Историческая геология_02_Литофац_анализ_студ
.pdf
Рис. 29. Образование каркасных известняков на рифе
Органогенно-обломочные известняки полифациальны и встречаются в разных зонах – от континентальных до глубоководных морских. Наиболее широко распространены они среди отложений гравитационных потоков, зон подводных волнений и течений, штормовых образований. Восстановить условия их формирования можно лишь с привлечением биофациального анализа.
Рис. 30. Органогенно-обломочный мшанково-криноидно-брахиоподовый известняк
21
Оолитовые известняки (рис. 31) имеют хемогенное морское происхождение (индикаторы мелководных условий с повышенной концентрацией кальция в воде и активной волновой деятельностью) (рис. 32).
Рис. 31. Оолитовый известняк
22
Рис. 32. Схема образования оолитов
Известняки могут образовываться и в пресноводных озерах в результате осаждения карбонатного биогенного ила – продукта жизнедеятельности водорослей.
В настоящее время доказано, что большая часть современных морских известняков имеет биогенную природу, а большинство прибрежных и континентальных (оолиты, почвенные корки, эвапоритовые карбонаты соленых озер, отложения горячих минеральных источников, отложения пещер) – неорганическое происхождение.
Доломит – типичный хемогенный осадок надлиторальных и литоральных зон жарких районов, в более глубоководных осадках встречается в виде рассеянных зерен. Осаждается он и в соленых озерах аридных областей (рис. 33).
23
Рис. 33. Доломит (слева – под микроскопом)
Кремневые породы (силициты) имеют органическое и неорганическое происхождение. Индикаторами обстановок осадконакопления могут быть органогенные, образованные скелетными остатками радиолярий
(радиоляриты) (рис. 34), спикул губок (спонголиты и спикулиты),
одноклеточных кремнистых водорослей (чаще всего – диатомиты) (рис. 35). Они формируются как в теплых, так и в холодных водах. Радиоляриты и спонголиты имеют морское происхождение, диатомиты могут быть морскими и озерными (преимущественно озерные). Биогенные кремневые породы тяготеют к холодноводным бассейнам, где планктонным организмам с кремневой раковиной не составляет конкуренцию планктон с карбонатным скелетом. Кроме того, в тепловодных бассейнах кремневые скелеты быстрее растворяются после гибели организмов.
24
Рис. 34. Радиолярит (слева) и слагающие его остатки радиолярий (справа)
Рис. 35. Диатомит (слева) и слагающие его остатки диатомовых водорослей (справа)
Для восстановления таких условий древних бассейнов, как соленость,
температура и окислительно-восстановительный потенциал, широко используют геохимические показатели. Поскольку геохимические методы не являются полевыми, мы упомянем об этом лишь очень кратко.
Морские и пресноводные отложения можно отличить по содержанию бора (в морских его содержание выше), галлия (больше в пресноводных), по паре элементов стронций/барий (если соотношение < 1 – пресноводный бассейн, если >1 – морской, т. е. при увеличении этого соотношения определяют переход континентальных условий в морские).
25
Барий, соединяясь с сульфат-ионом морских вод, быстро осаждается, поэтому в прибрежной зоне его больше. Стронций же осаждается биогенно вместе с кальцием и хемогенно – в условиях повышенной солености. То есть бария больше в пресноводных осадках, стронция – в морских.
Многие методы палеотермометрии и палеогалометрии основаны на устойчивой корреляции между содержанием химических элементов в воде и в карбонатных скелетах беспозвоночных.
Так, палеотемпературы восстанавливают по соотношению магния и кальция, стронция и кальция, а также по изотопным соотношениям кислорода 18 и 16 в раковинах беспозвоночных
Есть также показатели и окислительно-восстановительного потенциала. В восстановительных условиях, где сохраняется больше органического вещества, выше содержание меди, никеля, ванадия и молибдена.
Цвет породы. Одним из признаков породы, который свидетельствует о ее составе, а также помогает восстановить условия осадконакопления, является ее цвет.
В генетическом отношении все окраски подразделяются на первичные и вторичные. Показателями палеогеографической обстановки осадконакопления являются только первичные окраски. Первичные, в свою очередь, могут быть унаследованными или сингенетическими.
Унаследованные окраски определяются цветом обломочного материала. Сингенетическая окраска обусловлена цветом цемента либо окраской аутигенных минералов, возникающих при осадконакоплении и диагенезе пород.
Белый цвет является первичной окраской карбонатных пород, каолина, опала, кремния и кварца. Первичная красноцветность свойственна осадкам, формировавшимся в условиях переменно-влажного жаркого климата как на континенте, так и в морских обстановках. Если доказано морское происхождение осадков, то их красный цвет может быть обусловлен либо подводной вулканической деятельностью (некоторые яшмы), либо большой
26
скоростью захоронения в морском бассейне продуктов глубокого выветривания, поступивших с прилежащей суши, либо, наконец, вертикальной циркуляцией океанических вод, вызывающих окисление глубоководных осадков, которые известны под названием красных глубоководных глин. Темно-серые и черные тона окраски горизонтальнослоистых илистых осадков характерны для гидродинамически мало активных центральных частей бассейнов (в том числе и в случае сероводородного заражения придонных слоев воды – присутствуют частицы сульфидов железа). Черный цвет может быть также связан с присутствием углистого вещества в осадках, образовавшихся как в окислительных, так и в восстановительных условиях. Для континентальных отложений, накапливающихся в условиях жаркого и сухого климата, типичны светлые,
серые, желтые и коричневые тона окраски. Зеленый цвет наиболее характерен для морских отложений и связан либо с присутствием закисного железа (восстановительные условия седиментации), либо с присутствием глауконита, который образуется в мелководных морских бассейнах нормальной солености.
Генетическое значение структур осадочных пород
Структура – это те особенности осадочной породы, которые определяются ее зернистостью, т. е. размером, формой, и взаимоотношением зерен, а также – степенью их однородности.
Зерна могут быть как неорганического, так и органического происхождения.
Взаимоотношения зерен показывают способ образования породы, в частности показывает, образовались ли минералы на месте залегания породы или были сюда принесены.
Если зерна «приспособлены» друг к другу (сторона одного зерна является стороной другого и зерна полностью, без промежутков, занимают пространство, структуры называют конформнозернистыми (рис. 36). Такие
27
структуры возникли на месте или в результате преобразования принесенных обломков. Первична такая структура во многих хемогенных породах, например в доломите, каменной соли (рис. 37) или гипсе.
Рис. 36. Различные виды конформнозернистой кристаллической структуры. Поровое пространство или цемент отсутствует
Рис. 37. Каменная соль с конформнозернистой кристаллической структурой
Чаще же конформнозернистые структуры возникают при перекристаллизации первичного осадка (карбонатного, глинистого, кремневого).
Другой тип структур – неконформнозернистые. Они характеризуются
28
несоответствием контуров соседних зерен, зерна неполностью заполняют пространство, часть его остается пустым (поры) или позже заполняется цементом (рис.38). Такие структуры образуются при переносе осадка (зерен).
Рис. 38. Уплотнение зернистого осада и образование цемента между зернами в процессе литификации
В зависимости от формы, а следовательно, и от способа образования зерен, различают три типа неконформнозернистых структур.
1. Цельноскелетные биоморфные структуры – ракушняковые (целые раковины) и биогермные (скелеты прирастающих организмов – кораллов, водорослей, мшанок и т. д.) (рис. 39).
Рис. 39. Раковинная структура известняка
2. Сфероагрегатные структуры – зернами служат сферические тела –
29
оолиты, пизолиты, онколиты, пеллеты и т. д. (рис. 40).
Рис. 40. Оолитовый известняк с прозрачным кальцитовым (спаритовым) цементом
3. Обломочные, или кластические структуры – породы сложены обломками кристаллов, пород, органических остатков (кристалло-, лито- и биокластическая структуры) (рис. 41, 42).
Рис. 41. Обломки пород и поровый цемент (литокластическая структура)
30