3.5.4. Эпигенетические преобразования пород

Катагенетические и метагенетические преобразования карбонатных пород разнообразны. Среди наиболее распространенных можно выделить: перекристаллизацию карбонатных пород, стилолитизацию, доломитизацию, сульфатизацию, битуминизацию, дополнительное минералообразование. Сразу следует подчеркнуть, что наиболее интенсивные эффекты ката- и метагенетического преобразования связаны с карбонатными породами нефтегазоносных формаций и обусловлены они интенсивной флюидомиграцией в связи с эволюцией органического вещества.

Перекристаллизация карбонатных пород – явление сложное. В нем задействован и биогенный, и детритусовый, и обломочный, и цементирующий материал. Наиболее активно, быстро и интенсивно преобразуется карбонатный материал, содержащий тонко рассеянное органическое вещество в органоминеральных соединениях, в кристаллоколлоидах в виде битуминозного керогена. Менее активно изменяются чистые карбонатные породы. Перекристаллизация карбонатного материала может сопровождаться увеличением зерен карбонатов. Такая перекристаллизация называется неоморфной аградацией. Перекристаллизация может сопровождаться и уменьшением зерен карбонатных минералов. Она носит название неоморфная деградация. Причины проявления двух типов перекристаллизации глубоки и недостаточно изучены. Выявление их требует наблюдений, описаний, сравнений разных типов перекристаллизации в зависимости от разных условий их проявления.

Стилолитизация – явление широко распространенное в карбонатных породах, и особенно в тех, которые имеют битуминозное рассеянное органическое вещество.

Стилолиты имеют разные размеры, геометрию, связь с трещиноватостью, взаимоотношения с компонентами пород – окаменелостями, оолитами и т.д.

В целом, происхождение стилолитов связывается с растворением пород под давлением [24, 25]. При растворении толщины карбонатных пород уменьшаются на значительные величины – от 5 до 40 %.

Подобное растворение вызывает значительную мобилизацию поровых флюидов и существенное преобразование окружающих пород.

Не исключено, что стилолитизация связана с разрушением карбонатных (и не только) органоминеральных кристаллоколлоидных соединений в процессе их стадиально-эпигенетических преобразований.

Доломитизация – процесс, распространенный в карбонатных породах, сформировавшихся в аридной и семиаридной обстановках. В катагенезе и метагенезе в таких породах укрупняются зерна доломита, происходит замещение им арагонитовых и кальцитовых зерен.

Явления обратные доломитизации не характерны для карбонатных пород. Никогда доломит не замещается арагонитом и лишь крайне редко замещается кальцитом. Обогащенный магнием кальцит ведет к образованию обедненного магнием кальцита и никогда – наоборот. При заполнении порового пространства в ката- и метагенезе доломит всегда следует за кальцитом.

Сульфатизация карбонатных пород явление достаточно широко распространенное в нефтегазовых отложениях. Проявляется сульфатизация в пятнистой минерализации карбонатных пород гипсом или ангидритом.

Сульфатизированные пятна имеют своеобразное строение. Их внутренняя часть выполнена достаточно крупными зернами сульфатов, внешняя – также крупными зернами кальцита или доломита, а матрицей являются мелкозернистые битуминозные карбонатные породы. Последние обычно имеют органогенное или органогенно-обломочное происхождение.

В сульфатизированных пятнах часто наблюдаются желтоватые продукты эпибитумоидов. Их появление в пятнах перекристаллизации и сульфатизации – явление неслучайное. Оно обусловлено эффектами преобразования захороненного органического вещества и мобилизацией рождающихся углеводородов во внешнюю среду. С нарушениями физико-химического равновесия в окружающей среде и связано появление новых минералов, при сохранении химизма системы в целом,

В карбонатных породах, несущих ту или иную примесь минеральных обломочных, пирокластических и других компонентов при катагенетической и метагенетической перекристаллизации возможно дополнительное минералообразование: полевошпатизация, силицификация, фосфатизация и прочее.

Наложенные эпигенетические преобразования карбонатных пород, сопровождаемые привносом тех или иных компонентов, чрезвычайно многообразны.

Из них достаточно хорошо изучены преобразования карбонатных пород, связанные с привносом кремнезема, пятиокиси фосфора, двухвалентного железа и др.

Менее изучены явления преобразования карбонатных пород, обусловленные привносом и выносом таких вездесущих компонентов, как СО₂, НСО₃ и ряда других продуктов, в частности эволюционирующего органического вещества.

В настоящее время к таким наложенным эпигенетическим преобразованиям относят: порообразование карбонатных пород, кальцитизацию, каолинизацию и окремнение, сульфатизацию и сульфидизацию трещинно-порового пространства и проявления продуктов мобилизации, миграции, окисления и биодеградации, рождающихся среди карбонатных пород за счет преобразования мягких тканей организмов эпибитумоидов.

Рис. 3.5.2. Травертины (Памук-Кале, Турция). На склоне горы имеются тектонически ослабленные зоны и выходы известковых вод. Стекая вниз по склону они отлагают налеты сталактитовые сосульки и натечные формы

Рис. 3.5.3. Травертины (Памук-Кале, Турция). На плитчатых склонах карбонатных пород образуются блюдцеобразные скопления известковых вод и их осадков

Рис. 3.5.4. Травертины (Памук-Кале, Турция). Общий вид выходов известковых вод и их отложений на склонах гор

Рис. 3.5.5. Травертины (Томск). Продукт отложений карбонатного вещества из вод подземного источника. На пористой поверхности отложившегося известкового вещества сохранились отпечатки листьев. Состав кальцитовый

Рис. 3.5.6. Известковый туф. Текстура рыхловатая со слабо выраженной слоистостью. Структура мелкозернистая и комковая. Состав кальцитовый

Рис. 3.5.7. Ракушняк брахиоподовый слаболитифицированный. Белый налет известковых минералов, черное вещество – продукты разложения мягкиз тканей организмов. Структура биоморфная

Рис. 3.5.8. Мел. Известковая порода. Мягкая слаболитифицированная порода. Состоит из микроскелетов кокколитофоридов. Скелеты видны только в электронном микроскопе

Рис. 3.5.9. Мергель. Глинисто-известковая порода. Основной продукт цементного производства. Структура криптозернистая, текстура плотная однородная. В реакции с HCl вытравливается белое пятно глинистых минералов

Рис. 3.5.10. Доломитовая порода. В составе доломит и буроватое битуминозное ОВ. Текстура плотная однородная. Структура кристаллическая равномернозернистая. Реакция с HCl слабая, в порошке