lito_kuznecov

Рис. 1.16. Порфировая структура каменной соли. Крупные (до 2,5 мм) идиоморфные кристаллы галита в массе мелкозернистого галита с примесью галопелитового материала (черное). Припятская впадина. Верхний девон. («Атлас структур...», 1974)

ничений. Именно в таком значении этот термин перешел и к кристаллическим структурам осадочных пород. В то же время в осадочных породах значительно более распространены обособленные элементы — «зерна» в более точном значении этого слова. Поэтому граноморфными — зернистыми — являются структуры, состоящие из каких-либо форменных элементов — обломков, остатков организмов и их обломков, оолитов и т.д. В этом втором значении термин широко используется, в частности, при изучении и описании карбонатных пород (см. гл. 7).

Следует, однако, отметить, что подобные названия в практической работе употребляются не всегда и часто используются термины, характеризующие более частные структуры конкретных типов пород.

Органогенные структуры (или, правильнее, - органоморфные, бноморфные) — это структуры, образованные скелет-

40

41

Рис. 1.17. Известняк фораминиферовый. Раковины фораминифер и их обломки сцементированы тонко-среднекристаллическим кальцитом. Тип цемента - базальный. Пример органогенной структуры. Без анализатора. Оренбургская область. Турне

ными остатками организмов и их обломками (рис. 1.17). Эти структуры характерны для карбонатных и отчасти кремнистых (опаловых) пород и фосфоритов, так как практически все известные в фанерозойской истории организмы] строили свой скелет из карбонатов кальция, реже — карбоната магния, фосфата кальция и опала. К этой группе структур относятся и многие биохемогенные образования типа строматолитов.

Для многих пород — карбонатных, фосфатных, железистых (бурых железняков), некоторых глин, бокситов —

ного минерального состава с различным внутренним строением — радиально-лучистым, концентрическим, пелитоморфным.

В зависимости от морфологии, внутреннего строения и размера они имеют различные названия — оолиты,

42

Рис. 1-18. Известняк онколитовый с кальцитовым цементом перового типа, мелко-среднезернистой структуры. Пример сферово-сгустковой структуры. Без анализатора. Северный Кавказ. Титон

сферолиты, ооиды, пеллеты, пелоиды, сгустки и т.д. (подробнее об этих формах см. гл. 7 и терминологический словарь).

1.3.3. ЦЕМЕНТЫ ОСАДОЧНЫХ ГОРНЫХ ПОРОД

Для строения очень многих осадочных пород, исключая лишь породы с полностью кристаллической структурой, характерна одна важная особенность — они сложены как бы двумя структурно и функционально различными элементами — зернами (форменными элементами) и связующей их массой — цементом. Наиболее отчетливо это проявляется в обломочных породах, где зерна — это принесенные извне обломки других пород и минералов, и прежде всего кварца и различных силикатов. В других породах эти зерна или, в более общем виде, форменные элементы весьма разнообразны. Это могут быть остатки раковин и их обломки, нескелетные образования — оолиты, сгустки, желваки и т.д. Такая специ-

43

фика — сложение породы из двух структурных компонентов — определяет и характер описания пород.

Поскольку цементы являются специфической составной частью многих осадочных пород, следует специально остановиться на их общей характеристике. Прежде всего необходимо отметить, что цементы весьма разнообразны и должны классифицироваться или, точнее, подразделяться на основе ряда, причем разных показателей. Именно поэтому характеристика цементов не может ограничиваться одним-двумя показателями, а должна быть многофакторной. Вместе с тем вовсе не обязательно, что в каждом шлифе присутствуют все отмеченные ниже виды цементов.

В настоящее время можно указать по крайней мере шесть показателей — как вещественно-структурных, так и генетических, по которым подразделяются и которыми характеризуются цементы:

1 — минеральный состав;

2 — количественные соотношения и характер взаимного расположения зерен и цемента;

1. По вещественному (минеральному) составу цементы бывают глинистыми, т.е. состоящими из глинистых минералов, карбонатными (кальцитовыми, доломитовыми, сидеритовыми), кремнистыми (опаловыми, халцедоновыми, кварцевыми), сульфатными (гипсовыми, ангидритовыми), железистыми (лимонитовыми, марказитовыми, пиритовыми), фосфатными и др.

Цементы бывают мономинеральными, т.е. состоящими из одного минерала, и полиминеральными, когда цементирующая масса представлена двумя и более различными минералами. В обломочных породах встречаются все из указанных минеральных типов цемента, причем нередко не один, а сразу два и даже три их вида, например, глинисто-карбонатный, карбонатно-сульфатный, глинисто-карбонатно-железистый и т.д. В других породах присутствует, как правило, лишь один вид, обычно того же минерального состава, что и вся порода. Так, в органогенных или оолитовых известняках эти форменные элементы цементируются тем же карбонатным минералом — кальцитом.

2. По количественному соотношению и частично характеру взаимного расположения зерен (форменных элемен-

44

,β5_50 %) и отдельные зерна отделены друг от друга цементом, как бы плавают в нем. Надо, однако, заметить, что иногда в шлифах наблюдается псевдобазальный тип цемента, ко- торый на самом деле является поровым. Дело в том, что в общем виде плоскость шлифа рассекает зерна не по их мак- симальным размерам, не по точкам или линиям их соприкос- новения друг с другом, поэтому создается ложная картина изоляции зерен и наличия базального цемента, а также уменьшения видимого размера обломков относительно ис- тинного (рис. 1.20). Существуют специальные методики и способы учета этих погрешностей, которые используются, в частности, при проведении гранулометрического анализа в шлифах и которые позволяют рассчитать истинные размеры зерен; последние оказываются крупнее, чем наблюдаемые в шлифах (см. гл. 4).

В случае порового цемента (или цемента выполнения пор) форменные элементы соприкасаются друг с другом, а пространство между ними заполняется цементом. Содержание последнего колеблется в пределах 20 — 40 %.

Следующий тип цемента называют пленочным, или (в последнее время) контурным, корковым, так как некоторые его виды, например, рассмотренные ниже — обрастания в виде крустификации или регенерации, строго говоря, не являются пленками. В этом типе зерна со всех сторон «по контуру» окружены веществом цемента и сама цементация породы происходит в зонах контактов этих корок или каемок.

Наконец, при контактном цементе (или цементе соприкосновения) зерна связываются друг с другом лишь в точках соприкосновения.

3. Важной характеристикой цемента является его структура (см. рис. 1.19, 5—8). Цементы могут быть аморфными (опаловый), тонкоагрегатными (глинистый, халцедоновый), кристаллическими (карбонатный, сульфатный). Последние характеризуются размером кристаллов, и для названия здесь используется градация по размеру, принятая для кристаллических структур (см. табл. 1.6). Кроме размеров необходимо отмечать равнокристаллическую (равнозернистую) и разнокристаллическую (разнозернистую) структуры, где размеры кристаллов соответственно равного или, точнее, близкого и, напротив, различного размера.

45

Рис. 1.20. Схема появления в шлифе псевдобазального типа цемента, возникающего за счет прохождения плоскости шлифа не через центры зерен, а через их края.

Стрелкой показано сечение; а, б — пересечение порового цемента; а', б" — появление псевдобазального цемента

Интересной разновидностью цемента кристаллической структуры является пойкилитовый цемент (см. рис. 1.19, 8). В этом случае отдельные кристаллы цемента крупнее цементируемых зерен (форменных элементов) и каждый кристалл включает в себя по крайней мере несколько зерен. Как правило, структура этого цемента крупно-, грубоили, чаще, гигантозернистая. Такой цемент часто имеет карбонатный или гипсовый состав. В шлифе он выглядит своеобразно и определяется достаточно несложно. При введении анализатора и вращении столика микроскопа цемент угасает целиком по всему полю зрения или, реже, на большей его части и на черном фоне выделяются отдельные цементируемые им зерна. Пойкилитовый цемент нередко несложно устанавливается и в образцах. Дело в том, что при расколе породы она разламывается по спайности кристаллов цемента, и тогда поверхности скола блестят на солнце или под лампой.

4. По характеру взаимоотношения или, точнее, взаимодействия зерен и цемента можно выделить коррозионный (точнее, корродирующий) и корковый цемент. В первом случае цемент разъедает, т.е. частично растворяет зерна с их поверхности и замещает их (см. рис. 1.19, 9). Такие случаи нередко наблюдаются в кварцевых песчаниках с кальцитовым цементом, так как карбонаты при определенных условиях могут растворять кремнезем. Аналогичная ситуация наблюдается и при наличии лимонитового цемента.

Более разнообразны корковые цементы (см. рис. 1.19, ΙΟ- Ι 2). В одних случаях цементирующий материал (железистый, глинистый) окружает, обволакивает цементируемые зерна пленками. Именно эту разновидность можно называть пленочным цементом, или цементом обволакивания. Таковы, на-

48

пример, «гематитовые рубашки», окружающие обломочные зерна в красноцветных формациях.

В других случаях на зернах происходит нарастание каемки того же минерала с той же оптической ориентировкой — регенерация, восстановление первичной кристаллографической формы зерен. Такой цемент называется регенерационным. Естественно, что при этом не образуется правильный кри- сталл, но нарастание, увеличение размеров устанавливается достаточно ясно. Так, нередко отмечается регенерация обломочного кварца, крупных карбонатных фрагментов организмов, например криноидей (рис. 1.21).

Часты случаи, когда каемки вокруг зерен образованы кристаллами, растущими по нормали, перпендикулярно к поверхности цементируемых зерен. Такие каемки называются крустификационными, или обрастания, а цемент соответственно крустификационным, или обрастания. Минеральный состав крустификационных каемок может быть как различным с цементируемыми зернами (например, кальцитовые крустификационные каемки, корочки на кварцевых зернах), так и Одинаковым с ними (кальцитовые каемки обрастания на оолитах и остатках раковин в известняках).

Рис. 1.21. Кальцитовая регенерационная каемка на членике криноидеи. Оренбургская область. Турне

49