Цементация в геологии

Цемента́ция (aнгл. cementation), в литологии – процесс заполнения аутигенными минеральными агрегатами порового (межкомпонентного) пространства осадочных горных пород, осуществляемый в основном на стадиях диагенеза и катагенеза. Цемент – структурный признак осадочных образований, свидетельствующий о двухфазном составе пород и первично рыхлом состоянии зернистых осадков. Содержание цемента в породе составляет не более 50 %, т. к. основу отложений составляют первичные компоненты (обломки, раковины, оолиты и т. п.). Характерным признаком цементирующего вещества является конформное сочленение с зернистой частью осадка.

По степени кристалличности выделяются некристаллический (аморфный) и кристаллический типы цемента. Некристаллический (аморфный) цемент может быть бесструктурным (сплошным) или зернистым (например, глобулярным). Кристаллический – в зависимости от размера кристаллов характеризуется структурами от скрыто- до гигантозернистых, подразделяемых на равномерно- и неравномернозернистые их виды.

Цемент обычно сложен глинистым, карбонатным (часто кальцитом), кремнёвым (опалом, халцедоном или кварцем), сульфатным (гипсом, ангидритом), железистым, фосфатным, цеолитовым веществом, а также другими минералами (в составе цемента осадочных пород известно более 300 минеральных видов). В горной породе может присутствовать как один структурный и вещественный тип цемента, так и разные его генерации, отражающие стадийность действия вторичных процессов. Илистый материал, заполняющий поровое пространство во время накопления осадка, рассматривается как первичный заполнитель. Развитие цемента отражает особенности превращения осадка в горную породу, обусловливая степень литификации (крепости) осадочных образований.

По объёмному содержанию выделяют 4 типа цемента: базальный, поровый, плёночный и контактный. В породах с базальным цементом, количество которого достигает 40–50 %, первичные компоненты не соприкасаются друг с другом. При развитии порового'' ''цемента, содержание которого составляет 25–40 %, первичные компоненты опираются друг на друга и/или разделены между собой. К плёночному'' ''типу относится цемент, количества которого (10–25 %) достаточно только на образование оболочек вокруг первичных компонентов. Контактным называется цемент, присутствующий точечно в местах соприкосновения зёрен (его объёмное содержание менее 10 %).

Базальный цемент в кварцевом конгломерате (верхний палеозой, штат Огайо, США).

По характеру взаимоотношения к зернистой части породы различают цемент крустификационный, пойкилитовый (или прорастания), регенерационный и коррозионный. Крустификационный цемент (корочковый, или обрастания) является разновидностью плёночного; характеризуется перпендикулярным расположением кристаллов цементирующего вещества по отношению к поверхности зёрен. Подобный тип цементации, возникающий обычно на стадии диагенеза, свойственен отмытым морским осадкам. Пойкилитовый цемент (или прорастания) характеризуется развитием кристаллов цементирующего вещества более крупного размера, чем первичные компоненты. В отложениях, отличающихся незначительной сгруженностью зерновой части, а также присутствующих в зонах разуплотнения, на глубине может встречаться такой вид цементации. Регенерационный цемент образуется при восстановлении первичной формы минералов (кварца, полевых шпатов и др.), присутствующих в осадочной породе в виде обломков. При этом формируется регенерационная кайма, заполняющая поровое пространство, способствующая развитию конформных гранобластовых структур, наиболее характерных для катагенеза. При коррозии зёрен цементирующим веществом возникает коррозионный цемент. Типичным примером этого вида цемента является развитие вторичных кристаллов кальцита по зёрнам обломочной части горных пород (например, полевым шпатам и др.).

Цементация может происходить без образования аутигенных минералов (цемента). В условиях глубинного катагенеза при значительном уплотнении горных пород в песчаниках возникает цементация вдавливания с развитием гравитационной коррозии обломочных частиц и образованием конформных, микростилолитовых и инкорпорационных вторичных структур.