Мікроскопічне вивчення карбонатних порід

Карбонати в осадочних породах, переважно, представлені двома породотворними мінералами - кальцитом і доломітом. Обидва вони безколірні, прозорі але їх тонкі і мікрозернисті різновиди у шліфах нормальної товщини здаються сірими, напівпрозорими внаслідок розміщення дрібних кристаликів у декілька ярусів в деяких породах (вапняково -доломітових) кальцит і доломіт присутні разом.

Кальцит - є одним із самих поширених аутигенних мінералів. У шліфах він прозорий, безколірний, форма кристалів неправильна, лапкоподібна. Показник заломлення кальциту коливається від 1,486 до 1,658, внаслідок чого в мінералі з’являється псевдоабсорбція (під мікроскопом, без аналізатора при повороті столика мікроскопа різко міняється шагрень і рельєф мінералу ). Сила подвійного променезаломлення складає 0,172, що відповідає білому інтерференційному забарвленню вищого порядку.

Доломіт - дуже розповсюджений аутигенний мінерал. Він безколірний, прозорий, але інколи кристали мають багато дрібних включень, що створює враження забрудненості. За оптичними властивостями доломіт схожий на кальцит. Показник заломлення коливається в межах 1,502-1,686, а подвійне променезаломлення складає 0,177-0,181. Як і кальцит, доломіт має явище псевдоабсорбції. Обидва мінерали одноосні, від'ємні.

Для діагностики цих мінералів під мікроскопом використовують морфологічні та деякі інші ознаки. Кристали кальциту в шліфах мають вигляд ізометричних неправильної (лакоподібної) форми зерен з плавними, часто криволінійними контурами. Доломітові кристали мають вигляд більш-менш правильних ромбів розміром приблизно 0,05 мм і більше або округлих зерен. Кальцит в крупних кристалах утворює тонкопластинчасті двійники, чого у доломіті не спостерігається.

Органічні рештки заповнені кальцитом. В карбонатних породах найчастіше зустрічаються залишки форамініфер, гастропод, брахіопод, голкуватих, моховаток, коралів, остракод тощо.

Форамініфери - велика група найпростіших організмів. Серед форамініфер виділяють донні, переважно мілководні і пелагічні форми. Мілководні форми мають великі розміри і грубі створи. Розмір форамініфер коливається від 0,01 мм до 5 см (нумуліти).

Форамініфери мають різноманітну форму (рис. 8.2 ). Вони бувають одно - дво - і багатокамерні. В породах вони можуть бути як порожні, так і заповнені дрібно - і середньозернистим кальцитом. Залишки цих організмів зустрічаються, починаючи з кембрійських відкладів по сучасні.

Гастроподи - морські, прісноводні і наземні тваринні організми. Найчастіше це морські донні, які вільно пересуваються організми, але зустрічаються і пелагічні. Зі збільшенням глибини басейну (>100 м) кількість гастропод зменшується, але деякі форми живуть на значних глибинах. Розповсюджені вони в холодноводих і тепловодних басейнах. Широкий розвиток набули з мезозою.

Гастроподи при житті мають арагонітову три- або багатошарову черепашку, завернуту по гвинтовій, рідше плоскій спіралі. У викопному стані арагоніт заміщається кальцитом. Розмір черепашок і їх уламків коливається від часток міліметра до декількох сантиметрів. У шліфах спостерігаються дрібні черепашки і їх уламки, які визначаються за характерною формою ( рис. 8.3).

Рисунок 8.2 - Форамініфери

Рисунок 8.3 - Гастроподи

Бpаxіоподи - одиночні двосторонні симетричні організми, які ведуть прив’язаний до дна спосіб життя. Тіло їх покрите двостворою черепашкою, створи якої неоднакові. Живуть брахіоподи на мілководді і значних глибинах (до 4000 м). Черепашки брахіопод досягають 3-5 см і найчастіше визначаються макроскопічно. Широкий розвиток мали в палеозої, пізніше їх роль знизилась.

У шліфах переважно спостерігається брахіоподовий детрит, заповнений кальцитом у вигляді волокон. У деяких брахіопод черепашки складені двома шарами: зовнішньо-волокнистим і внутрішньо - призматичним (рис. 8.4), кожний з яких у свою чергу складається із декількох, більш тонких прошарків.

Рисунок 8.4 - Брахіоподи

Голкуваті. Найбільш важливими породотворними представниками цих організмів є морські лілії (криноідеї) і морські їжаки. В шліфах залишки голкуватих визначаються за формою фрагментів ( рис. 8.5) і структурою речовини, яка складає скелет. У голкуватих кожний елемент скелета утворений одним кристалом кальциту, інколи з домішками магнію, тому в шліфі при включеному аналізаторі і повертанні столика мікроскопа відбувається одночасне то погасання, то освітлення всього залишку. Користуючись цією ознакою, можна впевнено визначити навіть дрібний детрит голкуватих. Морські лілії користувались максимальним розповсюдженням в палеозої і дещо менше в мезозої. Морські їжаки досягли свого розквіту пізніше - в юрі і широко відомі в кайнозойських відкладах.

а - поперечний, б - повздовжній переріз морських лілій;

в, д - поперечний, г - повздовжній переріз голок морських їжаків.

Рисунок 8.5 - Кріноідеї

Mоховатки - колоніальні водні організми, які ведуть прив’язаний до дна спосіб життя. Більшість з них проживає в прибережній, мілководній, шельфовій частині моря. Сучасні їх види зустрічаються у прісних водоймах, викопні залишки належать виключно до морських формувань.

Моховатки є породоутворюючими організмами і часто разом з коралами і водоростями складають біогерми. Їх скелет являє собою кальцитові (з домішками магнію) голкоподібні і сіткоподібні форми ( рис. 8.6). Будова скелета волокниста, що допомагає визначати моховатки в шліфах навіть у дрібних уламках. Моховатки відомі з силуру по даний час.

Рисунок 8.6 - Моховатки, скелетні залишки

Корали - морські прикріплені організми, характерні для відкритих морів та океанів. Корали мають зовнішній вапняковистий скелет. Серед них виділяються одиночні чотирипроменеві і колоніальні (восьмипроменеві) і подекуди шестипроменеві форми.

У шліфі корали мають вигляд крупносотових сіток, віял, снопів, радіально-променистих формувань округлої або неправильної форми, заповнених кальцитом ( рис. 8.7). Корали будують рифові споруди. Одиночні корали, широко розповсюджені, починаючи з силуру до пермі, а колоніальні - з тріасу по даний час.

Рисунок 8.7 - Скелетні залишки коралів

Остракоди - дрібні ( І мм і менше) тваринні організми з кальцитовим скелетом, які складені двома, часто несиметричними випуклими створами. Остракоди проживали і живуть в даний час в нормальних морських, засолених і прісних водоймах, їх залишки відомі в осадочних породах, починаючи з кембрійських відкладів, у палеозої вони мали породотворне значення. Якщо черепашки розкриті, їх створи у шліфі мають серпоподібну, нерідко симетричну форму (рис. 8.8).

Рисунок 8.8 - Поперечний переріз через раковини остракод