ГлавнаяВ классе карбонатных пород выделяются семейства биоморфных, граноморфных и кластоморфных пород (табл. IX.1), а в составе семейства биоморфных выделяются группы известняков и доломитов.
Группа известняков представлена двумя основными типами пород — ракушниками или ракушечниками (люмашелями) и органогенными илами. Ракушняки представляют собой скопления преимущественно целых раковин, чаще всего моллюсков различной размерности, практически лишенных цементирующего карбонатного материала.
Органогенные илы являются осадками и несцементированными осадочными породами, основной матрикс которых представлен скоплениями скелетных остатков фораминифер, кокколитофорид, птеропод и других организмов. Смеси фораминиферо-, птероподово-кокколитовых остатков позволяют выделить сложные типы пород этой группы.
Породы группы доломитов известны в современных отложениях тропических областей с засушливым климатом. Они представлены пелитоморфными, несцементированными водорослевыми доломитовыми илами с сохранившимся органическим веществом, обычно подчеркивающим прижизненную структуру синезеленых водорослей.
Промежуточные типы (табл. IX.2) включают как слабосцементированные, так и испытавшие значительные постседиментационные изменения породы. Среди наиболее распространенных несцементированных представителей этого типа следует прежде всего отметить детритобиоморфные ракушняки, в которых кроме целых раковин встречаются их обломки.
Карбонатные сцементированные породы промежуточного типа — наиболее широко распространенные типы карбонатных пород. Они подразделяются на двух- и трехкомпонентные разности. К первой из них относятся известняки и доломиты, состоящие из раковинно-зернистого, детритусово-раковинного материала. Они включают многочисленные зернисто-биоморфные известняки с остатками кораллов, брахиопод, мшанок, моллюсков, остракод, фораминифер, морских лилий (криноидных), водорослевых (кокколитовых, литотамниевых и др.). Биоморфный материал (в количестве более 50%), цементируется разнозернистыми, корковыми, инкрустификационными, реже колломорфными кальцитом, доломитом или их смесью. Особенностью этих пород является постседиментационное замещение скелетных компонентов зернистым карбонатным материалом. Название таких пород дается по преобладающим типам скелетных остатков (рис. IX.1).
К этому типу, видимо, следует отнести также строматолитовые известняки и доломиты, представляющие собой тонкое переслаивание светло- и темноокрашенного карбоната, образующие рисунок стромато-литовой структуры. Темные прослои обычно относятся к продуктам жизнедеятельности водорослей, тогда как светлые рассматриваются веществом постседиментационного происхождения. Существуют и другие взгляды. Окончательное решение этого вопроса позволит более четко определить позицию строматолитовых известняков — доломитов в структуре класса карбонатных пород.
Детритусово-раковинные известняки, являясь промежуточными между био- и кластоморфными семействами, относятся к типу ракушников, отличаясь от последних присутствием заметного (до 50%) количества обломков раковин (детритуса). Цементация таких пород зернистым карбонатом преобразует их в трехкомпонентный тип, характеризующийся присутствием частиц всех трех основных структур (био-, грано- и кластоморфные). Примером слабо сцементированной породы этого типа является известняк — писчий мел, состоящий из кальцитовых скелетных форм фораминифер, кокколитов, рабдолитов, их обломков, обломков раковин иноцерамов, сцементированных тонкозернистым и колломорфным кальцитом. Обычно в этой породе наблюдаются брекчиевидные или ихтиновые текстуры, возникшие в результате жизнедеятельности илоедов.
Сцементированные типы биоморфных известняков и доломитов, содержащих зернистый и обломочный материал, являются промежуточными между собственно био-, грано- и кластоморфными. Обломочный компонент в них обычно представлен детритом, отвечающим по составу биоморфным частицам, хотя могут наблюдаться обломки скелетных форм и других групп организмов. Обломки карбонатных минералов и пород обычно редки, исключением являются так называемые онколитовые известняки и доломиты, в которых отмечается тесное срастание био- и кластоморфных компонентов в виде онколитов (рис. IX.2). Ядра этих образований нередко состоят из обломков карбонатов или карбонатных пород. Цемент таких пород — зернистые кальциты и доломиты. В докембрийских породах обычно наблюдается однообразие состава как биоморфных, так зернистых и обломочных компонентов.
Развитое в процессе постдиагенетических изменений граноморфное карбонатное вещество может значительно замещать биоморфный материал (рис. IX.3). Насколько далеко этот процесс может зайти, показывает пример замещения биоморфно-зернистых известняков доломитом, который полностью вытесняет кальцит. Однако при этом сохраняются скелетные структуры животных организмов исходного известняка. Такие породы обычно называются доломитами замещения. Если граноморфный материал (кальцит, доломит) перерабатывает органические структуры известняка полностью, то такие "породы трудно отличимы от собственно зернистых карбонатных.
В семействе граноморфных карбонатных пород выделяются несколько групп: известковые, доломитовые, магнезитовые, сидеритовые, родохрозитовые, малахитовые, стронцианитовые, содовые и троновые, а также давсонитовые.
Известняковые породы первой группы наиболее многочисленны. Среди них различаются известковые илы и сцементированные известняки. Несцементированные илы представляют собой современные скопления пелитоморфного известкового материала. В число илов этого типа включены известковые (адобе, дрыоит), называемые озерным мелом, болотной известью (марлем), калькгуром. Они образуют землистые скопления, состоящие на 90% и более из CaCO3, содержат небольшую примесь глинистого вещества, отдельные раковины моллюсков.
Сцементированные породы — известняки (калькрет) — различаются по размерам зерен (см. табл. IX.1). Колло- и пелитоморфные известняки сложены частицами меньше 0,001 мм. Выделяется большое количество подтипов, известняков этого типа: афанитовый, литографский, а также багамит-тонкозернистый, массивно-слойчатый известняк и др.
Зернистые известняки образуют ряд постепенных переходов от микро- до грубо- и гигантозернистых типов. Особенность укрупнения размеров частиц — неравномерность изменения структур, что обусловливает присутствие в измененных породах реликтовых участков как более мелких по размерам частиц, так и остатков био- и кластоморфных элементов. Неравномерность изменения зернистости связана не только с неоднородностью первичной структуры, но и с присутствием компонентов другого состава (железистого, кремнистого, глинистого и др., как правило, задерживающих процесс укрупнения зерен), а также с другими особенностями неоднородности строения породы (слойчатостью, трещиноватостью и т. д.).
В особый подтип выделяются пизолитовые и оолитовые известняки, состоящие из концентрически построенных стяжений, иногда частично перекристаллизованных. Цементом оолитов обычно является зернистый кальцит. Количество оолитового и зернистого компонента может быть различным, что позволяет выделять сложные, оолитозернистые типы.
Группа доломитовых пород содержит подтипы, аналогичные выделяемым среди известковых пород. Таким образом, здесь различаются доломитовые илы и зернистые доломитовые породы (рыхлые и сцементированные). Доломитовые илы — редкие осадки, формирующиеся на дне современных водоемов (оз. Балхаш, заливы южного побережья Австралии и др.). Основными минералами в них выступают протодоломит и аморфная разность карбоната с отношением магния и кальция, близким доломиту.
Петрографический подтип доломитовых рыхлых пород известен как доломитовая мука, представляющая собой смесь тонко- и микрозернистых кристалликов, встречающаяся в форме прослоев или линз среди зернистых доломитов.
Разнообразны зернистые доломиты. Размерность кристаллов варьирует в широких пределах: от микро- до гигантозернистых. Весьма характерны разновидности с неравномерно-зернистой структурой. Наиболее микрозернистые разности выделяются как колломорфные доломиты, дололютиты, дололититы и т. д. Зернистый доломит, состоящий из мелких полиэдрических образований, назван миемитом, а сложенный зернами крупнее 1 мм — доломитовым мрамором. По текстурным особенностям выделяются слойчатые, пористые, кавернозные и другие разновидности доломитов (рис. IX.4).
Классификация смешанных типов ряда граноморфных известняков и доломитов такова, %:
В группе магнезитовых пород различаются два основных петрографических подтипа: пелитоморфный (аморфный) и зернистый или кристаллический. Первый тип распространен в виде колломорфных плотных масс, образующих почкообразные стяжения («капустники») или жилки в продуктах выветривания. Примесями в магнезите этого типа обычно являются опал, реликтовые или новообразованные силикаты материнских пород и продуктов их выветривания.
Зернистый подтип известен как в корах выветривания, так и среди известняков и доломитовых пород. Он образует жилы, пластообразные тела, неправильной формы стяжения и блоки. Для него также характерна светлая окраска, разнозернистость. Частицы в диаметре варьируют от долей до нескольких, даже десятков миллиметров. Выделяются несколько структурных разновидностей: радиально-лучистые, грано-, гетерограно-, лепидогранобластовые, псевдообломочные и другие. В числе текстурных разностей отмечаются массивные, полосчатые, пятнистые. Примеси в этом типе представлены кальцитом, доломитом, реже кварцем, пиритом, хлоритом, гидроокислами железа и тальком.
Сидеритовые породы, как правило, мономинеральны. Породообразующее вещество, обычно описываемое как сидерит, может иметь вариации химического состава за счет изоморфного замещения железа кальцием, магнием, марганцем и т. д. Основными подтипами сидеритовых пород являются колломорфные (пелитоморфные) и зернистые представители. В колломорфных породах, часто распространенных в угленосных толщах в виде конкреций, желваков и пластообразных тел, наблюдается примесь глинистого, углеводородного или железоокисного материала. Зернистые разности (от мелко- до крупнозернистых) образуют пласты, неправильные тела. В них нередко наблюдаются неравномерно-зернистые структуры, примесь кальцитового и доломитового вещества.
Среди родохрозитовых пород, чаще окрашенных в розовые, малиновые цвета, преобладают тонкозернистые подтипы. Нередко в них отмечаются полосчатость, горизонтальная слойчатость, почко-, шаровидные сферолитовые и другие структуры. В качестве примесей встречаются окислы марганца, кремнистое вещество (опал и др.), карбонаты, в частности кальцит. Переходные типы связаны с кремнистыми, карбонатными и марганцево-окисными породами. В частности, известны случаи тонкого переслаивания родохрозитовых и кремнистых, родохрозитовых и мраморизо-ванных известняковых пород.
Породы, сложенные стронцианитом, наблюдаются в виде конкреций и жеод среди известняков и доломитов, образуя тела диаметром до 10 см и более. Они окрашены в голубой, серый, зеленоватый цвет. Структура пород зернистая, часто среднезернистая. В качестве примесей присутствуют кальцит, доломит и целестин.
Группа малахитовых пород распространена сравнительно ограниченно. Ее представители обладают зернистыми структурами. Среди них различаются землистые, почковидные, сталактитовые, концентрически зональные или радиально-лучистые образования от ярко-изумрудного до почти черного цвета. Чем тоньше волокна малахита, тем светлее окрашена порода. В малахитовых породах, распространенных в неправильных телах до 1,5 м в диаметре, встречаются дендриты окислов марганца, волокнистые включения хризоколлы, азурита и других соединений меди.
Давсонитовые породы распространены ограниченно. Они встречаются в виде прослоев, мелких линз и жилок, приурочиваясь к угленосным глинисто-туфогенным пачкам, реже бокситоносным отложениям. Породы белого или серого цвета, пелитоморфные, радиально-лучистые, в виде скоплений игольчатых кристаллов. Нередко видно, что давсонит замещает алюмосиликатные минералы. В качестве примесей отмечаются компоненты вмещающих пород.
Содовые породы обладают сходными внешними признаками и формой залегания. В большинстве случаев это зернистые агрегаты, реже игольчатые и уплощенные таблитчатые кристаллы, гроздевидные образования, слагающие прослои, линзы, вкрапленники, корки, выцветы, налеты среди вмещающих терригенных или хемогенных отложений или на их поверхности. Природная сода в осадках современных озер представлена тремя видами — новосадкой, старосадкой и корневыми залежами. Накапливаются они выпадением из рассолов при охлаждении. В аридных зонах сода выпаривается из почвы в виде белых выцветов.
Термонатрит формируется на дне высохших или по берегам иссыхающих содовых озер как продукт дегидратации десятиводной соды. В аналогичной форме встречаются нахколит и трона. Последняя в ископаемых осадках формирует довольно мощные залежи.
Среди обломочных карбонатных пород чаще всего встречаются известняковые и доломитовые представители. Они объединены в группы псефитовых и псаммито-алевритовых пород.
Основные типы группы псефитовых пород — несцементированные брекчии, галечники и гравийники. Брекчии распространены незначительно, встречаются вблизи выходов пород — источников материала. Они представлены остроугольными, реже угловатыми обломками различной размерности от глыб до дресвы. По составу выделяются известняковые и доломитовые брекчии. В обломках хорошо сохраняется первичная структура карбонатной породы. Галечники и гравийники отличаются обработкой обломочного материала: от угловатой до хорошо окатанной сортированностью кластоморфных компонентов. Поверхность обломков может быть разрушена камнеточцами.
По составу обломков выделяются известняковые и доломитовые галечники и гравийники. Присутствие карбонатных обломков разного состава позволяет выделять сложные типы. Подтипы различаются по размерности частиц. Сложные типы представлены кроме того галечниками, содержащими гравийный и остроугольный материал, а также гравийники с галькой и валунами. Пески и алевриты карбонатного состава являются продуктами перемыва как современных, так и древних пород. Форма кластических частиц, особенно в песчаных породах, определяется составом исходного материала: уплощенные обломки характерны для осадков, сформировавшихся за счет разрушения раковинных скелетных остатков, а изометричные — при размыве рифовых построек и древних, сцементированных карбонатных пород.
Сложные типы псаммито-алевритовых пород представляют собой пески с заметной примесью более мелких карбонатных обломков или алевриты, содержащие обломки песчаной размерности. Между псефитовыми и песчано-алевритовыми породами существуют смешанные типы, отличающиеся присутствием в галечниках и гравийниках более мелкого карбонатного материала и соответственно в песках и алевритах — галек и гравия.
Кластоморфные породы образуют многочисленные промежуточные типы с представителями других семейств. Наиболее обычны обломочные породы, сцементированные зернистым карбонатным материалом: известняковые и доломитовые брекчии, конгломераты, гравелиты, песчаники и алевролиты (рис. IX.7). Они различаются количеством обломочного и цементирующего компонентов, характером сортировки обломочного материала, степенью изменения кластоморфной части за счет замещения зернистым матриксом и т. д. Между ними также выделяются сложные к смешанные типы. Аналогичные ряды существуют между био- и кластоморфными породами. Они были охарактеризованы выше.