Карбонатные породы
Породы химического и биохимического происхождения
Породы этой группы образуются в результате различных химических процессов, а также жизнедеятельности животных и растительных организмов как в водной среде, так и на поверхности суши. Породы химического и органогенного происхождения рассматриваются совместно, так как очень часто эти две группы связаны взаимными переходами, и генезис их не всегда можно установить точно. В одной породе могут присутствовать компоненты и хемогенные и органогенные.
Классифицируют эти породы обычно по химическому составу и выделяют следующие наиболее распространенные группы пород:
1. карбонатные породы, в которых породообразующие минералы представлены минералами-карбонатами (кальцитом и доломитом);
2. кремнистые породы, сложенные минералами кремнезема (опалом, халцедоном и кварцем);
3. эвапориты (сернокислые и галоидные породы), состоящие из минералов сульфатов и галоидов;
4. фосфатные породы,главный минерал которых апатит;
5. железистые породы, содержащие карбонаты, сульфиды или гидроксиды железа;
6. каустобиолиты (углеродистые горючие ископаемые).
К карбонатным породам относятся осадочные образования, сложенные на 50 и более процентов карбонатными минералами. Наиболее часто этими минералами являются кальцит, доломит, реже арагонит. В зависимости от преобладания в составе осадков кальцита или доломита выделяются две основные группы карбонатных пород – известняки и доломиты, связанные между собой переходными (смешанными) разностями.
Известняки являются наиболее распространенными карбонатными породами. Они на 50 и более процентов состоят из кальцита. По происхождению известняки разделяются на органогенные (биогенные), биохемогенные, хемогенные и обломочные. При диагностике известняков следует прежде всего использовать реакцию с разбавленной соляной кислотой, при воздействии которой они бурно вскипают.
Для биогенных известняков основными породообразующими компонентами являются различной степени сохранности скелеты беспозвоночных и остатки водорослей. Их органическое происхождение часто можно определить макроскопически: даже невооруженным взглядом в их составе можно различить раковины и обломки раковин.
Известняки, которые состоят из хорошо сохранившихся раковин брахиопод или створок моллюсков, называют ракушняками.
Известковые туфы – крупнопористые породы, формирование которых связано с отложением кальцита из подземных вод и минеральных источников.
Обломочные известняки состоят из карбонатных обломков различных раковин.
Доломиты – это карбонатные породы, сложенные на 50 и более процентов одноименным минералом. По генезису доломиты являются хемогенной породой.
Доломиты образуются двумя путями:
1. путем химического выпадения СаМg(СО3)2 из рaстворов. Для них характерны слойчатые текстуры, микро- и тонкозернистые структуры.
2. за счет замещения СаСО3 доломитом; структуры их яснокристаллические, нередко с «теневыми» структурами первичной породы.
Макроскопически отличить известняки от доломитов бывает очень трудно. Диагностическим признаком служит реакция с 5% соляной кислотой: доломиты вскипают только будучи растертыми в порошок.
Карбонатные породы в природных условиях часто создают смешанные известняково-доломитовые разности. В составе карбонатных пород помимо карбонатных минералов могут принимать участие глинистый и обломочный материал. При их количестве меньше 5% порода относится к чистой, более высокое содержание отражается в названии породы.
Мергели – породы промежуточного состава в ряду глина - известняк. Их основной составной частью являются кальцит (около 50%) или доломит и глинистый материал. Примесь глинистого материала в известняке определяется по «грязному» пятну, оставшемуся на образце после воздействия на него разбавленной соляной кислотой.
Описание известняков и доломитов должно проводиться в следующем порядке:
1. Название.
2. Цвет.
3. Крепость (твердость).
4. Излом (раковистый, землистый, ступенчатый, крупнокристллический и др.).
5. Основной структурно-генетический тип (например биогенный оолитовый, микрозернистый и т.д.).
6. Наличие и характеристика примесей.
7. «Особые приметы» (поры, каверны, стилолиты и пр.).
8. Текстура породы (хаотичная, слойчатая, плитчатая и т.д.).
Кремнистые породы (силициты)
Кремнистыми породами называются осадочные образования, содержащие более 50% кремнезема в форме биогенных, биохемогенных и хемогенных компонентов. Основными минералами кремнистых пород являются опал, халцедон, кристобалит, кварц.
По генезису силициты подразделяются на биогенные и хемогенные. Формирование биогенных силицитов обусловлено развитием органических остатков, строящих свой скелет из кремнезема, который они извлекают из морской воды. Хемогенные известняки представлены колломорфным кремнеземом и микрозернистой основной массой.
Диатомиты – скопления микроскопических скелетов диатомовых водорослей, состоящих из опала. Они белого цвета, микропористые (пористость их достигает 95 %), мягкие и очень легкие. Эти породы похожи на мел, но не реагируют с соляной кислотой и более легкие, чем мел. От белых каолиновых глин диатомиты отличаются отсутствием пластичности и меньшим удельным весом. Отличительный их признак – способность интенсивно впитывать воду. Каждый студент может это проверить, прикоснувшись к образцу языком: диатомит тут же к нему «приклеится».
Трепелы очень похожи на диатомиты, но имеют коллоидно-химическое происхождение. Они состоят из мельчайших сфер-зернышек опала. Окраска пород светлая, характерна высокая пористость.
Опоки отличаются от трепелов более темной окраской – от темно-серой до черной. Кроме того, эти породы более твердые и «звонкие» (при ударе молотком) в отличие от диатомитов и трепелов – «глухих» пород. При раскалывании образуются остроугольные обломки с раковистым изломом. Состоят опоки из кремнистых минералов с примесью редких спикул губок и радиолярий.
Кремень встречается в осадочных породах в виде конкреций и стяжений разной формы. Характерны серо-желтые, красно-коричневые и черные окраски. Часто имеют концентрически-зональное внутреннее строение. Сложены халцедоном, загрязненным глинистыми примесями. Образуются в породах за счет коагуляции гелей кремнезема в пустотах.
Яшмы – темные, красные, реже зеленоватые, желтоватые и голубые, полосчатые или пятнистые породы, сложенные микрозернистым халцедоном или кварцем. Имеют вулканогенно-осадочное происхождение.