие)

Карбонатными называют породы, состоящие более, чем на 50% из карбонатных минералов. Важное породообразующее значение среди карбонатных минералов имеют кальцит (CaCO3), доломит (Ca, Mg (CO3)2) и сидерит (Fe CO3) и меньшее магнезит (MgCO3). В конкрециях формируются минералы с различными соотношениями Mg 2+ и Fe 2+ в ряду сидерит-магнезит, а также минерал сложного состава - анкерит, принадлежащий группе доломита и содержащий, кроме Са 2+ и Mg 2+ , также Fe 2+ и Мn 2+ . В скелетах многих современных организмов содержится также арагонит - минерал того же состава, что и кальцит, но принадлежащий иной кристаллической сингонии, образующий игольчатые агрегаты.

Основные породообразующие карбонатные минералы легко отличаются от других минералов осадочных пород: большой разницей показателей преломления, в результате чего возникает псевдоабсорбция - потемнение и просветление минералов в проходящем свете при вращении столика микроскопа; очень высоким двупреломлением с перламутровыми или золотистыми цветами интерференции, нередко кристаллическим, часто микрозернистым строением. Между собой карбонатные минералы трудноразличимы, их уверенная диагностика под микроскопом затруднена, поэтому для их определения используют комплекс методов исследований.

1.Классификация основных типов карбонатных пород.

Согласно Г.Л. Крашенинникову и др. (МГУ, 1988), с уточнениями, карбонатные породы по структурно-генетическим особенностям разделяются на 4 основные группы.

1. Органогенные карбонатные породы . Среди них выделяются подгруппы:

- биогермных известняков и доломитов - водорослевых и строматолитовых известняков и доломитов, коралловых, мшанковых, мшанково-водорослевых и др.;

-цельнораковинных карбонатных пород (ракушечников) - брахиоподовых, двустворковых, остракодовых, фораминифировых, кокколитовых и др.;

-детритовых карбонатных пород - брахиоподовых, мшанковых, криноидных,фузулиновых, нуммулитовых,полидетритовых, пеллетовых и других, сложенных обломочным материалом окаменевших организмов.

Кратко по классификационной терминологии организмов органогенных карбонатных пород.

Водоросли - древнейшие представители растительного мира. Это низшие споровые автотрофные растения, синтезирующие из минеральных соединений за счет энергии некоторых химических реакций, необходимые для жизни органические вещества. Они содержат в своем составе хлорофилл и живут преимущественно в воде. Насчитывается около 40000 видов, объединенных в отделы: Зеленые, Золотистые, Диатомовые, Бурые, Красные и др.

Наиболее древние из водорослей - сине-зеленые. Их ископаемые остатки и продукты жизнедеятельности обнаружены в породах, образовавшихся 3–3,5 млрд. лет назад, в архейскую эру. Полагают, что первые на Земле (докембрийские) экосистемы состояли только из прокариотических организмов , в том числе цианобактерий(сине-зеленых водорослей). Интенсивное развитие цианофит имело громадное значение для развития жизни на Земле, и не только из-за накопления ими органического вещества, но и в связи с обогащением первичной атмосферы кислородом. Существенную роль cинезелёные водоросли сыграли и в создании известковых пород

Прокариотические клетки - это наиболее примитивные, очень просто устроенные, сохраняющие черты глубокой древности организмы. К прокариотическим (или доядерным) организмам относят бактерии и синезеленые водоросли (цианобактерии). Большинство живых организмов в том числе более высокого уровня развития водорослей, объединено в надцарство эукариот , включающих царство растений, грибов и животных. Эукариотические клетки крупнее (примерно в 1 тысячу раз) прокариотических клеток , состоят из поверхностного аппарата, ядра и цитоплазмы.

Образователями строматолитов являются цианобактерии и другие виды бактерий; в постройке некоторых из них принимают участие и эукариотические водоросли .Строматолиты формируются в опреснённых или засолонённых зонах или в зонах с периодической сменой пресной и солёной воды.

Как объекты палеонтологии, строматолиты были выделены благодаря устойчивости и повторяемости их морфологических признаков. Известны с протерозоя, особенно обильны от докембрия до ордовика. Строматолиты широко используются при расчленении и корреляции (в том числе межконтинентальной) верхнепротерозойских образований. В ископаемом состоянии чаще всего встречаются постройки, сформированные в зоне накопления относительно мелководных морских отложений существенно карбонатного состава, причем большая часть таких построек несомненно испытывала влияние приливно-отливных течений.

Кораллы этоклассморскихбеспозвоночных. Они неподвижны и по виду напоминают ветви растений. Однако все же это не растения: каждая ветвь коралла - это скопление мельчайших животных, коралловых полипов. Такие скопления называются колониями. Каждый полип образует вокруг себя защитную известковую оболочку. Когда рождается новый полип, он прикрепляется к предыдущему и начинает строить новую оболочку - так коралл «растет». «Рост» коралла составляет около 1 см в год в благоприятных условиях. Большие скопления кораллов образуют так называемые коралловые рифы. Поэтому на формирование среднего рифа могут уйти столетия, острова - тысячелетия. Коралловые полипы обитают в тёплых тропических морях, где температура воды не ниже 20 °C, и на глубинах не более 20 метров,

Кокколитофориды (от др.-греч. κόκκος - зернышко, λίθος - камень, φορέω - ношу) - группа одноклеточных планктонных гаптофитовых водорослей, образующих на поверхности известковые пластинки - кокколиты. Кокколитофориды составляют существенную (до 98 %) часть нанопланктона, а их известковые скелеты, входящие в состав донных отложений, часто используются для определения возраста горных пород. Играют важную роль в биогеохимии океана, вызывают цветения вод в полярных широтах (особенно в Баренцевом море) и в Черном море. Кокколитофоры являются одними из основных известняк-продуцирующих организмов в Мировом океане, наряду с фораминиферами. Эти водоросли участвуют в обмене углерода между океаном и атмосферой, и являются важным звеном поглощения неорганического углерода из атмосферы

Брахиоподы. Раковины брахиопод – неотъемлемый компонент морской палеофауны палеозоя.Большая их часть постоянно прикреплена мясистым отростком (ножкой) к твердой поверхности морского дна, где наблюдаются выходы горных пород, валунов или других раковин. Брахиоподы - не моллюски, хотя имеют двустворчатую раковину, а самостоятельный тип морских раковинных животных (Brachiopoda). По мнению многих палеонтологов, они родственны мшанками, хотя на первый взгляд между ними мало общего. Как правило, брахиоподы прикрепляются ко дну толстой мускулистой ножкой. Фильтраторы по типу питания. Размер раковин брахиопод редко превышает 7-10 сантиметров, хотя у некоторых видов раковины достигают 20-30 сантиметров в ширину. Брахиоподы существуют с начала палеозоя, они возникли в раннем кембрии, а может быть и раньше. Они были очень широко распространены в девоне и карбоне (каменноугольном периоде), в настоящее время представлены на Земле только 200 видами. Кое где брахиоподы и сейчас образуют огромные скопления, просто теперь экологические ниши, которые брахиоподы занимали в палеозое и в начале мезозоя, заняты двустворчатыми моллюсками, а брахиоподы оттеснены на глубины и в холодные воды. Мшанки – колониальные животные, известные с ордовика и до сих пор, существующие в водах различной солености. Колонии мшанок состоят из крошечных существ – зооидов, каждый из которых заключён в известковую, хитиноидную или студенистую ячейку Водные, преимущественно морские, сидячие колониальные животные. Размеры отдельных особей не превышают 1-3 мм, при этом стелющиеся колонии мшанок могут занимать площадь более 1 м². Колонии имеют множество форм: одни обрастают доступные поверхности (камни, раковины, водоросли) в виде корочек и комков; другие имеют вееровидный, древовидный или кустикообразный вид. Как следует из названия, колонии некоторых мшанок внешне похожи на моховой покров; другие можно спутать с гидроидными и коралловыми полипами или водорослями.

Остракоды (остракодовые рачки). Остракоды - обширный (около 70 ООО видов) класс микроскопических ракообразных, тело которых заключено в двустворчатую известковую раковину. Они прекрасно сохраняются в ископаемом состоянии (известны, начиная с кембрия), а ныне населяют все возможные водные биотопы, от океанической ультраабиссали до подземных вод и влажных наземных местообитаний (даже на деревьях), образуя в каждом из них специфические комплексы видов. Традиционно остракоды широко используются в геологии в качестве руководящих ископаемых, преимущественно при поисках нефти и газа, поскольку зарекомендовали себя как прекрасные индикаторы в био- и экостра-тиграфии, палеоэкологии, палеобатиметрии, палеоокеанологии, палеогеографии, палеоклиматологии Фораминиферы бывают как бентосными, так и планктонными. Раковины фораминифер являются наиболее распространённым компонентом биогенных отложений (фораминиферовый ил ) океанов. Ископаемые фораминиферы служат для определения возраста палеозойских, мезозойских и кайнозойских отложений. Большинство раковин известковые, иногда образуют хитиноидные или состоящие из посторонних частиц, склеенных выделениями клетки.Фораминиферы - одиночные преимущественно морские протисты; некоторые формы обитают в солоноватых и пресных водоемах; встречаются формы, обитающие на большой глубине в рыхлом жидком илу (до 16 м от поверхности дна). К примеру, фораминиферы были обнаружены на дне Марианской впадины на глубине более 10 тысяч метров }