Назовите способы образования карбонатных пород

Одной из принципиальных особенностей карбонатных пород является то, что многие структурные компоненты и структуры имеют важное генетическое значение.

генетических классификаций с выделением групп биогенных (органогенных), хемогенных и биохемогенных, обломочных пород, а также пород неясного происхождения — криптогенных. Поскольку выяснение генезиса пород основано практически только на их структуре, подобные классификации, по сути дела, являются структурно-генетическими, а выделяемые в них типы пород — структурно-генетическими типами.

МЕХАНИЗМЫ И ОБСТАНОВКИ

ОБРАЗОВАНИЯ КАРБОНАТНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ

В общем виде в настоящее время известно три основных способа осаждения материала — биогенный, биохемогенный и хемогенный. Наличие обломочных карбонатных пород — известняковых песчаников, гравелитов и т.д., равно как и наличие экстракластов не является основанием для выделения «обломочного» механизма, так как это механически переотложенный, образовавшийся ранее одним из трех указанных способов карбонатный материал.

Наиболее простым механизмом осаждения является биогенный. Биогенное осаждение карбонатного вещества определяется жизнедеятельностью различных растительных и животных организмов, которые извлекают растворенные в морской воде карбонаты и строят из них свои скелеты, состоящие из кальцита, арагонита и высокомагнезиального кальцита. В результате многочисленных смен поколений карбонатоосаждающих организмов накапливающиеся на дне твердые остатки образуют карбонатные осадки, которые затем превращаются в карбонатные породы.

Среди осаждающих карбонаты организмов представители разных царств — растения и животные различных экологических групп — плавающие (кокколитофориды, фораминиферы, птероподы, головоногие), прикрепляющиеся ко дну колониальные (мшанки, кораллы, археоциаты) и одиночные (криноидеи, устрицы, брахиоподы) организмы, свободно лежащие (брахиоподы), передвигающиеся по дну (морские ежи, гастроподы, пелециподы) и другие организмы.

Хемогенное осаждение карбонатного материала обусловлено достижением предела его растворимости и связано со сдвигом карбонатного равновесия за счет удаления углекислоты по схеме

раствор и твердая фаза

Реакция эта обменная, и процесс может идти и в ту, и в другую сторону. Из химии известно, что подобные обменные реакции идут в том направлении, где, по тем или иным причинам, из сферы реакции удаляются какие-либо продукты. Мощнейшим фактором удаления углекислого газа является жизнедеятельность водорослей. Именно этот процесс и определяет биохимический способ осаждения карбонатного материала.

При этом возможны два варианта.

В первом случае изменения среды сугубо локальны и происходят непосредственно у организма (или колонии организмов), и тогда происходит обизвесткование водоросли, тех или иных ее частей или водорослевого (цианобактериального) мата. Классическим примером таких образований являются строматолиты, многие микробиальные образования — пленки, корки, стяжения, а также представители группы синезеленых водорослей.

Во втором случае изменения среды происходят в значительном объеме, и карбонатный материал выделяется из воды бассейна в виде мути — тончайших кристалликов; в результате образуются обычные пелитоморфные и микрозернистые карбонатные илы. Таково, например, сезонное, связанное с цветением фитопланктона появление известкового материала в виде белесых пятен в Красном море и Персидском заливе, осаждение известково-магнезиальных соединений, в том числе протодоломита (т.е. минерала, по химическому составу практически идентичного доломиту, но имеющего неупорядоченную кристаллическую решетку, отличную от решетки настоящего доломита) в лагуне Куронг в Австралии.

Подобные биохимические механизмы ведут к образованию, как известняков, так и доломитов. До сих пор неясно, осаждается ли двойная углекислая соль кальция и магния в виде доломита, протодоломита или в виде отдельных кальциевых и магниевых соединений, которые затем и кристаллизуются в доломит. По-видимому, общим правилом является соосаждение известковых и магнезиальных соединений и диагенетическое образование доломита как минерального индивида. Поэтому принципиально важно говорить о механизмах и условиях осаждения именно магнезиальных соединений, а не собственно доломита, хотя в ряде случаев, возможно, и происходит садка непосредственно доломита или, по крайней мере, протодоломита. Наличие мощных толщ строматолитовых доломитов свидетельствует об осаждении доломитов биохемогенным путем.

Чисто хемогенное осаждение происходит, когда смещение карбонатного равновесия обусловлено изменениями физических параметров среды, ведущих к уменьшению растворимости углекислоты. Это возможно при резком снижении давления, повышении температуры воды, солености и др.

Из пластовых карбонатных пород, отложившихся в водоемах, к хемогенным относят лишь пелитоморфные и оолитовые известняки.

Вместе с тем, определение их генезиса как хемогенного далеко не очевидно. Так, использование не обычного поляризационного микроскопа, а более сложной аппаратуры показало, что многие пелитоморфные карбонатные породы на самом деле являются биогенными. Хрестоматийный пример — пелитоморфные известняки верхнего мела Тетиса. Прежние представления о них как хемогенных образованиях оказались ложными, так как при изучении этих пород с помощью сканирующего микроскопа выявлено обилие обломков кокколитофорид, т.е., по сути дела, это уплотненный мел. Аналогична ситуация с тонкодисперсными современными осадками Черного моря, которые оказались в значительной мере кокколитовыми. Электронно-микроскопические исследования современных илов Большой Багамской банки и залива Акаба показали, что игольчатые кристаллы арагонита, слагающие пелитоморфные осадки, в значительной степени являются продуктом деструкции известковых водорослей, фораминифер, моллюсков, кораллов. В ряде случаев микритовые и пелоидные известняки являются продуктом жизнедеятельности цианобактерий. Наконец, как уже было показано, многие пелитоморфные и микрозернистые илы на самом деле образуются биохимическим путем, когда массовое цветение фитопланктона меняет рН среды водоема.

Доказать чисто хемогенное выделение карбонатного материала весьма сложно. С наибольшей вероятностью можно полагать, что хемогенными являются различные туфы, образующиеся при выходе на поверхность Земли подземных вод, когда резкое снижение давления ведет к дегазации CO₂ и соответственно переходу растворимого бикарбоната в нерастворимый карбонат кальция.

Частая ассоциация доломитов с сульфатами свидетельствует о повышенной солености водоема, но не является аргументом их хемогенности, так как цианеи, в том числе строматолитообразующие, обитают и в водах весьма повышенной солености.

Таким образом, масштабы чисто химической садки карбонатов, особенно карбонатов кальция, оказываются резко ограничены, и само такое осаждение зависит не столько от солености и концентрации растворенных карбонатов, сколько от величины рН, определяемой главным образом жизнедеятельностью водорослей и бактерий. Вместе с тем полностью исключить такой способ осаждения было бы неверным, приходится лишь признать его существенно меньшие масштабы, хотя в определенных фациях он может играть значительную роль.

Карбонатные отложения формируются в самых различных условиях: от наземных субаэральных, где образуются известковые туфы, и озерных до океанических глубин, однако абсолютное большинство — это морские отложения двух видов — мелководные и глубоководные.

Один тип мелководных обстановок — это теплые водоемы со среднеокеанической или несколько повышенной соленостью, либо открытые, свободно связанные с Мировым океаном широкие или узкие шельфы эпиконтинентальных морей, либо шельфы, в той или иной мере изолированные от океана островами, отмелями или рифами.

В мелководных условиях наиболее активно развиваются усваивающие карбонатный материал бентосные организмы, здесь благодаря наличию солнечного света многочисленны водоросли, которые, как уже указывалось, усваивают растворенную в морской воде углекислоту и тем самым способствуют осаждению карбонатного материала. В этих условиях формируются бентоногенные формации, преимущественно путем биогенного и биохемогенного осаждения.

Специфическим типом бентоногенных мелководных карбонатных образований являются рифы. Рифы — это сложные геологические образования, возникающие в результате жизнедеятельности колонниальных или нарастающих организмов и представляющие собой карбонатный массив, сложенный, по крайней мере, частично, остатками организмов и продуктами их разрушения. Поскольку скорость роста рифа превышает скорость накопления окружающих осадков, его мощность больше мощности синхронных отложений и он возвышается над ними. Главными рифостроителями в течение геологической истории были водоросли и кишечнополостные, причем отдельные группы последних сменяли друг друга во времени. Так, в палеозое важными рифостроителями были строматопороидеи и табуляты, позднее ругозы и мшанки, в мезозое и кайнозое — шестилучевые кораллы. Рифы либо формировались в виде изолированных тел среди глубоководных отложений, либо образовывали цепь рифов — асимметричные рифовые системы на перегибе от мелкого моря к глубокому, либо, наконец, создавали относительно небольшие постройки среди мелководного моря.

Наконец, третий тип мелководных обстановок — это различные по размерам и степени изоляции от открытого моря заливы, бухты, иногда лагуны и т.д.

Другой тип — это обширные внутриокеанические отмели. Благодаря своей морфологии карбонатные образования этих зон получили в современной западной литературе названия изолированных карбонатных платформ. В отличие от эпиконтинентальных карбонатных толщ, которые с одной стороны замещаются терригенными прибрежными, а затем континентальными образованиями, а с другой — постепенно или достаточно резко переходят в той или иной степени глубоководные отложения и часто обрамлены рифами, изолированные карбонатные платформы имеют крутые склоны и со всех сторон окружены глубоководными фациями.

Этот тип отложений появился в палеозое, в ограниченном количестве известен в триасе и юре, а с позднего мела стал доминирующим. Механизм накопления карбонатного материала здесь практически полностью биогенный — за счет осаждения раковин нектонных организмов (главным образом головоногих моллюсков), а с позднего мела — в основном планктонных: кокколитофорид, птеропод, фораминифер.

Специфика этого типа заключается в том, что сами организмы обитают обычно в верхней фотической зоне водной толщи (головоногие жили и ниже фотической зоны, но в массе своей это все же обитатели приповерхностных вод), а их скелеты осаждаются на значительных глубинах, при этом максимальная глубина карбонатонакопления все же ограничена. Дело в том, что на больших глубинах при увеличении давления и уменьшении температуры воды (напомним, что температура воды в глубинах океана снижается почти до 2 °С) повышается растворимость, а, следовательно, и содержание углекислоты. Это ведет к растворению попадающих на эти глубины карбонатных раковинок, т.е. указанная выше реакция карбонатного равновесия благодаря наличию углекислого газа идет уже справа налево. Вначале растворяются раковины и их фрагменты, сложенные арагонитом, затем кальцитом; глубина, на которой начинается интенсивное растворение карбонатных раковин, называется лизоклином. Для арагонита она меньше, чем для кальцита, поэтому различают арагонитовый и кальцитовый лизоклин. Несколько глубже располагается зона, где количество поступающего материала равно его растворению; это глубина или уровень карбонатной компенсации. Наконец, глубина, где в осадке остается не более 10 % карбонатного материала, называется критической глубиной карбонатонакопления; в современных океанах в зависимости от широты, биологической продуктивности и других факторов она изменяется от 3,5 до 5,5 км; имеются данные, что в геологической истории эта глубина могла существенно меняться, достигая иногда 1000—1500 м. Ясно, что ниже этой глубины карбонатные осадки, а затем и породы, не образуются. Собственно же карбонатные осадки с содержанием карбонатных минералов, по крайней мере, более 50% (а если учесть мергели, то содержание карбонатов должно быть не менее 25%) могут формироваться и сохраняться на меньших глубинах.

В отличие от мелководных бентоногенных здесь формируются планктоногенные карбонатные формации. Надо добавить, что подобные планктоногенные формации могут образовываться и в мелководных наплатформенных морях. Так, писчий мел откладывался как в крайне мелководных, так и в относительно глубоководных условиях.

Таким образом, все географические и палеогеографические области морского карбонатонакопления можно объединить в четыре типа: морские и океанические шельфы, крупные изолированные внутрибассейновые <как правило внутриокеанические) отмели, рифы разного типа и пелагиаль.

Источник

КАРБОНА́ТНЫЕ ПОРО́ДЫ

В книжной версии

Том 13. Москва, 2009, стр. 106

Скопировать библиографическую ссылку:

• 
• 
• 
• 
• 

КАРБОНА́ТНЫЕ ПОРО́ДЫ (кар­бо­на­то­ли­ты), оса­доч­ные гор­ные по­ро­ды, бо­лее чем на­по­ло­ви­ну со­стоя­щие из ми­не­ра­лов клас­са кар­бо­на­тов при­род­ных (каль­ци­та, ара­го­ни­та, до­ло­ми­та, си­де­ри­та, маг­не­зи­та, ро­дох­ро­зи­та, со­ды и др.). Глав­ные К. п., об­ра­зую­щие гео­ло­гич. фор­ма­ции (по убы­ва­нию рас­про­стра­нён­но­сти): из­вест­ня­ки , со­стоя­щие из при­род­ных кар­бо­на­тов каль­ция – каль­ци­та и ара­го­ни­та; до­ло­ми­ты (или до­ло­ми­то­ли­ты); си­де­ри­ты (или си­де­ри­то­ли­ты); маг­не­зи­ты (или маг­не­зи­то­ли­ты). Ро­дох­ро­зито­вые и со­до­вые К. п., как пра­ви­ло, об­ра­зу­ют гео­ло­гич. те­ла не­боль­ших раз­ме­ров. Вы­де­ля­ют К. п. сме­шан­но­го со­ста­ва. Наи­бо­лее час­то встре­ча­ют­ся би­ми­не­раль­ные по­ро­ды: из­вест­ня­ки до­ло­ми­ти­стые (при­ме­си до­ло­ми­та 25%) и до­ло­ми­то­вые (25–50%), а так­же до­ло­ми­ты из­вест­ко­ви­стые (при­ме­си каль­ци­та Q25%) и из­вест­ко­вые (25–50%). Три­ми­не­раль­ные К. п. ред­ки. Из­вест­ня­ки и кон­кре­ци­он­ные си­де­ри­ты ча­ще, чем др. К. п., име­ют гли­ни­стую при­месь (0–50%). Силь­но гли­ни­стые из­вест­ня­ки (25–50% при­ме­си гли­ни­стых ми­не­ра­лов) име­ну­ют мер­ге­ля­ми . В ка­че­ст­ве при­ме­си, гл. обр. в из­вест­ня­ках, так­же при­сут­ст­ву­ют хал­це­дон (в ви­де крем­нё­вых кон­кре­ций), квар­це­вый и др. пес­ча­ный ма­те­ри­ал.

Источник

Карбонатные породы

Изучение источников и условий образования карбонатных пород. Разновидность рассматриваемой горной породы. Ознакомление с основными характеристиками породообразующих компонентов. Механизм и условия образования известняков и карбонатного накопления.

Рубрика	Геология, гидрология и геодезия
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	23.12.2013
Размер файла	835,8 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт нефти и газа

Красноярск, 2012 год

1. УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ

В настоящее время и в фанерозое (Н.М. Страхов и Г.И. Бушинский) большая часть карбонатных пород биогенна, а их химическая садка стала весьма подавленной и незначительной.

Источник вещества. Для образования карбонатолитов основной источник — запасы гидросферы, которые постоянно пополняются материалом терригенного сноса и гидротермами, как наземными, так и подводными. Ежегодно с суши в моря поступает 558 млн. т. СаСО3, а запасы его в Мировом океане — 171250 млрд. т., что в сотни тысяч раз (на пять порядков) превышает годовое поступление с суши практически из всех источников, так как гидротермальный взнос незначителен. Как и для кремнезема, ежегодный внос карбонатов, таким образом, практически никакого влияния на его осаждение не оказывает и все их источники обезличиваются в запасах гидросферы.

Лишь в редких случаях и малых масштабах гидротермальный источник извести непосредственно определяет образование карбонатных пород — это травертины, или известковые туфы, горячих источников Кавказа и других складчатых поясов Земли. Но и здесь в основной своей массе минерализация этих источников не ювенильная, а мобилизационная в стратосфере и гидросфере. В целом валовая оценка вулканогенно-гидротермального источника карбонатов не произведена.

2. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАРБОНАТОВ

Горные породы, сложенные в основном карбонатами природными. К этой группе могут быть отнесены все г. п., состоящие из кальцита, арагонита, доломита, магнезита, сидерита, анкерита, родохрозита, витерита и др.

Минералы, слагающие К. п.: Кальцит, Доломит и в меньшей степени Магнезит. В К. п. почти всегда присутствуют глинистое и органическое вещество, кварц, часто глауконит, пирит, фосфорит, кремень и т. д. Основная масса К. п. образовалась осадочным путём в мор. и озёрных бассейнах. Выделяется 3 гл. генетич. типа К. п.:

— органогенные, хемогенные и обломочные. К. п. составляют ок. 20% по массе от всех осадочных образований;

— они известны в отложениях всех возрастов, мощность пластов может достигать неск. сотен м. К. п. весьма разнообразны по веществ. составу, структуре и происхождению, вследствие чего среди них выделяется много типов и разновидностей.

Основная масса К. п. подразделяется в зависимости от содержания в них кальцита и доломита и от соотношения карбонатной и терригенной составляющих на следующие разновидности:

— известняк (СаСО3 95-100%, СаМg (СO3)2 5-0%);

— доломитовый известняк (соответственно 50-95% и 50-5%);

— известковый доломит (5-50% и 95-50%);

— доломит (0-5% и 100-95%).

По содержанию СаСО3 и глины выделяются:

— известняк (доломит) (95-100% и 5-0%);

— глинистый известняк (доломит) (75-95% и 25-5%);

— мергель, доломитовый мергель (25-75% и 75-25%);

— известковая (доломитовая) глина (5-25% и 95-75%);

— глина (0-5% и 100-95%).

Резко отличается по структуре наиболее чистая разновидность К. п. — Мел, состоящий в осн. из тончайших частиц размером 1-3 (остатки мор. водорослей — кокколитофорид).

К. п. принадлежат к наиболее универсальным видам минерального сырья и применяются во мн. отраслях нар. х-ва. Единых норм и требований к качеству К. п. не существует.

Различные отрасли промышленности предъявляют свои требования к показателям хим. состава и физико-механич. свойствам. Наиболее крупные потребители К. п.: пром-сть строит. материалов (произ-во цемента, извести, щебня, штучного и облицовочного камня), чёрная металлургия (флюсовые известняки, огнеупоры) и с. х-во (известкование кислых почв и добавка к корму скота и птицы). Используются К. п. в цветной металлургии, хим., сахарной, целлюлозно-бумажной, электротехн., парфюмерной и др. отраслях нар. х-ва. В СССР учтено (янв. 1983) ок. 1800 (разрабатывается ок. 800) м-ний К. п. с балансовыми запасами, разведанными по пром. категориям, ок. 60 млрд. т (ежегодно добывается ок. 600 млн. т, 1982:

— балансом «Цементное сырьё» учтены запасы К. п. в кол-ве ок. 17 млрд. т;

— балансом «Доломит для металлургии» — ок. 3,2 млрд. т;

— балансом «Известняки флюсовые» — 10,2 млрд. т;

— балансом «Карбонатное сырьё для химии» — ок. 2,7 млрд. т;

— балансом «Строительные камни» — 6,67 млрд. м 3 ;

— балансом «Мел» — 1,3 млн. т;

— балансом «Природные облицовочные камни» — ок. 520 млн. м 3 ;

— балансом «Камни пильные» — 2,4 млрд. м3;балансом «Магнезит» — ок. 1 млрд. т.

3. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ

Группа карбонатных пород широко распространена в осадочной оболочке, слагая толщи мощностью сотни и тысячи метров. К этой группе принадлежат породы, в которых карбонатная фракция преобладает над некарбонатными компонентами.

Главнейшие породообразующие компоненты пород — карбонатные минералы, в первую очередь — кальцит, доломит, примеси обломочного и глинистого материала. В зависимости от соотношения этих основных составляющих карбонатные породы делятся на известково-доломитовую, терригенно-карбонатную и карбонатно-глинистую группы.

Известково-доломитовая группа включает в качестве ведущих породообразующих минералов кальцит и доломит. Порода, содержащая 50% и более кальцита, называется известняком, 50% и более доломита — доломитом. Наиболее чистые разности известняков содержат от 95 до 100% кальцита. Таковыми же будут содержания доломита CaMg(CO3)2 в чистых доломитах. Васе остальные разности известково-доломитовой группы являются породами смешанного состава.

Группа терригенно-карбонатных пород представляет относительно разнородное сообщество, включающее доломит, известняк с преобладанием доломита или кальцита с обязательной примесью терригенной составляющей различной размерности, а также известняки и доломиты глинистые, алевритовые, песчаные, гравийные, галечниковые. Выделяемые некоторыми литологами карбонатно-терригенные породы с содержанием карбонатов менее 50% строго к карбонатным породам не относятся. Это обломочные породы, сцементированные карбонатным материалом.

Как и обломки, в составе карбонатов часто отмечается примесь глинистого вещества. Ряд карбонатных пород, известняков и доломитов, включающих глинистый материал, завершается мергелем с содержанием глинистой компоненты 25-50%.

Наиболее типичными представителями карбонатных пород являются образования известково-доломитовой группы: известняки и доломиты.

Известняки — карбонатные породы, состоящие на 50% и более из кальцита и арагонита. Есть две основные формы нахождения кальцита, позволяющие определить происхождение породы. Это хемогенный кристаллически-зернистый кальцит и кальцит, образующий скелетные части организмов, оолиты, комки и сгустки.

Скелетные части организмов обычно представлены обломками раковин, ядрами различных организмов, растительными остатками, их обрывками. К настоящему времени установлены многие тысячи видов организмов, захороненных и сохранившихся в карбонатных породах. Они обладают определенной формой, особенностями морфологии и строения кальцитовой массы скелетных остатков. Наиболее распространенные группы организмов, замещающиеся карбонатами, представлены следующими формами:

— животные организмы: фораминиферы (фузулиниды, милиолиды, глобигерины и др.), коралловые полипы, строматопоры, мшанки, иглокожие, морские ежи, брахиоподы и моллюски (пелециподы, гастроподы и др.), остракоды и пр.;

— растительные организмы: кокколитофориды (планктонные одноклеточные водоросли), микроскопические сине-зеленые водоросли (цианофиты), зеленые, красные и др.

Механизм и условия образования известняков, их генетические особенности определяют выделение двух основных типов: биогенного и хемогенного. В качестве промежуточного выделяют хемогенно-биогенный тип. Биогенные известняки состоят преимущественно из скелетных частей организмов или биогенного водорослевого кальцита с биоморфными (цельно-раковинными) и органогенно-детритовыми структурами. Значительную часть биогенного детрита образуют обломки раковин брахиопод и пелеципод, состоящие из кальцита грубоволокнистого строения, арагонита микрокристаллического, пелитоморфного, гастропод, фораминифер с микрокристаллической и тонковолокнистой структурой стенок раковин. Животные организмы извлекают известь CaCO3 для строения раковин из морской воды. Отмирая, раковины погружаются на дно, образуя детритовый и илоподобный осадок, превращающийся при диагенезе в известняки-ракушечники с характерными биморфными, или органогенно-детритовыми структурами.

Детритовые известняки на зоодетритовые и фитодетритовые. Зоодетритовые содержат в качестве основного компонента — обломки скелетных частей беспозвоночных — створок тонко- и толстостенных брахиопод, остракод, губок, мшанок, раковины фораминифер, членики, реже чашечки криноидей. Среди них выделены такие разновидности как полидетритовые (из остатков разных видов организмов), криноидные, криноидно-брахиоподные, спикуловые и др. Многими разновидностями представлены фитодетритовые известняки, в основном, в зависимости от родового состава водорослей. Это доницелловые, микрофитоллитовые, фурусталатовые и иные разновидности. В оолитовых известняках рифовых и биогермных образований ядрами оолитов служат фораминиферы, членики криноидей, обрывки водорослей.

Известняки, состоящие из частей известкового скелета морских лилий (криноидеи), называются криноидными и включают круглые членики их стебельков. Значительные по мощности и площадному развитию пласты органогенных известняков — строматолитов слагают продукты жизнедеятельности сине-зеленых водорослей. Растительные организмы — водоросли, покрытые кальцитовыми пластинками (кокколитофориды) и водоросли, не обладающие кальцитовым скелетом, поглощает углекислоту из воды. В результате их жизнедеятельности биохемогенным путем образуются неясноволнисто-слоистые образования (строматолиты).

Своеобразной формой залегания биогенных известняков, образующих органогенные постройки, являются ископаемые рифы. Это прочные каркасные образования, сложенные скелетными остатками организмов, часто живущих колониями — кораллы, губки, строматопоры, мшанки, серпулы, пелециподы, и многие другие (фораминиферы, брахиоподы). Прочность рифовой постройке придают обволакивающие ее водоросли. Могут подниматься над водой, образуя рифовые острова, вытягиваться на сотни километров. Мощность рифовых образований иногда достигает 1000 м и более. Рифовые гряды по краю островной или береговой отмели называются барьерными рифами. В Тихом океане барьерный риф протягивается вдоль восточных берегов Австралии на 1900 км. Вытянутые вдоль берега барьерные рифовые постройки обозначаются как береговые рифы. Кольцеобразные рифовые образования с мелкой лагуной в центральной части известны в литературе под названием атоллы. Предпосылки для быстрого развития рифовых образований имеются лишь в тропических и субтропических областях. Именно в тропических морях вода пересыщена углекислым кальцием и существует богатая фауна организмов с известковым скелетом. Эти условия весьма благоприятны для быстрой биохимической фиксации углекислого кальция вне зависимости от биологического вида, формирующего рифы и биогермы. Необходимо иметь в виду, что рифоподобные банки известны на глубине и в очень холодных морях северной части Атлантического океана.

Для рифовых построек характерны биогермные известняки, слагающие образования разнообразной формы — от линзовидных до штокоподобных. Основные биогермообразователи — сине-зеленые и зеленые водоросли. Встречаются и строматолитовые разности биогермных известняков. Многочисленные, тесно сплетенные нити водорослей, слагают основную массу. Промежутки заполняются микро-, мелкозернистым кальцитом.

Известковые породы могут возникнуть на суше. Это известковые туфы, травертины — натечные и корковые образования подземных источников, разгружающихся на поверхности. К этой же категории принадлежат натечные формы известняков — сталактиты и сталагмиты, формирующиеся в пещерах. Известковый туф это обычно пористая ноздреватая масса рыхлая, иногда плотная, кристаллического строения, часто с отпечатками и остатками листьев растений. Сталактиты и сталагмиты в поперечном сечении обычно имеют концентрически-зональное сложение. В условиях поверхности в засушливых климатических зонах за счет капиллярного поднятия и испарения влаги формируются приповерхностные скопления карбонатного материала — калькреты, панцири.

Хемогенные известняки образуются при осаждении кальцита из пересыщенных карбонатом кальция растворов вод морей, океанов, в водоемах суши с аридным климатом. За счет хемогенного кальцита возникли пелитоморфные, некоторые оолитовые, кристаллически-зернистые известняки и карбонатные конкреции, стяжения при перераспределении карбонатного материала в терригенных осадках в ходе диагенеза. Чистые известняки белые, но за счет примесей других веществ могут приобретать различные окраски: желтоватые, буроватые (примесь оксидов железа), серую до черной (присутствие органического вещества), зеленоватую (за счет некоторых силикатов).

Доломиты сложены в основном (на 50% и более) одноименным минералом. Часто отмечается примесь аутигенных кальцита, гипса, ангидрита, кремнезема, окислов железа, глинистого вещества, отмечаются целестин, флюорит, соли, тонко рассеянное органическое вещество, пирит или марказит, терригенные обломки. Органические остатки в доломитах редки и плохой сохранности. Обычно это ядра, реже отпечатки. По внешнему виду мало отличаются от известняков, что обуславливают необходимость их испытания слабым (2-5%) раствором соляной кислоты. Цвет доломитов белый, желтовато-белый, красноватый, желтый, зеленоватый, серый до черного (присутствие органического вещества). Битуминозные доломиты окрашены в коричневый цвет. Как правило, образует зернистые массы различной размерности от микрозернистых до крупнозернистых, могут быть кавернозными за счет пустот (каверн) выщелачивания. Органогенные биоморфные структуры встречаются редко.

Доломиты — обычная составная часть карбонатных и фоленосно-гипсоносных толщ. По генезису они подразделяются на первично-осадочные, сингенетические и диагенетические, и вторичные или эпигенетические.

Карбонатные илы быстро затвердевают, литифицируются и подвергаясь разрушению под действием волн образуют обломки, называемые интракластами. Последние цементируются продолжающим осаждаться карбонатным материалом, либо механически переносятся, сортируются как обычный обломочный материал. После осаждения они подвергаются уплотнению, цементации, образуя известняки с кристаллически-зернистой связующей массой. Часто в таких известняках отмечаются комочки микрозернистого ила (пеллеты), терригенные обломки, обломки раковин, зерна с оболочкой, оболочками хемогенного карбоната.

При катагенезе карбонатные породы могут быть подвергнуты выщелачиванию, перекристаллизации с появлением таких текстурных особенностей как фунтиковая текстура, стилолитовые швы, вторичная пористость. Вторичная пористость связана по Э.Ф. Емлину с селективным растворением компонентов карбонатной породы, с доломитизацией (образование пор за счет уменьшения объема), с разложением организмов, имеющих внешний скелет (криноидеи, кораллы и др.).

Пористость карбонатных, карбонатно-терригенных накоплений, лежащая в основе образования пластов-коллекторов, играет важную роль в геологии нефти и газа. карбонатный породообразующий известняк

Основные обстановки карбонатного осадконакопления — морские, в которых накапливаются мелководные и глубоководные карбонатные илы, шельфовые, где формируются фораминиферовые, оолитовые известняки, ракушечники, пеллетовые пески, рифовые, банково-рифовые образования.

4. ПРИМЕНЕНИЕ КАРБОНАТОВ

Карбонаты кальция, магния, бария и др. применяют в строительном деле, в химической промышленности, оптике и др.

В технике, промышленности и быту широко применяется сода (Na2CO3 и NaHCO3): при производстве стекла, мыла, бумаги, как моющее средство, при заправке огнетушителей, в кондитерском деле.

Кислые карбонаты выполняют важную физиологическую роль, являясь составной частью буферных систем крови, поддерживающих постоянство её рН.

1. Карбонат кальция:

Рисунок 1. — Карбонат кальция:

Назначают при расстройствах пищеварения, рефлюксэзофагите, дискомфорте и болях в эпигастрии, метеоризме, в состояниях, сопровождающихся повышенной кислотностью, для профилактики остеопороза.

Рисунок 2. — Известковый доломит — туф и ракушечник, применяется для строительства домов:

Рисунок 3. — Стена, сложенная из известняка:

Рисунок 4. — Мергели — известняки, содержащие от 25 до 50% глинистых частиц:

Рисунок 5. — Комната, стены которой сделаны из магнезита:

Рисунок 6. — Минерал, карбонат железа:

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Образование магматических, осадочных и метаморфических горных пород. Основные виды горных пород и их классификация по группам. Отличие горной породы от минерала. Процесс образования глинистых пород. Породы химического происхождения. Порода горного шпата.

презентация [1,2 M], добавлен 10.12.2011

Механические характеристики горных пород. Отбор проб горной породы для физических испытаний. Определение предела прочности горной породы при одноосном сжатии, устойчивости и нагрузки на обделку подземных сооружений. Паспорт прочности горной породы.

лабораторная работа [184,6 K], добавлен 27.05.2015

Определение твердости горной породы, коэффициента пластичности и работы разрушения, осевой нагрузки на долото при бурении из условия объемного разрушения горной породы, мощности, затрачиваемой лопастным долотом. Механические характеристики горных пород.

контрольная работа [198,3 K], добавлен 01.12.2015

Процесс формирования осадочной горной породы. Основные формы залегания, дислокации осадочных горных пород, их виды. Обломочные, органогенные, хемогенные породы и породы смешанного происхождения. Разлом, относительно которого произошло смещение слоев.

курсовая работа [550,1 K], добавлен 10.07.2015

Понятие фаций и фациального анализа осадочных пород. Рассмотрение основных методов изучения карбонатных сред. Геологическая характеристика карбонатных коллекторов. Возможности оценки фаций карбонатных пород по данным геофизических исследований скважин.

реферат [20,7 K], добавлен 07.05.2015

Источник