Известняк органогенный с целыми раковинами представляет собой осадочную породу, формирующуюся в результате накопления остатков морских организмов, включая моллюсков и других членистоногих. Такой известняк имеет высокую степень фоссилизации, где хорошо сохранившиеся раковины служат свидетельством древних экосистем и условий, в которых они существовали.
Структура органогенного известняка обычно отличается слоистостью и разнообразием текстур, что связано с изменениями в условиях осадкообразования, такими как колебания уровня моря и колебания в составе экосистем. Исследование таких известняков позволяет не только установить геологическую историю региона, но и углубить понимание процессов, происходивших в биосфере на протяжении миллионов лет.
Известняки органогенные
Известняки обломочные состоят из обломков известняков, окатанных и неокатанных, брекчиевидных. Цементируются обломки известковым и известково-глинистым цементом. Структуры обломочные, псефитовые, псефито-псеммитовые, плохо сортированные. Текстуры однородные, или грубослоистые, плотные, часто ориентированные.
Происхождение пород связано с разрушением первичных известняков в прибойное зоне. Образовавшийся обломочный материал окатывается, сортируется, ориентируется, литифицируется, цементируется местным известковым материалом, перекрывается последующими толщами известковых пород. Это, так называемые, внутриформационные известковые конгломераты или известковые брекчии.
Известняки органогенно-обломочные – это породы, состоящие из тонкоперетертого и интенсивно преобразованного сортированного органогенного детрита пестрого состава. Структуры детритусовые, кристаллические, неравномерно-зернистые. Текстуры чрезвычайно разнообразны. Среди них много неоднородных текстур: слоистых, горизонтально-, косо- и линзовиднослоистых.
Преобладают плотные и ориентированные текстуры. Происхождение пород связано с мелководными, аэрируемыми зонами морей и океанов с активной гидродинамикой среды. Последняя вызывает обламывание, сортировку, ориентацию органогенного детрита, его интеграцию.
Рифовые известняки. Породы слагают штокообразные тела – рифы. Структуры их органогенные, хорошей сохранности. Имеются органогенные постройки, раковины, прикрепляющиеся формы кораллов, мшанок, серпул. Текстуры грубослоистые, неравнослоистые, массивные, пористые.
Происхождение рифовых известняков связано с бурным расцветом жизни, в том числе организмов, строящих карбонатные скелеты. Их отмирание, накопление ведет к формированию рифовых построек. Сохранность органогенного детрита обеспечивается удаленностью рифовых построек от волноприбойной зоны.
Ракушечники представляют собой породы, состоящие из целых или слабо обломанных, слабо измененных раковин пелиципод, гастропод, брахиопод, остракод, фораминифер. Структуры пород биоморфные. Текстуры обычно, ориентированные, пористые, однородные или грубослоистые. Происхождение связано с массовым захоронением, а Возможным перемыванием и переотложением раковинного детрита в водных обстановках.
Водорослевые известняки. Структуры органогенные, зернистые, микро- и мелкозернистые. Текстуры слоистые, неправильно слоистые с зубчатой прерывающейся микрослоистостью или оолитоподобные (онколитовые бобовины). Происхождение их связано с интенсивным ростом, а затем отмиранием и захоронением известковых водорослей гирванелл, коллений и др.
Мел. Цвет породы белый, желтоватый, зеленоватый. Минеральный состав: кальцит. Порода состоит из известкового детрита микроорганизмов и мельчайших зерен кальцита с примесью глинистого и обломочного материала. Структура пелитоморфная.
Текстуры пород однородные или микрослоистые, микропористые. Особые свойства пород: они слабо литифицированы, достаточно мягки и непрочны, пачкают руки, чертятся ногтем. В реакции с HCI бурно вскипают. Черта пород ясная, белая, желтоватая. Они не имеют запаха глины, легко впитывают воду, не образуют слоистости. Происхождение пород органогенное.
Образуются они в теплых морях в результате накопления на дне известковых панцирей отмирающих планктонных одноклеточных водорослей – кокколитофорид.
Доломитовые породы. Цвет пород белый, желтовато-белый, светло-белый. Минеральный состав: доломит, кальцит, часто реликтовый. Возможно примесь сульфатных и глинистых минералов. Структуры микрозернистне, мелко-равномерно-кристаллически-зернистые.
Текстуры плотные, трещиноватые, однородные, часто неориентированные. Особые свойства: п ороды прочные, низкопористые, нередко трещиноватые. Они чертятся ножом и не оставляют царапину на стекле (твердость 3,5-4), реагируют с HCI в порошке. Блеск их стеклянный, черта белая. В воде они нерастворимы. Доломиты походят на известняки, от которых отличаются особенностями реакции с HCI.
Происхождение: образуются породы в результате химического осаждения в морях, засоленных лагунах и заливах в условиях аридного климата; в результате доломитизации известкового осадка в процессе диагенеза; в результате эпигенетической метасоматической доломитизации известняков.
Известняк
Доломитовый известняк. Окрестности г. Санта-Клара (штат Калифорния, США). Образец из коллекции Национального музея естественной истории, Смитсоновский институт (Вашингтон, США). Доломитовый известняк. Окрестности г. Санта-Клара (штат Калифорния, США).
Образец из коллекции Национального музея естественной истории, Смитсоновский институт (Вашингтон, США). Известня́к, осадочная (экзогенная) горная порода , больше чем наполовину состоящая из кальцита или арагонита .
Широко распространены как чистые известняки (95–100 % CaCO3, по другим классификациям – 90–100 %), так и смешанные: глинистые и сильно глинистые известняки (5–25 и 25–50 % примеси глинистых минералов соответственно); песчанистые и песчаные известняки (5–25 и 25–50 % песчаной примеси); кремнистые и сильно кремнистые, или кремнёвые известняки (5–25 и 25–50 % опаловой или халцедоновой примеси); доломитистые и доломитовые известняки (5–25 и 25–50 % примеси доломита ) и др. Цвет известняков преимущественно белый; различные примеси окрашивают их в кремовый, жёлтый, буроватый, красноватый, тёмно-серый, чёрный цвет. Названия известняков отражают особенности их состава и строения.
Структурная классификация
По размеру слагающих зёрен различают известняки визуально незернистые – криптомерные (пелитоморфные) и визуально зернистые – фанеромерные (яснозернистые).
Криптомерные (пелитоморфные) известняки состоят из зёрен размером менее 0,05 мм. В них обычны порфировидные включения – раковины, обломки биоскелетов, сфероагрегаты, кварц и др.
Известняк пелитоморфный. Образец из коллекции ФГБУ «ВСЕГЕИ». Известняк пелитоморфный. Образец из коллекции ФГБУ «ВСЕГЕИ». При микроскопическом рассмотрении соответственно форме слагающих частиц подразделяются на микробиоморфные, микросфероагрегатные, микрообломочные и микритовые.
Микробиоморфные известняки образованы скелетными остатками нанопланктона, кокколитофорид (например, писчий мел ), фораминифер , водорослей, остракод и др.; микросфероагрегатные – микросферолитами , микроолитами , микроконкрециями и др.; микрообломочные состоят из обломков известняков алевритовой и пелитовой размерности. Микритовые известняки – кристаллические и кристаллитовые (часто коллоидальные тонкофибровые). Лёгкие крупнопористые микрокристаллические известняки называют известковыми туфами (травертинами).
Фанеромерные (яснозернистые) известняки по форме слагающих зёрен делятся на биоморфные, сфероагрегатные, обломочные, гранобластовые (кристаллические). Известняк ракушечный. Образец из коллекции ФГБУ «ВСЕГЕИ». Известняк ракушечный. Образец из коллекции ФГБУ «ВСЕГЕИ».
Биоморфные известняки состоят из скелетов животных и растительных организмов (цельноскелетные) или их обломков (биокластовые, или биодетритовые ); могут быть моно- и полибиоморфными. Среди них – биогермные известняки (коралловые, мшанковые, пелециподовые, серпуловые, водорослевые и др.), представляющие собой остовы рифов ; раковинные (известняки-ракушечники – гастроподовые, цефалоподовые, брахиоподовые, нуммулитовые и др.).
Известняк оолитовый. Образец из коллекции ФГБУ «ВСЕГЕИ». Известняк оолитовый. Образец из коллекции ФГБУ «ВСЕГЕИ». К сфероагрегатным известнякам относят разности, образованные сферолитами, оолитами (т. н. икряные известняки), пизолитами (т. н. гороховые известняки), а также «бобовые» и конкреционные известняки.
Нередко в их числе рассматривают онколитовые известняки.
Обломочные известняки ранжируются по увеличению размера обломков на псаммитовые (0,05–2 мм), дресвяно-гравийные (2–10 мм), брекчиево-галечные (1–20 см), глыбово-валунные (20 см – 10 м), блоковые (10 м – 5 км). Гранобластовые известняки состоят из конформно прилегающих зёрен (кристаллов) кальцита.
Физические свойства
От строения известняков зависят их физические свойства, особенно пористость и плотность. Пористость известняков может превышать 40 % (писчий мел, травертин); высокопористыми являются также известняки-ракушечники, биогермные известняки. Плотность известняков изменяется от 1,55 г/см 3 у сильнопористых травертинов до свыше 2,8 г/см 3 и более у плотных микрокристаллических известняков.
Способы образования
Способы образования известняков самые разнообразные: биогенный (органогенный), хемогенный, механогенный, «преобразовательный».
С начала фанерозоя известняки образуются главным образом биогенным путём в мелководных эпиконтинентальных морях, на шельфах окраинных морей, ложе Мирового океана (до критической глубины карбонатонакопления около 4500 м). К биогенному способу относят не только секреционно-скелетный (образование раковин, биогермов, спикул губок и др.), но и биохемогенный (например, химическое осаждение микритового CaCO3 вокруг водоросли за счёт пересыщения воды CO2), а также копролитовый (осаждение известкового материала с копролитами животных-фильтраторов) и биотурбацию осадков, играющую важную роль в формировании, например, писчего мела . В зоне осадкообразования известняки устойчивы в тёплых водах, а в холодных – растворяются.
Косая слоистость в неогеновых известняках в береговых обрывах. Побережье Чёрного моря между мысами Большой и Малый Атлеш (Республика Крым). Косая слоистость в неогеновых известняках в береговых обрывах. Побережье Чёрного моря между мысами Большой и Малый Атлеш (Республика Крым). Хемогенные способы образования известняков – осаждение микритового кальцита из насыщенных ионных растворов; элювиальный наземный способ (формирование кальцитовых панцирей в районах с аридным и семиаридным климатом) и подводный (образование т. н. твёрдого дна – кальцитовых панцирей на дне водоёмов); стяжение кальцита и формирование конкреционных известняков при диагенезе , катагенезе , редко – метагенезе .
Механогенные способы образования известняков – накопление и последующая цементация известняковых обломков на склонах ( коллювий ), в руслах водных потоков ( аллювий ), в конусах выноса временных водотоков ( пролювий ), на дне озёрных и морских бассейнов (формирование турбидитов , слагающих известняковый флиш ), а также осаждение обломков ветром, грязекаменными потоками, при вулканических взрывах (например, известняковые брекчии в окружении трубок взрыва ), ледниковая аккумуляция.
К «преобразовательным» способам образования относят метасоматоз и перекристаллизацию , в результате протекания которых крупные массивы известняков преобразуются задолго до наступления регионального метаморфизма в мраморы и яснокристаллические известняки.
Практическое значение
Благодаря высокой пористости известняки являются коллекторами нефти , природного горючего газа , грунтовых вод ; их также используют для хранения вредных отходов промышленности.
Известняк органогенно-обломочный (полированный срез). Закарпатье (Украина). Образец из коллекции Н. А. Чеботарёва. . Р. Колбанцев. Известняк органогенно-обломочный (полированный срез). Закарпатье (Украина). Образец из коллекции Н. А. Чеботарёва.
. Р. Колбанцев. Известняк применяют в строительстве (для изготовления облицовочных плит, стеновых блоков, скульптурных и архитектурно-строительных изделий, получения извести и цемента , а также как щебень и бутовый камень), в металлургии (как флюс ), в сельском хозяйстве (для нейтрализации кислых почв), в химической и пищевой промышленности (для производства соды , карбида кальция , минеральных удобрений , сахара ). Их используют при очистке нефтепродуктов, пиролизе угля, для изготовления красок, замазок, резины, пластмасс, мыла, лекарств, стекла, бумаги, для очистки тканей и обработки кожи. Слаботрещиноватые мягкие известняки часто распиливают на блоки непосредственно из массива с помощью различных камнерезных машин. Такие известняки (пильные) особенно ценны как строительный материал.
Месторождения известняков известны повсеместно.
Фролов Владимир Тихонович . Первая публикация: Большая российская энциклопедия, 2008.
Шлифы известняков
Фотографии и описание результатов исследования карбонатных пород в шлифах полученных при выполнении геологоразведочных работ на карбонатное сырье для производства щебня и строительной извести.
Все исследованные образцы, в большинстве своем принадлежат к известнякам, прошедшим стадии литогенеза, уплотнения, что, несомненно, сказывается на их структуре и текстуре. В своей основной массе эти породы относятся к чистым карбонатам, сложенные пелитоморфным (тонкокристаллическим) кальцитом, сложенным обычно двумя разновидностями кристаллов (они менее 0.02 мм) — одни более четко кристаллические с четко выраженными краями кристаллов; другие более расплывчатые, неясные. Такая пелитоморфная структура характерна для преобладающего числа известняков разведанного месторождения.
Образцы имеет массивную текстуру, и лишь крайне малое число, в одном-двух, отмечена грубой слоистостью слоев, связанную с перерывом в осадконакоплении и выветриванием.
В ряде случаев встречается наличие остатков фауны и раковин. Но их не так много, и они не существенно влияют на свойства пород.
Залежи подверглись тектоническим нагрузкам, на что указывает наличие трещин выполненных крупнокристаллическим кальцитом.
По составу продуктивная толща состоят из кальцита, всего в 2-х- 3-х пробах имелась крайне незначительная примесь отдельных зернышек кварца, и в двух наблюдались выделения кварца в средней части трещинки, заполненной в основном кальцитом и в средней части остатков раковины. Возможно, в части месторождения, имеется примесь глинистой составляющей.
Надо отметить, что наблюдались «невидимые» тонкие трещины, которые проявлялись при подготовке проб к испытания, что может сказаться при дроблении пород.
В целом представленный материал отличается массивной текстурой, что приводит к большой плотности полезного ископаемого более 2,6 г/м 3 , что сказывается на маленьких величинах водопоглощения (менее 1%) большим значениям скорости продольных(> 5 км/с) и поперечных волн, значительной прочности более 100 МПа в воздушно-сухом состоянии.
Такие высокие значения физико-механических свойств характерны для практически всех исследованных образцов, и только в двух они резко ухудшаются (плотность до 2,3 г/см 3 ), прочность (52 и 39 МПа).
Подводя итоги, можно рекомендовать эти известняки для использования в качестве щебня, и вероятно, при проведении дополнительных химических анализов, в качестве известкового цемента.
Образцы шлифов карбонатных пород
- ← Водоподготовка на ВЗУ
- Система очистки подземных вод из скважины →