Текстура и структура карбонатных стяжений

Характерной особенностью текстуры стяжений является четкое разделение массы стяжения на периферическую зону и центральное ядро. Периферическая зона обладает белым цветом и меньшей плотностью, чем центральное ядро, являясь как бы переходом от мучнистых скоплений, отделяющих стяжение от породы, к плотному центральному ядру.
Центральное ядро отличается грязноватым светло-серым цветом и значительной плотностью. Для него типичны трещины усыхания и пустота в центре, хорошо видные на фотографии при шлифовке. Подобные трещины указывают на уменьшение объема массы стяжения в результате процесса литофикации.
Структура стяжения в шлифовке определяется чрезвычайно мелкозернистой карбонатной массой с непостоянным количеством захваченных кластических зерен — в подавляющем большинстве кварца. Величина зерен карбоната обычно измеряется несколькими микронами, наиболее крупные отдельности достигают 0,01 мм в поперечнике. Форма зерен слабо-удлиненная. Зерна отделяются друг от друга тончайшими пленками гидроокислов железа. Кластические зерна имеют величину от нескольких сотых до 1—2 мм. Зерна хорошо окатаны и представлены в основном кварцем, реже темноцветными компонентами (андалузит, турмалин, рудные непрозрачные минералы), а еще реже полевыми шпатами, сильно пелитизированными. Присутствует беспорядочно рассеянный по массе карбонатов глинистый материал, точно не диагносцируемый. По своему облику и составу кластические зерна представляют собой включения частиц вмещающей породы, захваченные при консолидации стяжения.
Интереснейшей деталью структуры карбонатных стяжений являются нередко обнаруживаемые реликты колломорфной структуры, заметные в проходящем свете при параллельных николях. Реликты колломорфной структуры намечаются концентрически распределенными тончайшими черными включениями, являющимися, по-видимому, политовыми частицами, бывшими во взвешенном состоянии в коллоидном растворе и сохранившими свое расположение после раскристаллизации карбонатной массы.
Химический состав и оптическая характеристика карбонатных стяжений
В литературе имеются анализы карбонатных стяжений из покровных четвертичных пород Восточной Европы, а также Средней Азии. Эти анализы являются валовыми, то есть количественное определение элементов, образующих стяжения, производилось без учета их химического состояния. Эти данные позволяли делать лишь самые общие предположения о тех соединениях, в которые входят установленные валовым анализом элементы.
Микроскопическое изучение стяжений позволило установить, что указанные образования .состоят из карбонатной массы, в которой содержатся включения обломочного материала вмещающих пород. Поэтому были произведены анализы части, растворимой в 5%-ном растворе НС|, и нерастворимого остатка.
Большую часть стяжений образует карбонатная масса, растворимая в соляной кислоте. Эта масса представляет собой новообразование для вмещающей породы и должна являться основным предметом изучения.
Данные химических анализов карбонатных стяжений приведены в табл. 1, а в табл. 2 для сравнения сведены данные валовых анализов (по литературным данным и фондовым материалам).
При рассмотрении результатов анализов обращает на себя внимание постоянное преобладание содержания нерастворимого остатка в периферической зоне стяжений по сравнению с содержанием нерастворимого остатка в центральной их части. Это обстоятельство объясняется засоренностью частицами окружающего грунта их мягкой периферической зоны.
Для установления истинного соотношения компонентов растворимой части в табл. 3 приведены анализы карбонатных стяжений, пересчитанные на 100% после исключения нерастворимого остатка.
Изучение шлифов и оптическое изучение карбонатов, слагающих основную массу стяжений, показывают, что железо не входит в состав карбонатов. Железо образует тонкие пленки гидроокислов, облекающие мелкие зерна карбонатов. Состав гидроокислов железа неоднороден. На это указывает наличие окиси железа как в растворенной части, так и в нерастворенном остатке.
Часть гидроокислов растворима в слабой соляной кислоте, большая же часть нерастворима.
Связывание железа полностью в виде гидроокислов особенно интересно на фоне большого количества карбонатов.
На основании изучения шлифов и кристаллооптического анализа карбонатов можно предполагать, что карбонаты имеют магнезиально-кальциевый состав, а все остальные компоненты, обнаруженные в солянокислой вытяжке, находятся в окклюдированном состоянии.
Состав карбонатов и количество окклюдированного материала в различных пробах приведены в табл. 4. Наличие значительного количества окклюдированного материала не вызывает удивления, если принимать во внимание наиболее вороятное образование стяжений из коллоидных растворов.
Химический состав нерастворимого остатка дается в табл. 5; приводится пересчет анализа нерастворимого остатка на 100%.
Характерно, что отношения 5Юг: Кг03 и АО3 : Ре20з в окклюдированном материале резко отличаются от этих отношений в нерастворимом остатке. Сравнение данных анализа нерастворимого остатка, пересчитанного на 100%, с данными валовых анализов лессовидных пород обнаруживает значительное сходство между ними. Нерастворимый остаток по сравнению с вмещающей породой имеет несколько повышенное содержание глинозема, слабо повышенное содержание окиси железа и слабо пониженное содержание кремнекислоты.
Таким образом, химический состав нерастворимого остатка карбонатных стяжений отвечает составу вмещающих пород, несколько обогащениях А120з и Ре20з, то есть глинистых минералов и минералов гидроокислов железа.
Что же касается окклюдированного материала, находящегося в карбонатной массе стяжений, то можно предположить, что в процессе образования карбонатных стяжений имеет место избирательная окклюзия: крем-не-кислота сорбируется слабо, полуторные же окислы захватываются примерно в тех же соотношениях, в каких они содержатся во вмещающей лессовидной породе.