Доломитовый известняк

Соотношение кальцита и доломита как основных минералов группы карбонатов положено в основу известняково-доломитового ряда. Это последовательность пород с различными отношениями кальцита и доломита в содержании. Доломитовые известняки относятся к переходным разностям этого ряда.

Количественные соотношения между кальцитом и доломитом в карбонатных породах описаны в нескольких классификациях, в том числе в основанной на этом критерии системе В.Н. Киринской (1973), доработанной ВНИГРЭ. В соответствии с ней к известнякам принадлежат породы с содержанием кальцита от 50%. Чистыми известняками называют породы, состоящие из кальцита как минимум на 95%. Следовательно, разности с долей кальцита от 50 до 95% и оставшейся частью, представленной преимущественно доломитом, можно отнести к доломитовым известнякам. Такой подход использован в одной из ранних классификаций (М.Э. Нонинского, 1913). В упомянутой классификации они подразделены на 2 категории: доломитистые – с примесью доломита 5-25% и доломитовые – с его содержанием 25-50%. Г.И. Теодорович (1935) подразделил доломитосодержащие известняки на 3 категории: слабодоломитовые (5-20% доломита), доломитовые (20-35%), сильнодоломитовые (35-50%).

К тому же доломитовые известняки дифференцируют в генетическом контексте: по соотношению времени формирования кальцита и доломита в породе. Н.М. Недоливко (2008) именует это типами доломитистости известняков: первичный и вторичный. Первый подразумевает сингенетическое образование данных минералов на стадиях седиментогенеза и диагенеза, что определяет равномерность их распределения в структуре и совпадение с элементами слоистости. Вторичная доломитистость связана с постгенетическими преобразованиями изначально кальцитового материала. Это определяет фрагментарность проявления, сахаровидность и песчаниковидность структуры новообразований.

Вторичную доломитистость подразделяют по механизму проявления на метасоматическую, происходящую путем замещения кальцита, и формирование доломита в поровом пространстве известняков (Т.И. Федоренко и др., 1991). В контексте изменения структур эти процессы можно подразделить на уничтожение исходных структур и инкрустацию пор и каверн (Атлас текстур и структур осадочных горных пород. Часть 2 – Карбонатные породы, 1968).

Доломитизация изучается в нефтяной геологии, как фактор, влияющий на коллекторские свойства карбонатов, (прежде всего, метасоматический тип).
Доломитизация распространена как наряду с другими постседиментационными преобразованиями, так и сама по себе (Л.П. Гмид, 2006, Г.И. Теодорович, Н.М. Страхов, С.Г. Вишнякова, С.Н. Краузе, А.А. Маслова). Она проявляется от раннего диагенеза до позднего катагенеза и метаморфизма известняков.

Метасоматический процесс протекает в 2 этапа. Первый связан с метасоматическим замещением органогенного известнякового ила доломитом. Это происходит на этапе диагенеза в мелководно-шельфовой зоне в условиях повышенного содержания магния в поровой воде и щелочной среды. Второй этап подразумевает перекристаллизацию в позднем диагенезе – катагенезе. Г.И. Теодорович (1935) описывает протекание этого механизма с участием поровых растворов в близких к нормальным условиях с растворением части зерен кальцита, метасоматического доломита и новообразований. При этом происходит заполнение большей части пор: в основном темным битумом, меньше – желтым. В случае протекания доломитизации на этапе катагенеза возможно окрашивание зерен доломита желтым битумом, приуроченным к зонам ее проявления.

В труде «Атлас текстур и структур осадочных горных пород. Часть 2 – Карбонатные породы» (1968) приведено комплексное сравнение диагенетических и эпигенетических доломитов. Отмечены кристаллографические, структурные и прочие различия. Так, в раннем диагенезе зерна доломита близки к ромбоэдрам. При незавершенном процессе они сохраняют правильную форму и одинаковые размеры, по завершении процесса правильная форма утрачивается.

У Капченко Л.Н. доломитизация была рассмотрена в контексте влияния на пористость, в связи с чем он подразделил ее на 3 типа.

  • Не сказывающаяся на пористости. Приурочена к раннему – позднему диагенезу. Протекает в несцементированных илах.
  • Влияющая на пористость. Проявляется в слабо сцементированных породах в позднем диагенезе.
  • Значительно влияющая на пористость в зависимости от полноты процесса. Затрагивает породы с прочной структурой в катагенезе и рифовые постройки на всех стадиях.

Доломитистые известняки обычно сохраняют реликты первичной структуры с проявлением новых элементов на их фоне. При этом метасоматическая доломитизация весьма избирательна в зависимости от особенностей кальцита (кристаллографии, состава, структуры и т. д.) (Атлас текстур и структур осадочных горных пород. Часть 2 – Карбонатные породы, 1968).
Инкрустация порового пространства наиболее характерна для рифовых разностей. В таком случае наблюдаются весьма крупные кристаллы доломита в виде обычно неправильных ромбоэдров и зональные кристаллы.

В качестве особой выделяют порфировидную структуру таких разностей, проявляющуюся в виде крупных ромбоэдров доломита в мелкозернистой массе известняка. Она может формироваться путем кристаллизации доломита из карбонатных вод во время диагенеза либо при попадании обломков его кристаллов в известняковый осадок в виде терригенного материала (Атлас текстур и структур осадочных горных пород. Часть 2 – Карбонатные породы, 1968).