Карбонатные породы

Наиболее распространенными карбонатными породами являются известняки и доломиты. В основе классификации карбонатных по­род лежит относительное содержание в них главнейших породо­образующих минералов — кальцита и доломита, примеси обломоч­ного и глинистого мате-

Таблица 20 Классификация из вестково-доломитовых пород

(по С. Г. Вишнякову)

	Содержание, %
Порода
	СаС03	CaMg(CO,),
	95—100	0—5
Известняк доломитистый	75—95	5—25
Известняк доломитовый .	50—75	25—50
Доломит известковый . .	25—50	50—75
Доломит известковистый .	5—25	75—90
	0—5	95—100

риала. Известняк — по­рода, сложенная более чем на 50% кальцитом; доломит состоит более чем на 50% из минерала доломита. В зависимо­сти от количественного соотношения в породе кальцита и доломита наблюдаются постепен­ные переходы от чистых известняков к чистым до­ломитам (табл. 20).

266

Содержание обломочной примеси в известняках и доломитах не должно превышать 5%. Породы смешанного состава показаны в\табл. 21.

Таблица 21 Классификация терригенно-карбонатных пород (по И. В. Хворовой)

Порода

Карбонатные минералы, %

Терригенная сос­тавляющая, %

Известняк (доломит) 95—100 0—5

Алевритистый (песчанистый) известняк (доло­мит) или известняк (доломит) с гравием (с

гальками) 75—95 5—25

Алевритовый (песчаный, гравийный, галечный)

известняк (доломит) 50—75 25—50

Известковый (доломитовый) алеврит (песчаник,

гравелит, конгломерат) 25—50 50—75

Известковистый (доломитистый) алеврит (песча­ ник, гравелит, конгломерат) 5—25 75—95

Алевролит (песчаник, гравелит конгломерат) . 0—5 95—100

Количество глинистой примеси в карбонатных породах может колебаться в широких пределах. Порода, характеризующаяся приблизительно равным содержанием карбонатного и глинистого материала, называется мергелем. Переходные разности карбо-натно-глинистых пород показаны в табл. 22.

Таблица 22 Классификация карбонатио-глииистых пород (по С. Г. Вишнякову)

	Известковый ряд		Доломитовый ряд
Содержание глинистого материала, %	порода	СаСОэ, %	порода	CaMg(CO,)„ %
0—5 5-25	Известняк Известняк	95—100 75—95	Доломит Доломит глинистый	95—100 75—95
25—50 50—75 75—95	глинистый Мергель Мергель глинистый Глина	50—75 25—50 5—25	Мергель доломитовый Мергель глинистый, до­ломитовый Глина доломитовая	50—75 25—50 5—25
95—100	известковая Глина	0—5	Глина	0—5

Кроме перечисленных выше компонентов, в карбонатных по­родах довольно часто наблюдаются аутигенный кремнезем (опал, халцедон и кварц), сульфаты (гипс, ангидрит и целестин), а также аутигенные полевые шпаты, глауконит и некоторые другие минералы.

Наличие примесей оказывает большое влияние на физико-ме­ханические свойства карбонатных пород. Глинистое вещество

267

повышает при увлажнении размягчаемость, понижает прочность, хотя несколько затрудняет растворимость известняков. Кремне­зем понижает растворимость известняков и повышает их проч­ность, поэтому кремнистые известняки обычно очень прочны и ус­тойчивы. Доломитизированные известняки характеризуются мень­шей растворимостью и большей прочностью по сравнению с из­вестняками, не затронутыми процессами доломитизации. Примеси гипса, ангидрита, галита и других легкорастворимых солей весьма нежелательны, если карбонатные породы служат основанием или средой для проектируемых сооружений.

Удельное электрическое сопротивление карбонатов может быть очень высоким или низким в зависимости от их пористости, проницаемости, минерализации поровых растворов и ряда других факторов. Пористость плотных разностей известняков не превы­шает десятых долей процента, у рыхлых достигает 15—20%, у ракушечников 50—60 %• В процессе доломитизации известняков пористость и кавернозность возрастают. Известняки и доломиты характеризуются значительными скоростями распространения упругих волн, слабой магнитной восприимчивостью и низкой ра­диоактивностью. С увеличением содержания глинистой примеси естественная радиоактивность, как правило, становится больше.

Известняки. Окраска известняков зависит от примесей и мо­жет быть различной: белой, желтоватой, бурой, серой, темно-се­рой до черной. Среди известняков выделяют следующие основные структурно-морфологические типы: 1) органогенные, 2) хемоген-ные, 3) обломочные и 4) криптогенные.

Органогенные известняки имеют наибольшее распространение. Они могут быть сложены целыми раковинами или обломками ра­ковин (детрит) различных морских беспозвоночных, а также остатками известковых водорослей (рис. 125), Органогенные из­вестняки иногда слагают рифы, в ископаемом состоянии пред­ставляющие собой геологические тела различной формы и разме­ра, заключенные среди пород другого состава. Рифостроящими организмами являются преимущественно известковые водоросли, кораллы, мшанки, криноидеи.

Разновидность органогенных известняков — мел — микрозер­нистая слабосцементированная порода белого цвета, сложенная главным образом остатками кокколитофорид и фораминифер.

Хемогенные известняки лишены органических остатков, зале­гают в виде более или менее выдержанных пластов или образуют отдельные конкреции. К этому типу относят известняки, состоя­щие из кальцита, отложившегося в осадок чисто химическим пу­тем. Такими образованиями являются оолитовые известняки (рис. 126), известковые туфы и конкреции, а также, возможно, некоторые микрозернистые известняки.

Обломочные известняки состоят из более или менее окатан­ных обломков, образовавшихся за счет размыва более древних

268

Рис 125 Органогенный известняк Видны остатки мша­нок и фораминифер. Восточное Забайкалье Увел. 35, николи +.

Рис 126. Оолитовый известняк Увел 35, николи +.

269

карбонатных пород. Обломочные карбонатные зерна имеют, как правило, изометричную форму и близки по размерам. В том слу­ чае, когда порода состоит из окатанных обломков раковин, изве­ стняк называют органогенно-обломочным. '

Криптогенные известняки (известняки неизвестного происхож­ дения) характеризуются кристаллически-зернистыми структурами. В результате диагенетической или эпигенетической перекристал­ лизации кальцита они утратили черты первоначального строения, отражавшего условия их образования. i

Доломиты. По внешнему виду многие доломиты очень, похожи на известняки. Цвет доломитов белый, желтовато-белый(, светло-бурый. Для доломитов характерны микрозернистые, кристалли­чески-зернистые, а также различные реликтовые структуры (по­следние возникли в процессе доломитизации известняков). Хоро­шо сохранившиеся органические остатки в доломитах встре­чаются редко.

По макроскопическому облику М. С. Швецов выделил пять разновидностей доломитов: 1) доломиты микрозернистые, 2) до­ломиты с песчаниковидным изломом, 3) доломиты крупнозерни­стые (кавернозные), 4) доломиты мелкопористые и 5) доломито­вая мука — рыхлые скопления кристалликов доломита, зале­гающие в виде линз и прослоев в сцементированных доломитах.

Условия образования карбонатных пород. Известняки отла­гаются как в мелководных прибрежных зонах (органогенно-об-ломочные, оолитовые разности), так и в более глубоких частях морских бассейнов (микрозернистые известняки). Образованшо известняков способствуют теплый климат и малое поступление в бассейн обломочного материала, который как бы «разбавляет» выпавший в осадок кальцит.

Вопрос о происхождении доломитов не является вполне ре­шенным. Несомненно, что доломиты образуются несколькими способами — химическим осаждением в засолоненных заливах и лагунах, в результате доломитизации известкового осадка в про­цессе диагенеза и при эпигенетической доломитизации извест­няков.

Практическое использование. Известняки находят широкое применение в народном хозяйстве. В металлургической промыш­ленности они используются в качестве флюсов, очищающих вы­плавляемый металл от вредных примесей. Глинистые разности известняков идут на изготовление цемента. Тонкоизмельченным известняком нейтрализуют кислые подзолистые почвы. Широкое применение находят известняки в качестве строительного мате­риала, а также в химической, стекольной, пищевой и других от­раслях промышленности.

Доломиты используются для получения огнеупорных материа­лов, в металлургической, цементной, стекольной и керамической промышленности.

270

Методические рекомендации к петрографическому описанию карбонатных пород

& полевых условиях наиболее простым способом определения известняков и доломитов является реакция с 10%-ной соляной кисло\ой. При смачивании ею известняк бурно вскипает. Доло­мит вскипает только в порошке. В лабораторных условиях кар­бонатные породы изучаются в шлифах под микроскопом, а так­же пришомощи термического и химического анализов. Иногда успешноуприменяют реакции окрашивания, позволяющие изучить взаимоотношения кальцита и доломита в шлифе. Ценные данные о строении породы и условиях ее образования могут быть полу­чены в результате изучения пришлифовок.

Макроскопическое описание. В результате макроскопического изучения карбонатной породы необходимо дать ее краткую ха­рактеристику, указав цвет, характер излома, основной структур­но-генетический тип (например оолитовый, микрозернистый и т. д.), крепость, пористость, а также присутствие обломочной и глинистой примеси. Особое внимание следует уделить изучению текстурных признаков.

Описание в шлифах. Изучение карбонатной породы в шлифе позволяет уточнить ее минеральный состав и структурный тип. При описании шлифа отмечается процентное соотношение карбо­натных зерен различных размеров, а также их форма и другие типоморфные особенности. В случае присутствия органогенного детрита необходимо указать в процентах его содержание в поро­де, а затем дать качественную и количественную характеристику остаткам различных групп организмов. Следует обратить внима­ние на сохранность и условия захоронения органических остат­ков. Если в карбонатной породе содержится обломочный или гли­нистый материал, уточняется его минеральный и гранулометри­ческий состав, определяется процентное содержание и характер распределения. Необходимо отметить присутствие аутигенных минералов. В известняках в качестве аутигенной примеси чаще всего встречаются различные модификации осадочного кремнезе­ма, глауконит, пирит, окислы железа, в доломитах—сульфаты и галоидные соединения. Изучение текстурных признаков в шлифе позволяет охарактеризовать особенности микрослоистости, дает представление о взаимоотношениях слагающих породу минераль­ных компонентов.

Карбонатные породы рекомендуется описывать, придержи­ваясь следующего плана: 1) минеральный состав, 2) структурно-генетический тип породы, 3) качественная и количественная ха­рактеристика обломочной примеси, 4) аутигенные минералы, 5) микротекстура.

271