Макроскопическое изучение карбонатных пород-коллекторов

Лабораторная работа №6

Карбонатные породы в образце визуально, а также с помощью лупы, с применением соляной кислоты, могут быть изучены достаточно подробно. При необходимости это изучение расширяется и углубляется другими методами: изготовлением крупных пришлифовок, омачиванием водой, керосином, пропитыванием трансформаторным маслом (Бушинский, 1954), реакциями окрашивания и простейшими химическими реакциями (рис.5).

Рис 5. Карбонатные породы

Описание ведется в целом по общей схеме. Вслед за названием породы описывают цвет. Для карбонатных пород важно отмечать цвет как на свежем изломе, так и в корке выветривания: в желтом или красном ее цвете проявляется железистость карбоната — присутствие анкерита и сидерита, а в белесом — чистый известняк, независимо от его цвета (иногда черного) на свежем изломе. В отличие от известняков, характеризующихся белым или чистым светло-серым цветом, доломиты часто имеют желтоватый цвет, а также, в пестроцветных толщах, другие окраски — зеленоватые, розовые.

Структуру макроскопически изучают с разной степенью детальности в зависимости от ее характера и методов изучения. Крупно-среднезернистые структуры (размер зерен больше 0,1 мм) видны невооруженным глазом, и поэтому могут быть отмечены величина зерна, степень равномернозернистости и в большинстве случаев форма зерен, т. е. структурногенетический тип породы — зернистый, оолитовый, органоген ный, обломочный. Органогенные структуры, цельнораковинные или детрнтовые (обломочные), по возможности определяют и описывают подробнее.

Следует иметь в виду, что структурные особенности карбонатных пород лучше выявляются на выветрелой поверхности; нередко известняки, на свежем изломе совершенно однородные, на поверхности выветривания оказываются крупнообломочными. Мелко-микрозернистые и коллоидально-зернистые породы макроскопически выглядят почти одинаково, как афанитовые или пелитоморфные, что и следует отмечать при описании их структуры. В пришлифовках, с помощью лупы, при смачивании поверхности водой, керосином и другими жидкостями удается выявить в мелкозернистых породах органогенные, в частности мелкодетрнтовые, структуры и другие особенности строения, например нхнитовые (илояд-ные) текстуры. Этими способами удается детальнее изучить и более крупные структуры.

Особенности структуры проявляются в изломе породы: микрозернистые слабые имеют землистый излом и марают руки (мел), а крепкие — фарфоровиднып или раковистый; средне-крупнозернистые имеют кристаллический сверкающий излом, как и криноидные крепко сцементированные известняки; когда же последние сцементированы слабо, излом проходит по цементу, обходя членики криноидей— его называют песчаннковидным, или зернистым. Все это свидетельствует о необходимости описывать излом породы, в котором проявляется и ее крепость, отчасти текстура (например, микрослоистость в ступенчатом изломе).

Текстуры карбонатных пород, как и структуры, отличаются большим разнообразием: широко распространены неслоистые и слоистые породы, обладающие горизонтальной, реже волнистой и косой слоистостью. Нередки биогенные текстуры, в частности ихнитовые (илоядные или текстуры ходов илоедов), а также подводнооползневые; кроме тот, обычны диагенетические и эпигенетические текстуры — замещения, растворения, стилолиты. сутуры и др. Изучают и описывают их по общей схеме. Значительная растворимость карбонатов позволяет, во-первых, для более детального изучения текстур использовать выветрелые поверхности образцов, где они, как и структуры, выявляются лучше; во-вторых, иногда протравливать образцы. Однако лучшие результаты дают крупные пришлифовки, смачивание водой, керосином и т. д. Г. И. Бушинскому (1954) пропитыванием писчего мела трансформаторным маслом удалось выявить большую роль в образовании текстуры породы разнообразных ходов илоедов, которые пропускались при обычном визуальном изучении.

При изучении состава приходится решать три основных вопроса: 1) является ли эта порода карбонатной; 2) каким карбонатным минералом (или минералами) она сложена и 3) каков состав некарбонатных примесей, очень часто «присутствующих в породах. Для органогенных пород, кроме того, приходится описывать состав раковинного материала, в частности соотношение между породообразующими скелетными остатками.

Карбонатную породу можно опутать с глинистыми, кремнистыми, фосфатными, сульфатными и, реже, обломочными породами. Наиболее существенное отличие их — небольшая твердость карбонатных минералов (все они легко царапаются молотком или ножом), бурная реакция с НО известняков и доломитов (в порошке). От глин отличаются также неразмокаемостью в воде. Анкериты и особенно сидериты характеризуются большим удельным весом, обычной ассоциацией с гидроокислами железа, которые легко образуются за счет окисления двувалентного карбонатного железа и окрашивают породы в красноватые цвета.

Между собой карбонатные породы различаются неодинаковой интенсивностью реакции с НС1 и, отчасти, удельным весом, а также окраской. Известняки вскипают от 10%-ной (или 5%-ной) НС1 в куске бурно, доломиты — слабо и не сразу (а в порошке — бурно), анкериты — сходно с доломитами или несколько слабее; сидериты не вскипают и в порошке. Изучая карбонатные породы определенных отложений, можно постепенно — по небольшим различиям в интенсивности реакции с НС1 — научиться различать не только основные типы карбонатных пород, но и их разновидности (например, в разной степени доломитнзированные известняки). Для этого полезно иметь типовые образцы, изученные другими методами. При опробовании образцов кислотой необходимо следить не только за интенсивностью реакции, но и за тем, все ли участки вскипают одинаково: доломитовые зерна и окремнелые участки реагируют слабо или совсем не взаимодействуют с кислотой.

Некарбонатная примесь более обильна в известняках, чем в доломитах. Она бывает представлена песчано-алевритовым обломочным материалом, глинистым веществом и различными аутогенными выделениями, из которых кремнистые минералы и глауконит наиболее значительны по общей массе и устанавливаются сравнительно легко: по зеленому цвету глауконит, по значительной крепости, блеску, часто более темному цвету — кремнистые участки. Обломочная примесь при небольшом содержании выявляется труднее, поскольку ее можно легко спутать с зернистым карбонатным веществом. Обычно она все же видна в лупу и устанавливается также по тому, что царапает стекло. Еще труднее выявляется глинистая примесь. Часто она проявляется в темно-серых окрасках и мягкости породы, хотя известны светло-серые (мергеля) и крепкие глинистые известняки. Кроме того, темный цвет карбонатных пород обусловливается иногда органической и марганцовистой примесью. Поэтому широко распространенный полевой способ определения глинистости — грязное пятно после действия соляной кислотой — иногда может ввести в заблуждение, хотя в целом удобен. Для точной оценки глинистого компонента необходимо получение нерастворимого остатка и его анализ.

Основной состав карбонатной породы отмечается ее названием — «известняк», «доломит» и т. д. Нередко вслед за ним называется и примесь — «доломитизированный», «глинистый», «песчанистый». Менее существенную по содержанию примесь лучше отмечать после описания цвета, излома, структуры и перед характеристикой крепости и включений — конкреций, органических остатков, если последние не являются породообразующими. Помимо единообразия описание должно быть выразительным, что заставляет иногда несколько отступать от единой строгой схемы.