Осадочные породы и их классификация

Кратко о главном

По способу образования осадочные породы делят на обломочные (терригенные), карбонатные, эвапориты, кремнистые, органогенные (угли, горючие сланцы), железистые и фосфатные и вулканогенно-осадочные. Коллекторы — в основном песчаники и карбонаты, покрышки — глинистые породы и эвапориты, нефтематеринские — тёмные глинистые и глинисто-карбонатные породы.
Обломочные породы называют по размеру зёрен: крупнее 2 мм — конгломераты, гравелиты и брекчии, песок — песчаники, алеврит — алевролиты, глина — глины и аргиллиты. В международной практике границы — 2, 1/16 и 1/256 мм; в отечественных описаниях встречаются и десятичные шкалы.
Песчаник называют по доле тонкого матрикса — аренит (меньше 15 %) или вакка (15–75 %) — и по составу каркаса из кварца (Q), полевых шпатов (F) и обломков пород (L): кварцевый аренит, субаркоз, сублитаренит, аркоз, литаренит.
Карбонатную породу по Данхему называют по тому, что держит её каркас: ил (мадстоун, вакстоун), зёрна (пакстоун, грейнстоун) или скрепившие осадок организмы (баундстоун); по Фолку — по главным зёрнам (интра-, оо-, био-, пел-) и заполнителю (спарит или микрит).
В отечественных описаниях смесь называют по компоненту, которого больше половины, а примеси отмечают прилагательными: 5–25 % — «-истый» (доломитистый), 25–50 % — «-овый» (доломитовый). Порода из 25–75 % карбонатов и глинистого вещества — мергель.
Из 1 км морской воды выпадает лишь около 13 м каменной соли, поэтому многокилометровые соленосные толщи накапливаются в бассейнах, куда морская вода долго и непрерывно поступает и где она испаряется.

Ключевые соотношения

Q = \frac{N_Q}{N_Q + N_F + N_L}\cdot 100\,\%

доля кварца в каркасе песчаника (так же F и L)

M = \frac{N_M}{N_Q + N_F + N_L + N_M}\cdot 100\,\%

доля матрикса: аренит — меньше 15 %, вакка — 15–75 %

h = H\,\frac{\rho_{sw}\,c}{\rho_{min}}

слой минерала из столба морской воды высотой $H$ с содержанием $c$

SE = \sqrt{p\,(1 - p)/n}

погрешность доли, подсчитанной по $n$ точкам шлифа

Где чаще всего ошибаются

Путать структуру и текстуру: в отечественной петрографии структура — размер, форма и сочетание зёрен (по-английски texture), а текстура — слоистость и другие особенности сложения (sedimentary structures).
Считать, что «граувакка» везде означает одно и то же: в одной из распространённых англоязычных схем это песчаник с большой долей матрикса, в отечественной литературе — тёмный песчаник, богатый обломками пород.
Читать mudstone из карбонатной классификации как аргиллит: у Данхема это известняк из известкового ила.
Путать матрикс — тонкий обломочный материал, отложившийся вместе с зёрнами, — и цемент — минералы, выросшие в порах после захоронения.

После урока вы сможете

относить осадочную породу к классу по способу образования и знать, какие классы служат коллекторами, покрышками и нефтематеринскими породами;
называть обломочные породы по размеру зёрен, а песчаники — по составу каркаса (кварц, полевые шпаты, обломки пород) и доле матрикса;
давать карбонатной породе название по Данхему и по Фолку по описанию шлифа, а смесям кальцита, доломита и глинистого вещества — по их содержанию;
оценивать, сколько соли даёт испарение морской воды, и объяснять, что из этого следует для мощных соленосных толщ;
объяснять, что каждое слово в названии породы говорит о коллекторе, и читать литологическое описание керна и шлама.

Классы осадочных пород

Осадочные породы покрывают около трёх четвертей суши, хотя составляют лишь несколько процентов объёма коры, и в них находятся почти все залежи нефти и газа (три класса пород). Самые распространённые из них — глинистые породы: на них приходится больше половины объёма осадочной оболочки. Песчаники и карбонатные породы составляют примерно по пятой части, все остальные — проценты.

Первое деление — по главному процессу, который создал породу: перенос и отложение обломков, работа организмов, осаждение из рассола, накопление органического вещества, извержения вулканов. Класс сразу подсказывает и роль породы в нефтяной системе.

Классы осадочных пород

Класс: Обломочные (терригенные, clastic)
Как образуется: разрушение пород на суше, перенос водой, ветром, льдом, отложение
Главные породы: конгломераты, песчаники, алевролиты, глины и аргиллиты
Роль в нефтяной системе: песчаники — коллекторы; глины — покрышки и нефтематеринские породы

Класс: Карбонатные (carbonates)
Как образуется: скелеты организмов и осаждение карбоната при их участии; доломит — в основном при замещении известняка
Главные породы: известняки, доломиты, мел
Роль в нефтяной системе: коллекторы; тёмные глинистые известняки — нефтематеринские; плотные — покрышки

Класс: Эвапориты (evaporites)
Как образуется: осаждение солей из испаряющейся морской или озёрной воды
Главные породы: гипс, ангидрит, каменная соль, калийные соли
Роль в нефтяной системе: лучшие покрышки

Класс: Кремнистые (siliceous)
Как образуется: скелеты кремнистых организмов, осаждение кремнезёма
Главные породы: диатомиты, опоки, радиоляриты, кремни
Роль в нефтяной системе: изредка коллекторы; кремнисто-глинистые — нефтематеринские

Класс: Органогенные (каустобиолиты)
Как образуется: накопление остатков растений и планктона
Главные породы: угли, горючие сланцы
Роль в нефтяной системе: нефтематеринские; угли — источник газа

Класс: Железистые и фосфатные
Как образуется: химическое и биохимическое осаждение
Главные породы: осадочные железные руды, фосфориты
Роль в нефтяной системе: роль невелика

Класс: Вулканогенно-осадочные
Как образуется: вулканический пепел и обломки, переотложенные водой
Главные породы: туфы, туффиты
Роль в нефтяной системе: изредка коллекторы; пепел превращается в глинистые минералы и цеолиты

Класс	Как образуется	Главные породы	Роль в нефтяной системе
Обломочные (терригенные, clastic)	разрушение пород на суше, перенос водой, ветром, льдом, отложение	конгломераты, песчаники, алевролиты, глины и аргиллиты	песчаники — коллекторы; глины — покрышки и нефтематеринские породы
Карбонатные (carbonates)	скелеты организмов и осаждение карбоната при их участии; доломит — в основном при замещении известняка	известняки, доломиты, мел	коллекторы; тёмные глинистые известняки — нефтематеринские; плотные — покрышки
Эвапориты (evaporites)	осаждение солей из испаряющейся морской или озёрной воды	гипс, ангидрит, каменная соль, калийные соли	лучшие покрышки
Кремнистые (siliceous)	скелеты кремнистых организмов, осаждение кремнезёма	диатомиты, опоки, радиоляриты, кремни	изредка коллекторы; кремнисто-глинистые — нефтематеринские
Органогенные (каустобиолиты)	накопление остатков растений и планктона	угли, горючие сланцы	нефтематеринские; угли — источник газа
Железистые и фосфатные	химическое и биохимическое осаждение	осадочные железные руды, фосфориты	роль невелика
Вулканогенно-осадочные	вулканический пепел и обломки, переотложенные водой	туфы, туффиты	изредка коллекторы; пепел превращается в глинистые минералы и цеолиты

Деление по главному процессу; в природе много переходных пород — например, глинисто-карбонатные мергели или песчанистые известняки.

Внутри класса породу называют двумя способами. Название по структуре — размеру и форме зёрен — говорит о том, в какой среде порода отложилась и какой может быть её пористость: «песчаник» значит, что зёрна песчаного размера. Название по составу говорит, из чего сложены зёрна, откуда пришёл материал и как порода будет вести себя при погружении и при обработке пласта: «кварцевый песчаник» или «аркоз». Полное название сочетает оба и добавляет цвет, цемент и другие признаки, поэтому в описаниях керна оно превращается в короткое описание.

Структура и текстура — ложные друзья переводчика

В отечественной петрографии структура породы — размер, форма и взаимное расположение зёрен и кристаллов, а текстура — слоистость, косая слоистость и другие особенности сложения породы в целом. В английском всё наоборот: размер, сортировку и форму зёрен называют texture, а слоистость — sedimentary structures. Поэтому «мелкозернистая структура» по-английски — fine-grained texture, а «косослоистая текстура» — cross-bedding. Слоистость и другие текстуры и то, что они говорят об условиях отложения, — отдельная тема (первичные осадочные текстуры).

Обломочные породы: название по размеру зёрен

Обломочные породы называют прежде всего по размеру обломков, потому что размер отражает силу течения: быстрый поток уносит мелкие частицы и оставляет гравий и песок, а в спокойной воде оседает ил. Размер зёрен в первом приближении определяет и пористость, и особенно проницаемость будущего коллектора (Проницаемость горных пород).

Главные классы обломочных пород по размеру зёрен

Размер зёрен: крупнее 2 мм
Рыхлый осадок: гравий, галька, валуны; щебень (угловатые обломки)
Сцементированная порода: гравелит и конгломерат (окатанные обломки), брекчия (угловатые)

Размер зёрен: от 2 до 1/16 мм (0,0625 мм)
Рыхлый осадок: песок
Сцементированная порода: песчаник

Размер зёрен: от 1/16 до 1/256 мм (около 0,004 мм)
Рыхлый осадок: алеврит
Сцементированная порода: алевролит

Размер зёрен: мельче 1/256 мм
Рыхлый осадок: глина
Сцементированная порода: глина, аргиллит

Размер зёрен	Рыхлый осадок	Сцементированная порода
крупнее 2 мм	гравий, галька, валуны; щебень (угловатые обломки)	гравелит и конгломерат (окатанные обломки), брекчия (угловатые)
от 2 до 1/16 мм (0,0625 мм)	песок	песчаник
от 1/16 до 1/256 мм (около 0,004 мм)	алеврит	алевролит
мельче 1/256 мм	глина	глина, аргиллит

Границы — по шкале Уддена — Вентворта, где соседние границы подразделений различаются вдвое. Подробное деление и сортировка зёрен — в теме о размере, сортировке и форме зёрен.

В отечественной литературе встречаются и другие шкалы — например, с границей песка и алеврита на 0,1 или 0,05 мм и алеврита и глины на 0,01 или 0,005 мм. Поэтому «крупнозернистый алевролит» одного описания может оказаться «очень тонкозернистым песчаником» другого, и, сравнивая описания керна разных лет и организаций, проверяют, по какой шкале они составлены.

У конгломератов и брекчий важно, что держит каркас. Если крупные обломки соприкасаются друг с другом (clast-supported), между ними могут остаться крупные поры или промежутки с чистым песком, и такая порода бывает хорошим коллектором. Если обломки «плавают» в глинисто-песчаном заполнителе (matrix-supported) — как в отложениях селей и ледников, — пустоты забиты мелким материалом. По составу обломков различают олигомиктовые конгломераты — из устойчивых кварца, кремня, кварцита — и полимиктовые — из обломков многих пород.

Глинистые породы (mudrocks) — смеси глинистых минералов, тонкого кварца, слюды, органического вещества. Пластичную, размокающую в воде породу называют глиной, уплотнённую и не размокающую — аргиллитом, а с заметной долей алеврита — алевритистой глиной или алевролитом. Английское shale — аргиллит, раскалывающийся на плитки, а не метаморфический сланец (подробнее). О составе глинистой породы часто говорит её цвет:

чёрный и тёмно-серый — много органического вещества и пирита: отложение в застойной воде без кислорода; такие породы — возможные нефтематеринские (Нефтематеринские породы, созревание и миграция);
красный и бурый — оксиды трёхвалентного железа: осадок отлагался или долго лежал в окислительной обстановке, часто на суше; органическое вещество в нём не сохраняется;
зелёный и серо-зелёный — железо, сохранившееся в восстановленной форме в глинистых минералах и хлорите, или зёрна глауконита: обстановка без избытка кислорода, часто морская.

Глинистые породы — главные покрышки: поры в них настолько тонкие, что нефть и газ не могут войти в них без большого перепада давления (Коллектор и покрышка). Тонкие прослои и рассеянная глина в песчаниках ухудшают коллектор и осложняют интерпретацию каротажа (Определение глинистости).

Песчаники: каркас, матрикс и цемент

Песчаники — главные коллекторы обломочных разрезов. Чтобы назвать песчаник по составу, в шлифе различают четыре составляющие:

Каркас (framework): песчаные зёрна: кварц ( $Q$ , quartz), полевые шпаты ( $F$ , feldspar) и обломки пород ( $L$ , lithic fragments) — кремней, глинистых и слюдистых сланцев, вулканических пород. Слюды, тяжёлые минералы, глауконит, обломки раковин в подсчёт каркаса обычно не включают, но упоминают в названии, если их много.
Матрикс (matrix): тонкий обломочный материал — глинистые частицы и тонкий алеврит мельче примерно 0,03 мм, отложившиеся вместе с зёрнами. Матрикс забивает промежутки между зёрнами и резко снижает проницаемость.
Цемент (cement): минералы, выросшие в порах после захоронения: кварц, нарастающий на зёрна, кальцит, доломит, сидерит, ангидрит, аутигенные глинистые минералы. Цемент скрепляет породу и уменьшает пористость.
Поры: оставшиеся пустоты — первичные межзерновые и вторичные, возникшие при растворении зёрен и цемента.

Сначала оценивают долю матрикса: она показывает, насколько поток отсортировал осадок. В аренитах (arenites) матрикса меньше 15 %, в вакках (wackes) — от 15 до 75 %; при большей доле это уже глинистая порода. Затем состав каркаса пересчитывают на 100 % и находят место породы на треугольнике кварц — полевые шпаты — обломки пород.

Состав каркаса песчаника

Q = \frac{N_Q}{N_Q + N_F + N_L}\cdot 100\,\%,\qquad F = \frac{N_F}{N_Q + N_F + N_L}\cdot 100\,\%,\qquad L = \frac{N_L}{N_Q + N_F + N_L}\cdot 100\,\%

где:

$N_Q,\ N_F,\ N_L$ число точек (или доли объёма), пришедшихся при подсчёте в шлифе на кварц, полевые шпаты и обломки пород, —
$Q,\ F,\ L$ доли кварца, полевых шпатов и обломков пород в каркасе; $Q + F + L = 100$ %, %

Единицы: проценты от суммы трёх составляющих каркаса

Справедливо, если

матрикс, цемент, поры, слюды и прочие зёрна в сумму не входят;
кремень в разных схемах относят то к кварцу, то к обломкам пород — в отчёте указывают, как его считали.

Пересчёт на каркас позволяет сравнивать песчаники независимо от того, сколько в них цемента и пор: цемент и поры отражают историю после отложения, а каркас — источник материала и его перенос.

Классы аренитов по составу каркаса

Название: Кварцевый аренит (quartz arenite)
Кварц, % каркаса: 95 и больше
Чего больше среди остальных зёрен: —

Название: Субаркоз (subarkose)
Кварц, % каркаса: 75–95
Чего больше среди остальных зёрен: полевых шпатов

Название: Сублитаренит (sublitharenite)
Кварц, % каркаса: 75–95
Чего больше среди остальных зёрен: обломков пород

Название: Аркоз (arkose)
Кварц, % каркаса: меньше 75
Чего больше среди остальных зёрен: полевых шпатов

Название: Литаренит (lithic arenite)
Кварц, % каркаса: меньше 75
Чего больше среди остальных зёрен: обломков пород

Название	Кварц, % каркаса	Чего больше среди остальных зёрен
Кварцевый аренит (quartz arenite)	95 и больше	—
Субаркоз (subarkose)	75–95	полевых шпатов
Сублитаренит (sublitharenite)	75–95	обломков пород
Аркоз (arkose)	меньше 75	полевых шпатов
Литаренит (lithic arenite)	меньше 75	обломков пород

Вакки делят так же: кварцевая вакка (кварца 95 % и больше), полевошпатовая и литическая вакки. Границы — по одной из распространённых схем; в других схемах они немного иные (дополнительный раздел).

РасчётКлассы аренитов на треугольнике кварц — полевые шпаты — обломки пород и три образца: А — из примера ниже, Б и В — для сравнения. Составы образцов условные.

Расчётный примерНазвание песчаника по подсчёту зёрен в шлифе

Исходные данные (условные)

Подсчитано точек: 400
Кварц, полевые шпаты, обломки пород: 196, 62 и 34
Слюда: 6
Матрикс: 22
Цемент (кальцит и нарастания кварца): 36
Поры: 44

Решение

Каркас: $196 + 62 + 34 = 292$ точки; слюду в каркас не включают.
Состав каркаса: $Q = 196/292 = 67{,}1$ %, $F = 62/292 = 21{,}2$ %, $L = 34/292 = 11{,}6$ %.
Матрикс: $22/(292 + 22) = 7{,}0$ % — меньше 15 %, порода — аренит.
Кварца меньше 75 %, а полевых шпатов больше, чем обломков пород: аркоз.
Видимая пористость в шлифе: $44/400 = 11$ %; цемент — $36/400 = 9$ %. Отношение $Q/(F + L) = 196/96 = 2{,}04$ — показатель минералогической зрелости.

Ответ: Аркоз: кварц 67,1 %, полевые шпаты 21,2 %, обломки пород 11,6 % каркаса, матрикс 7,0 %; видимая пористость около 11 %.

Что это значит. Название подсказывает, что проверить в пласте. Калиевые полевые шпаты содержат калий, и гамма-каротаж этого чистого песчаника может быть повышенным, как у глин (Гамма-каротаж и спектрометрия естественной радиоактивности). При захоронении полевые шпаты частично растворяются, давая вторичные поры, и превращаются в каолинит, частицы которого могут сорваться и закупорить поровые каналы при добыче (Повреждение пласта и скин повреждения). Кальцитовый цемент растворяется в соляной кислоте. Видимая в шлифе пористость обычно меньше измеренной на керне: мелкие поры между глинистыми частицами в микроскоп не видны. Подсчёт по 400 точкам определяет доли с погрешностью около 2–3 % (дополнительный раздел). Данные примера условные.

Состав каркаса отражает минералогическую зрелость песка: чем дольше его перерабатывали выветривание и перенос, тем меньше в нём неустойчивых полевых шпатов и обломков пород и тем больше кварца. Её мерой служит отношение $Q/(F + L)$ . Структурную зрелость показывают отсортированность и окатанность зёрен и отсутствие матрикса. Это разные свойства: хорошо отсортированный пляжный песок может быть богат полевыми шпатами, а кварцевый — плохо отсортирован (две «зрелости»). Незрелые песчаники при погружении теряют качество быстрее: полевые шпаты и обломки вулканических пород превращаются в глинистые минералы, а мягкие обломки глинистых сланцев раздавливаются и закрывают поры.

Граувакка в разных школах

В одной из распространённых англоязычных схем граувакками (graywacke) называют вакки — песчаники с 15–75 % матрикса, полевошпатовые и литические. В отечественной литературе граувакка — тёмный, плохо отсортированный песчаник, в котором преобладают обломки пород, обычно с глинисто-хлоритовым цементом; на долю матрикса в этом определении не смотрят. В отечественных описаниях встречаются и слова, отражающие разнообразие состава каркаса: мономиктовый песчаник сложен почти одним минералом, обычно кварцем, олигомиктовый — двумя-тремя с преобладанием одного, полимиктовый — зёрнами многих минералов и пород (аркозы, граувакки).

Карбонатные породы: классификации Данхема и Фолка

Карбонатные породы сложены кальцитом и доломитом. В современных карбонатных осадках много арагонита и магнезиального кальцита — из них строят скелеты многие организмы, — но после захоронения они переходят в кальцит. Доломит образуется в основном позже, замещая кальцит (главные минералы). В отличие от обломочных пород, зёрна карбонатов рождаются в самом бассейне, чаще всего при участии организмов, поэтому размер зерна здесь мало говорит о силе течения: крупная раковина может лежать и в тихой лагуне.

Биокласты (bioclasts): целые скелеты и обломки раковин, кораллов, водорослей, игл иглокожих.
Ооиды (ooids): округлые зёрна размером обычно 0,25–2 мм из концентрических слоёв карбоната вокруг ядра — обломка раковины или песчинки; образуются на отмелях, где вода постоянно перекатывает зёрна. Порода из ооидов — оолит.
Пелоиды (peloids): мелкие округлые зёрна из микрокристаллического карбоната без внутреннего строения; многие из них — копролиты (пеллеты) донных организмов.
Интракласты (intraclasts): обломки полулитифицированного карбонатного осадка того же бассейна, сорванные штормом или течением.
Микрит (micrite): известковый ил — кальцит с кристаллами в единицы микрометров (обычно меньше 4–5 мкм); в отечественных описаниях — пелитоморфный кальцит. Признак спокойной воды.
Спарит (sparite): прозрачный кристаллический кальцит с кристаллами в десятки микрометров и крупнее; обычно это цемент, выросший в порах между зёрнами.

Главная мысль классификации Данхема (Dunham, 1962): важнее всего, сколько в породе известкового ила и что держит её каркас — ил или зёрна. Ил оседает только там, где вода спокойна, а постоянные волны и течения его вымывают. Поэтому название по Данхему прямо говорит об энергии среды осадконакопления — и о том, какими были первичные поры.

Классы карбонатных пород по Данхему

Название: Мадстоун (mudstone)
Что держит каркас: ил
Зёрна: меньше 10 %
Ил: есть
Что это значит: спокойная вода

Название: Вакстоун (wackestone)
Что держит каркас: ил
Зёрна: 10 % и больше, «плавают» в иле
Ил: есть
Что это значит: спокойная вода

Название: Пакстоун (packstone)
Что держит каркас: зёрна
Зёрна: соприкасаются
Ил: есть между зёрнами
Что это значит: зёрна накопились, ил осел между ними

Название: Грейнстоун (grainstone)
Что держит каркас: зёрна
Зёрна: соприкасаются
Ил: нет (меньше 1 %)
Что это значит: волны и течения вымыли ил

Название: Баундстоун (boundstone)
Что держит каркас: организмы скрепили осадок при отложении
Зёрна: —
Ил: —
Что это значит: рифы, водорослевые постройки

Название: Кристаллический карбонат
Что держит каркас: —
Зёрна: исходное строение не распознаётся
Ил: —
Что это значит: перекристаллизация, часто доломитизация

Название	Что держит каркас	Зёрна	Ил	Что это значит
Мадстоун (mudstone)	ил	меньше 10 %	есть	спокойная вода
Вакстоун (wackestone)	ил	10 % и больше, «плавают» в иле	есть	спокойная вода
Пакстоун (packstone)	зёрна	соприкасаются	есть между зёрнами	зёрна накопились, ил осел между ними
Грейнстоун (grainstone)	зёрна	соприкасаются	нет (меньше 1 %)	волны и течения вымыли ил
Баундстоун (boundstone)	организмы скрепили осадок при отложении	—	—	рифы, водорослевые постройки
Кристаллический карбонат	—	исходное строение не распознаётся	—	перекристаллизация, часто доломитизация

Ил по Данхему — частицы мельче примерно 0,02 мм; в дополненной схеме Эмбри и Клована — мельче 0,03 мм. В ней, если больше 10 % зёрен крупнее 2 мм, породу называют флоатстоуном (floatstone, крупные обломки в иле) или рудстоуном (rudstone, каркас из крупных обломков), а баундстоуны делят на фреймстоуны, биндстоуны и бафлстоуны — по тому, строили организмы жёсткий каркас, обволакивали осадок или задерживали его.

СхемаКлассы Данхема в шлифе: от ила с редкими зёрнами до каркаса из зёрен без ила и скелетной постройки. Схема.

Классификация Фолка (Folk, 1959–1962) отвечает на другой вопрос — из чего состоят зёрна и чем заполнено пространство между ними. Название складывают из приставки по главным зёрнам и окончания по заполнителю: «-спарит», если спаритового цемента больше, чем микрита, и «-микрит», если наоборот. Приставку выбирают по порядку: если интракласты составляют не меньше четверти зёрен — «интра-»; если нет, но не меньше четверти приходится на ооиды — «оо-»; иначе решает отношение биокластов к пелоидам: больше 3 : 1 — «био-», меньше 1 : 3 — «пел-», между ними — «биопел-». Если зёрен меньше 10 % породы, её называют микритом; рифовую постройку из скелетов, выросших на месте, — биолититом.

Названия по Фолку

Главные зёрна: Интракласты
Заполнитель — спаритовый цемент: интраспарит
Заполнитель — микрит: интрамикрит

Главные зёрна: Ооиды
Заполнитель — спаритовый цемент: ооспарит
Заполнитель — микрит: оомикрит

Главные зёрна: Биокласты
Заполнитель — спаритовый цемент: биоспарит
Заполнитель — микрит: биомикрит

Главные зёрна: Пелоиды
Заполнитель — спаритовый цемент: пелспарит
Заполнитель — микрит: пелмикрит

Главные зёрна	Заполнитель — спаритовый цемент	Заполнитель — микрит
Интракласты	интраспарит	интрамикрит
Ооиды	ооспарит	оомикрит
Биокласты	биоспарит	биомикрит
Пелоиды	пелспарит	пелмикрит

Названия по двум схемам дополняют друг друга, поэтому в описаниях их часто дают вместе: «оолитовый грейнстоун (ооспарит)». Сейчас чаще пользуются схемой Данхема.

Расчётный примерДва шлифа известняка: названия по Данхему и по Фолку

Исходные данные (условные)

Шлиф А, 300 точек: ооиды 156, биокласты 30, пелоиды 9, интракласты 3, спаритовый цемент 72, поры 30, микрита нет; ооиды соприкасаются
Шлиф Б, 300 точек: биокласты 66, пелоиды 12, микрит 198, спарит 9, поры 15; биокласты рассеяны в иле и не соприкасаются

Решение

Шлиф А: зёрен $156 + 30 + 9 + 3 = 198$ — 66 % породы. Интракластов $3/198 = 1{,}5$ % зёрен, меньше четверти; ооидов $156/198 = 79$ % — больше четверти: приставка «оо-». Микрита нет, между зёрнами спарит: по Фолку — ооспарит.
По Данхему: ооиды образуют каркас, ила нет — грейнстоун (оолитовый). Видимая пористость $30/300 = 10$ %.
Шлиф Б: зёрен $66 + 12 = 78$ — 26 % породы, больше 10 %. Интракластов и ооидов нет; биокластов в $66/12 = 5{,}5$ раза больше, чем пелоидов, — больше трёх: «био-». Микрита 198 точек против 9 спарита: по Фолку — биомикрит.
По Данхему: зёрна рассеяны в иле и не соприкасаются, их больше 10 % — вакстоун. Видимая пористость $15/300 = 5$ %.

Ответ: Шлиф А — оолитовый грейнстоун (ооспарит), шлиф Б — вакстоун (биомикрит).

Что это значит. Первая порода отложилась там, где волны постоянно перемывали дно, — на оолитовой отмели; между зёрнами остались межзерновые поры, и если ранний цемент не заполнил их, это хороший коллектор. Вторая — в спокойной воде, где оседал ил: поры в ней микроскопические, проницаемость мала, пока растворение, доломитизация или трещины не создадут вторичную пористость. Обратите внимание: для названия по Данхему нужно увидеть, соприкасаются ли зёрна, — одних процентов недостаточно. Данные примера условные.

В отечественных описаниях карбонатов строение передают своими словами: органогенный (биоморфный) и органогенно-обломочный известняк — из скелетов и их обломков, оолитовый, комковатый — из пелоидов и сгустков, пелитоморфный — из микрита, кристаллически-зернистый — перекристаллизованный, с указанием размера кристаллов. Особый случай — мел (chalk): мягкий тонкозернистый известняк из скелетов планктонных водорослей размером в единицы микрометров; его пористость бывает очень высокой, а проницаемость — единицы миллидарси, и промышленные притоки из него часто обеспечивают трещины.

Смешанные породы: доломитистые известняки и мергели

Многие породы — смеси: кальцита и доломита, карбонатов и глинистого вещества, песка и карбоната. В отечественных описаниях их называют по компоненту, которого больше половины, а примеси отмечают прилагательными: при содержании 5–25 % — с окончанием «-истый» (доломитистый, глинистый, песчанистый), при 25–50 % — «-овый» или «-ный» (доломитовый, песчаный). Примесь меньше 5 % обычно не упоминают или пишут «с примесью». Правило соблюдают не везде: глинистые известняки и мергели называют по своей шкале (вторая таблица).

Смеси кальцита и доломита

Название: Известняк
Доломит, % карбонатной части: меньше 5

Название: Известняк доломитистый
Доломит, % карбонатной части: 5–25

Название: Известняк доломитовый
Доломит, % карбонатной части: 25–50

Название: Доломит известковый
Доломит, % карбонатной части: 50–75

Название: Доломит известковистый
Доломит, % карбонатной части: 75–95

Название: Доломит
Доломит, % карбонатной части: больше 95

Название	Доломит, % карбонатной части
Известняк	меньше 5
Известняк доломитистый	5–25
Известняк доломитовый	25–50
Доломит известковый	50–75
Доломит известковистый	75–95
Доломит	больше 95

Доли — от карбонатной части породы. В некоторых справочниках классов меньше: известняк, доломитовый известняк, известковый доломит и доломит с границами 5, 50 и 95 %. В англоязычной литературе для таких смесей часто принимают границы 10, 50 и 90 % (dolomitic limestone, calcitic dolomite).

Смеси карбонатов и глинистого вещества

Порода: Известняк (доломит)
Карбонаты, %: 95–100
Глинистое вещество, %: 0–5

Порода: Глинистый известняк (доломит)
Карбонаты, %: 75–95
Глинистое вещество, %: 5–25

Порода: Мергель (доломитовый мергель)
Карбонаты, %: 25–75
Глинистое вещество, %: 25–75

Порода: Известковая (доломитовая) глина
Карбонаты, %: 5–25
Глинистое вещество, %: 75–95

Порода: Глина
Карбонаты, %: 0–5
Глинистое вещество, %: 95–100

Порода	Карбонаты, %	Глинистое вещество, %
Известняк (доломит)	95–100	0–5
Глинистый известняк (доломит)	75–95	5–25
Мергель (доломитовый мергель)	25–75	25–75
Известковая (доломитовая) глина	5–25	75–95
Глина	0–5	95–100

Границы — по распространённой отечественной шкале. Мергели и глинистые известняки — частые покрышки и нефтематеринские породы; коллекторами они обычно становятся лишь при трещиноватости.

Расчётный примерКак назвать породу по результату карбонатометрии

Исходные данные (условные)

Карбонатометрия шлама (из примера урока о минералах): кальцит 53,2 %, доломит 29,1 %, некарбонатная часть 17,7 %
Некарбонатная часть: по описанию шлама — в основном глинистое вещество (допущение примера)

Решение

Карбонатная часть: $53{,}2 + 29{,}1 = 82{,}3$ %.
Доля доломита в карбонатной части: $29{,}1/82{,}3 = 35{,}4$ % — между 25 и 50 %: известняк доломитовый.
Карбонатов 82,3 %, глинистого вещества 17,7 % — карбонатов от 75 до 95 %: известняк глинистый.

Ответ: Порода — известняк доломитовый, глинистый: доломита 35,4 % карбонатной части, глинистого вещества 17,7 %.

Что это значит. Название меняется вместе с составом примеси: окажись некарбонатная часть кварцевым алевритом, порода была бы известняком доломитовым, алевритистым. Поэтому карбонатометрию дополняют описанием шлама и шлифов — тем более что она не отличает доломит от медленно реагирующего сидерита и зависит от условной границы времени между «быстрым» и «медленным» газом (карбонатометрия). Данные примера условные.

Эвапориты и другие осадочные породы

Эвапориты (evaporites) осаждаются из воды, которая испаряется быстрее, чем пополняется: на приливных солончаках жаркого побережья (себхах), в лагунах и солёных озёрах, в изолированных морских бассейнах. По мере испарения рассол концентрируется, и минералы выпадают в определённом порядке — сначала наименее растворимые.

Что выпадает при испарении морской воды

Минерал: Кальцит, арагонит
Концентрация рассола относительно морской воды: около 1,8 раза
Испарилось воды: около 45 %

Минерал: Гипс; на глубине переходит в ангидрит
Концентрация рассола относительно морской воды: около 3,8 раза
Испарилось воды: около 74 %

Минерал: Каменная соль (галит)
Концентрация рассола относительно морской воды: около 10,6 раза
Испарилось воды: около 91 %

Минерал: Калийные и магниевые соли (сильвин, карналлит и др.)
Концентрация рассола относительно морской воды: в 70–90 раз и больше
Испарилось воды: больше 98 %

Минерал	Концентрация рассола относительно морской воды	Испарилось воды
Кальцит, арагонит	около 1,8 раза	около 45 %
Гипс; на глубине переходит в ангидрит	около 3,8 раза	около 74 %
Каменная соль (галит)	около 10,6 раза	около 91 %
Калийные и магниевые соли (сильвин, карналлит и др.)	в 70–90 раз и больше	больше 98 %

По наблюдениям за испарением морской воды в солеварнях, округлённо: долю испарившейся воды считают как $1 - 1/k$ , где $k$ — концентрация рассола.

В 1 кг морской воды растворено около 35 г солей, из них хлорида натрия — около 27,4 г: столько даёт натрий, хлора в избытке. Отсюда простой и неожиданный вывод: испарив целиком даже очень глубокий водоём, получишь тонкий слой соли.

Толщина слоя минерала из столба морской воды

h = H\,\frac{\rho_{sw}\,c}{\rho_{min}}

где:

$h$ толщина слоя минерала без пор, м
$H$ высота столба испарённой морской воды, м
$\rho_{sw}$ плотность морской воды у поверхности, около 1025 (в расчётах погружения бассейнов берут округлённо 1030: в столбе глубиной в километры вода холоднее и сжата; на толщину слоя соли разница влияет меньше чем на 1 %), кг/м³
$c$ масса минерала, которую может дать 1 кг морской воды: NaCl — около 0,0274, CaSO₄ — около 0,0014, кг/кг
$\rho_{min}$ плотность минерала: галит 2170, ангидрит 2970, гипс 2320, кг/м³

Единицы: СИ

Справедливо, если

вода испаряется полностью и весь растворённый компонент выпадает в осадок одного минерала;
соль не растворяется повторно и не уходит с рассолом; в поры и рассол ничего не теряется.

Из 1 км морской воды получается около 13 м каменной соли и меньше полуметра ангидрита. Многокилометровые толщи соли требуют испарения сотен километров воды — значит, бассейн долго пополнялся морской водой.

Расчётный примерСколько морской воды нужно испарить для толщи соли

Исходные данные (условные)

Морская вода: 1025 кг/м³; NaCl 27,4 г/кг; CaSO₄ 1,40 г/кг
Плотность галита и ангидрита: 2170 и 2970 кг/м³ (гипса 2320)
Толща каменной соли: 4,5 км; глубина бассейна 2 км

Решение

Столб морской воды высотой 1000 м и сечением 1 м² весит $1000\cdot 1025 = 1{,}025\cdot10^6$ кг.
Каменная соль: $1000\cdot 1025\cdot 0{,}0274/2170 = 12{,}94$ м.
Ангидрит: $1000\cdot 1025\cdot 0{,}00140/2970 = 0{,}48$ м; если бы выпал гипс, слой был бы 0,78 м.
Для 4,5 км соли нужно испарить $4500/12{,}94 = 348$ столбов по 1 км, то есть около 348 км морской воды.
Бассейн глубиной 2 км пришлось бы заполнять и выпаривать досуха снова и снова; число заполнений — $4500/(2\cdot 12{,}94) = 174$ .

Ответ: Из 1 км морской воды выпадает около 12,9 м каменной соли и 0,48 м ангидрита; для 4,5 км соли нужно испарить около 348 км морской воды.

Что это значит. Поэтому мощные соленосные толщи — след бассейнов, куда морская вода долго и непрерывно поступала через узкий пролив, а испарение концентрировало её до осаждения соли. Так накопилась кунгурская соль Прикаспийской впадины, первоначальная мощность которой оценивается в 4–5 км: столкновения на окраинах почти отрезали бассейн от океана (Тектоника плит и осадочные бассейны). Расчёт оценочный: в природе часть соли растворялась и переотлагалась, а концентрированный рассол мог частично уходить из бассейна, унося растворённые соли, — тогда морской воды требовалось ещё больше. Калийные и магниевые соли выпадают лишь из последних, самых концентрированных рассолов. Состав морской воды — справочный, округлённый.

При погружении, обычно уже к глубине около километра, гипс теряет воду и переходит в ангидрит; объём твёрдой фазы при этом уменьшается почти на 40 % (расчёт). Каменная соль под нагрузкой течёт, поэтому соленосные толщи образуют купола и стенки, создающие ловушки (Ловушки и время их формирования), служат лучшими покрышками и осложняют бурение — пресный раствор размывает соль, образуя каверны, а ползучая соль сужает ствол (Буровые растворы: функции и свойства).

Кремнистые породы сложены опалом и кварцем из скелетов диатомей, радиолярий и губок: диатомиты, опоки, радиоляриты, а также плотные кремни и яшмы. С погружением аморфный опал перекристаллизуется в кварц, и порода теряет пористость. Молодые диатомиты бывают коллекторами с очень высокой пористостью, но низкой проницаемостью.
Органогенные породы — угли и горючие сланцы. Угли проходят ряд торф — бурый уголь — каменный уголь — антрацит и при созревании выделяют газ. Горючие сланцы (oil shale) — незрелые глинистые или мергелистые породы, богатые керогеном: нефть из них получают только нагревом. Это не то же самое, что «сланцевая нефть» (tight oil), которую добывают из зрелых материнских и плотных пород горизонтальными скважинами с гидроразрывом.
Вулканогенно-осадочные породы — туфы и туффиты из вулканического пепла. Пепел быстро изменяется в смектит и цеолиты: тонкие бентонитовые прослои набухают и служат хорошими корреляционными реперами, а в коллекторах пепловый материал ухудшает проницаемость.
Железистые и фосфатные породы — осадочные железные руды и фосфориты; в нефтяном разрезе они встречаются тонкими прослоями и конкрециями.

Что название говорит о коллекторе

Название породы и ожидания от пласта

Порода: Кварцевый аренит, отсортированный
Чего ожидать: высокие пористость и проницаемость, низкий гамма-каротаж; на глубине — кварцевый цемент
Что проверить: насколько поры заполнены кварцем при погружении

Порода: Аркоз, субаркоз
Чего ожидать: растворение полевых шпатов даёт вторичные поры, но и каолинит; повышенный гамма-каротаж
Что проверить: глинистые минералы в порах, миграцию частиц, реакцию с кислотой

Порода: Литаренит
Чего ожидать: мягкие обломки раздавливаются: пористость быстро падает с глубиной
Что проверить: долю пластичных обломков, уплотнение

Порода: Вакка (граувакка)
Чего ожидать: матрикс забивает поры: проницаемость низкая
Что проверить: трещины, иначе вряд ли коллектор

Порода: Грейнстоун, оолит
Чего ожидать: межзерновые поры, высокая проницаемость
Что проверить: ранний цемент, растворение

Порода: Вакстоун, мадстоун
Чего ожидать: микропоры: пористость бывает высокой, проницаемость низкая
Что проверить: вторичную пористость, доломитизацию, трещины

Порода: Баундстоун, рифовый известняк
Чего ожидать: крупные первичные и вторичные пустоты, сильная неоднородность
Что проверить: каверны, трещины, их связность

Порода: Доломит
Чего ожидать: часто лучше исходного известняка: межкристаллические поры
Что проверить: размер кристаллов, ангидритовый цемент

Порода: Глины, аргиллиты, мергели, соль, ангидрит
Чего ожидать: покрышки; тёмные глины и мергели — нефтематеринские
Что проверить: сплошность покрышки, содержание органического углерода

Порода	Чего ожидать	Что проверить
Кварцевый аренит, отсортированный	высокие пористость и проницаемость, низкий гамма-каротаж; на глубине — кварцевый цемент	насколько поры заполнены кварцем при погружении
Аркоз, субаркоз	растворение полевых шпатов даёт вторичные поры, но и каолинит; повышенный гамма-каротаж	глинистые минералы в порах, миграцию частиц, реакцию с кислотой
Литаренит	мягкие обломки раздавливаются: пористость быстро падает с глубиной	долю пластичных обломков, уплотнение
Вакка (граувакка)	матрикс забивает поры: проницаемость низкая	трещины, иначе вряд ли коллектор
Грейнстоун, оолит	межзерновые поры, высокая проницаемость	ранний цемент, растворение
Вакстоун, мадстоун	микропоры: пористость бывает высокой, проницаемость низкая	вторичную пористость, доломитизацию, трещины
Баундстоун, рифовый известняк	крупные первичные и вторичные пустоты, сильная неоднородность	каверны, трещины, их связность
Доломит	часто лучше исходного известняка: межкристаллические поры	размер кристаллов, ангидритовый цемент
Глины, аргиллиты, мергели, соль, ангидрит	покрышки; тёмные глины и мергели — нефтематеринские	сплошность покрышки, содержание органического углерода

Тенденции, а не правила: качество коллектора окончательно решают диагенез, трещины и измерения на керне (Лабораторный анализ керна).

Пример карбонатного коллектора — подсолевые постройки Прикаспийской впадины: Тенгиз, Кашаган и Карачаганак связаны с карбонатными платформами и рифовыми постройками — атоллами и рифами — позднего девона, карбона и ранней перми (бассейны Казахстана). Такие коллекторы описывают сочетанием классификации Данхема, типов пустот — межзерновых пор, каверн, трещин — и данных о диагенезе (Карбонатные осадки, обстановки и пористость карбонатов). Юрские и меловые песчаники Мангышлака и Южно-Тургайского бассейна описывают по составу каркаса и глинистости.

Как прочитать описание керна

1
«Песчаник светло-серый, мелкозернистый»
класс по размеру зёрен: песок мелкой размерности (по международной шкале 0,125–0,25 мм; уточните, по какой шкале составлено описание). Светлый цвет — мало органического вещества и глинистых примесей.
2
«хорошо отсортированный»
зёрна близкого размера: при прочих равных выше пористость и проницаемость (о сортировке).
3
«олигомиктовый кварцевый»
каркас в основном из кварца с небольшой примесью других зёрен: зрелый, химически устойчивый песчаник с низким гамма-каротажем.
4
«слабоглинистый»
немного глинистого вещества — матрикса или аутигенных глин; важно, каких: каолинит склонен к миграции частиц, смектит набухает в пресной воде (глинистые минералы).
5
«на кварцевом регенерационном и карбонатном цементе»
поры частично заполнены кварцем, наросшим на зёрна, и кальцитом: пористость ниже первичной; карбонатный цемент растворим в соляной кислоте.
6
«с запахом нефти, пятнами нефтенасыщения»
прямые признаки углеводородов в образце; их подтверждают свечением в ультрафиолете и лабораторными исследованиями.

Термины и обозначения

Обломочные (терригенные) породы: породы из обломков минералов и пород, перенесённых и отложенных водой, ветром или льдом.
Структура и текстура породы: в отечественной петрографии: структура — размер, форма и сочетание зёрен (texture), текстура — слоистость и сложение породы (sedimentary structures).
Каркас, матрикс, цемент: песчаные зёрна; тонкий обломочный материал мельче примерно 0,03 мм, отложенный с зёрнами; минералы, выросшие в порах после захоронения.
Аренит и вакка: песчаники с долей матрикса меньше 15 % и от 15 до 75 %.
QFL-треугольник: диаграмма состава каркаса песчаника: кварц — полевые шпаты — обломки пород.
Аркоз: песчаник, в каркасе которого кварца меньше 75 % и полевых шпатов больше, чем обломков пород.
Литаренит: песчаник, в каркасе которого кварца меньше 75 % и обломков пород больше, чем полевых шпатов.
Минералогическая и структурная зрелость: обогащённость песка устойчивым кварцем и его отсортированность, окатанность и чистота от матрикса.
Микрит и спарит: известковый ил из кристаллов в единицы микрометров и прозрачный кристаллический кальцит, обычно цемент.
Классификация Данхема: название карбоната по тому, что держит каркас: мадстоун, вакстоун, пакстоун, грейнстоун, баундстоун, кристаллический карбонат.
Классификация Фолка: название карбоната по главным зёрнам и заполнителю: интра-, оо-, био-, пел- + спарит или микрит.
Мергель: порода из 25–75 % карбонатов и глинистого вещества.
Эвапориты: гипс, ангидрит, каменная и калийные соли, выпавшие из испаряющейся воды.

Частые ошибки и заблуждения

Неверно

«Раз песчаник — значит, хороший коллектор».

На самом деле

Вакка с глинистым матриксом или песчаник, поры которого заполнены кварцевым цементом, может быть почти непроницаемым. Название по составу и структуре подсказывает, чего ждать, но качество решают матрикс, цемент и диагенез.

Неверно

«Mudstone в описании карбонатов — это аргиллит».

На самом деле

У Данхема mudstone — карбонатная порода из известкового ила с редкими зёрнами. Аргиллит — обломочная глинистая порода.

Неверно

«Если в шлифе много пор, порода — грейнстоун».

На самом деле

Классы Данхема описывают первичное строение — что держало каркас и был ли ил, — а не нынешнюю пористость. Пористый вакстоун с кавернами растворения остаётся вакстоуном.

Неверно

«Толща соли в 1 км — это испарившееся море глубиной около 1 км».

На самом деле

Испарение 1 км морской воды даёт лишь около 13 м каменной соли. Километровые толщи накапливаются в бассейнах, куда морская вода долго поступает и где непрерывно испаряется.

Неверно

«Горючие сланцы и сланцевая нефть — одно и то же».

На самом деле

Горючие сланцы — незрелые породы, богатые керогеном: нефть из них получают нагревом. «Сланцевую нефть» добывают из зрелых материнских и плотных пород, где она уже образовалась, — горизонтальными скважинами с гидроразрывом.

Подробно: для продвинутых

Сколько точек считать в шлифе

Состав породы в шлифе находят подсчётом точек: шлиф передвигают по сетке и в каждой точке записывают, что под перекрестием окуляра. Доля точек, пришедшихся на компонент, — оценка его доли в объёме. Это выборка, и у неё есть случайная погрешность, как у любой доли в биномиальной выборке (Распределения и достаточность выборки).

Погрешность доли, найденной подсчётом точек

SE = \sqrt{\frac{p\,(1 - p)}{n}}, \qquad n \approx \frac{4\,p\,(1 - p)}{\delta^2}

где:

$SE$ стандартная ошибка доли, доли единицы
$p$ доля компонента по подсчёту, доли единицы
$n$ число подсчитанных точек, —
$\delta$ желаемая полуширина интервала $\pm 2\,SE$ (около 95 %), доли единицы

Единицы: доли единицы

Справедливо, если

точки независимы: шаг сетки больше размера зёрен, иначе одно зерно попадает под несколько точек и погрешность больше расчётной;
шлиф представителен для образца, а образец — для пласта; эту погрешность число точек не уменьшает.

Погрешность убывает как $1/\sqrt{n}$ : чтобы уменьшить её вдвое, точек нужно вчетверо больше.

Расчётный примерАренит или вакка?

Исходные данные (условные)

Шлиф из примера урока: матрикс 22 из 314 точек каркаса и матрикса
Другой образец: матрикс 13 % при том же числе точек

Решение

Первый образец: $p = 22/314 = 0{,}070$ ; $SE = \sqrt{0{,}070\cdot(1 - 0{,}070)/314}$ , то есть 1,44 %; интервал $\pm 2SE$ — от 4,1 до 9,9 %: уверенно меньше 15 %.
Второй образец: $SE = \sqrt{0{,}13\cdot 0{,}87/314}$ , то есть 1,90 %; интервал — от 9,2 до 16,8 %: граница 15 % внутри, аренит или вакка — сказать нельзя.
Чтобы сузить интервал до ±2 %, число точек должно быть $n = 4\cdot 0{,}13\cdot 0{,}87/0{,}02^2 = 1131$ .

Ответ: При 314 точках доля 13 % известна с точностью около ±3,8 %, и отнести образец к аренитам или ваккам нельзя; для точности ±2 % число точек должно быть около 1131.

Что это значит. Для обычного описания хватает 300–500 точек, но когда порода лежит у границы классов, название — условность, и надёжнее сообщать сами доли. Данные примера условные.

Одна порода — разные названия

Схем названия песчаников много, и они используют один и тот же треугольник кварц — полевые шпаты — обломки пород, но проводят границы по-разному. В схеме, которая принята в этом уроке, ниже 75 % кварца поле делится пополам: аркоз или литаренит. В другой распространённой схеме (Фолка) это поле делят на четыре части по отношению полевых шпатов к обломкам пород $F : L$ — с границами 3 : 1, 1 : 1 и 1 : 3 — и называют аркозом, литическим аркозом, полевошпатовым литаренитом и литаренитом. Кроме того, в ней иначе распределяют некоторые зёрна: например, обломки гранитов относят к полевым шпатам.

Расчётный примерПесчаник из примера урока по другой схеме

Исходные данные (условные)

Каркас: кварц 196, полевые шпаты 62, обломки пород 34 точки

Решение

Кварца 67,1 % — меньше 75 %.
Доля полевых шпатов среди полевых шпатов и обломков: $62/(62 + 34) = 64{,}6$ %, то есть $F : L \approx 1{,}8 : 1$ — между 1 : 1 и 3 : 1.

Ответ: По схеме урока — аркоз, по схеме с четырьмя полями — литический аркоз.

Что это значит. Ни одно из названий не ошибочно, но сравнивать песчаники разных отчётов можно, только зная, по какой схеме их называли. Поэтому в отчётах указывают схему и приводят сами доли $Q$ , $F$ и $L$ . Данные примера условные.

Связь с другими темами

Минералы и горные породы — минералы осадочных пород, три класса пород и карбонатометрия.
Коллектор и покрышка — что делает породу коллектором и покрышкой; две «зрелости» песчаника.
Тектоника плит и осадочные бассейны — в каких бассейнах накапливаются осадочные толщи и почему.
Лабораторный анализ керна — лабораторные исследования керна, которые проверяют ожидания от названия породы.
Гамма-каротаж и спектрометрия естественной радиоактивности — почему аркозы и глины дают высокий гамма-каротаж.
Литология и пористость по кросс-плотам — как литологию определяют по каротажу.
Структура осадков: размер, сортировка и форма зёрен — размер, сортировка и форма зёрен.
Первичные осадочные текстуры — слоистость и другие текстуры осадочных пород.
Карбонатные осадки, обстановки и пористость карбонатов — обстановки карбонатного осадконакопления и типы пустот карбонатов.

Проверьте себя

1
Каркас песчаника: кварц 80 %, полевые шпаты 14 %, обломки пород 6 %; матрикс составляет 20 % от суммы каркаса и матрикса. Как его назвать?
1. А.Субаркоз
2. Б.Полевошпатовая вакка
3. В.Кварцевый аренит
4. Г.Аркоз
Показать ответ
Правильный ответ: Б. Полевошпатовая вакка
Сначала смотрят на матрикс: 20 % — больше 15 %, значит, это вакка, а не аренит. Кварца меньше 95 %, полевых шпатов больше, чем обломков пород, — полевошпатовая вакка. Если бы матрикса было меньше 15 %, тот же каркас (75–95 % кварца, полевых шпатов больше) дал бы субаркоз.
2
В шлифе ооиды соприкасаются друг с другом, промежутки между ними заполнены прозрачным кристаллическим кальцитом, известкового ила нет. Как назвать породу по Данхему и по Фолку?
1. А.Баундстоун; биолитит
2. Б.Вакстоун; ооспарит
3. В.Пакстоун; оомикрит
4. Г.Грейнстоун; ооспарит
Показать ответ
Правильный ответ: Г. Грейнстоун; ооспарит
Каркас держат зёрна, ила нет — грейнстоун. Главные зёрна — ооиды, заполнитель — спаритовый цемент — ооспарит. Пакстоун и оомикрит предполагают ил между зёрнами; вакстоун — зёрна, рассеянные в иле; баундстоун — скрепляющие осадок организмы.
3
Известняк: биокласты 18 %, пелоиды 2 %, микрит 70 %, спарит 4 %, поры 6 %; биокласты рассеяны в иле и не соприкасаются. Назовите породу по Данхему и по Фолку.
Показать ответ
Зёрен $18 + 2 = 20$ % — больше 10 %, они «плавают» в иле: по Данхему — вакстоун. По Фолку: интракластов и ооидов нет, биокластов в 9 раз больше, чем пелоидов (больше 3 : 1), — «био-»; микрита больше, чем спарита, — «-микрит»: биомикрит.
4
Сколько каменной соли и ангидрита выпадет при полном испарении слоя морской воды толщиной 250 м?
Показать ответ
Из 1 км морской воды получается около 12,9 м галита и 0,48 м ангидрита, из 250 м — вчетверо меньше: около 3,2 м каменной соли и 0,12 м ангидрита. Для толщи соли в сотни метров морская вода должна поступать в бассейн долго и непрерывно.
5
По карбонатометрии в карбонатной части породы 60 % доломита и 40 % кальцита, некарбонатной примеси почти нет. Как назвать породу в отечественной практике?
1. А.Мергель
2. Б.Известняк доломитовый
3. В.Доломит известковый
4. Г.Доломит известковистый
Показать ответ
Правильный ответ: В. Доломит известковый
Доломита больше половины — порода доломит; кальцита 40 % — от 25 до 50 %, поэтому прилагательное на «-овый»: доломит известковый. «Известковистый» означал бы 5–25 % кальцита, «мергель» — 25–75 % глинистого вещества.
6
В описании керна написано: «структура мелкозернистая, текстура косослоистая». Что описывает каждое слово и как это передать по-английски?
Показать ответ
Структура — размер, форма и сочетание зёрен: «мелкозернистая» значит, что зёрна песка мелкой размерности, по-английски fine-grained texture. Текстура — сложение породы в целом, здесь косая слоистость, по-английски cross-bedding, то есть sedimentary structure. Переводить «текстура» как texture — частая ошибка.

Обновлено: 10 октября 2026 г.