какие горные породы относятся к карбонатным и терригенным типам горных пород
Осадочные горные породы
Осадочные породы образуются на поверхности Земли. Образование осадков, а затем и осадочных пород может идти различными способами – осаждение обломочного материала, выпадение из растворов определенных веществ, в процессе жизнедеятельности организмов.
В общем виде, можно так представить жизненный путь осадочных горных пород:
Единой (общепринятой) классификации осадочных горных пород до сих пор не существует. В основу упрощенной классификации осадочных пород положено их разделение по происхождению на три большие группы (класса): обломочные (терригенные) – механические осадки, хемогенные – возникшие в результате выпадения осадков из воды или из других растворов, и органогенные – образованные из скоплений окаменевших остатков животных и растений. В каждом из этих классов существует своя классификация пород.
В строении осадочных горных пород принимают участие следующие компоненты: аллотигенные (образовавшиеся при разрушении других пород), аутигенные (появившиеся при образовании породы), органические, вулканогенные и космогенные.
Обломочные (терригенные) породы
Структуры обломочных (терригенных) горных пород
Структуры обломочных пород имеют собственные названия. Если порода сложена обломками размером 0,001-0,01 мм, то такая структура называется пелитовой или глинистой. При размере обломков от 0,01 до 0,1 мм структура породы алевритовая или пылеватая. Если же размер обломков больше 0,1 мм, но не превышает 2 мм, то структура породы псаммитовая или песчаная. В том случае, если размер обломков превышает 2 мм, то структура породы псефитовая или грубообломочная.
Классификация обломочных (терригенных) горных пород
Классификация обломочных горных пород основана на размере обломков, слагающих породу, их окатанности и рыхлости или сцементированности породы. Представлена она в таблице ниже.
Не стоит забывать о вулканическом (пирокластическом) материале. Его классификация тоже основана на размерах частиц и их сцементированности, кроме того, учитывается соотношение пирокластического материала и чужеродных примесей.
Цемент в терригенных горных породах
Как мы уже установили, обломочные горные породы могут быть рыхлыми и сцементированными. Что же может цементировать обломки?
Чаще всего встречается глинистый цемент, очень широко распространён карбонатный цемент: в роли цемента обычно выступают кальцит, сидерит и некоторые другие минералы. Кроме того, цемент может быть кремнистым, железистым, фосфатным и др.
Существует несколько типов цемента:
Кроме того, цемент может по-разному взаимодействовать с обломками. А именно:
Кроме того, возможна цементация рыхлых пород без цемента. Как такое возможно? При большом давлении зёрна могут буквально «вгрызаться» друг в друга, изгибаться и подстраиваться под форму соседних зёрен. В результате такого уплотнения получается очень прочная порода.
Литология. Структурная геология
Р. А. Щеколдин. Конспекты лекций
Литология. Структурная геология
Р. А. Щеколдин. Конспекты лекций
Карбонатные породы
Общая характеристика карбонатных пород
Карбонатные породы (карбонатолиты) – осадочные образования, более чем на 50% состоящие из карбонатных минералов – кальцита, арагонита, доломита, сидерита, магнезита, анкерита и др. (Фролов В.Т., 1993).
Цвет чаще всего белый и светло-серый, примесь железа дает красный и розовый, а примесь органического вещества – темно-серый и черный.
Белые доломиты
Светло-серые доломиты
Красные известняки
Черные известняки
Классификация карбонатных пород
Основная классификация проводится по минеральному составу:
Известняки
Цельнораковинный остракодовый известняк
Основные структурные компоненты
Основными компонентами современных карбонатов и древних известняков являются: зерна (аллохемы), ил (микрит), цемент и реже терригенные зерна.
Карбонатные зерна подразделяются на биогенные и абиогенные.
Биогенные карбонатные зерна
Биогенные зерна можно подразделить на цельноскелетные и биокласты (обломки скелетов). Преобладающая часть карбонатных частиц образуется из твердых частей скелетов беспозвоночных известковых организмов. Организмы могут образовывать свои твердые карбонатные скелеты из арагонита, низкомагнезиального и высокомагнезиального кальцита.
В раковинах моллюсков наблюдается сложное чередование кальцитовых и арагонитовых слоев, образующих различные геометрические узоры. Раковины двустворчатых моллюсков состоят из двух или трех слоев кальцита, арагонита или обоих минералов. Раковины гастропод также имеют слоистую кальцитовую или арагонитовую структуру. Большинство головонигих моллюсков также имеют слоистую раковину. Исключение составляют белемниты, имеющие радиально-волокнистую структуру.
Раковины двустворчатых моллюсков
Поперечный скол раковины белемнита
Раковины брахиопод целиком состоят из кальцитовых (тонких первичных и толстых вторичных) слоев, образующих фибровую структуру. В раковинах некоторых брахиопод может встречаться третий внутренний призматический слой. У ряда видов брахиопод в большом количестве встречаются иглы, и при определенной ориентировке в шлифах невнимательный наблюдатель может поначалу спутать их с оолитами.
Скелеты кораллов, включая наружные стенки, пластинки, септы и др., построены из крошечных кальцитовых (табуляты, ругозы) или арагонитовых (шестилучевые кораллы) нитей, имеющих различную ориентировку.
Раковины фораминифер обычно построены из кальцита и имеют микрогранулярную, фарфоровидную, радиально-волокнистую, игольчатую и монокристаллическую структуру.
Раковина брахиоподы и игла (отмечена стрелкой) в шлифе
Четырехлучевой коралл (ругоза) в шлифе в шлифе
Раковина фораминиферы в шлифе
Остатки иглокожих состоят из петлевидных кальцитовых элементов и имеют весьма характерную поровую структуру. Отдельные частицы остатков иглокожих под микроскопом при скрещенных николях выглядят как монокристаллы кальцита.
Скелеты трилобитов состоят из микроскопических призм кальцита, вытянутых перпендикулярно краям щитка. Раковины остракод похожи по структуре, но тоньше.
Членик криноидеи в шлифе
Фрагмент панциря трилобита в шлифе
Раковины остракод в шлифе
Известковые бентосные водоросли имеют разнообразную структуру. Вертикальные ветвеобразные формы первоначально разрушаются до частиц гравийной размерности. Многие водоросли обладают ячеистой внутренней структурой.
Известковые планктонные водоросли представлены в больших количествах в пелагических отложениях начиная с юры. Первоначально, при жизни, клетку водоросли окружали мельчайшие диски круглой до овальной формы, называемые кокколитами. Для кальцитовых кокколитовых пластинок типичен максимальный диаметр от 2 до 20 мкм.
Остатки водорослей в шлифе
Остатки водорослей в шлифе
Кокколиты под электронным микроскопом
Абиогенные карбонатные зерна
Интракласты и литокласты. Это обломки уплотненного ила либо полностью сцементированных карбонатных и глинисто-карбонатных пород. Первые из них образуются непосредственно в бассейне осадконакопления, вторые могут быть также принесенными издалека (экстракластами).
Пеллеты и пелоиды. Многие организмы пропускают через себя ил, чтобы извлечь питательные вещества. Использованный ил выбрасывается в виде фекальных пеллет – яйцеобразных аморфных комочков длиной от 0,1 до 3 мм и толщиной от 0,05 до 1 мм. Более крупные фекальные комки именуются копролитами. В древних породах фекальные пеллеты трудно отличить от аморфных комков, образовавшихся при микритизации обломков, и от интракластов. Поэтому для овальных микрозернистых частиц лучше использовать термин пелоид.
Оолиты и онколиты. Оолиты представляют собой сферические или слегка яйцеобразные округлые карбонатные частицы, обладающие ядром из обломочного материала и имеющие концентрическую слоистую оболочку из арагонита или высокомагнезиального кальцита. Оолиты размером более 2 мм называют пизолитами.
Пелоиды (интракласты?) в шлифе
Микритизированные оолиты в шлифе
Онколит (микроонколит) в шлифе
Карбонатный ил (микрит) и цемент
Карбонатный ил (микрит). Многие из современных накоплений карбоната в шельфовых обстановках содержат ил (частицы размером менее 60 мкм), который является в основном результатом дезинтеграции скелетных компонентов сверлящими микроорганизмами и путем механического истирания в зоне волнений. Часть микритовых частиц образуется путем непосредственной кристаллизации арагонита из морской воды. Он является, таким образом, сингенетическим материалом (аналогично глинистому матриксу в обломочных породах).
Цемент представляет собой кристаллический агрегат кальцита. Он кристаллизуется в поровом пространстве на стадии диагенеза и является эпигенетическим. В отличие от обломочных и глинистых пород, которые долгое время могут оставаться рыхлыми, карбонатные осадки подвержены ранней цементации, так как карбонат кальция легко растворяется и отлагается из растворов.
Карбонатный ил (микрит) в шлифе
Цемент между зернами в шлифе
Классификация известняков
Классификация известняков основана на соотношении вышеперечисленных структурных компонентов. Классификаций существует несколько. Отечественные литологи выделяют следующие главные классы и виды (Япаскурт О.В., 2008):
В отечественной практике для обозначения микрозернистого известняка часто используется термин «пелитоморфный».
Классификация Фолка (Folk, 1959) основана на различных сочетаниях кристаллического цемента («спарита»), илового матрикса («микрита») и зерен («аллохем»).
Усовершенствованная классификация Фолка (Folk, 1962) учитывает степень «зрелости» осадка (промытость от ила, сортировку и окатанность зерен).
Усовершенствованная классификация Фолка (Folk, 1962)
Наиболее распространена за рубежом и всё шире используется в нашей стране классификация Данхэма (Dunham, 1962), дополненная классификацией Эмбри и Клована для рифовых известняков (Embry, Klovan, 1971).
Классификация Р.Х. Данхэма учитывает энергетический уровень среды. Все известняки разделены на две большие группы: в первой группе первичные структуры не распознаются вследствие их полной перекристаллизации; ко второй группе отнесены породы с распознаваемыми первично-осадочными структурами. Вторая группа далее разделена на: 1) породы, у которых первичные компоненты были скреплены во время седиментации (баундстон), и 2) породы, у которых компоненты не были скрепленными во время их накопления. Последние включают четыре типа: 1) породы, у которых зерна (биогенные, обломочные, пеллетовые или оолитовые) опираются друг на друга, а между ними отсутствует иловый матрикс – грейнстон, 2) такие же породы, но с микритовым матриксом в порах, – пакстон, 3) породы, в которых зерна в количестве более 10% взвешены в микритовом матриксе – вакстон, 4) микритовые (илистые) отложения с примесями биогенных, обломочных, пеллетовых или оолитовых зерен в количествах менее 10% – мадстон.
Первоначальная схема (Dunham, 1962) не включала разделение баундстона на бафлстон, биндстон и фреймстон, которое учитывает тип организмов, образующих каркас. Эти подтипы, наряду с добавлением рудстона (который является известняковым конгломератом) и флотстона (поддерживаемый матриксом известняковый конгломерат) были добавлены Эмбри и Клованом (Embry, Klovan, 1971) и Джеймсом и Бурком (James, Bourque, 1992).
Классификация Данхэма, дополненная классификацией Эмбри и Клована, Джеймса и Бурка
Условия образования известняков
Можно выделить три группы карбонатных осадков:
Карбонатная седиментация на шельфе контролируется температурой, соленостью, балансом СО2, глубиной воды, местным режимом течений, проникновением света, эффективной продолжительностью дня, характером субстрата, мутностью воды. Однако в глобальном масштабе главнейшими контролирующими факторами являются температура и соленость.
Древние карбонатные фации
Стандартные фациальные пояса Уилсона. Распределение фаций на основе исследования эпиконтинентальных карбонатов Уилсон представил в виде девяти стандартных поясов. Все девять поясов не обязательно присутствуют.
Карбонатные породы
Литература : Швецов М. С., Петрография осадочных пород, 3 изд., М., 1958; Викторов А. М., Строительная петрография, М., 1968; Карбонатные породы, пер. с англ., т. 1-2, М., 1970-71 (Науки о Земле, т. 28, 30).
Ю. С. Микоша.
карбонатные породы — горные породы, состоящие из карбонатов кальция, магния, железа. Различают осадочные карбонатные породы (известняк, доломит, мергель, мел и др.), метаморфогенные (мрамор) и магматогенные (карбонатит). * * * КАРБОНАТНЫЕ ПОРОДЫ КАРБОНАТНЫЕ ПОРОДЫ,… … Энциклопедический словарь
КАРБОНАТНЫЕ ПОРОДЫ — горн. породы, со стоящие из карбонатов кальция, магния, железа. Различают осадочные К. п. (известняк, доломит, мергель, мел и др.), метаморфогенные (мрамор) и магматогенные (карбонатит) … Естествознание. Энциклопедический словарь
Карбонатные породы — ► carbonate strata Осадочные породы, состоящие из углекислых солей извести, магнезии и закиси железа. Наиболее распространены известняки, доломиты и переходные между ними разности; кроме того, в виде прослоев, линз и конкреций сидерита… … Нефтегазовая микроэнциклопедия
Породы карбонатные — – горные породы, состоящие из минералов кальцита (см. Известняк), доломита, магнезита, сидерита и различных примесей. По составу карбонатные породы разделяются на три группы: известняковые, доломитовые и карбонатно глинистые. По… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
Породы горные карбонатные — – осадочные твердые породы (углекислые соли, извести, магнезии, закиси железа), образующие вместе или в отдельности большие массы осадочных (известняки, доломиты, мергели и др.) или метаморфических (мрамор и др.) пород и состоящие более чем … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
Породы карбонатные — – сочетания разных по составу и свойствам минералов, в состав которых входят карбонаты кальция, магния железа. В основном породы этого класса образовывались из остатков животного мира, осевших на дне водоёмов, а также из химических осадков… … Нефтегазовая микроэнциклопедия
Породы горные — Горные породы природная совокупность минералов более или менее постоянного минералогического состава, образующая самостоятельное тело в земной коре. Земля состоит из горных пород. Считается, что термин «горная порода» в современном смысле… … Википедия
Породы карбонатные — П., содержащие углекислые соли Ca и Мg(мел, известняки, мергели, доломиты, лёссы, карбонатные морены и др.) … Толковый словарь по почвоведению
осадочные горные породы — породы, возникшие путём осаждения вещества в водной среде, реже из воздуха и в результате деятельности ледников. Осаждение происходит механическим, химическим и биогенным путём. Осадочные горные породы разделяются на обломочные, химические и… … Энциклопедический словарь
Коллекторы и флюидоупоры
Коллекторы – это горные породы, обладающие способностью вмещать нефть, газ и воду, и отдавать их при разработке
Коллекторские ( фильтрационные) свойства породы: пористость и проницаемость.
Породы-коллекторы могут иметь первичную и вторичную пористость:
Большинство пород-коллекторов имеют осадочное происхождение.
По литологическому составу коллекторами нефти и газа являются горные породы:
Менее значимые коллекторы, связанные с вулканогенно-осадочными, глинистыми и редко-кристаллическими породами.
Терригенные коллекторы занимают 1 е место.
На них приходится доля 58 % мировых запасов нефти и 77 % газа.
К примеру, в Западно-Сибирском бассейне, практически все запасы газа и нефти находятся в терригенных коллекторах.
Емкостно-фильтрационные свойства различны.
Коллекторские свойства определяются структурой порового пространства, межгранулярной пористостью.
Глинистость ухудшает коллекторские свойства.
Карбонатные коллекторы занимают 2 е место.
На них приходится доля 42% запасов нефти и 23% газа.
Главные отличия карбонатных коллекторов от терригенных:
Фильтрация нефти и газа обусловлена, в основном, трещинами, кавернами.
Карбонатные коллекторы присутствуют на месторождениях бассейна Персидского залива, нефтегазоносных бассейнов США и Канады, в Прикаспийском бассейне.
Коллекторы, обнаруженные в вулканогенных и вулканогенно-осадочных породах, представлены эффузивными породами (лавами, пемзами) и вулканогенно-осадочными (туфами, туфобрекчиями, туфопесчаниками).
Среди глинистых коллекторов особое место занимают битуминозные глины баженовской свиты в Западной Сибири.
Гранулярные коллекторы сложены песчано-алевритовыми породами, поровое пространство которых состоит из межзерновых полостей. Подобным строением порового пространства характеризуются также некоторые пласты известняков и доломитов.
Трещиноватые коллекторы сложены преимущественно карбонатами, поровое пространство образуется системой трещин. Участки коллектора между трещинами представляют собой плотные малопроницаемые нетрещиноватые массивы (блоки) пород, поровое пространство которых практически не участвует в процессах фильтрации.
Трещиноватые коллекторы смешанного типа встречаются чаще всего, поровое пространство включает как системы трещин, так и поровое пространство блоков, а также каверны и карст.
По коллекторским свойствам выделяют 4 группы пород-коллекторов.
Классификация Дахнова:
Тип пустотного пространства, обусловленный происхождением породы, определяет ее физические свойства, поэтому он положен в основу наиболее часто используемой классификации пород-коллекторов.
Они перекрывают коллектор сверху (в ловушках), но могут и замещать коллектор по простиранию, когда, например, глины замещают песчаники вверх по подъему пласта.
Флюидоупоры могут не пропускать жидкость (нефть и воду), могут пропускать газ, который имеет меньшую вязкость.
По литологическому составу флюидоупоры представлены глинистыми, карбонатными, галогенными, сульфатными и смешанными типами пород.
В каменной соли вследствие её пластичности нет открытых пустот и трещин, каналов фильтрации, поэтому она является прекрасным экраном на пути движения нефти и газа.
Глинистые флюидоупоры наиболее часто встречаются в терригенных нефтегазоносных комплексах.
Экранирующие свойства их зависят от состава минералов, имеющих различную емкость поглощения.