Осадочные породы. Группа карбонатных пород

Наиболее широко распространенными карбонатными породами являются известняки и доломиты. Сидеритолиты, магнезитолиты, родохрозитолиты имеют существенно меньшее распространение. Специфика карбонатных пород заключается в большом разнообразии структурных видов, что объясняется разнообразием обстановок и способов их формирования.

Известняки – породы, состоящие преимущественно из кальцита. При наличии примеси песчано-алевритового материала, глины, кремнезема, доломита, глауконита, битума и т. п. известняки называются соответственно песчаными, алевритовыми, глинистыми, кремнистыми, доломитовыми, глауконитовыми битуминозными и т. п. Строение карбонатной породы определяется типом структурных зерен (компонентов), содержанием цемента и порового пространства. В качестве структурных зерен в известняках могут выступать обломочные зерна (карбонатного и некарбонатного состава, литокласты и кристаллокласты), биоморфные зерна (цельнораковинные и цельноскелетные, детритные и др.), различные сфероаграгаты (оолиты, пизолиты, сферолиты, комки и др.) и кристаллы минералов. Известняки характеризуются большим текстурным разнообразием. На поверхности пластов могут наблюдаться знаки ряби, сингенетические трещины, следы капель дождя, следы растворимых кристаллов солей, следы жизнедеятельности организмов. Известняки окрашены в светлые тона бежевого, желтоватого и серого цвета с зеленоватым, розоватым или коричневатым оттенками. В известняках часто встречаются органические остатки.

Доломиты – породы, состоящие более чем на 50% из минерала доломита. В доломитах часто содержится примесь кальцита, благодаря чему наблюдаются все переходы между известняками и доломитами. Примесь глинистого вещества обусловливает непрерывный ряд: доломит – мергель. Доломит царапается стальной иглой и отличается от известняка меньшей растворимостью в кислотах и более сильным блеском. Достоверно определить доломит можно лишь путем химического анализа (не вступает в реакцию с соляной кислотой, в отличие от известняка). Органические остатки встречаются в них гораздо реже, чем в известняках. В доломитах часто присутствуют весьма характерные аутигенные минеральные примеси (сульфаты, целестин, флюорит, закисные и оксидные соединения железа, кремнезем, органическое вещество), а также аллотигенные, представленные глинистым веществом, редко – песчаным и алевритовым материалом обычно некарбонатного состава. Доломиты окрашены в бежевый, серый цвет с зеленоватым, розоватым, коричневым или желтоватым оттенками.

Мергели – породы смешанного глинисто-карбонатного состава. Мергели обычно содержат 25–50% нерастворимого осадка. В зависимости от состава породообразующих карбонатных минералов, мергели делятся на кальцитовые и доломитовые, а от состава нерастворимого остатка – на кремнистые мергели и собственно мергели. Обычно имеют пелитоморфную или тонкозернистую структуру. При содержании карбоната свыше 75–80% порода носит название глинистого известняка; если содержание глины в породе превышает 75%, порода называется известковистой или доломитистой глиной. Мергели – пелитоморфные, в большинстве случаев мягкие, марающие, с землистым изломом породы. Они легко поглощают воду и часто распадаются при выветривании в рыхлую массу («рухляки», «трескуны»). Обычно они окрашены в светлые тона серого цвета с зеленоватым, розоватым или желтоватым оттенками. Но встречаются и яркоокрашенные разновидности красного, фиолетового и коричневого цвета (в красноцветных толщах). Тонкая слоистость для мергелей не характерна. В качестве примеси в мергелях присутствуют обломочные зерна кварца, полевых шпатов, акцессорных минералов. Из аутигенных минералов в мергелях отмечаются глауконит, часто в виде сферических и почковидных зерен, барит, цеолиты (преимущественно морденит), пирит и марказит в виде мельчайших сферических зерен. Кремнистые конкреции в мергелях представлены обычно халцедоном, кварцем или опалом. Оксиды и гидроксиды железа (преимущественно являющиеся продуктами окисления сульфидов железа) окрашивают мергели в желтоватые и красноватые оттенки. В мергелях встречаются остатки моллюсков, остракод, фораминифер и других раковин, широко развиты остатки мельчайших известковых водорослей – рабдолитов и кокколитов. В доломитовых мергелях определимые органические остатки встречаются очень редко. Иногда в основной массе мергелей наблюдается органическое вещество и углистые частицы либо равномерно распределенные в породе, либо образующие скопления в виде отдельных пятен. Известняки и доломиты отличаются от мергелей большей плотностью, способностью распадаться на плитчатые отдельности и часто обладают кристаллическизернистой структурой, не свойственной мергелям.

От глин мергели отличаются отсутствием пластичности, столь характерной для глинистых пород. Внешние признаки мергелей, по которым они определяются в полевых условиях, существенно меняются в зависимости от состава и количества глинистых компонентов. Минералы, не способные набухать от присутствия влаги (каолинит, гидрослюды, тонкодисперсный опал), находясь в виде примеси в карбонатной породе, не влияют на ее облик. Незначительная же примесь минералов группы монтмориллонита придает мергелю вид рухляка, что определяется способностью монтмориллонита при временном увлажнении и последующем высыхании легко распадаться в рыхлую массу. Кремнезем в мергелях бывает представлен мельчайшими округлыми опаловыми тельцами, аморфным кремнеземом, выпавшим из воды наряду с карбонатом кальция. Размер этих частиц обычно не превышает 0,01 мм. Изучение нерастворимого остатка мергелей дает представление о составе глинистых минералов и других примесей, входящих в состав породы.