Происхождение осадочных горных пород (стр. 3 из 6)
.Рис. 1. Структуры осадочных пород по взаимоотношению зерен:
1-3 — конформнозернистые и 4-6 — неконформнозернистые структуры: 1a — гипидиоморфная (или гипидиоморфно-зернистая), 16 — гипидиобластовая (или гипидиогранобластовая) с элементами биоморфной, 2а, 26, 2в — грано-, лепидо- и фибро(или немато)бластовые; 3 — механоконформная (или механоконформнозер-нистая); 4 — обломочная, или кластитовая (кластовая); 5 — биоморфная раковинная; 6 — сфероагрегатная, например оолитовая
Различают три или четыре типа конформных структур (табл. 3):
1. Гипидиоморфнозернистая, или гипидиоморфная (рис. 1, 1а), в которой зернами являются кристаллы, последовательность выделения которых выражается их степенью идиоморфизма: ранние, т.е. первые, более идиоморфны, поздние приспосабливаются к промежуткам; образуется при кристаллизации из раствора, т.е. первично, подобно тому как это происходит при кристаллизации из расплавов (граниты, габбро и др.).
2. Гипидиогранобластовая, или гипидиобластовая (Штейнберг, 1957) внешне похожа на гипидиоморфную, но существенно отличается происхождением: она не первична, а вторична, возникает при метасоматозе или перераспределении вещества в твердой породе, например при доломитизации известняков (рис. 1., 1б). Доломит, обладая большей кристаллизационной силой по сравнению с кальцитом, способен образовать свою ромбоэдрическую форму даже в твердой, известковой породе, как бы раздвинуть или уничтожить кристаллы кальцита. Такую структуру ошибочно принимают за первичную и делают неправильный вывод о первичности доломита. Признаки его вторичности надо искать на бесспорно первичных компонентах: оолитах, обломках раковин и т.д. Если доломитовые ромбоэдры "съедают" часть их объема, то ясно, что они вторичны, возникли в твердой породе. Гипидиобластовая структура является промежуточной между гипидиоморфной и гранобластовой.
3. Гранобластовая, а в случае листоватой или волокнистой формы кристаллов лепидобластовая и фибробшетовая (нематобластовая) — кристаллы неидиоморфны, а аллотриоморфны или вообще весьма неправильны. Они образуются при бластезе — росте кристаллов в твердой породе, при раскристаллизации аморфного вещества или перекристаллизации кремневых, карбонатных, глинистых и других пород. Структура, таким образом, вторична. Она также свойственна всем метаморфическим породам: гнейсам, сланцам, амфиболитам и т.д.
4. Механоконформнозернистая, или механоконформная, возникает при механическом приспособлении зерен друг к другу под давлением вышележащих слоев или при стрессе (боковом, например складкообразовательном, давлении): более пластичные и менее крепкие зерна (слюды, обломки глин, сланцев, алевролите, известняков, эффузивов и т.д.) приспосабливаются к прочным (кварц, часто плагиоклазы, обломки кварцитов, кремней и др.), обжимаются вокруг них, прилегая плотно, без промежутков; прочные зерна часто внедряются в пластичные. Часто эти структуры конформны не полностью, так как степень механического приспособления бывает разной, варьирующей от 0 до 100%. Мера конформности — отношение длины конформных контактов к неконформным или ко всему периметру зерна. Развивается структура по обломочной, раковинной и сфероагрегатной, реликты которых четко просматриваются особенно в неполноконформнозернистых механических структурах. Эта структура распространена в граувакках, туфах, карбонатных обломочных и других породах.
Конформнозернистые структуры свидетельствуют о механической равновесности породы, когда исчезло поровое пространство и зерна плотно прилегают друг к другу. Генетически они весьма различны и по отношению к породе бывают как первичными (гипидиоморфная), так и вторичными (бластовые и механоконформные).
Неконформнозернистые структуры (рис.1, 4-6; табл.3) характеризуются несоответствием контуров у соседних зерен, и последние не заполняют полностью пространство, часть его остается пустым (это пористость породы) или позже заполняется цементом. Каждое зерно индивидуально, идиоморфно, зерна не приспособлены друг к другу, порода в целом механически неравновесна, и в ней возможно сближение зерен при уплотнении или перекристаллизации, при которых развиваются уже конформнозернистые структуры, стирающие первичные.
Таблица 3.
Структуры осадочных пород по взаимоотношению зерен
| I. Конформнозернистые 1. Гипидиоморфнозернистая 2. Гипидиогранобластовая 3. Гранобластовая, лепидобластовая, фибро (или немато) бластовая 4. Механоконформнозернистая | II. Неконформнозернистые 1. Цельноскелетные биоморфные: а) раковинные, или ракушняковые, б) биогермные и др. 2. Шаро- или сфероагрегатные: а) оолитовая, б) сферолитовая, в) пизолитовая, г) бобовая, д) онколитовая, е) конкреционная, ж) желваковая, з) копролитовая, и) окатышевая, к) сгустковая, л) комковатая и др. 3. Обломочная, или кластическая: а) кристаллокластическая, б) литокластическая, в) витрокластическая, г) биокластическая |
В зависимости от формы и, следовательно, от способа образования зерен различают три основных типа неконформных структур.
1. Цельноскелетные биоморфные структуры — раковинные, или ракушняковые (структурными элементами — зернами — являются раковины) , и биогермные — коралловые, строматолитовые — и др., когда захороняются прижизненно скелеты обычно прикрепляющихся организмов.
2. Шароагрегатные, или сфероагрегатные, и примыкающие к ним многочисленные структуры в основном химического и биологического, реже механического (глиняные катуны и др.) происхождения, когда структурными элементами служат обычно сферические тела — агрегаты мелких кристалликов или аморфные образования, сохраняющие свою первичную форму: оолитовая, сферолитовая, пизолитовая, онколитовая, бобовая, копролитовая, комковатая, сгустковая, конкреционная, желваковая, окатышевая, псевдоолитовая и т.д. Они широко распространены в карбонатных, фосфатных, алюминиевых, железных, марганцевых и других породах.
3. Обломочные, или кластические, структуры (иначе — детритовые) — осадки и породы сложены обломками кристаллов, стекла, пород, органических остатков, т.е. имеют соответственно кристалло-, витро-, лито- и биокластическую структуру. Последняя нередко называется органогенно-обломочной или органогенно-детритовой. То, что зерна — обломки, видно по их контурам, которые представляют поверхности дробления с одной или разных сторон, первично целостного кристалла, оолита, раковины или вулканического стекла. Обломочные структуры свойственны всем обломочным породам, большинству глинистых и фосфоритовых, многим карбонатным, бокситовым, эффузивным и другим породам. Это самые распространенные осадочные структуры: ими обладают 60-70% осадочных пород или больше.
Размер зерен — вторая, а для обломочных пород — первостепенная сторона структуры. Хотя еще существует некоторый разнобой в понимании границ гранулометрических (греч. гранула — зерно) типов и классов, особенно в разных странах, все же большинство из них понимается одинаково или близко. Из двух основных требований к гранулометрическим классификациям — естественность границ и удобство в употреблении — в существующих классификациях обычно выполняется одно, так как в детальных классификациях совместить их трудно. Требование естественности границ особенно важно для обломочных пород, слагающихся из зерен, переносившихся и откладывавшихся индивидуально, когда проявлялись качественные скачки между разными популяциями зерен. К гранулометрии кластолитов приспосабливаются размерностные структуры и других пород, что упрощает и унифицирует структурный анализ осадочных пород в целом (табл 4.).
Таблица 4
Общая гранулометрическая классификация структур осадочных пород
| Размерность, мм | Структура |
| А. ЯСНОЗЕРНИСТЫЕ или ФАНЕРОМЕРНЫЕ (полномерные), — крупнее 0,05мм | |
| I. 10000—10 | Грубомерные: гига- и грубообломочные, гига- и грубоскелетные |
| 10000—1000 | гигаобломочные, или блоковые, гигаглыбовые, гигавалунные, гигаскелетные |
Таблица 4
Общая гранулометрическая классификация структур осадочных пород
| II. 10 — 2 | КРУПНОМЕРНЫЕ: крупнообломочные — дресвяные, дресвяниковые, гравийные, гравелитовые, крупноскелетные, гигакристаллические |
| 10 — 5 | крупнодресвяные (фавийные) и т.д. |
| 5 — 2 | мелкодресвяные —"— |
| III. 2 — 0,05 | МЕЛКОМЕРНЫЕ: среднеобломочные (песчаные), среднескелетные, макрокристаллические |
| 2—1 | грубозернистые, грубопесчаные (грубопсаммитовые) |
| 1 —0,5 | крупнозернистые |
| 0,5 — 0,25 | среднезернистые |
| 0,25 — 0,1 | мелкозернистые |
| 0,1 —0,05 | тонкозернистые |
| Б. КРИПТОМЕРНЫЕ, незернистые визуально: пелитоморфные, афанитовые —меньше 0,05 мм | |
Таблица 4
Общая гранулометрическая классификация структур осадочных пород
| IV. 0,05 — 0,0001 | МИКРОМЕРНЫЕ: микрообломочные, или алевритовые, микрозернистые, чешуйчатые, микробиоскелетные |
| 0,05 — 0,001 (0,005) | алевритовые, микрозернистые, микрочешуйчатые |
| 0,05 — 0,01 | крупнопелитовая |
| 0,01 — 0,005 | среднепелитовая |
| 0,005 — 0,001 | мелко- (или грубопелитовая) |
| 0,001 — 0,0001 | субколлоидальные, мелкопелитовые, и ультратонкочешуйчатые |
| V. Мельче 0,0001 | КОЛЛОИДАЛЬНЫЕ |
| VI. Без зерна | НЕЗЕРНИСТЫЕ: бесструктурные, аморфные |
По размеру зерна все структуры, как и породы, прежде всего делятся на две самые крупные группы: яснозернистые, или фанеромерные (полномерные), зерно которых видно невооруженным глазом, и криптомерные, или скрытозернистые, а также и незернистые, которые визуально воспринимаются как сплошные, бесструктурные, что и обозначается двумя равноценными терминами: пелитоморфные, т.е. глиноподобные, землистые (например, мергели, опоки, диатомиты), и афанитовые — стекловатые по виду (обсидианы, кремни, яшмы). Граница между ними 0,05 мм — предел разрешения глазом зернистости. Эта самая важная граница в гранулометрическом ряду выбрана не по онтологическим (присущим объекту), а по познавательным, гносеологическим, т.е. методическим, критериям. Но, может быть, это счастливая случайность, с этой границей совпадает скачок свойств и в объектах — в породах: в более тонких осадках появляется связность, резко подскакивает высота капиллярного поднятия и т.д. Таким образом, граница 0,05 мм является также естественной, а не только методической. Естественное обоснование имеет и граница 2 мм: более крупные обломочные породы практически только литокластические, т.е. состоящие из обломков пород, а более мелкие часто также бывают и кристаллокластическими, т.е. состоящими и из минералов.