Осадочные породы и сопутствующие им отложения
(Слайд 1G1_5)
Определение осадочных пород различными исследователями приводится по-разному. По характеристике Г.И. Теодоровича (1958) это минеральные скопления различных продуктов разрушения — делювиальных, аллювиальных и других осадков, лав, сформировавшиеся и изменявшиеся в термодинамической обстановке поверхностных частей литосферы в результате физико-химических процессов или жизнедеятельности организмов.
Осадочные породы образуются при воздействии различных экзогенных, эндогенных и отчасти космогенных сил.
Осадочные породы обычно характеризуются слоистостью, часто содержат органические остатки, иногда яснокристаллического строения при однородности минерального состава. По своему происхождению они подразделяются на три большие группы:
- обломочные,
- хемогенные,
- органогенные;
Обломочные породы могут быть как рыхлыми, так и сцементированными.
Классификация обломочных пород (по размеру обломков)
Структуры и текстуры
(Слайд 1G1_6)
Свойства пород зависят не только от их минерального состава, но и от строения, которое предопределяется формой и расположением слагающих породу составных частей. Структурные и текстурные особенности пород влияют на их емкостные и фильтрационные свойства.
Под структурой горной породы понимают совокупность признаков, определяемых морфологическими особенностями отдельных составных ее частей и их пространственными взаимоотношениями (Теодорович, 1958).
Определение структурного типа породы сводится к выяснению размера и формы слагающих ее зерен. По величине преобладающих минеральных зерен среди осадочных пород различают структуры:
-
Текстуры горных пород:
а —полосчатая;
б — неоднородная;
в — флюидальная;
г — сланцеватая
Псефитовая структура свойственна грубообломочным породам, состоящим из обломков размером более 2 мм.
Псаммитовая структура характерна для песков и песчаников с размерами частиц от 0,1 до 1—2 мм. Здесь выделяются структуры:
- грубозернистая — преобладают зерна больше 1 мм;
- крупнозернистая — зерна от 1 до 0,5 мм;
- среднезернистая — зерна от 0,5 до 0,25 мм;
- мелкозернистая — зерна от 0,25 до 0,1 мм;
- разнозорнистая — зерна различных размеров.
Алевритовая структура свойственна мелкообломочным породам с размерами частиц от 0,01 до 0,1 мм, среди которых выделяются структуры:
- крупнозернистая — преобладают зерна от 0,1до 0,05 мм;
- мелкозернистая — преобладают зерна от 0,05 до 0,01 мм.
Пелитовая структура характерна для тонкообломочных пород с размерами частиц 0,01 мм и менее. Здесь выделяются структуры:
микрозернистая — преобладают зерна от 0,01 до 0,001 мм;
крипто-зернистая — преобладают зерна 0,001 мм и меньше;
разнозернистая — при преобладании зерен меньше 0,01 мм встречаются зерна других размерностей.
Текстура горной породы характеризуется расположением и распределением ее составных частей. Основным текстурным признаком осадочных пород является их слоистость, которая связана как с условиями накопления осадка, так и с процессами литификации.
(Слайд 1G1_611)
Слоистость чаще всего бывает горизонтальная, косая и неправильная.
Характер расположения и размещения пор в породе является текстурным признаком. В то же время пористость породы зависит и от ее структуры. Размеры и форма пор в значительной степени предопределяются размером и формой слагающих породу минеральных зерен. В соответствии с этим различают структуру порового пространства породы.
К особенностям поверхностей наслоения пластов относят своеобразные поверхности, преимущественно развитые в некоторых известняковых толщах, носящие название сутуро-стилолитовых. Они носят характер мелкобугристых (сутурных) образований или более крупных выступов (стилолитов).
Стилолитами называют вышележащего слоя, вдающиеся в виде зубцов (чаще всего размером до нескольких сантиметров) в нижележащий слой и разделенные видимой невооруженным глазом поверхностью (поверхность раздела).
Сутурами называют микрозубчатые линии, представляющие срезы мелкобугристых поверхностей.
Чаще всего сутуры связаны со стилолитами каналами, имеющими зубчатую форму.
Из нефтепромысловой практики последних лет известно, что стилолиты и соединяющие их сутуры бывают коллекторами. Поэтому их нахождение в породах может служить поисковым признаком.
Существует ряд воззрений на образование стилолитов и сутур. Наиболее полной, на наш взгляд, является гипотеза, предложенная Г.И. Теодоровичем (1958), которая предполагает три этапа формирования распространенного типа сутуро-стилолитовых поверхностей, приуроченных к определенным горизонтам карбонатных пород.
Первый этап связан с карстом затвердевающего мелководного известковистого осадка в условиях кратковременного выведения его из-под уровня воды.
Второй этап характеризуется чаще всего фиксацией начальных сутуро-стилолитовых поверхностей путем перекрытия их тонкой, обычно глинистой пленкой. В более редких случаях эти поверхности проявляются в результате затвердевания их до отложения лежащего выше известкового осадка.
Третий, основной, этап протекает длительное время в сформированных породах в процессе циркуляции вод обычно над глинистыми пленками, покрывающими сутуро-стилолитовые поверхности при растворении преимущественно нижней части вышележащего пласта известняка и эпизодическом оседании его под влиянием геостатического давления.
В то же время встречаются сутурные поверхности, отчетливо не связанные с определенными горизонтами осадочной толщи и приуроченные к зонам интенсивных тектонических напряжений. В этом случае зубчатые сутурные поверхности тектонического происхождения, по-видимому, вызваны сжатием, а трещины — растяжением пород.
Текстуры осадочных пород классифицируют по разным категориям признаков.
Л.В. Пустовалов (1940) классифицирует текстуры по типам слоистости, поверхностям наслоения, выделяет особые типы текстур ( стилолитовую, фунтиковую и др.).
(Слайд 1G1_612)
М.С. Швецов (1948) рассматривает в своей классификационной схеме три основных типа текстур:
1) беспорядочную;
2) микрослоистую (включая и плойчатую);
3) флюидальную.
Кроме того, им отмечается пористая текстура, свойственная осадочным породам.
Ф. Петтиджон (Pettijohii, 1949) в классификации выделяет анорганогенные текстуры (первичные, или механические, и вторичные, или химические) и органогенные.
Н.Б. Вассоевич (1958) приводит классификацию текстур по времени их образования, увязанному со стадиями литогенеза (осадко- и породообразования).
Со стадией сингенеза (образования осадка) связаны сингенетические текстуры, возникающие в момент отложения осадка (ранний сингенез), а также в свежеотложенном осадке (поздний сингенез). К ранней стадии сингенеза относятся текстуры абиогенные (знаки ряби, слоеватость, слойчатость; ориентировка зерен, органических остатков и т.п.) и биогенные (следы жизни на поверхности дна бассейна). К поздней стадии сингенеза приурочивают трещины усыхания, возникающие в осадочных породах (глинах, известняках) при перерыве в седиментации.
С ранней стадией диагенеза (процесса преобразования осадка в породу) связаны диагенетические текстуры первого и второго родов. Текстуры первого рода возникли до захоронения осадка под слоем другого осадка. Текстуры второго рода образовались в условиях, когда данный осадок оказался покрытым новым осадком.
С поздней стадией диагенеза связаны текстуры, возникающие при завершении процесса преобразования осадка в породу. Признаками, указывающими на стадию позднего сингенеза, являются следы жизнедеятельности организмов в осадке — различного рода ходы илоедов, фукоиды.
Со стадиями сингенеза и диагенеза связаны также текстуры, вызванные подводно-оползневыми деформациями.
При позднем катагенезе (эпигенезе) вследствие повышенных давлений (более 500 am) и температур (250—300°) в породах возникают следующие текстуры: сланцеватость, кливаж; фунтиковая (конус-в-конус); стилолиты (в известняках) и др.
С кливажем и стилолитами связано развитие трещин в породах, что приводит к увеличению их проницаемости.
При метаморфизме (изменение структуры и текстуры; перекристаллизация и т. п.) образуются текстуры:
- плойчатая;
- будинаж;
- очковая.
В результате гипергенеза (выветривания) в условиях изменения породы (в основном разрыхления, гидратации, окисления) под влиянием поверхностных агентов, связанных с атмосферой и гидросферой, возникают текстуры:
- кольца выветривания;
- микрокарстовые.
Структурные и текстурные особенности пород (размеры зерен, степень их окатанности, форма, сортировка и взаиморасположение обломочного материала), минералогический состав, количественные соотношения породообразующих минералов определяются в результате исследования пород в плоскопараллельных шлифах под микроскопом.