44. Карбонатные породы. Доломиты и мергели.

В класс карбонатных пород входят известняки, доломиты, мергели и сидиритовые породы. Между первыми двумя типами существует сравнительно небольшое количество переходных пород. Классификация пород, переходных между чистыми известняками и доломитами, производится по содержанию в них кальцита и доломита. К группе известняков или доломитов относятся породы, сложенные более чем на 50% одним из этих минералов.

Среди пород, переходных между чистыми известняками и доломитами, выделяют доломитистые и доломитовые известняки, известковые и известковистые доломиты.

В карбонатных породах обычно наблюдается значительная примесь песчаных и глинистых частиц. Чистые известняки и доломиты содержат примесь других минералов в количестве не более 5%. Некоторые доломиты содержат значительную примесь гипса и ангидрита. Такие породы обычно называются сульфатно-доломитовыми. Наблюдается также переходы между карбонатными и кремнистыми породами.

Породы промежуточные между глинами и чистыми карбонатными породами, называются мергелями.

Главными минералами, слагающими карбонатные породы, являются: кальцит, кристаллизующийся в тригональной сингонии, арагонит - ромбическая разновидность СаСО3 и доломит, представляющий собой двойную углекислотную соль кальция и магния (СаСО₃*MgCO₃). В современных осадках встречаются также порошковатые и коллоидальные разновидности кальцита (дрюит или надсонит, бюглеит и др.).

Основные обстановки карбонатного осадконакопления – морские, в которых накапливаются мелководные и глубоководные карбонатные илы, шельфовые, где формируются фораминиферовые, оолитовые известняки, ракушечники, пеллетовые пески, рифовые, банково-рифовые образования.

В полевых условиях определяется по реакции с разбавленной HCl. Доломиты вскипают только в порошке.

Классификация карбонатных пород (по С. Г. Вишнякову)

Содержание CaMg(C03)2, %	Порода ряда доломит —известняк	Содержание СаС03, %	Порода ряда известняк — глина	Содержание глины, %
0—5	Известняк	95—100	Известняк	0—5
5—25	Известняк доломитистый	75—95	Известняк глинистый	5—25
25—50	Известняк доломитовый	50—75	Мергель	25—50
50—75	Доломит известковый	25—50	Мергель глинистый	50—75
75—95	Доломит известковистый	5—25	Глина известковистая	75—95
95—100	Доломит	0—5	Глина	95—100

Доломиты сложены в основном (на 50% и более) одноименным минералом. Чистый доломит соответствует формуле CaMg(CO₃)₂ и содержит 30,4% - CaO, 21,8% - MgO и 47,8% - СО₂ или 54,3% СаСО₃ и 45,7% MgCO₃.Часто отмечается примесь аутигенных кальцита, гипса, ангидрита, кремнезема, окислов железа, глинистого вещества, отмечаются целестин, флюорит, соли, тонкорассеянное органическое вещество, пирит или марказит, терригенные обломки. Органические остатки в доломитах редки и плохой сохранности. Обычно это ядра, реже отпечатки. По внешнему виду мало отличаются от известняков, что обуславливают необходимость их испытания слабым (2-5%) раствором соляной кислоты. Цвет доломитов белый, желтовато-белый, красноватый, желтый, зеленоватый, серый до черного (присутствие органического вещества). Битуминозные доломиты окрашены в коричневый цвет. Для доломитов иногда типична кавернозность, в частности за счет выщелачивания раковин, пористость (в особенности в естественных обнажениях) и трещиноватость. Некоторые доломиты обладают способностью к самопроизвольному растрескиванию. Хорошо сохранившиеся органические остатки в доломитах встречаются редко.

Доломиты – обычная составная часть карбонатных и соленосно-гипсоносных толщ. По генезису они подразделяются на первично-осадочные, сингенетические и диагенетические, и вторичные или эпигенетические.

Первично-осадочные доломиты. Эти доломиты возникали в морских заливах и лагунах с водой повышенной солености за счет непосредственного выпадения доломита из воды. Эти породы залегают в виде хорошо выдержанных пластов. Первичная кавернозность и пористость, так же как и органические остатки, отсутствуют. Структура первично-осадочных доломитов равномерно микрозернистая. Преобладающий размер зерен ~ 0,01 мм. Кальцит встречается лишь в виде незначительной примеси.

Сингенетические и диагенетические доломиты. К их числу относится преобладающая часть доломитов. Различить их можно не всегда. Они возникают за счет преобразования известкового ила.

Эти доломиты залегают в виде пластов и линзовидных залежей. Представляют собой крепкие с неровными, шероховатым изломом породы, обычно с неясной слоистостью. Структура сингенетических доломитов чаще равномерно микрозернистая. Для диагенетических более типична неравномерно зернистая (поперечники зерен их меняются от 0,1 до 0,01 мм).

Вторичные (эпигенетические) доломиты.Этот тип доломитов образуется в процессе замещения при помощи растворов уже твердых известняков, вполне сформировавшихся как горные породы. Эпигенетические доломиты залегают обычно в виде линз среди неизменных известняков или содержат в себе участки остаточного известняка. Эпигенетические доломиты характеризуются массивностью или неясной слоистостью, неравномерно-зернистой и неоднородной структурой.

Под мергелями понимаются породы, переходные между карбонатными и глинистыми, содержащие 25-95% CaCO₃. Наиболее карбонатные их разновидности (75-95% CaCO₃), в случае значительного уплотнения породы, называются глинистыми известняками.

Мергели подразделяются на три основные группы: 1. Собственно мергели, с содержанием CaCO₃ 50-70%, 2. Известковые мергели, у которых содержание CaCO₃ изменяется в пределах 75-95%, 3. Глинистые мергели с содержанием CaCO₃ от 25 до 50%.

Типичные мергели представляют собой однородную по структуре очень м/з породу, состоящую из смеси глинистых и карбонатных частиц и часто обладающую во влажном состоянии известной пластичностью. Обычно мергели окрашены в светлые тона, но встречаются и ярко окрашенные разновидности - красные, коричневого, фиолетового цвета (особенно в красноцветных толщах). Тонкая слоистость для мергелей не типична, но многие из них залегают в виде тонких слоев. Некоторые мергели образуют закономерные ритмичные переслаивания с тонкими глинистыми и песчаными прослоями.

В качестве примеси в мергелях присутствуют органические остатки, обломочные зерна кварца и других минералов, сульфаты, окислы железа, глауконит и др.

Для мергелей характерна алевритовая и псаммопелитовая структуры, встречается сгустковая микротекстура. Мергели образуются в областях одновременного отложения глинистого и карбонатного материала. Существуют лагунные и морские разновидности. Встречаются среди континентальных отложений (озерных). Образование мергелей совпадает со временем образования других карбонатных пород