Краткий курс литологии

—оолиты;

—пеллеты, комки и сгустки;

—интракласты.

Скелетные части организмов

Петрографическое изучение известняков показывает, что их большая часть целиком или частично слагается обломками рако­ вин или скелетных частей различных животных и растительных организмов. Изучение этих органических остатков позволяет не только правильно определять название породы, но и 'выяснять условия ее образования, а также решать ряд других геологических вопросов. Основными признаками, по которым можно отличить в шлифах одни остатки организмов от других, кроме их минераль­ ного состава являются их форма и особенности морфологии раз­ реза, видимого в шлифе, а также особенности строения кальцита, слагающего скелетные остатки (монокристаллическое, тонковолок­ нистое, микрокристаллическое и т. п.).

В настоящее время насчитываются многие тысячи видов орга­ низмов, остатки которых в той или иной форме сохраняются в оса­ дочных породах. Ниже рассматриваются характерные признаки остатков основных, наиболее распространенных групп организмов, которые присутствуют в известняках в виде примеси и часто яв­ ляются породообразующими, т. е. слагают основную массу извест­

группа одноклеточных организмов, насчитывающая до 30 тыс. со­ временных и ископаемых видов. Формы раковин чрезвычайно раз­ нообразны — от однокамерных до сложно построенных, многокамерных (рис. 11.4, 11.5). Хорошо известны многочисленные виды фузулинид (отряд Fusulinida), имеющих сложную многокамерную рако­ вину и развивавшихся в течение девона—перми. Скопления рако­ вин фузулииид образуют пласты известняков в разрезах каменно­ угольного возраста. Широко распространены различные виды ми-

раковинок глобигерин. Среди современных осадков океанов широ­ чайшим распространением пользуются глобигериновые илы, в значительной мере сложенные соответствующими раковинками. В разрезах верхнемеловых отложений, особенно в палеогене, широ­ кое развитие получили нуммулиты (отряд Nummulitida) со слож­ ной крупной раковиной, достигающей 1—2 см и более. Пласты нуммулитовых известняков являются характерным элементом па­ леогеновых разрезов во многих районах Земли.

Строение кальцитовых стенок раковин фораминифер обычно микрокристаллическое, пелитоморфное. В шлифе раковины выде­

образующей группой в мелу и кайнозое. Подавляющее большин­ ство фораминифер — морские стеногалиниые организмы, ведущие донный образ жизни (бентос) на глубинах до 100—200 м. К бентальным относятся более 98% известных форм фораминифер, хотя приспособившиеся к планктонному образу жизни представители рода Globigerina дают популяции огромной численности. С глуби­ ной 1000—2 000 м и более среди остатков фораминифер постепен­ но возрастает роль раковинок планктонных глобигерин, погружаю­ щихся после их смерти на дно (глобигериновые илы).

К о р а л л ы . Скелетные части кораллов (класс Anthozoa), отно­ сящихся к типу кишечнополостных (Coellenterata), широко рас­ пространены в карбонатных породах. Часто они являются породо­ образующими организмами, слагающими известняки рифовых мас­ сивов. Структура скелетных частей обычно микрокристаллическая или тонкофибровая. Палеозойские кораллы (подклассы Tabulata и Rugoza) имели, по-видимому, кальцитовый состав. Мезозойские и более молодые кораллы (подкласс Hexacoralla) — существенно арагонитовые, что выражается в их интенсивной перекристаллиза­ ции с потерей первоначальных деталей структуры. В шлифе ко­ раллы образуют крупные сетки с ячейками различной формы и размера (до нескольких миллиметров), состоящие из тонких пе­ регородок (рис. 11.6).

Рис. 11.6. Скелетные части кораллов:

а— табуляты (палеозой); б — ругозы (палеозой)

Рифостроящие, колониальные кораллы обитают на глубинах, не превышающих 40—50 м, в условиях чистой подвижной морской воды нормальной солености, хорошо прогреваемой солнцем. Ко­ раллы известны начиная с раннего палеозоя и до ныне.

Они обладают кальцитовым скелетом микрокристаллического строения. Остатки строматопор обычно встречаются вместе с остат­ ками кораллов, совместно с которыми они принимали участие в строительстве рифовых массивов. В шлифах они выглядят в виде серии волнистых днищ, соединенных поперечными перегородками (рис. 11.7, а). Строматопоры известны с кембрия. Они слагают рифовые массивы в силлурийских и девонских известняках. В верхнем палеозое распространены значительно меньше, в мезозое наблюдается новый расцвет и обновление форм; в конце мела стро­ матопоры вымирают.

Рис. 11.7. Скелетные части:

а — строматопор (кембрий—мезозой); б — мшанок (ордовик—ныне)

Мш а н к и . К типу мшанок (Bryozoa) принадлежат колониаль­ ные, преимущественно морские, реже пресноводные животные, ве­ дущие прикрепленный образ жизни. Скелет мшанок сложен каль­ цитом и имеет тонковолокнистое строение. По форме обломки ске­ лета мшанок в шлифах имеют разнообразный вид; но для них всегда характерно ветвистое сетчато-ячеистое строение. Обломки мшанок обычно обладают довольно крупными закономерно распо­ ложенными округлыми или овально-вытянутыми отверстиями (рис. 11.7, б). Мшанки могут быть породообразующими организ­ мами. Известны с ордовика до настоящего времени. В большинст­ ве случаев это обитатели прибрежного мелководья.

И г л о к о ж и е — морские одиночные животные, ведущие сво­ бодный или прикрепленный образ жизни. Относятся к типу ЕсЫ* nodermata. Наиболее распространены морские лилии, или крипоидеи (класс Crinoidea), и морские ежи (класс Echinoidea). Харак­ терным признаком иглокожих является то, что отдельные скелет­ ные части их (членики и чашечки морских лилий, иглы и щитки морских ежей) представляют собой монокристаллы кальцита тон­ копористого строения. При повороте столика микроскопа они по*

гасают целиком, как один кристалл. Форма члеников криноидей в поперечных разрезах круглая или пятиугольная, в продольных раз­ резах — прямоугольная (рис. 11.8). В центре часто виден канал. Иглы морских ежей в поперечных разрезах круглые или зубчато­ круглые с довольно сложным сетчато-радиальным строением.

так же как и морские ежи. Однако последние являются свободно передвигающимися. Большая часть криноидей — мелководные жи­ вотные. В настоящее время наиболее распространены на глубинах

и моллюсков (пелециподы, гастроподы и др.) широко распростра­ нены не только в карбонатных, но и в песчано-алевритовых поро­ дах. Как правило, они образуют более или менее значительную часть биогенного детрита, но иногда формируют пласты известня­ ков, целиком сложенных створками раковин и их обломками. Фор­ мы обломков раковин брахиопод в шлифах могут быть очень по­ хожи на обломки пелеципод, хотя последние относятся к моллюс­ кам (класс Lamellibranchia).

Раковины брахиопод состоят из кальцита грубоволокнисто­ призматического строения, обладающего волнистым погасанием. Пучки тонких призм при этом располагаются под углом к поверх­ ности раковин и друг к другу. Пелециподы имеют обычно арагонитовую раковину. Арагонит в породах легко переходит в кальцит, образующий неправильные кристаллические агрегаты, что позво­ ляет среди похожих разрезов раковин, имеющих вид вытянутых, слегка изогнутых палочек млн «саблевидных» обломков (рис. 11.9),

различить разрезы раковин брахиопод и обычно перекристаллизованные разрезы раковин пелеципод.

0,5 мм

В качестве исключения необходимо отметить, что у некоторых родов пелеципод (Ostrea, Pecten, Inoceramus) раковина кроме внутреннего перламутрового слоя состоит из кальцита, имеющего крупнопризматическое строение, причем кальцитовые призмы рас­ положены перпендикулярно к поверхности раковины, которая в связи с этим легко дробится па отдельные призмы. Во многих верх­ немеловых известняках такие кальцитовые призмы ииоцерамов, обладающие монокристаллическим строением, образуют более или менее значительные скопления.

Раковины гастропод (класс Gastropoda, тип Mollusca) также в основном арагонитовые, легко переходящие в агрегаты неправиль­ ных кристаллов кальцита. В шлифе они определяются лишь по ха­ рактерной форме, следы которой сохраняются в случае заполнения полостей раковин каким-либо инородным материалом (глаукони­ том, глинисто-алевритовой массой и т. п.).

Обломки раковин брахиопод и пелеципод присутствуют в поро­ дах начиная с нижнего палеозоя до настоящего времени. Однако для брахиопод временем максимального расцвета является палео­ зой, тогда как численность видов пелеципод увеличивалась с мезо­ зоя по настоящий день.

Условия существования брахиопод и моллюсков самые разнооб­ разные: морские глубоководные, мелководно-прибрежные и пресно­ водные континентальные (пелециподы). Динамика среды влияет на массивность, толщину раковин. Грубые, толстые раковины и их обломки указывают на мелководные условия. Тонкие, целые рако­ вины могут характеризовать более спокойные условия осадконакопления. Большинство брахиопод вело прикрепленный, донный образ жизни, преимущественно в мелководной зоне моря, хотя многие опускались на значительные глубины. Основная масса пе-

леципод относится к бентосу и ведет зарывающимся или йолузарЫвающийся образ жизни. Часть прикрепляется к твердому субстра­ ту, многие передвигаются с помощью ноги, иногда свободно лежат

Створки имеют микрофибровое строение. Отдельные фибры, чрез­ вычайно тонкие, располагаются перпендикулярно створке ракови­ ны. При вращении столика микроскопа в достаточно толстых створках наблюдается волнистое погасание кальцита. Иногда вид­ на перекристаллизация всей раковинки вместе с полостью в один монокристалл кальцита миндалевидной формы. Остракоды появи­ лись в палеозое и существуют до ныне. Могут являться породооб­ разующими, формируя остракодовые известняки. Ведут как планк­ тонный, так и бентальный образ жизни, некоторые зарываются в ил. Обитают в морских и пресноводных бассейнах.

Растительные организмы. К о к к о л и т о ф о р и д ы — мелкие плавающие водоросли семейства Coccolithaceae. Каждый организм состоит из клетки, покрытой кальцитовыми пластинками, размер которых изменяется от 2 до 10—20 мкм. Микроскопические рако­ винки кокколитофорид широко представлены в современных океа­ нических осадках, слагая вместе с глобигеринами основную массу карбонатных илов в осадках океанов умеренных и тропических широт.

Остатки планктонных морских водорослей Coccolithaceae яв­ ляются важной составной -частью многих микрокристаллических меловых известняков, особенно писчего мела. Они обнаруживаются главным образом при изучении соответствующих пород с помощью сканирующего электронного микроскопа.

Представители семейства Coccolithaceae появились в юре и достигли бурного расцвета в верхиемеловое время.

сине-зеленые водоросли — цианофиты не обладают кальцитовым скелетом. Тем не менее они играют важную роль сейчас и на протя­ жении всей геологической истории Земли в осуществлении процес­ са карбопатонакопления. Сине-зеленые водоросли являлись, повидимому, одними из первых организмов, заселявших морские во­ доемы Земли еще в альгонское время. Изучение современных представителен этого семейства позволило сконструировать модель процесса, приводящего к образованию карбонатных осадков в ре­ зультате жизнедеятельности бесскелетных микроскопических во­

дорослей.

Цианофиты способны поселяться на любых основаниях — от твердого субстрата до свежеотложенпых илистых осадков. Отдель­ ные клетки водорослей, активно поглощая из окружающей во­ ды С02, создают в зоне своей мембраны микрогеохимическую сре­