Хемогенные и биохемогенные известняки
|
Среди известняков, происхождение которых обусловлено тесным переплетением физико-химических и биологических процессов, можно выделить следующие характерные типы. Микрокристаллические (пелитоморфные) известняки слагаются однородной массой микрокристаллического кальцита, размер частиц которого меньше 0,01 мм (микрит). Карбонат кальция таких известняков осаждался из теплой морской воды частично физико-химическим путем в результате достижения предела насыщения и кристаллизации, по-видимому, в виде мельчайших кристалликов арагонита, который впоследствии преобразовался в пелитоморфный кальцит. Часть, возможно более или менее значительная, микрокристаллического кальцита этих известняков имеет биогенное происхождение и является результатом деструкции микроводорослевого кальцита, например кальцита кокколитофорид; или истирания в результате волновых движений воды других хрупких скелетных частей карбонатонакопляющих организмов. Есть указания на то, что в выделении микрокристаллических форм карбоната кальция из природных растворов определенную роль играют бактерии. Глубины образования микрокристаллических известняков могут быть различными. Например, в районе Багамской банки (Карибское море) современные тончайшие арагонитовые илы образуются на мелководье, там, где глубина всего 5—10 м. В то же время микрозернистые карбонатные илы могут накапливаться в условиях отсутствия течений и волновых движений воды в более глубоких частях шельфа. Микрокристаллические (пелитоморфные) известняки в образцах характеризуются прежде всего большой однородностью, гладким стекловатым или раковистым изломом, фарфоровидным обликом. Их цвет может быть различным; от белого и желтовато-серого до коричневого и черного (битуминозные разности). Такие известняки иногда называют «литографским камнем», так как из-за однородности они использовались раньше для печатания гравюр и рисунков. Микрокристаллические известняки часто содержат более или менее значительную примесь глинистого материала, причем между глинами и микрокристаллическими известняками суш,ествуют постепенные взаимопереходы. Породы, содержащие примерно равные количества глинистого материала и пелитоморфного СаСО3, называются мергелями. Количественные границы выделения мергелей, по данным разных авторов, различны. Так, по А.И. Осиповой, мергель содержит от 30 до 70% глины (остальная часть — пелитоморфный СаСО3); по С.Г. Вишнякову, — соответственно от 25 до 75% глины; по Ф.Дж. Петтиджону, — от 35 до 65%. Мергель используется в промышленности для производства цемента. В образцах и шлифах практически невозможно определить содержание в породе глинистого материала, поэтому для отнесения породы к группе мергелей необходимо определить содержание в ней глинистых частиц, не растворимых в 10% HCl. Одной из широко известных разновидностей микрокристаллических известняков является писчий мел, представляющий собой более или менее рыхлую породу белого цвета, состоящую из частиц кальцита, размеры которых не превышают 0,004—0,005 мм. В микритовой массе часто рассеяны раковинки Globigerina, Textularia, Globotruncana и других фораминифер, составляющих соответственно 15—35—50% породы. Изучение микритовой массы с помощью электронного сканирующего микроскопа показывает, что часть ее образуют микроскопические раковинки Coccolithophorida размером 0,001—0,004 мм или микропластинки СаСО3, являющиеся, возможно, обломками таких раковинок. Писчий мел имеет верхнемеловой возраст. В классических разрезах Северной Франции и Южной Англии в мелу присутствуют горизонты стяжений кремния. Оолитовые известняки более чем наполовину состоят из округлых кальцитовых оолитов концентрического строения, размеры которых обычно меньше 1,0 мм. Как правило, вместе с оолитами в породах присутствует примесь обломков скелетных частей организмов и зерна обломочных минералов песчано-алевритовой размерности. Цементом оолитовых известняков служит либо яснокристаллический кальцит (спарит), либо микрит. Они образуются в зонах прибрежного мелководья тепловодных бассейнов там, где морская вода хорошо прогревается, создавая условия для хемогенного осаждения карбоната вокруг центров кристаллизации (обломочных зерен, кусочков раковин и т. п.). Оолиты взмучиваются волновыми движениями воды или перекатываются по дну и на них со всех сторон равномерно нарастает карбонат кальция. Для оолитовых известняков может быть характерна грубая косая слоистость. Их оолитовое строение обычно хорошо видно в образцах или на выветрелых поверхностях пластов в обнажении. Пеллетовые (копролитовые) известняки состоят из скоплений пеллетовых фекальных комочков пелитоморфного кальцита овоидной формы, погруженных в массу микрокристаллического кальцита (микрита). Они образуются в результате переработки хемогенного или биохемогенного карбонатного ила илоедами. Пеллеты обычно обогащены органическим веществом и имеют более темный цвет, чем вмещающий их микрит. В образцах пеллетовые известняки похожи на обычные микрокристаллические известняки, их пеллетовое строение устанавливается обычно при изучении шлифов под микроскопом. Необходимо иметь в виду, что структура комковатых и сгустковых известняков очень похожа на структуру пеллетовых известняков. Однако и сгустки, и комки могут формироваться в результате совершенно различных процессов, поэтому соответствующие породы могут быть отнесены к известнякам неизвестного происхождения (криптогенным). Известковые туфы (травертины) представляют собой натечные и корковые образования, возникающие на суше за счет осаждения карбоната кальция из воды подземных источников, пересыщенной СаСО3, в месте их выхода на земную поверхность. Широко известны натечные образования пещер — сталактиты и сталагмиты, также представляющие собой известковые туфы или травертины. Некоторые исследователи называют известковыми туфами более рыхлые пористые и кавернозные натечные образования СаСО3, а травертииами — более плотные массивные корки и натеки. И те и другие встречаются в виде четвертичных и современных образований и не имеют существенного геологического значения. |
