Обломочные осадочные породы. Осадочные обломочные горные породы

Обломочные, или кластические (греч. кластес – обломок), породы образуются из обломков минералов и горных пород; чаще всего они накапливаются как морские осадки. Классификация обломоч­ных пород основана на величине обломков (грубообломочные, песчаные, алевритовые), степени их окатанности (окатанные и неокатанные) и наличии или отсутствии цемента (сцементирован­ные и рыхлые). Классификация обломочных горных пород показана в таблице 2.

Грубообломочные породы , или псефиты (греч. псефос – камешек), состоят из обломков с размерами более 2 мм. По форме и размерам они подраз­деляются на окатанные и неокатанные, крупные, средние и мелкие. К окатанным относятся обломки, имеющие округленные или сгла­женные ребра (валуны, галечник, гравий и др.); неокатанные обломки всегда остроугольны (глыбы, щебень, дресва ). Псефиты с окатанными обломками, скрепленными цементом, называются конгломератами (рис. 24, а), а состоящие из неокатанных сцементированных обломков – брекчиями (рис. 24, б).

Таблица 2 Обломочные горные породы.

Группа пород	Размеры обломков, мм	Рыхлые породы		Сцементированные породы
		окатанные	неокатанные	окатанные	неокатанные
Грубообломочные (псефиты)				Конгломераты валунные	Глыбовые брекчии
		Галька, галечник		Конгломераты галечные
				Конгломераты гравийные
Песчаные (псаммиты)		грубозернистые		Песчаники: грубозернистые
		крупнозернистые		крупнозернистые
		среднезернистые		среднезернистые
		мелкозернистые		мелкозернистые
Алевриты		Алевриты		Алевролиты
				Аргиллиты

Среди брекчий выделяют несколько типов различного проис­хождения. К осадочным относятся брекчии, сформировавшиеся в результате осаждения остроугольных обломков различного состава в водной среде; брекчии оползней содержат обломки различной величины, имеющие одинаковый состав с цементом; тектонические брекчии несут следы давления, разбиты трещинами; в них как на обломках, так и в цементе часто встречаются гладкие, как будто бы полированные поверхности – зеркала скольжения.

Песчаные породы , или псаммиты (греч. псаммос – песок). В группу псаммитов входят породы с размером обломков от 0,1 до 2 мм. Рыхлые разновидности псаммитов называют песками, а сцементированные – песчаниками (табл. 2).

Псаммиты, состоящие из зерен одного минерала – кварца, гла­уконита и др., называют олигомиктовыми (греч. олигос – немногий, миктос – смешанный), а состоящие из нескольких минералов – полимиктовыми (греч. поли – много, миктос – смешанный). По относительной величине зерен псаммиты разделяются на равно­мерно-зернистые (сортированные) и разнозернистые (несортирован­ные).

По минеральному составу различают следующие главные груп­пы песчаных пород.

Кварцевые пески и песчаники, в которых кроме кварца в виде примесей встречаются полевые шпаты, слюды, глауконит и др.; цемент таких песчаников может быть кремнистым, глинистым, из­вестковым, железистым, фосфоритовым и др.

Магнетитовые и гранатовые пески и песчаники состоят из зёрен кварца и глауконита, встречаются редко.

Кварц-глауконитовые пески и песчаники состоят из зерен кварца (20-40%) и глауконита (60-80%) с небольшой примесью слюды и других минералов в зависимости от количества глауконита и интенсивности его окраски пески имеют более или менее яркий зеленый цвет. При выветривании, которое сопровождается разло­жением глауконита и образованием оксидов железа, цвет их ста­новится ржаво-бурым.

Железистые пески и песчаники обычно представляют собой кварцевые пески и песчаники, зерна которых покрыты коркой бурых железистых минералов – гётита и гидрогётита; цемент песчаников также железистый, поэтому цвет пород коричневый – от лилово-бурого до ржаво-коричневого.

Аркозовые пески и песчаники образуются при разрушении гранитоидов, поэтому в их состав входят кварц, полевые шпаты и небольшое количество темноцветных минералов – биотита, роговой обманки, пироксена; состав цемента песчаников разнообразен.

Граувакки – темно-серые, зеленовато-бурые или зеленовато-коричневые, часто плотно сцементированные псаммиты, сложен­ные главным образом зернами темноцветных минералов – амфи­болов, пироксенов и др. Это типичные полимиктовые образования.

Алевриты (рыхлые) и алевролиты (плотные) сложены частица­ми минералов размером от 0,1 до 0,01 мм. К алевритам относятся лёссы, супеси (алевритовый материал с песком), суглинки (алев­ритовый материал с глиной) и некоторые другие породы. Плотные алевролиты имеют цемент, который слабо отличается от цемента песчаников.

Пелиты , или глины (греч. пелёс – глины), – большая группа пород, образующихся в результате измельчения минеральных час­тиц до размеров 0,01 мм и менее, происходящего в процессе пере­тирания и химического разложения. По основным свойствам пелиты отличаются от обломочных пород: имея малые размеры, частицы пелитов не оседают на дно под действием силы тяжести, а обра­зуют суспензии.

Глины – породы, образующие с водой пластичную массу, твер­деющую при высыхании, а при обжиге приобретающую твердость камня. В сухом состоянии глины либо землистые, рыхлые, легко рассыпающиеся и растирающиеся, либо очень плотные. Насыщаясь водой, эта порода разбухает, размягчается и превраща­ется в пластичную вязкую массу, которая при дальнейшем добавле­нии воды приобретает способность течь; за счет гигроскопичности она способна поглощать до 70% (по объему) воды, а после полно­го насыщения водой становится водоупором и не пропускает воду. Чистые глины называют жирными , а со значительной примесью песка – тощими. В зависимости от количества песка различают песчанистые глины или глинистые пески; глины с примесью кар­боната кальция называют известковистыми.

Каолины – белые глины, сложенные каолинитом, образующиеся при выветривании полевошпатовых пород. В коре выветривания ка­олины Содержат примеси зерен кварца, чешуек слюды и других устойчивых к выветриванию минералов, входящих в состав исход­ной породы.

В коре выветривания пород, содержащих алюмосиликаты – гранитоидов и др., нередко встречаются специфические породы – бок­ситы. Это плотные породы, окрашенные в красные, реже в серые тона, состоящие главным образом из оксидов алюминия, часто с примесью оксидов железа, имеющие обломочную или оолитовую структуру.

Аргиллиты – это плотные, твердые (твердость до 3) породы, образующиеся в результате диагенеза глин. Последние при этом утрачивают ряд признаков, таких, как пластичность и водопоглощаемость.

Знание состава и строения осадочных горных пород, умение их систематизировать является одним из необходимых условий для успешного использования литологии при изучении и освоении недр Земли.

Классификация осадочных пород.

Классификация осадочных пород по значимости и масштабам разделяются на общие и части. Общие классификации охватывают все осадочные породы, при этом последние объединяются в классы и подклассы на основании состава, генезиса и других признаков. Частные - составлены преимущественно к классам пород.

Рассмотрим сравнительно простую классификацию осадочных горных пород, предложенную М.С.Швецовым (1934, 1968). Он выделил:

группу обломочных пород, включающих грубообломочные (обломки более 1мм), песчаные (обломки 1-0,1мм), алевритовые (0,1-0,01мм), пелитовые (менее 0,01мм), вулканогенно-осадочные;

группу глинистых, включающих полиминеральные, гидрослюдистые, каолитовые, монтмориллонитовые;

группу хемогенных и биогенных, объединяющих алюминистые, железистые, марганцовые, кремнистые, фосфатные, карбонатные, сульфатные, галоидные, и др.

группу каустобиолитов: каменные угли, нефти, озонериты, асфальты, горючие сланцы.

Каждый из выделенных классов пород занимает в стратосфере неравнозначное положение. Наиболее распространенные глинистые породы (~55-60%), примерно равное положение занимают класс обломочных пород и класс хемогенных и биогенных пород (по20-25%), небольшая часть приходится на каустобиолиты.

Обломочные породы.

Обломочные (кластические или механические) породы состоят на 50% и более из обломков пород или минералов и представляют собой рыхлые или сцементированные осадки.

В основу их классификации положены структурные признаки - размер и форма обломков.

Основу обломочных пород составляют обломки горных пород различного минерального состава и генезиса: магматические, метаморфические и осадочные. Более мелкие из них представлены обломками отдельных минералов.

	Размер обломков, мм			Сцементированные		Основные структуры
		обломки остроугольные	обломки окатанные	обломки остроугольные	обломки окатанные
			крупные валуны			псефитовые или грубообломочные
		мелкие глыбы
			галечник		конгломерат
				песчаник		псаммитовые или песчаные
				алевролит		алевритовые или иловатые
		пелит (глина)		аргиллит		пелитовые или глинистые

Класс крупнообломочных пород (псефитов) включает:

глыбы, валуны, щебень, дресву, галечники и гравий, брекчии и конгломераты.

В соответствии с классификацией Маслова и Наливкина, выделяют две группы брекчий:

Брекчии поверхностных механических процессов, среди которых выделяют 10 разновидностей:

Брекчии вулканического происхождения, среди которых выделяют 5 разновидностей.

Между конгломератами и брекчиями существуют все переходы, и некоторые из тех генетических типов, которые были описаны выше как брекчии, можно было бы (что часто и делается) причислять к конгломератам (прибрежные, ледниковые, силевые, вулканические и др.).

Среди конгломератов можно различать морские, речные и предгорные (переходные между конгломератами и брекчиями), а также переходные ледниковые, выделяемые под генетическим термином "морены".

Редкий случай представляют эоловые конгломераты. Псевдоконгломератами являются скопления желваков, образованных водорослями, а также конкреции.

Конгломераты, залегающие в основании серий осадков, называются базальными и указывают на размыв и условия мелководья.

Класс среднеобломочных пород (псаммитов).

Песками называют рыхлые породы, состоящие из продуктов физического выветривания, обломочных зерен псаммитового размера (1-0,1мм). Если те же зерна достаточно прочно связаны между собой, породу называют песчаником. Одним из существенных отличий грубообломочного материала от среднеобломочного - является то, что обломками являются в данном случае не породы, а минералы, хотя могут встречаются обломки тонко и микрозернистых пород.

Согласно схеме классификации, пески по величине зерен подразделяются на: крупнозернистые - 1 - 0,5мм, среднезернистые - 0,5 - 0,25мм и мелкозернистые - 0,25 - 0,1мм.

Первоначальная форма обломков может быть различной - изометричной, листовой, шестоватой и т.д. При транспортировке, в зависимости от продолжительности переноса, размера зерен, их механической и химической устойчивости они в разной степени окатываются, т.е. зерна разделяются по характеру окатанности:

Обломочная часть песчаных пород неодинакова по составу, что определяется различием исходного материала, поступающего из области сноса, степенью его переработки на стадиях разрушения, переноса, а также при диагенезе и катагенезе. В результате этого происходит обогащение обломочной части минералами устойчивыми к механическому и химическому воздействию. Это явление известно как минералогическое созревание обломочного материала. В итоге при многократном переотложении обломочных зерен из породообразующих минералов сохраняется только кварц.

Состав песчаных пород.

Среди породообразующих обломочных минералов существенно преобладает кварц, далее идут полевые калиевые шпаты, слюды, халцедон, глауконит, плагиоклазы, а также гидрослюды и каолинит.

В сообществе акцессорных минералов наиболее характерны прозрачные циркон, гранаты, турмалин, ставролит, монацит, дистен. В роли акцессорных выступают роговые обманки, пироксены, оливин и др.

Рудные непрозрачные минералы составляют до 1 - 1,5% обломочной части и представлены магнетитом, ильменитом, рутилом, лейкоксеном, гематитом, пиритом и марказитом.

Существенную роль в строении и составе песчаных пород играют вторичные (постдиагенетические) минералы. Среди них наиболее важное значение имеют регенерированные кварц, микроклин, ортоклаз, плагиоклаз, а также новообразования кальцита, доломита, халцедона, каолинита, гидрослюд, хлорита, альбита, оксидов и сульфидов железа.

По соотношению между основными компонентами - кварцем, полевыми шпатами и обломками пород выделяют три главные группыпесчаных пород:

1. мономинеральные - преимущественно кварц ~ 99%,

2. олигомиктовые - кварц 75% + примеси ~20% (пол. шпат., глауконит и др.),

3. полимиктовые - пониженное содержание основных минералов (<75%), или отсутствие такового, либо нескольких минералов в одинаковом количестве.

Среди полимиктовых пород выделяют аркозы и граувакки.

Аркозовые песчаные породы (аркозы) - образуются за счет продуктов разрушения гранитов, гнейсов и других близких по составу пород. Преобладающие обломочные материалы - кварц, реже - полевой шпат, присутствуют слюды, окислы железа, хлорит, глауконит. По последним данным, наиболее правильным было бы считать, что аркозы состоят из зерен щелочного полевого шпата и кварца. В небольшом количестве (до 15%) могут присутствовать обломки пород. Для аркозов характерна светлая, розовато-серая или серовато-желтая окраска, грубая слоистость, напоминающая отдельность гранитов. Они широко распространены в отложениях всех систем. Их появление всегда связано с поднятиями гранитных или гнейсовых массивов, при разрушении которых в геосинклинальных областях образуются типичные аркозы, а на платформах - полимиктовые полевошпатовые песчаники.

Граувакковые песчаные породы (граувакки) - также как и аркозы состоят из кварца, полевого шпата, слюд, хлоритов, но в отличие от них содержат большее количество обломочных пород (больше 15%) преимущественно темноцветных.

Из метаморфических пород поступают обломки глинистых, глинисто-кремнистых, углисто-кремнистых сланцев.

Магматические породы представлены обломками андезитов, базальтов, либо их глубинными аналогами.

Обломочная часть обычно плохо отсортирована, плохо окатана.

Окраска - серая, зеленовато-серая, темно-серая до черной.

В зарубежной, чаще всего в американской, литературе аналог граувакковых пород - лититовые породы.

По минеральному составу выделяются следующие группы песчаных(псаммитовых) пород.

1. Кварцевые пески и песчаники. Кварц - полевой шпат, слюда, глауконит и др. Цемент - любой кремнистый, глинистый известняк и т.д. По характеру цемента песчаники называют кремнистыми, известковыми, глинистыми, карбонатно-глинистыми, и т.д.

2. Магнетитовые и гранатовые пески. Преобладают зерна указанных минералов. Встречается редко.

3. Кварцево-глауконитовые пески и песчаники. Главные составные части: кварц - 40-20%, глауконит - 60-80%, не более % слюды и других минералов. В зависимости от количества глауконита и его выветрелости имеют цвет от ярко зеленого, при сильном выветривании переходят в бурые железистые пески.

4. Железистые пески и песчаники. Состоят из кварца, зерна которого покрыты пленочками, рубашками или корочками бурого железистого минерала - гетита или гидрогетита. Песчаники сцементированы этим железистым минералом. Окраска - лилово-бурая до ржаво-оранжевой.

5. Аркозовые пески.

6. Граувакки темно-окрашенные.

Химический состав.

Химический состав различных песчаных пород несколько однообразен. Отличия заключаются в количественном соотношении отдельных элементов.

Характерно резкое преобладание кремнезема SiO 2 , различны соотношения глинозема Al 2 O 3 и окислов железа. Помимо перечисленных окисло характерно присутствиеNa 2 O, K 2 O, MgO, MnO, S - , TiO 2 , P 2 O 5 , CO 2 , SO 3 и др. которые содержатся от долей до 1-2%.

Цементирующая часть.

Цементирующая часть - песчаных пород чаще всего представлена глинистым материалом и кальцитом, реже доломитом, гипсом, ангидритом, опалом, окислами железа. Встречаются так же фосфатный, сидеритовый и другие виды цемента.

Структуры цементирующего вещества разнообразны. Они определяются размером и формой составляющих его частиц. Наиболее распространены:

1. крупнозернистая структура (размер частиц более 0,5мм),

2. среднезернистая - 0,1-0,5мм,

3. мелкозернистая - 0,05-0,1мм,

4. тонкозернистая - 0,01-0,05мм,

5. микрозернистая или пелитоморфная - менее 0,01мм,

6. разнозернистая,

7. волокнистая,

8. аморфная.

По соотношению обломочной и цементирующей частей, а также по выполнению порового пространства различают пять типов цемента: базальный, поровый, контактный, пленочный, сгустковый.

Для сведения: существует еще несколько формирующихся исключительно в постседиментационные стадии типов цемента - регенерационный, коррозийный, крустификационный и пойкилитовый.

По условиям происхождения выделяютследующие типы песчанных пород: прибрежно-морские песчаные породы, морские песчаные породы, речные пески и песчаники, дельтовые песчаные породы, флювиогляциальные (водно-ледниковые) пески и песчаники, эоловые

Класс мелкообломочные породы (алевриты и алевролиты).

Алевритами называют рыхлые обломочные породы, преобладающая часть зерен которых имеет размер от 0,1 до 0,01 мм и содержание их в породе составляет 50 и более процентов.

Сцементированные их разности называют алевролитами.

Иногда делят на фракции а). 0,1-0,05 0,05-0,01, б). 0,1-0,063 0,063-0,01.

По своему происхождению алевритовые породы не отличаются от песчаных, являясь лишь более мелкой частью продуктов разрушения тех же материнских пород. Их перенос и разрушение происходит под действием тех же факторов, но часто при большом участии ветра.

Породы с размером зерен 0,05-0,01мм описывают как аргиллиты или глины, на которые алевролиты часто похожи, особенно если содержат примесь глинистого материала.

Минеральный состав обломочных частиц приблизительно такой же, как и в песчаных породах, но здесь большая доля устойчивых минералов - кварца, мусковита, халцедона; роль калиевых полевых шпатов, кислых плагиоклазов уменьшается. В них больше глинистого материала, устойчивых акцессорных минералов, оксидов и гидроокислов железа. Характерно присутствие органического вещества.

По минеральному составу выделяются: мономинеральные, олигомиктовые и полимиктовые разновидности.

Строение алевритовых пород (текстура и структура), тип и состав цемента во многом сходны с песчаными образованиями. Для алевритов характерна тонкая горизонтальная слоистость.

Окраска пород, в зависимости от примесей может быть самой различной - светло-серой, черной, кирпично-красной, бурой, зеленой.

Алевритовые породы, как и песчаные, образуются в различных палеогеографических условиях. Наиболее распространены их морские, озерные, речные и эоловые разности. К современным представителям последних относятся некоторые виды лесса.

По своим физическим и техническим свойствам типичные алевритовые породы иногда существенно отличаются от песчаных, особенно если они содержат заметную примесь глины. Они часто обладают свойством давать просадку при нагрузке, а при смачивании проявляют текучесть наряду со связностью. Это их свойство ведет к образованию суффозионного карста. Именно алевритовые породы создают наиболее опасные для строительства "плывуны".

Обломочные породы - одни из основных представителей осадочных образований и составляют около 20 % объема оса­дочной оболочки Земли. Классификации обломочных по­род базируются на минеральном составе и структуре обломков. Чаще применяются классификации, в основу которых положены структурные признаки- размер и форма обломков. В основе классификации лежат 2 главных признака: 1)структура или размерность обломков 2)минеральный состав

По размерности выделяют след. типы пород: 1)грубообломочные(1-10 мм) 2)песчаные(0.1-1 мм) 3)алевритовые(0.01-0.1) 4)пелитовые(<0.01 мм)

К обломочным породам относят те породы, в которых облом. часть составляет более 50% от суммы всех компонентов.

22 . Грубообломочные породы.

Классификация пород основана на размерах обломочных зерен и минеральном составе. Доп. признаками являются физическое состояние пород(сцем-ое, несцем-ое), степень окатанности и отсортированности зерен. Обломочные породы, в которых присутствует свыше 25 % обломков размером > 1 мм по длинной стороне, принято назы­вать грубообломочными. Глыбовые породы встречаются исключительно в горных районах. Их возникновение связано с крупными землетрясе­ниями, сопровождающимися обвалами.

Валунные породы состоят из крупных обломков (100- 1000 мм) слабо сцементированных песчано-глиннстым материа­лом.

Галечные и щебеночные породы представляют собой скоп­ление продуктов механического разрушения различных горных пород - магматических, метаморфических, осадочных.Основ­ные по значимости в них обломки размером 10-100 мм, содер­жание которых более 25 %. Щебеночные породы - щебенка и брекчия, отличаются друг от друга тем, что в первых обломки несцементированы, а во вторых - сцементированы.

Галечные породы - галечник и конгломерат от­личаются друг от друга тем, что первый представляет собой скопление несцементированных галек, а второй - сцементиро­ванных.Дресвяные и гравийные породы слагаются обломками раз­личных пород и реже-минералов с преобладающим размером 1-10 мм. Дресвяные породы состоят преимущественно из дресвы - остроугольных обломков, а гравийные - из окатан­ных

23. Песчаные породы.

* По размерности обломков делится на 3 разновидности: 1)крупнозернистые 2 среднезернистые 3)мелкозернистые. * По мин. составу выделяют:

а) мономиктовые - один минерал составляет не менее 95% породы б)олигомиктовые – один минерал составляет 75-95% породы в)полимиктовые – ни один минерал не достигает 75%

В полиминеральном классе песчаников можно выделить 2 разновидности: 1)Аркозы - песчаники сложенные кварцем и большим кол-вом ПШ 2)Граувакки – песчаники очень плохой сортировки, состоят из частиц разного размера. Мало кварца и много слюд и др. минералов, матрикс сложен глинистыми минералами.

Обстановки отложений песчаных пород: * прибрежные(здесь формируются в основном средне и мелкозернистые песчаники с очень небольшим количеством глинистого цемента) * морские (обычно однородные, имеют карбонатный и глинистый цемент) * речные (отсортированные хуже морских, содержат примеси растительного материала, дельтами представлен мелко средне крупнозернистые песчаники) * Эоловые (хорошо окатанные однородные, без глинистой фракции)

24. Алевритовые породы .

Алевритовые породы, как и песчаные, относятся к числу широко распространенных осадочных образований. Их основ­ная часть, составляющая 50 % и более, - обломочные частицы величиной 0,01-0,1 мм. Сыпучие или слабосцементированные породы называют алевритами, а крепкие, сцементированные - алевролитами. Среди них различают крупно-, средне- и мелко­зернистые (см. табл. 17).

Минеральный состав обломочной части примерно такой же, как и в песчаных породах, но здесь выше доля устойчивых ми­нералов- кварца, мусковита, халцедона. Роль калиевых поле­вых шпатов, кислых плагиоклазов, а также обломков пород в алевритовых образованиях заметно ниже. В них больше гли­нистого материала, устойчивых акцессорных минералов, окси­дов и гидроксидов железа. Для этих пород характерно присут­ствие органического вещества* По минеральному составу среди алевритовых пород, как и среди песчаных, выделяют мономи­неральные, олигомиктовые и полимиктовые разновидности. Строение алевритовых пород (текстура, структура), тип и со­став цемента во многом сходны с песчаными образованиями. Для алевритов характерна тонкая горизонтальная слоистость, реже наблюдается косая слоистость. Окраска пород в зависи­мости от примесей может быть самой различной - светло-се­рой, черной, кирпично-красной, бурой, зеленой.

Алевритовые породы, как и песчаные, образуются в различ­ных палеогеографических условиях. Наиболее распространены их морские, озерные, речные и эоловые разности. К совре­менным представителям последних относятся некоторые виды лёсса. как и песчаные, относятся к числу широко распространенных осадочных образований.

Осадочные обломочные горные породы – это породы, которые образовались в результате переноса и переотложения, ранее существовавших магматических и метаморфических горных пород, в результате физического выветривания (перепада температур), действия ветра, постоянных и временных водотоков, ледников и живых организмов.

Осадочные обломочные горные породы классифицируются по: размеру обломков, виду обломков, по связи между обломками ( частицами) .

По размеру обломков – делятся на грубообломочные, среднеобломочные,

мелкообломочные, тонкообломочные.

По связи между частицами – делятся на:

рыхлые – связь между твёрдыми частицами отсутствует;

связные – породы состоят из столь мелких частиц, что между этими частицами возникают силы меж молекулярного притяжения, силы Вандер-Ваальса (присуще осадочным мелко- и тонкообломочным горным породам);

сцементированные – поры в породе заполнены цементирующим веществом, при этом ранее рыхлая порода становится скальной или полускальной.

По виду обломков – разделяются на окатанные и неокатанные.

Сцементированные обломочные осадочные горные породы – это породы, у которых поры заполнены полностью и частично природными цементами.

Природные цементы в сцементированных обломочных осадочных породах бывают различные, например, глинистые, известковые (карбонатными),кремнистые, железистые, фосфатные, гипсовые и др. Самый прочный природный цемент - кремнистый; самый не прочный – глинистый.

По количеству и текстуре цемента различают обломочные породы с базальным, поровым и контактовым цементом.

Базальный цемент - это такой вид цемента при, котором отдельные обломки породы не соприкасаются друг с дру-

гом, а как бы плавают в массе цемента.

Поровый цемент - это такой вид цемента при, котором все поры заполнены цементирующим веществом.

Контактовый цемент - это такой вид цемента при, котором цемент присутствует только на контакте между твердыми частицами.

Осадочные обломочные горные породы по размерам обломков подразделяются н а:

грубообломочные осадочные горные породы (псефиты) – все осадочные обломочные горные породы у которых обломки из которых они состоят больше 2мм. Эти породы могут состоять из окатанных и неокатанных обломков, находиться в рыхлом или сцементированном состоянии.

К рыхлым окатанным

валуны, состоят из обломков размером более 200 мм;

галька, состоят из обломков размером более от 200 до 40 мм;

гравий, состоят из обломков размером более от 40 до 2 мм.

К рыхлым неокатанным грубо обломочным горным породам относятся:

глыбы, состоят из обломков размером более 200 мм;

щебень, состоят из обломков размером более от 200 до 40 мм;

древа, состоят из обломков размером более от 40 до 2 мм.

К сцементированным окатанным грубо обломочным горным породам

относятся:

конгломерат, состоит из обломков размером 100 -10 мм;

К сцементированным неокатанным грубо обломочным горным породам относятся:

брекчия, состоит из обломков размером 100 -10 мм;

гравелит, состоит из обломков размером 40 - 2 мм.

Среднеобломочные осадочные горные породы ( псаммиты) – это все об-

ломочные горные породы, которые имеют размер частиц от 2 – 0,05 мм. Эти по-

роды могут состоять находиться в рыхлом или сцементированном состоянии.

К сцементированным среднеообломочным горным породам относится

песчаник.

К рыхлым среднеообломочным горным породам относится песок. Песок

по зерновому (гран) составу подразделяется на такие виды:

Гравелистый, состоит из частиц размером от 2 – 1 мм;

Крупнозернистый, состоит из частиц размером от 1 – 0,5 мм;

Среднезернистый, состоит из частиц размером от 0,5 – 0,25 мм;

Мелкозернистый, состоит из частиц размером от 0,25 – 0,1 мм;

Тонкозернистый, состоит из частиц размером от 0,1 – 0,05 мм.

Мелкообломочные осадочные горные породы ( пылеватые или алеври-

ты) – это связные или сцементированные осадочные горные породы, у которых

размер частиц от 0,05 до 0,005 мм.

Частицы с размерами от 0,05 – 0,005 называются пылеватыми. Мелкооб-

ломочные горные породы бывают в связанном или в сцементированном состоя-

нии. В рыхлом состоянии в природном сложении эти породы находиться не мо-

гут. Это объясняется малыми размерами частиц составляющих мелко обломоч-

ные горные породы.

К связным мелкообломочным осадочным горным породам относятся:

лессовидный суглинок.

К сцементированным мелкообломочным осадочным горным породам

относятся алевролит.

Тонкообломочные осадочные горные породы ( пелиты) – это все горные

породы, которые находятся в связанном или сцементированном состоянии(не

бывают в рыхлом), и имеют размер частиц преимущественно менее 0,005 мм.

Частицы размером менее 0,005 мм называются глинистыми частицами. Их

размер столь мал, что между ними возникают силы меж молекулярного притя-

жения (силы Вандервальса), это и объясняется то, что эти породы не могут на-

ходиться в рыхлом состоянии.

К связным тонкообломочным осадочным горным породам относятся:

супесь содержит глинистых частиц от 3% до 10%;

суглинок содержит глинистых частиц от 10% до 30%;

глина содержит глинистых частиц более 30%.

К сцементированным тонкообломочным осадочным горным породам

относится – аргиллит.

Глина – это осадочная тонкообломочная горная порода, которая состоит

из частиц размером менее 0,01 мм, но среди них должно быть не менее 30%

частиц размером менее 0.005 мм.

Супесью – называется осадочная тонкообломочная горная порода, которая

состоит из песчаных и глинистых частиц, но песчаных частиц в ней должно

быть больше чем глинистых, а глинистых частиц (менее 0,005 мм) среди них

должно быть от 3% до 10% по массе.

Суглинком – называются осадочная тонкообломочная горная порода, ко-

торая состоит из песчаных и глинистых частиц, но песчаных частиц в ней

должно быть меньше чем глинистых, а глинистых частиц (менее 0,005 мм) сре-

ди них должно быть от 10% до 30% по массе.

Глинистые частицы предают некоторые специфические свойства тонко-

обломочным горным породам: пластичность, набухание ( при увлажнении),

усадка ( уменьшаться в размере при высыхании), пластичность, ползучесть,

коррозионная активность и др.

За счёт большого количества глинистых частиц, глина является водоупор-

ной породой, которая не пропускает через себя воду.

Мелкообломочные осадочные горные породы, такие как лёсс, или лессо-

видный суглинок обладают большой пористостью (большие, крупные, верти-

кально расположенные поры). В сухом состоянии эти породы обладают связно-

стью (именно за счет этого хорошо держат вертикальный откос), достаточно

большой прочностью. При увлажнении связь между пылеватыми частицами на-

рушается, происходит оплывание пылеватых частиц в крупные поры при этом

объем породы резко уменьшается и в ней проявляются просадочные свойства.

Минеральный состав осадочных обломочных горных пород

Грубообломочные осадочные горные породы состоят из различных по ве-

личине и виду магматических и метаморфических горных пород, поэтому их

минеральный состав соответствует минеральному составу тех пород из облом-

ков которых они состоят.

Среднеобломочные осадочные горные породы состоят из такие минера-

лов, как кварц, полевые шпаты, слюда. В них могут присутствовать различные

цветные минералы, например, глауконит.

Мелкообломочные осадочные горные породы состоят из тонкодисперс-

ного кварца, кальцита, глинистых минералов, в них может присутствовать гипс.

Тонкообломочные осадочные горные породы состоят:

такие, как супесь, суглинок - из песчаных и глинистых минералов;

такие, как глина – из глинистых минералов (каолинит, гидрослюда,

монтмориллонит) .

Структуры и текстуры осадочных обломочных горных пород.

У грубообломочных осадочных горных пород структура - грубообломоч-

У среднеобломочных осадочных горных пород структура песчаная (песок,

песчаник).

У мелкообломочных осадочных горных пород структура - пылеватая

У тонкообломочных осадочных горных пород структура - песчано-

глинистая (супесь), глинисто-песчаная (суглинка), глинистая (глина).

Осадочным обломочным горным породам свойственны такие текстуры:

плотная или массивная;

рыхлая или беспорядочная;

слоистая;

макропористая;

микропористая;

кавернозная.

Осадочные грубообломочные и среднеобломочные горные породы чаще

всего являются хорошим основанием для зданий и сооружений. Осадочные

тонко обломочные горные породы в твердом, полутвердом, тугопластичном со-

стоянии могут служить достаточно надежным основанием для зданий и соору-

жений, однако при увлажнении их прочностные и деформационные характери-

стики резко снижаются. Осадочные мелкообломочные горные породы в сухом

состоянии хорошо держат откос, обладают достаточно высокими прочностны-

ми характеристиками, но при увлажнении размягчаются, проявляют просадоч-

ные свойства.

Осадочные обломочные горные породы широко используются в строи-

тельстве. Щебень, дресва – используются как наполнитель бетонов, подсыпка

под дорожное полотно. Сцементированные осадочные породы используются

(конгломерат__________, брекчия, песчаник) используются как строительный камень. Пе-

сок применяется для производства силикатного кирпича, стекла, строительных

растворов, как подсыпка под дорожное полотно, для устройства песчаных по-

душек под фундаменты. Лёсс, супесь, суглинка, глина – используются для про-

изводства кирпича; глина как наполнитель строительных растворов.

Осадочные химические горные породы – это все осадочные горные по-

роды, которые образовались в результате выпадения пород солей из перенасы-

щенных водных растворов, в результате коагуляции коллоидных растворов и в

результате химического выветривания.

Осадочные химические горные породы это вторичные горные породы.

Часто осадочные химические горные породы являются мономинеральными.

Все осадочные химические горные породы по химическому составу де-

лятся на семь классов: карбонатные, сульфатные, галоидные, фосфатные,

железистые, алюминиевые, кремнистые.

К карбонатным осадочным химическим породам относятся такие поро-

ды, как известняк химический, доломит, известковый туф, травертин. Эти по-

роды состоят преимущественно из минерала кальцита химического происхож-

дения. Известняки химические - образовались в результате выпадения кальци-

та в закрытых водоёмах при повышении концентрации растворов, в теплом

климате. В состав известняков входят различные примеси, чаще всего обло-

мочный материал. Доломиты – породы, состоящие преимущественно из мине-

рала доломита, образуются так же как известняки химические. Известковый

туф – породы, которые образуются в месте выхода подземных источников, на-

сыщенных углекислым кальцием, на поверхность земли, эти породы обычно

пористые, ноздреватые, часто имеют аморфное строение. Туфы, имеющие по-

вышенную плотность и тонкопористость, часто кристаллическое строение, на-

зываются травертинами.

К сульфатным осадочным химическим породам относятся гипс и ангид-

рит. Обычно они залегают в земной коре совместно, ангидрит сверху перекры-

вается шапкой гипса. Эти породы так же образуются в результате выпадения

солей из перенасыщенных водных растворов. Благодаря тому, что ангидрит при

попадании в него влаги переходит в гипс, и увеличивается в объёме на 33% мо-

гут, происходить поднятия перекрывающих ангидрит пород с нарушением их

первоначального залегания.

К галоидным осадочным химическим породам относятся каменная соль и

сильвин. Каменная соль – породы, которые образуются в результате выпадения

пород солей из перенасыщенных водных растворов, эти породы мономине-

ральные. Каменная соль состоит из минерала галита. Каменная соль и сильвин

легко растворяются в воде, если бы эти породы не были перекрыты глинистыми

породами, то они бы уже растворились под действием подземных и поверхно-

стных вод.

К фосфатным осадочным химическим породам относятся различные

фосфориты. Могут образовываться в результате химического выветривания и

выпадения пород солей из перенасыщенных водных растворов.

К железистым осадочным химическим породам относятся рудные поро-

ды, например, бурый железняк.

К алюминиевым осадочным химическим породам относятся бокситы

(алюминиевые руды). Образуются в результате химического выветривания.

К кремнистым осадочным химическим породам относится кремень и

кремнистый туф.

Структуры осадочных химических горных пород: кристаллическая,

аморфная.

Текстуры осадочных химических горных пород: плотная ( массивная),

полосчатая, кавернозная, пятнистая.

Применение осадочных химических горных пород в строительстве

Осадочные химические горные породы могут использоваться, как осно-

вание для зданий и сооружений. Однако, благодаря их высокой растворимости

в них могут образовываться каверны, пустоты, трещины, пещеры т.е. происхо-

дить карстообразование.

Карстообразованием называется процесс растворения горных пород

подземными водами с образование в них трещин, пустот, пещер. Процесс рас-

творения горных пород протекает тем быстрее, чем выше коэффициент фильт-

рации подземных вод.

В результате наличия в осадочных химических горных породах трещин,

пустот их прочные свойства резко снижаются, и поэтому прежде чем использо-

вать их необходимо исследовать на наличие пустот, каверн, трещин.

Кроме этого осадочные химические горные породы могут использовать-

ся, как строительный материал, например, доломит – как строительный камень,

известняковый и кремнистый туф – как отделочный материал, бокситы – для

производства алюминия, бурый железняк – для производства чугуна, железа.

Органические ( или органогенные) осадочные горные породы

Органические или органогенные горные породы это горные породы, ко-

торые образовались в результате жизнедеятельности живых организмов.

Органогенные горные породы по образованию делятся на два класса:

фитогенные и зоогенные.

Фитогенные это осадочные органические горные породы, которые обра-

зовались в результате жизнедеятельности растений.

Зоогенные это осадочные органические горные породы, которые образо-

вались в результате жизнедеятельности животных.

По химическому составу органические горные породы делятся на четыре

класса: карбонатные, кремнистые, углеродистые, железистые.

Карбонатные – к ним относится известняк органогенный, ракушечник,

мел, жемчуг.

Кремнистые – к ним относится диатомит, трепел; и та и другая порода

состоит из кремнистых остатков диатомовых водорослей и кремния химическо-

го происхождения (опала).

Углеродистые ( каустобиолиты) – к ним относится торф, угли (камен__________-

ный уголь, бурый уголь и антрацит), некоторые виды нефти.

Железистые – к ним относятся железные бабовины (найдены только на

дне Черного моря в прибрежной полосе в районе Керчи). Эта порода образовы-

вается за счет жизнедеятельности бактерий, которые поглощают железо из мор-

ских вод, а затем отмирая, скопления этих бактерий выпадают на дно моря в

виде конкреций, содержащих железо органического происхождения.

Структуры и текстуры осадочных органических горных пород

Структуру осадочных органических горных пород определяются по пре-

имущественному остатку организмов, из которых они образовались. Например,

у мела структура – фораминиферовая, у диатомита – диатомовая. Также струк-

туру в органических горных породах можно определять и по размеру обломков,

остатков живых организмов из которых состоят породы. Таким образом выде-

ляют три структуры осадочных органических горных пород: макроорганоген-

ную, микроорганогенную, детритусовую.

Макроорганогенная – состоит из больших, крупных остатков живых

организмов (торф, бурый уголь, ракушечник).

Микроорганогенная – состоит из мельчайших живых организмов или

их остатков (мел, известняк органический, диатомит, трепел).

Детритусовая – промежуточная между макро- и микроорганогенны-

ми структурами. В составе имеются крупные и мелкие частицы, об-

ломки живых организмов.

Основными текстурам осадочных органических горных пород являются:

плотная ( массивная), полосатая, кавернозная, рыхлая, пористая.

Смешанные осадочные горные породы

Смешанные осадочные горные породы – породы, которые имеют в своем со-

ставе частицы органического, химического происхождения, а также обломочный ма-

териал. К смешанным осадочным горным породам относятся некоторые виды из-

вестняков, доломитов, опока, мергель.

Опока – кремнистая горная порода, она состоит из диатомовах водорослей и

кремнезема химического происхождения. Мергель – карбонатная горная порода.

Она состоит из углекислого кальция химического и органического происхождения и

глинистых частиц механического происхождения. Это порода разнообразно окра-

шенная, в естественном состоянии может обладать значительной прочностью, одна-

ко при многократно повторяющемся намокании и высыхании растрескивается, пере-

ходит из массивной породы в отдельные обломки, а нередко в грязеподобную массу.

Применение в строительстве осадочных

органических горных пород

Осадочные органические горные породы могут применяться как строи-

тельный камень в малоэтажном строительстве. Мел входит в состав строитель-

ных растворов, торф – изоляционный материал.

12 Метаморфические горные породы - происхождение, состав, строение, особенности залегания в земной коре, физические свойства и применение

Метаморфические горные породы – породы, которые образовались в результате процесса метаморфизма. Эти породы являются вторичными горные породами, так как они образовались из ранее существовавших пород.

Процесс метаморфизма – процесс глубинного преобразования ранее существовавших осадочных и магматических горных пород под действием факторов метаморфизма.

Факторами метаморфизма являются высокие температуры (порядка 1000 - 1500o С), высокого давления (порядка 1000 атм.) и химически активные вещества.

В зависимости от основного фактора, воздействующего на горные породы, различают следующие виды метаморфизма: контактный ( контактовый), динамический ( динамометаморфизм), региональный.

Контактный метаморфизм – это процесс глубинного преобразования магматических и осадочных горных пород под действием в основном высоких температур, а также химически активных веществ. При внедрении магматического вещества во вмещающие горные породы (чаще всего осадочного происхождения) на контакте этих пород происходит их оплавление. На некотором расстоянии наблюдается перекристаллизация пород под воздействием, как высоких температур так и химически активных веществ поступающих из магмы.

Зона распространения контактового метаморфизма составляет несколько километров. По мере отдаления от магматических интрузий породы остаются менее преобразованными. При контактовом метаморфизме в породах чаще всего изменяется как структура, текстура и минеральный состав.

Динамический метаморфизм – процесс преобразования ранее существовавших магматических и метаморфических горных пород на больших глубинах под действием больших давлений (основной фактор). При динамометаморфизме структура и текстура метаморфических горных пород меняется, а минеральный состав остается неизменным. Динамометаморфизм связан с горообразовательными процессами.

Региональный метаморфизм – процесс глубинного преобразования горных пород под действием всех трёх факторов: высокого давления, высоких температур и химически активных веществ. Отличительная особенность этого вида метаморфизма является то, что он происходит на больших глубинах и охватывает огромные районы в земной коре. Предполагают, что эта форма метаморфизма связана с погружениями целых регионов земной коры на большие глубины в недра Земли в области очень высоких температур. С этим видом метаморфизма связано происхождение гранито-гнейсового Украинского кристаллического массива. При региональном метаморфизме структура, текстура и минеральный состав по отношению к ранее существовавшим горным породам меняется.