1.3. Структуры осадочных пород

Структура породы – это строение породы, определяемое формой, агрегатным состоянием, абсолютной и относительной величиной составных ее компонентов, а также их взаимоотношениями. Она обусловлена физико-химическими условиями и динамикой среды формирования компонентов. Некоторые структурные особенности пород, особенно пород с мелкими слагающими компонентами, хорошо различимыми лишь в шлифе под микроскопом. Макроскопически изучаются лишь те структурные особенности пород, которые видны в образце визуально или с применением лупы.

По форме и агрегатному состоянию компонентов различают структуры: обломочные, хемогенные, органогенные и глинистые. Обломочные структуры узнаются по наличию обломков пород и минералов. На их основе делается вывод о том, что порода относится к обломочной. Структуры пород хемогенного происхождения определяются по наличию кристаллических, аморфных, оолитовых, сферолитовых агрегатов минералов, слагающих породу. Структуры пород органогенного происхождения узнаются по наличию животных или растительных остатков. Структуры глинистых пород характеризуется наличием тонкодисперсных пелитовых частиц глинистых минералов.

1.3.1. Структуры обломочных пород

При исследовании обломочных пород и их структур необходимо детально изучать размеры, окатанность обломочного материала; конфигурацию, очертания и взаимное расположение обломков и цемента; а также особенности строения цементирующего материала.

I. Размер обломков зависит от интенсивности процессов разрушения, от длительности и способов транспортировки обломочного материала до места отложения. В зависимости от размера обломочного материала выделяются следующие структуры (рис. 1.23):

• псефитовая – ø > 10 мм,

• гравелито-дресвяная – ø 2–10 мм,

• псаммитовая – ø 2–0,05 мм,

• алевритовая – ø 0,05–0,01 мм,

• пелитоморфная – ø < 0,01 мм.

2. Форма обломочных частиц разнообразна и обусловлена процессами транспортировки и воздействия окружающей среды. Форма обломков указывает влияние на коллекторские и фильтрационные свойства породы, поэтому при изучении ее следует обращать серьезное внимание как на окатанность и сферичность, так и на особенности конфигурации и очертаний обломков.

а		б
Рис. 1.23. Структуры обломочных пород (натуральная величина): а – псаммитовая с гравелитовой; б – псефитовая

3. 0катанность обломков – это особенность их, приобретенная в процессе транспортировки. Она определяется механическими свойствами обломков, расстоянием транспортировки, характером перемещения, средой переноса и отложения. Обломочные частицы могут переноситься во взвешенном состоянии, перекатыванием, волочением и другими способами.

Крупные обломки обычно перемещаются перекатыванием и поэтому наиболее интенсивно деформируются и перетираются. Частицы с размером < 0,1 мм переносятся в основном во взвешенном состоянии и вследствие этого почти не окатывается. Особенно это относится к обломкам, переносимым в водной среде.

При характеристике окатанности обломочных частиц следует выделять: угловатые, полуугловатые, полуокатанные и окатанные (рис. 1.24 а,б,в,г). По характеру окатанности следует судить о процессах транспортировки материала, о динамике среды переноса и накопления обломков.

Кроме степени окатанности необходимо еще отличать степень сферичности обломочных зерен – их изометричность, удлиненность или уплощенность, а также конфигурации, очертания и сочетания обломков. Все эти признаки удобнее рассматривать под микроскопом. Однако, и макроскопически, используя лупу, необходимо сделать попытку пронаблюдать их.

Рис. 1.24. Классификация обломочных частиц по степени окатанности: а – угловатые; б – полуугловатые; в – полуокатанные; г – окатанные

4 . Конфигурация обломков обусловлена в основном влиянием физико-химических особенностей окружающей среды. Последняя может оказывать корродирующее, регенерирующее и крустифицирующее влияние. В связи с этим следует выделять соответствующие конфигурации обломков (рис. 1.25 а, б, в).

Рис. 1.25. Конфигурации обломков, связанные с влиянием: а – коррозии, б – регенерации; г – крустификации

При коррозии происходит неравномерное растворение обломков в окружающей среде, в результате чего они. приобретают извилистые или зигзагообразные очертания. Наиболее интенсивно коррозия идет по направлению микротрещин, спайности, по неоднородностям.

При регенерации происходит восстановление правильных кристаллографических очертаний минерала-обломка за счет вещества среды соответствующего состава. Например, восстановление обломка кварца за счет кремнистой составляющей раствора. Первичная форма обломка обычно хорошо подчеркнута прилипшими к поверхности глинистыми и другими частицами.

При крустификации обломков происходит обрастание обломка кристаллизующимися из окружающей среды минералами того же или отличного состава. Крустификационная оболочка стремится придать первичному обломку белее сферическую форму.

5. Очертания обломков меняются постоянно в процессе их преобразования. Особенно интенсивно они изменяются в процессе деформации обломочных пород, в процессе их катагенетического преобразования. В этом процессе обломки сближаются, происходит их частичная механическая или пластическая деформация, растворение в местах наибольшего давления, перекристаллизация под давлением. Обломки приобретают новые очертания, а порода – новое строение. Принято выделять три типа контактов обломков друг с другом и соответствующих структур обломочных пород: конформные, ин-корпорационные, микростилолитовые (рис. 1.26 а, б, в).

Рис. 1.26. Контакты обломков и соответствующие структуры обломочных пород: а – конформные; б – инкорпорационные; в – микростилолитовые

Конформные структуры характеризуются приспособлением каждого обломка к форме соседних.

Инкорпорационные структуры характеризуются частичным внедрением одних обломков в другие.

Микростилолитовые структуры характеризуются проникновением обломков друг в друга по сложной зубчатой сутурной границе.

После структурной характеристики обломков должна следовать характеристика вещественного состава обломков. Детальность характеристики состава определяется целью исследований. Студенту рекомендуется дать исчерпывающую характеристику, возможную при макроскопических исследованиях.

6. Строение цемента. Под цементом понимают аутигенный или тонкообломочный материал, скрепляющий между собой обычно более крупные обломки. Принято особенности строения цементного материала рассматривать отдельно от обломочного материала. Если обломочный материал определяет собою характер исходной породы, рельефа, климата, направленности процессов выветривания, то цемент отражает физико-химическую, обстановку седиментогенеза (диагенеза, ката- и метагенеза). Структура цемента нужно рассматривать по степени кристалличности, по соотношению обломков и цементирующего материала, по особенностям его внутреннего строения. Строение цемента с трудом поддается макроскопическому изучению. Однако для развития наблюдательности, расширения представлений о внутреннем строении пород рекомендуется сделать попытку рассмотреть его с использованием лупы по ряду ниже перечисленных признаков:

а) по степени кристалличности выделяют цемент кристаллический и аморфный;

б) по взаимному расположению обломков и цементирующего материала выделяют следующие типы цементов: базальный, поровый, пленочный, контактовый (рис.1.27 а, б, в):

• базальный цемент – обломки заключены в цементирующий материал и не соприкасаются друг с другом (цемента > 50%) (рис. 1.27 а);

• поровый цемент – обломки заключены в цементирующей массе и соприкасаются между собой (рис. 1.27 б);

• пленочный цемент – обломки заключены в пленки цементирующего материала, связывающего их между собой. Цемент составляет ≈10% всего объема породы, часть поровых пространств между зернами остается незаполненной (рис.1.27 в);

• к онтактовый цемент – цементирующее вещество есть лишь в местах соприкосновения обломков, а поры остаются незаполненными (рис.1.27 г);

Рис. 1.27. Типы структуры цемента: а – базальный, б – поровый, в – пленочный, г – контактовый

в) по особенностям строения кристаллических цементов выделяют такие разновидности: цемент обрастания, цемент регенерации, коррозионный цемент, пойкилитовый цемент.

К структурам относится отсортированность и особенности распределения обломочного материала