Доломиты
|
Доломиты — породы, состоящие более чем на 50% из минерала доломита CaMg(CO3)2. В обнажениях, образцах и шлифах доломиты обычно очень похожи на известняки. В образцах они отличаются тем, что доломит практически не реагирует с 10% HCl («вскипание» наблюдается только с порошком доломита). Минерал доломит часто содержит изоморфную примесь железа, которое входит в состав анкерита Ca(Mg, Fe)(СО3)2 («железистого» доломита). При выветривании даже незначительные следы железа придают доломитам желтовато-буроватую окраску, что помогает их определить в полевых условиях. В шлифах доломит, как и кальцит, обладает высокой интерференционной окраской («белая» высшего порядка). Оба минерала оптически одноосные, отрицательные. Правда, для доломита, обладающего большей кристаллизационной силой, характерны кристаллы в форме эвгедральных (идиоморфных) ромбоэдров, тогда как кальцит обычно образует мозаичные, ангедральные (ксеноморфиые) структуры. Особенно четко это различие в идиоморфизме кристаллов проявляется в доломити-зированных известняках, где доломит почти всегда обособляется в виде характерных ромбоэдров. Характерными примесями в доломитах могут быть ангидрит и гипс, а также глинистый материал, рассеянное органическое вещество и зерна обломочных минералов. Анализ распространенности доломитов среди карбонатных пород показывает (рис. 11.12), что смешанные кальцит-доломитовые пород1л являются относительно редкими и в разрезах гораздо чаще встречаются либо чистые известняки, либо чистые доломиты.  Изучение доломитов различного возраста показало, что большинство их на значительных территориях приурочено к определенным стратиграфическим подразделениям. Прежде всего доломиты тесно связаны в разрезах с известняками, будучи, очевидно, закономерным продуктом процесса карбонатонакопления. Часто они соседствуют или переслаиваются с гипсово-ангидритовыми породами. Доломитосодержащие интервалы разреза могут прослеживаться на сотни километров, причем внутри карбонатных толщ доломиты занимают положение, отражающее определенные этапы развития бассейна осадкообразования, определенную фациальную обстановку. Все это позволяет утверждать, что формирование основной массы доломитов так или иначе связано с процессом осадкообразования, хотя известны случаи позднего, катагенетического доломитообразования, когда процесс четко проявляет свой аседиментациониый, наложенный на стратифицированную структуру осадочных толщ характер. Доломит, так же как и карбонат кальция, является типичным ионно-биогенным компонентом. Миграция магния, как и кальция, после высвобождения из материнских пород в зоне выветривания осуществляется в форме истинного раствора. Хотя магния в морской воде содержится в три раза больше, чем кальция (1 290 и 400 мг/л соответственно), в силу большей растворимости углемагниевая соль MgCO3 присутствует в состоянии резкого недосыщения и при нормальных условиях может извлекаться только биогенно, накапливаясь в составе известковистых скелетных частей ряда организмов или в составе водорослевого магнезиального кальцита (табл. 11.3).  Известны доломиты, осаждение которых проходило, несомненно, химическим путем при повышении концентрации природных растворов. В тех случаях, когда доломитовые пласты и пачки носят следы образования доломита за счет изменения первично известковистых осадков (или пород), дискуссионными являются источник магния, обеспечивающего синтез доломита, и время процесса доломитизации, который мог реализоваться: — в седиментогенезе параллельно с накоплением карбоната кальция, когда магний мог поступать в осадок из наддонной воды бассейна; — в диагенезе, за счет внутренних ресурсов магния, содержавшегося в осадке (например, биогенновнесенного в осадок); — в катагенезе при поступлении в пласты известняка магнийсодержащих подземных вод. Проблема образования доломитов является предметом многолетней дискуссии геологов. Ее решение возможно лишь путем комплексного изучения структурно-генетических особенностей различных типов доломитов и парагенезиса пород, с которыми они связаны; расшифровки на этой основе условий, господствовавших в бассейне осадкообразования; а также сравнения этих условий с данными по обстановкам современного карбоиатонакопления и доломитообразования. Наибольшего развития процессы доломитообразования достигли в протерозое и палеозое. К концу палеозоя, и особенно в мезозое, седиментационное доломитообразование на Земле постепенно затухает. Среди карбонатных пород на первое место выходят известняки. Доломиты становятся все более редким элементом карбонатных разрезов. Такую эволюцию процесса доломитообразования Н.М. Страхов связывает с изменением содержания СО2 в атмосфере Земли. Атмосфера докембрия характеризовалась значительно более высоким содержанием СО2, что привело к резкому увеличению концентрации в морской воде карбонатных ионов за счет растворявшегося СО2. В этих условиях даже при самом незначительном повышении концентрации доломит достигал предела насыщения, так как его растворимость находилась под воздействием трех солей с одноименными ионами, содержавшихся в морской воде: CaSО4, MgSО4 и MgCl2 и поэтому она должна была уменьшаться гораздо быстрее, чем растворимость СаСО3. Это привело к широкому осаждению доломитов во всех типах морских и озерных бассейнов: осолоняющихся, нормальной солености и опресняющихся, но богатых ионами Ca, Mg и СО3. О влиянии содержания СО2 в атмосфере на возможность осаждения доломита говорят эксперименты О.К. Янатьевой, которая показала, что в системе Ca—Mg—СО3—SO4—Н2О при 25°С, сравнительно невысоких концентрациях сульфата магния и в присутствии NaCl при рСO2=1 атм наименьшая растворимость наблюдается у доломита, а при рСO2=0,012 атм — у кальцита. К началу палеозоя с понижением содержания СО2 в атмосфере и соответственном снижении содержания карбонатных ионов в морской воде осаждение доломита стало реализовываться только в условиях более значительно осолонявшихся бассейнов в ассоциации с гипсовоангидритовыми породами. При современном содержании СО2 в атмосфере даже в высококонцентрированных бассейнах, если нет усиленного поступления в бассейн MgCO3+Na2CO3, доломит не осаждается (рис. 11.13). Меняется и облик образующихся доломитов. На смену типично седиментационным доломитам протерозоя и нижнего палеозоя приходят доломиты, формирование которых связано с диагенетической или синседиментационной доломитизацией осадков первоначально кальцитового (арагонитового) состава за счет Mg, поступавшего в осадок либо в составе частей организмов и водорослевого кальцита, либо путем замещения Ca в кальците осадка на Mg морской воды с образованием магнезиального кальцита и т. п. Такие доломиты Н.М. Страхов назвал седиментационио-диагенетическими.  |
