кие типы перекристаллизации, выделенные Г. А. Каледой и Е. A. Kaлистовой, отличаются друг от друга соотношением перекристаллизо ванных участков известняков. На этом основании выделяются рассе янная, агрегатно-рассеянная, прожилковая, кружевная, пятнистая и сплошная перекристаллизации, отражающие развитие этого процесса по мере усиления катагенетических преобразований. В качестве самостоятельных типов перекристаллизации рассматриваются такие формы как пойкилитовая, регенерация, инкрустация и выполнение пор.
Вторичные изменения известняков проявляются также в грануля ции (микритизации) кальцита, заключающейся в уменьшении разме ров кристаллов до 0,01 мм в диаметре и более мелких. Грануляции очень часто подвергаются остатки иглокожих, многокамерные фораминиферы, остракоды, некоторые водоросли.
В катагенезе продолжаются начавшиеся ранее процессы доломити зации. Катагенетический доломит сначала замещает сохранившиеся после переработки в диагенезе реликтовые первичные компоненты, затем замещают перекристаллизованные, окремнелые и сульфатизированные участки породы. По мере усиления процесса доломитизации перераспределяется OB, обособляясь в порах, а впоследствии, вытесняясь за пределы замещенной толщи.
Крупные кристаллы кальцита в катагенезе замещаются радиаль- но-лучистым халцедоном, который иногда инкрустирует и полости, что происходит за счет привноса SiO2 . Привнос вещества приводит также к выделению сульфатов и галита в порах известняков.
В результате растворения известняков под действием давления образуются стилолитовые швы, особенно часто приуроченные к плос костям напластования. Растворение известняков наблюдается и в пределах нефтяных месторождений в связи с окислительными процес сами в зонах водонефтяных контактов.
§ 2. ДОЛОМИТЫ
Доломитами называют породы, сложенные на 50% и более однои менным минералом CaMg(CO3 )2 . По внешнему виду многие разности доломитов похожи на известняки и визуально их различают по харак теру взаимодействия с разбавленной HCl, а также по реакциям окра шивания образцов пород. Дополнительным признаком для диагности ки доломитов является присутствие структур выщелачивания различ ного масштаба вплоть до проявления кавернозности. Некоторые доломиты обладают способностью к самопроизвольному растрескива нию. В связи с выщелачиванием и растрескиванием развиваются различные нарушенные текстуры: брекчиевидные, пятнистые, обраста ния, инкрустационные.
154
Классификации доломитов |
строятся на различных |
основаниях: |
1) по структурно-генетическим |
признакам выделяются |
седиментаци- |
онные (первичные) и постседиментационные (вторичные) образования; 2) по соотношению доломитового компонента с известковым, магнези товым, глинистым материалом различают типы пород в зависимости от количества той или иной примеси.
Седиментационные (первичные) доломиты являются хемогенными образованиями, возникшими в водоемах аридных зон. Они образуют пласты и часто содержат в качестве примесей гипс, ангидрит и такие глинистые минералы как монтмориллонит, палыгорскит, сепиолит. Содержание CaCO3 в таких породах низкое. Нехарактерна также и фауна, за исключением специфических форм, представленных, напри мер, остракодами и иногда брахиоподами. Структура пластовых доломитов микро-, мелкозернистая и оолитовая. Текстура нередко тонкослойчатые, обусловленные ориентированным расположением глинистых и других примесей.
Постседиментационные (вторичные) доломиты являются метасоматическими образованиями и отличаются чрезвычайным разнообразием форм нахождения. Это пласты, линзы, штокообразные тела причудли вых очертаний. Три характерных признака отличают этот тип доломи товых пород от первичных седиментационных типов. Во-первых, отмечается сильная изменчивость степени доломитности внутри линзы, штока и даже доломитизированного пятна. Содержание доло мита может колебаться от 2 - 3 до 90-95%, причем локализация участ ков разной степени доломитности необычайно прихотлива. Во-вторых, улавливаются ясные следы метасоматоза доломита по кальциту. Раньше всего замещается тонкозернистый цементирующий кальцит, в котором при микроскопических исследованиях наблюдаются разви вающиеся правильные ромбоэдры и их скопления (рис. 42). Позже метасоматической переработке подвергаются органические остатки. В
Рис 42. Доломит неравномернозернистый с зональным стро
ением |
кристаллов (увел. 575, |
николи //)
ISS
Таблица 8. Классификация доломитов (по Г. И. Теодоровичу)
|
|
Содержание, % |
|
Название породы |
|
|
|
доломита |
кальцита |
глинистого |
|
|
материала |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Глинистый доломит |
35-90 |
0-45 |
30-40 |
Слабоглинистый известковый |
90-45 |
5-47,5 |
5-10 |
доломит |
|
|
|
Слабоглинистый доломит |
95-85 |
0-5 |
5-10 |
Доломит |
100-90 |
0-5 |
0-5 |
Слабоизвестковый доломит |
95-80 |
5-20 |
0-5 |
Сильноизвестковый доломит |
65-47,5 |
30-50 |
0-5 |
целом более крупнозернистый кальцит замещается менее интенсивно и в последнюю очередь. В-третьих, в метасоматических доломитах отсутствует свой особенный биоценоз. Кроме того, вторичные доломи ты часто бывают пористыми, кавернозными, ожелезненными.
Для выделений диагенетического доломита характерны непра вильно-ромбоэдрическая, ромбоэдрическая и овальная формы зерен. В центральной части зерен имеются скопления пелитоморфного извест кового, глинистого или органического вещества. В хорошо ограненных кристаллах катагенетических доломитов таких скоплений не отмече но.
На основании отношения масс Ca и Mg, по Чилингару, выделяются следующие разновидности доломитов: 1 - магнезиальные доломиты (Ca/Mg = 1,0+1,5); 2 - доломиты (Ca/Mg = 1,5+1,7); 3 - слабоизвестковистые доломиты (Ca/Mg = 1,7-2,0); 4 - известковистые доломиты (Ca/Mg=2,0-3,5).
Разновидности доломитов, различающихся по составу, отражены в классификации Г. И. Теодоровича (табл. 8).
Образование доломитов. Наиболее важными факторами образова ния доломита из природных вод являются отношения Mg/Са и величи на общей солености. При повышенных концентрациях солей в растворе требуется все больше Mg для начала доломитообразования. При солености 35 г/л отношение Mg к Ca равно 1, а при 350 г/л возрастает до 10. Однако этот минерал выпадает из раствора в твердой фазе очень редко. Чаще сначала возникают метастабильные карбонаты - железис тый и магнезиальный кальцит и протодоломит.
Вторичная доломитизация широко развивается в рифовых по стройках, где отмечается повышенное содержание высокомагнезиаль ного кальцита, связанного с водорослями. Внутри рифогенных атол лов образуются рассолы с высокими значениями отношения Mg/Ca. Просачиваясь сквозь пористое тело рифа, рассолы доломитизируют его
156
и в первую очередь замещается арагонит биогенного генезиса. В результате внутри тела рифа, непосредственно под внутренней лагу ной, формируется и разрастается доломитовое ядро.
Выделения доломита в осадках себкх контролируются приливно отливной полосой и ассоциируют с арагонитом, кальцитом, гипсом, ангидритом и галитом.
Метасоматическая доломитизация при повышенной температуре в зоне катагенеза протекает в результате взаимодействия известняков с магниевыми растворами. Эти процессы описываются реакциями Гейдингера [(1) и (2)] и Мариньяка (3):
CaCO3 + MgSO4 ® MgCO3 + CaSO4 ; (1)
в растворе
CaCO3 + MgCO3 ® CaMg(C03 )2 ¯ (2) 2CaCO3 + 2MgCl2 = CaMg (С03 )2 + CaCl2 . (3)
Источниками магниевых растворов могут быть водоносные гори зонты элизионных бассейнов, инфильтрационные воды, нисходящие рассолы эвапоритовых комплексов и гидротермальные растворы.
Ведущая роль вторичных процессов в образовании доломитов начала проявляться с позднего палеозоя. В докембрийских и раннепа леозойских морях формировались мощные толщи хемогенных доломи тов, а известняки играли подчиненную роль. Это было связано с повышенным содержанием CO2 в атмосфере и высоким щелочным резервом вод. В мезозое и кайнозое роль доломитов среди осадочных карбонатных пород падает и формирование их происходит в основном за счет доломитизации известковых отложений.
Контрольные вопросы
1.Какие минералы слагают карбонатные породы?
2.Чем представлены породообразующие компоненты осадочных карбонатных
пород?
3.По каким признакам классифицируются известняки?
4.Что известно о происхождении известковых отложений и их размещении в бассейнах седиментации?
5.В чем выражаются постседиментационные изменения известковых отложений?
6.Каковы происхождение, постседиментационные изменения и классификация доломитов?