Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Петрография обломочных и карбонатных пород

Покупка
Основная коллекция
Артикул: 699400.01.99
Доступ онлайн
199 ₽
В корзину
Приводится общая характеристика обломочных и карбонатных пород, их петрографические признаки, рассматриваются компонентные (минеральные) и структурные классификации. Даны схемы петрографического описания и примеры описания шлифов. Соответствует программе практических занятий по петрографии осадочных пород, рекомендуется для практических и самостоятельных занятий по курсу «Литология». Предназначено для студентов-геологов. Может быть полезно преподавателям соответствующих дисциплин.
Платонов, М. В. Петрография обломочных и карбонатных пород: Учебно-методическое пособие / Платонов М.В., Тугарова М.А., - 2-е изд. - СПб:СПбГУ, 2017. - 80 с.: ISBN 978-5-288-05748-9. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/999773 (дата обращения: 29.03.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.
Учебно-методическое пособие

М. В. Платонов, М. А. Тугарова

ПЕТРОГРАФИЯ ОБЛОМОЧНЫХ 

И КАРБОНАТНЫХ ПОРОД

ИЗДАТЕЛЬСТВО САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

УДК 552.5
ББК 26.31
         П89

Реценз ен ты: д-р геол.-минер. наук А. Б. Кузнецов (ИГГД РАН), д-р геол.-минер. наук С. Т. Ре
мизова (Рос. гос. пед. ун-т им. А. И. Герцена), канд. геол.-минер. наук С. В. Петров
(С.-Петерб. гос. ун-т)

Рекомендовано в печать

Редакционно-издательской комиссией 

Института наук о Земле 

Санкт-Петербургского государственного университета 

Платонов М. В., Тугарова М. А. 
Петрография обломочных и карбонатных пород: учеб.-метод. пособ.

2-е изд., перераб. и доп. — СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2017. — 80 с. 
ISBN 978-5-288-05748-9

Приводится общая характеристика обломочных и карбонатных пород, их петрографиче
ские признаки, рассматриваются компонентные (минеральные) и структурные классификации. Даны схемы петрографического описания и примеры описания шлифов. Соответствует программе практических занятий по петрографии осадочных пород, рекомендуется для 
практических и самостоятельных занятий по курсу «Литология».

Предназначено для студентов-геологов. Может быть полезно преподавателям соответ
ствующих дисциплин.  

УДК 552.5
ББК 26.31

© М.В.Платонов, М.А.Тугарова, 2017
© Санкт-Петербургский университет, 2017
ISBN 978-5-288-05748-9

П89

У ч е б н о е  и з д а н и е

ПЛАТОНОВ Михаил Вячеславович, ТУГАРОВА Марина Александровна

ПЕТРОГРАФИЯ ОБЛОМОЧНЫХ И КАРБОНАТНЫХ ПОРОД

Учебное-методическое пособие 

Редактор Е. В. Гуреева-Пребраженская

Корректор М. А. Логинова

Компьютерная верстка Е. М. Воронковой

Обложка И. В. Тачиной

Подписано в печать 22.08.2017. Формат 70×100 1/16. Усл. печ. л. 6,5.

Планируемы тираж 500 экз. 1-й завод — 70 экз. Заказ № 000.

Издательство Санкт-Петербургского университета.

199004, Санкт-Петербург, В.О., 6-я линия, д. 11.

Тел./факс +7(812)328-44-22    publishing@spbu.ru     publishing.spbu.ru

Типография Издательства СПбГУ. 199034, Санкт-Петербург, Менделеевская линия, д. 5.

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие .............................................................................................................................. 
4

1. ОБЛОМОЧНЫЕ ПОРОДЫ — КЛАСТОЛИТЫ ........................................................... 
5

1.1. Структурная классификация обломочных пород ................................................. 
5

1.2. Род псаммитолиты — пески и песчаники ............................................................... 
6

1.2.1. Как отличить собственно обломочные зерна (минералы) от аутиген
ных минералов, составляющих цемент или развивающихся как вторичные по обломочным ..................................................................................... 
9

1.2.2. Структуры песчаных пород ............................................................................. 11
1.2.3. Минеральный состав песчаных пород .......................................................... 20
1.2.4. Петрографическая классификация песчаных пород ................................. 31
1.2.5. Количественный подсчет минеральных компонентов под микроско
пом ........................................................................................................................... 34

1.2.6. Схема петрографического описания шлифа песчаной породы .............. 36

2. КАРБОНАТНЫЕ ПОРОДЫ — КАРБОНАТОЛИТЫ ................................................. 49

2.1. Классификация карбонатных пород по минеральному составу ....................... 49
2.2. Структурные классификации .................................................................................... 53
2.3. Вторичные (постседиментационные) изменения ................................................. 58
2.4. Пористость карбонатных пород ................................................................................ 61
2.5. Схема петрографического описания ........................................................................ 62

ПРИЛОЖЕНИЯ........................................................................................................................ 73
Приложение 1. Схема для определения органических остатков в шлифах осадоч
ных пород ............................................................................................................................. 74

Приложение 2. Оптические признаки слоистых алюмосиликатов ............................. 76
Приложение 3. Диагностические свойства рудных минералов ................................... 78

Литература ................................................................................................................................. 80

ПРЕДИСЛОВИЕ

В 1998 г. вышла в свет монография «Систематика и классификации осадочных 

пород и их аналогов», созданная большим авторским коллективом под редакцией 
В. Н. Шванова, которая рекомендована Подкомиссией по классификации осадочных пород Национального комитета геологов России для геологов Российской Федерации и стран СНГ. В этой книге на основе обобщения обширного материала по 
осадочным породам и их аналогам — современным осадкам и метаморфическим 
породам — приводятся основополагающие принципы и развернутая система классификации осадочных пород по их вещественно-структурным признакам.

Использование объективных признаков — вещественного состава и структур 

осадочных пород — позволяет унифицировать названия осадочных образований 
и является безусловным прорывом в петрографии осадочных пород. 

Освоение сложной номенклатуры осадочных образований необходимо вне
дрять в сознание будущих геологов со студенческой скамьи. Как показывает практический опыт, восприятие этой области знаний студентами — процесс сложный, 
что усугубляется отсутствием доступных современных учебных пособий по петрографии осадочных пород. «Систематика…», изданная тиражом 800 экземпляров, 
давно стала библиографической редкостью. 

Данным учебным пособием, опираясь на основные понятия и принципы,

изложенные в «Систематике…», авторы попытались частично восполнить пробел 
в этой области. Пособие содержит рекомендации по овладению основными понятиями петрографии осадочных образований, начальными навыками описания 
и корректного названия осадочных пород. 

1. ОБЛОМОЧНЫЕ ПОРОДЫ — КЛАСТОЛИТЫ

Обломочными породами, или кластолитами, принято называть осадочные породы 
с обломочной структурой кварц-силикатного состава (за исключением тонкодисперсных, глинистых пород) (Фролов, 1993).

Основным компонентом обломочных пород являются обломки минералов или 

горных пород. Генетически, т. е. по происхождению, минералы и горные породы, 
составляющие обломки, имеют более древний возраст, чем минералы и породы 
данного осадочного цикла. Другими словами, образование обломочных структур 
в классическом варианте происходит путем разрушения более древних пород, перемещения продуктов разрушения под действием различных агентов, их трансформации в процессе перемещения (дробление, истирание, окатывание) и отложения.

Именно поэтому обломки, или обломочные зерна, как правильнее их называть, 

имеют специфический облик, и их легко отличить в шлифе от других структурных 
компонентов, а также от минералов необломочного происхождения (т. е. аутигенных, образовавшихся в породе после осаждения осадка).

Обломочными структурами обладают не только обломочные породы, но и мно
гие другие, например известняки, бокситы, фосфоритолиты и пр. Обломочные 
зерна в них представлены соответственно карбонатами, минералами окислов
и гидроокислов алюминия, фосфатным веществом. Но в этих породах обломочные 
структуры встречаются не часто и не являются основными. Поэтому, как правило, обломочные зерна присутствуют в необломочных породах совместно с другими 
структурными компонентами — оолитами, пизолитами, биокомпонентами и др.

Только для обломочных пород обломочная структура является основной. При 

этом обломки, по определению, имеют кварц-силикатный состав, т. е. представлены кварцем, полевыми шпатами, слюдами и другими силикатными минералами, 
а также обломками магматических, метаморфических и осадочных пород. Именно 
минеральным составом обломочных зерен они и отличаются от других пород с обломочной структурой и выделяются в класс кварц-силикатных обломочных пород. 
При этом, в соответствии с принципами классификации осадочных пород, обломочные зерна кварц-силикатного состава должны оставлять более 50 % объема породы и, соответственно, площади шлифа.

1.1. Структурная классификация обломочных пород

По структурному признаку, а именно по наличию обломочных структур, в надклассе 
силикатных пород выделяется семейство обломочных пород, или кластолитов (Систематика…, 1998). Для дальнейшего деления обломочных пород на рода используется размер обломочных зерен. Это главный структурный признак обломков и самих 
пород, так как он определяет поведение (т. е. скорость, дальность, характер переноса 
и осаждения) обломочных частиц в ходе седиментогенеза. Размерные границы между 
родами выбраны не формально, а в результате многолетнего изучения обломочных 
пород разными авторами. Они соответствуют в той или иной степени естественным 
границам, которые обусловлены природой частиц разной размерности.

Итак, в семействе обломочных пород и их аналогов по размеру обломочных 

зерен выделяются четыре рода/подрода:

1) мачиниты (> 10 м) — утесовые породы,
2) псефитолиты (10 м–2 мм) — грубообломочные породы,
3) псаммитолиты (2–0,05 мм) — пески и песчаники (песчаные породы),
4) алевролиты (0,05–0,005 мм) — алевритовые породы.

Для более дробного деления пород на структурные виды используется уже 

комплекс структурных признаков, главным из которых остается размер зерен, 
а  также окатанность или неокатанность (угловатость) обломков и сцементированность пород. В таблице 1 приведена структурная классификация всех обломочных пород по вышеперечисленным признакам. Признак окатанности зерен 
используется и отражается в названии только грубообломочных пород. Для песчаных пород этот признак в название не выносится, но обязательно изучается при описании шлифов. Для алевритовых пород изучение окатанности зерен 
смысла не имеет, так как зерна алевритовой размерности не окатываются в процессе седиментогенеза. Предельным размером, ниже которого обломочные частицы не окатываются и почти всегда имеют угловатую форму, считается размер 
0,1–0,05 мм.

Далее речь пойдет только о песчаных породах, потому что среди обломочных 

пород именно они являются основным предметом петрографического изучения.

1.2. Род псаммитолиты — пески и песчаники

Структуры и петрографический состав более крупных по размеру зерен грубообломочных пород, как правило, изучаются непосредственно при полевых работах — в обнажениях, кернах и т. д. Связано это в первую очередь с тем, что 
большие размеры обломков и, соответственно, их вес физически не позволяют 
исследователю отобрать представительные образцы. Отбираются только характерные образцы зерен и цемента для уточнения их вещественного состава в камеральных условиях. Поэтому непосредственно при полевых исследованиях линейкой измеряются поперечники обломочных зерен (около 100 штук), а также по 
возможности определяется минеральный (петрографический) состав обломков 
и их соотношение в породе.

В качестве примеси в песчаных, а также глинистых породах практически всег
да присутствуют частицы алевритовой размерности. Чистые алевритовые породы 
мало распространены в природе. Гораздо чаще частицы алевритовой размерности 
встречаются как один из компонентов смешанных песчано-алевро-глинистых пород, наиболее развитых в четвертичных и современных отложениях. 

Петрографическое изучение алевролитов и зерен алевритовой размерности 

в виде примеси производится в шлифах под микроскопом идентично описанию 
и изучению песчаных пород, но только при бόльших увеличениях микроскопа
(20х, 40х). При этом минеральный и структурный составы алевритовых пород менее разнообразны: в них нет обломков пород, не встречаются окатанные зерна, 
меньше структурных типов цементов и пр.

Таблица 1. Структурная классификация обломочных пород и их аналогов

Семейство, 

структуры

Рода, 

структуры
Размеры обломков

Породы и их аналоги

Идиолитические  (главного компонента А >50 %)

Микститы

(А=10–50 %)

Не сцементированные
Сцементированные

Окатанные
Не окатанные
Окатанные
Не окатанные

Обломочные — кластолитовые

Утесовые

       > 10 м
—
—
—
—
Утесовый микстит, 

мачинит

Псефитовые

      10–1 м:

крупные (10–5 м),

мелкие (5–1 м)

Глыбовые 

валуны
Глыбы
__________
Глыбовый, валунно
глыбовый микстит

       1 м–10 см:

крупные (1 м–50 см),

средние (50–25 см),

мелкие (25–10 см)

Валуны
Отломы (блоки)
Валунный 

конгломерат

Отломовая 

(блоковая) 

брекчия

Блоковый, валунный 

микстит

       10–1 см:

крупные (10–5 см),

средние (5–2,5 см),

мелкие (2,5–1 см)

Галька
Щебень
Галечниковые 

конгломераты

Щебеночные 

брекчии

Щебневый, 

галечный микстит

       1 см–2 мм:

крупные (1 см –5 мм),

мелкие (5–2 мм)

Гравий
Дресва
Гравелиты
Дресвяники
Дресвяный, 

гравийный микстит

Окончание табл. 1

Семейство, 

структуры

Рода, 

структуры
Размеры обломков

Породы и их аналоги

Идиолитические  (главного компонента А >50 %)

Микститы

(А=10–50 %)
Не сцементированные
Сцементированные

Окатанные
Не окатанные
Окатанные
Не окатанные

Обломочные — кластолитовые

Псаммитовые

       2–0,05 мм:

грубые (2–1 мм),

крупные (1–0,5 мм),

средние (0,5–0,25 мм),

мелкие (0,25–0,1 мм),

тонкие (0,1–0,05 мм)

Пески
Песчаники

Смешанные породы 

(треугольные 

диаграммы «глины – 

алевриты – пески») 

Алевритовые

       0,05–0,005 мм:

крупные (0,05–0,01 мм),

тонкие (0,01–0,005 мм)

Алевриты
Алевролиты (алевритовый

сланец метаморфизованный)

Пелитовые

Пелитовые

< 0,005 мм:

грубые (0,005–0,001 мм),

тонкие (<0,001 мм)

Пелиты: илы, глины
Пелитолиты: глины, аргилиты, 

сланцы (метаморфизованные)

1.2.1. Как отличить собственно обломочные зерна (минералы)
от аутигенных минералов, составляющих цемент
или развивающихся как вторичные по обломочным

Песчаные породы состоят из трех основных структурных компонентов:

• обломочных зерен;
• цементирующей массы, или цемента;
• порового пространства, или пустот.

Чтобы правильно описывать шлифы обломочных пород, прежде всего надо 

научиться различать эти структурные компоненты. Это касается и других типов 
пород. Студенты часто ошибочно определяют как обломочные минералы явно аутигенного (вторичного) происхождения, заполняющие в породе первичные пустоты или развивающиеся по первичным минералам. Такие ошибки приводят к неправильному определению типа породы.

Обломочные зерна. При их определении используются следующие признаки.

1. Четкие контуры зерен, хорошо видимые в параллельных или скрещенных ни
колях — они резко отделяют обломки от цементирующей массы.

2. Подчеркивание контуров зерен пленками различного состава (глинистого, же
лезистого), которые обволакивают обломки, или кристаллическими (регенерационными) каймами, обычно кварцевыми, которые наращивают зерна (см. 
рис. 4).

3. Специфическая форма зерен, изменяющаяся в диапазоне от угловатой до ока
танной. Другой форма обломков быть не может. Если в шлифе вы видите зерна 
(кристаллы) с хорошо выраженными кристаллографическими формами или, 
наоборот, с неясными, расплывчатыми, неправильными, лапчатыми контурами, то скорее всего перед вами аутигенные минералы, не обломочного, а вторичного, эпигенетического происхождения.
Существуют исключения, когда обломочные зерна не имеют угловатую или 

округлую форму:

1. Конформнозернистые или различного рода бластические структуры, свой
ственные обломочным породам, находящимся на стадии позднего катагенеза, метагенеза и метаморфизма (см. рис. 5); подробнее о них будет рассказано 
ниже.

2. Коррозионные, растворенные с поверхности обломочные зерна, замещенные 

цементирующей массой или вторичными минералами, развивающимися по 
обломкам, вплоть до полного их исчезновения (уничтожения). Процессы, приводящие к этому, изменяют форму обломков, контуры которых становятся 
неясными или неправильными, волнистыми. Правильно распознать обломочную часть в этом случае можно по общей структуре породы, минеральному 
составу, реликтам первичной структуры и другим прямым и косвенным признакам. Все это требует детального и внимательного изучения шлифа и соответствующего опыта, который приходит со временем.

3. Специфический облик самих обломочных (как правило, второстепенных и ак
цессорных) минералов, например слюд, которые имеют пластинчатую форму. В шлифах их обычно можно наблюдать в поперечных плоскости спайности срезах в виде удлиненных тонких чешуек. Кроме того, поскольку слюды

являются мягкими минералами, их пластинки, чешуйки могут приобретать 
изогнутые формы под давлением более твердых породообразующих минералов (кварц и пр.). Такому же сдавливанию может быть подвержен глауконит 
и некоторые другие минералы.
Цемент. Цементирующая масса, или цемент обломочных пород — это веще
ство, заполняющее промежутки между зернами и обломками в породах, превращающее рыхлый осадок в обломочную породу (Геологический словарь, 1955).

Цемент представлен вторичными (аутигенными), в основном диагенетически
ми и катагенетическими минералами, которые показывают историю становления 
и преобразования породы. Цемент заполняет пространство между зернами и, как 
правило, выглядит как однородная масса. Но в состав цемента могут входить два 
и более минералов, каждый из которых обладает своим структурным типом. В природе встречаются также бесцементные породы.

В литологии существует понятие заполнитель, или матрикс, свойственный 

очень многим песчаным породам складчатых областей. Под матриксом понимается 
тонкое глинистое вещество, в котором «плавают», не соприкасаясь друг с другом, 
обломочные зерна. Особенностью образования матрикса является одновременное 
осаждение глинистых частиц с песчаными обломками.

Надо иметь в виду, что цемент, как правило, состоит из аутигенных минера
лов, но сами они не обязательно являются цементом и могут развиваться по обломочным зернам, остаткам организмов, самому цементу, а также заполнять пустоты 
и трещины. Перечислим признаки, по которым может быть установлена аутигенная природа минералов:

1. Идиоморфизм — существование совершенных кристаллических ограничений 

зерен, лишенных следов механической обработки.

2. В случае неправильных кристаллических очертаний — подчинение контурам 

расположенных рядом и образованных ранее кристаллов или обломков.

3. Выстилание и выполнение пор, каверн и трещин.
4. Присутствие в виде инкрустирующих (выполняющих, заполняющих пустоты 

кристаллов), крустификационных (обрастающих, например, остатки организмов кристаллов) или регенерационных (обрастающих кристаллами кварца 
кварцевых зерен) каемок.

5. Замещение обломочных зерен веществом, имеющим отчетливую связь с це
ментом.

6. Характерная форма кристаллических агрегатов, свидетельствующая об обра
зовании их по органическим остаткам.

7. Присутствие «чистых», прозрачных зерен без следов выветривания или рас
творения, но часто содержащих включения, захваченные в процессе роста, что 
характерно для вторичных минералов.
Поровое пространство, или пустоты, поры. Это промежутки между отдель
ными зернами, слагающими породы, а также пустоты размером до 1 мм в твердых 
породах (Геологический словарь, 1955).

Поры бывают первичными и вторичными. В процессе отложения чистый 

песчаный осадок, как правило, является сильно пористым. Но даже в этом случае 
поры могут заполняться более мелким алевритовым или глинистым материалом. 
Оформившиеся песчаные породы обычно хорошо сцементированы и не имеют пор 

или малопористы. Но в некоторых случаях из-за участкового развития цемента, 
его отсутствия или растворения поровое пространство часто может быть широко 
распространено.

Поры — важный структурный элемент песчаных пород, который несет инфор
мацию о вторичных процессах, развивающихся в диа- и катагенезе, а также о том, 
может ли порода служить вместилищем жидких и газовых полезных ископаемых. 
Поэтому в шлифе необходимо оценивать размеры пор, их форму и площадь, которую они занимают.

1.2.2. Структуры песчаных пород 

Структуры обломочных зерен

Размер обломков — это главная структурная характеристика песчаных пород. 

Исследование распределения обломков по размерным фракциям считается одним 
из важных направлений изучения песчаников и других обломочных пород. По размерам обломочных зерен литологи могут судить о том, в каких динамических условиях происходило накопление песков: при каких скоростях породообразующего 
потока (течения и ветра), в каких фациальных условиях (речные отложения или 
морские), как быстро формировался осадок.

По размерам обломков песчаные породы (псаммитовые) делятся на пять клас
сов (см. табл. 1). Изучение спектра размеров обломочной части называется в литологии гранулометрическим анализом, характеристика породы по размеру обломков — гранулометрическим составом песков и песчаников.

Гранулометрический анализ в шлифах производится путем непосредственно
го измерения поперечников зерен в поле зрения микроскопа. Измерение проводят линейкой, вмонтированной в окуляр, предварительно определив с помощью 
объект-микрометра цену деления линейки для разных объективов (табл. 2). Объект-микрометр представляет собой металлическую пластинку с кварцевым «окошком», на котором нанесен отрезок с поперечной штриховкой длиной в 1 мм (прилагается к набору микроскопа ПОЛАМ С-113, РП-1).

Таблица 2. Цена деления окулярной линейки в различных моделях микроскопов, мм

Увеличение
объектива

ПОЛАМ РП-1
(окуляр 10х)

ПОЛАМ С-113
(окуляр 6,3х)

МП-2

(окуляр 6х)

4х, 3х, 3х
0,02
0,033
0,053

10х, 9х, 8х
0,008
0,012
0,02

25х, 20х, 20х
0,0032
0,0057
0,0077

40х
0,002
0,0027
0,0039

60х
0,0013
0,0018
0,0026

Упрощенная схема определения гранулометрического состава выглядит следу
ющим образом:

1. Строится таблица, где в графах даны классы зернистости породы, значения 

границ классов в миллиметрах и в делениях окулярной линейки при соответствующем увеличении (табл. 3).

Доступ онлайн
199 ₽
В корзину