Обломочные горные породы
КЛАССИФИКАЦИЯ ОСАДОЧНЫХ ГОРНЫХ ПОРОД
Ультраосновные: SiO2 ― менее 45%.
Таблица 1
Основные структуры магматических пород
| Основные типы структур | Виды структур | Краткая характеристика |
| 1.Полнокристаллическая, равномернозернистая | 1) Крупнозернистая 2) Среднезернистая 3) Мелкозернистая | Зерна примерно равных размеров, плотно спаянные друг с другом: зерна крупнее 5 мм; 5-3 мм; 3-2 мм. |
| 2. Полнокристаллическая, неравномернозернистая | 1) Порфировидная 2) Пегматитовая | Отдельные крупные зерна (порфировые выделения) заключены в плотной мелкозернистой массе. Мелкие зерна одного минерала правильно ориентированы в теле (часто гигантского) кристалла другого минерала, при этом кристаллы обоих минералов взаимно прорастают друг друга. |
| 3.Неполнокристаллическая и стекловатая (породы излившихся фаций) | 1) Стекловатая 2)Скрытокристаллическая 3) Порфировая | Плотная или пузырчатая масса стекловатого строения. Основа — скрытокристалли-ческая или стекловатая, в которой заключены очень мелкие, едва видимые на глаз минералы. Хорошо видимые кристал-лические (порфировые) выделения заключены в стекловатую или скрытокристаллическую основу. |
Отличительной особенностью магматических пород является то, что они сложены очень небольшим числом минералов. При исследовании магматических пород необходимо уметь определять эти минералы. Среди породообразующих минералов магматических пород на долю полевых шпатов приходится 60%, на долю кварца и пироксенов примерно по 12%, остальные 16% приходятся на долю акцессорных (сопутствующих) и вторичных минералов.
Таблица 2
Схема классификации магматических пород
| Фации | Форма залегания | Структура | Классификация магматических пород по содержанию SiO2 | |||||||||
| Кислые SiO2 > 65% | Средние SiO2 от 52% до 65% | Основные SiO2 от 45% до 52% | Ультра-основные SiO2 < 45% | |||||||||
| Потоки, покровы | Стеклова- тая | Пемза, обсидиан | |||||||||
| Скрытокрис- таллическая | липарит | дацит | трахит | андезит | базальт | |||||||
| Интрузивная | Гипабис-сальная | Штоки, дайки | Порфировая | Липаритовый порфирит | Дацитовый порфирит | Трахитовый порфирит | Андезитовый порфирит | диабаз | ||||
| Абис-сальная | Лакколиты, лополиты, батолиты | Полнокрис- таллическая | гранит | гранодиорит | сиенит | диорит | габбро | Дунит, Перидотит, пироксенит | ||||
| Количество темноцветных минералов |
|
|
|
| ||||||||
| Минеральный состав | Кварц, кислые плагиоклазы,биотит, роговая обманка, пироксены. | Средние плагиоклазы, роговая обманка, биотит,пирксены | Основные плагиоклазы, пироксены, роговая обманка, оливин. | Пироксены, оливин. |
КЛАССИФИКАЦИЯ МАГМАТИЧЕСКИХ ГОРНЫХ ПОРОД
При классификации магматических горных пород принимают во внимание их химический состав (особенно содержание SiO2), минеральный состав и структуру. По химическом составу все магматические породы подразделяются на:
кислые:SiO2―более 65%;
средние: SiO2 ― 52-65%;
основные: SiO2 ― 45-52%;
Для распознавания пород по химическому составу важное значение имеет окраска. Обычно основные породы темнее средних и кислых, так как содержат большое количество темноцветных минералов (табл. 2). Однако к определению типа породы по окраске следует подходить осторожно, так как даже ультраосновные породы, состоящие из оливина (дунит), иногда могут иметь светлю окраску.
ОСАДОЧНЫЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ
Осадочные горные породы образуются в результате осаждения минеральных веществ в водной или воздушной среде в ходе экзогенных процессов, т.е. путем накопления (осаждения) продуктов разрушения магматических, метаморфических и более древних осадочных пород. Порода, за счет разрушения которой образуется осадочная порода, называется материнской. Образование осадочных пород - сложный и многофазный процесс. Оно начинается еще с выветривания материнской породы, проходит стадию переноса (транспортировки) и завершается осаждением (седиментацией) и последующей стадией превращения рыхлого осадка в осадочную горную породу (диагенезом). Выделяют 3 группы осадочных пород: обломочные, глинистые и химико-органогенные (хемогенные).
Главными признаками, определяющими осадочные горные породы, являются состав осадка, степень диагенеза, цвет, текстура, структура, пористость и плотность.
Состав осадка зависит от способа его образования: это могут быть обломки горных пород и минералов, органогенное вещество или продукты химических реакций. В соответствии с этим породу следует относить к обломочной, органогенной или хемогенной.
Степень диагенеза (лат. диагенез - перерождение) - признак, который показывает, какие изменения произошли в осадке после его образования в процессе превращения в горную породу.
Цвет породы не относится к главным диагностическим признакам, но часто может способствовать ее определению. Окраска осадочных пород включает все известные цвета и оттенки. Ее появление зависит от многих причин, главными из которых являются окраска обломков и минералов, слагающих породу, а также цвет цемента.
Текстура осадочных пород разнообразна. Наиболее часто встречаются слоистые текстуры, когда в породе четко различаются слои: полосчатые, когда слои различаются и по цвету. Также часто встречаются массивные, когда нельзя установить закономерности в положении составных частей: эти части нельзя обособить или они распределены хаотично (иногда такую текстуру называют беспорядочной), пятнистые, когда отдельные составные части породы образуют обособления в виде пятен.
Структура осадочных пород во многом зависит от их принадлежности к той или иной генетической группе. Так, структуры обломочных пород - обломочные, различающиеся по форме и размеру обломков, глинистых - пелитовые (греч. пелёс - глина), хемогенных - часто кристаллические или аморфные, органогенных -либо органогенные, если порода состоит из целых раковин или других остатков скелетов, либо детритусовые (лат. детритус - перетертый), когда остатки организмов оказываются перетертыми или раздробленными.
Выделяют 3 группы осадочных горных пород: обломочные, глинистые и химико-органогенные.
1.Обломочные породы. К данной группе относится большое число осадочных пород, состоящих из механических обломков исходных, материнских пород. В зависимости от величины обломков, слагающих эти породы, они делятся на:
грубообломочные (псефитовые, от греч. psephos — камешек);
среднеобломочные (песчаные, псаммитовые, от греч. psmmos — песок);
тонкообломочные (алевритовые, от греч. aleuros — мука);
смешанные.
Минеральный состав обломков зависит от материнских пород. В составе обломков преобладают механически прочные и химически стойкие минералы и обломки пород, способные противостоять разрушающему действию агентов выветривания и разрушения. По форме обломки в породах бывают окатанными или остроугольными.
Цементом могут быть различные вещества — глинистые, карбонатные, сульфатные, железистые, кремнистые. Количество цемента и тип цементации обломков в породе также могут быть различными.
Таким образом, классификация обломочных пород основана на величине обломков (грубообломочные, песчаные и алевритовые), окатанности и наличии или отсутствии цемента (сцементированные или рыхлые). Определяя внешний вид пород, эти признаки отражают и их происхождение (табл.3).
Таблица 3
| Группа пород | Размеры обломков, мм | Рыхлые породы | Сцементированные породы | ||
| окатанные | неокатанные | окатанные обломки | неокатанные обломки | ||
| Грубообломочные (псефиты) | >200 | Валуны | Глыбы | Конгломераты: валунные Галечные гравийные | Глыбовые брекчии |
| 200-10 | Галька, галечник | Щебень | Брекчии | ||
| 10-2 | Гравий | Дресва | |||
| Песчаные (псаммиты) | 2-1 1-0,5 0,5-0,25 0,25-0,1 | Пески: грубозернистые крупнозернистые среднезернистые мелкозернистые | Песчаники: грубозернистые крупнозернистые среднезернистые мелкозернистые | ||
| Алевриты | 0,1-0,01 | Алевриты | Алевролиты | ||
| Пелиты | <0.01 | Глины | Аргиллиты |
2.Глинистые (пелитовые) породы по своему происхождению занимают промежуточное положение между чисто химическими и обломочными и являются самыми распространенными среди осадочных образований. Они состоят из частиц, поперечник которых менее 0,01 мм, при этом до 30% обломков имеют диаметр менее 0,001 мм. К этой группе относятся глина (весьма широко распространенная порода на поверхности Земли) и аргиллит.
Глины обладают специфическими физическими свойствами:
1) пластичностью, т.е. способностью принимать любую форму под давлением;
2) способностью при смачивании поглощать воду и разбухать (увеличиваться в объеме до 40-45% и более;
3) слабой водопроницаемостью.
В составе глин наблюдается три группы минералов:
а) глинистые минералы - каолинит, монтморилонит, гидрослюды и др. Эти минералы слагают наиболее тонкозернистые (коллоидные) частицы глин;
б) обломочные зерна минералов кварца, полевых шпатов, слюд и др.;
в) вкрапления гидроокислов железа, карбонатов, сульфатов и др. Кроме того, в глинах присутствует органическое вещество.
Плотные, сцементированные глинистые породы называются аргиллитами, в отличие от глин они непластичны и неспособны размокать.
3. Химико-органогенные. Данная группа объединяет карбонатные, кремнистые, фосфатные, аллитовые, железистые, сульфатные, галогенные и каустобилиты, образовавшиеся путем химического и органогенного осаждения возникающего в различных водоемах и местами на суше.
Карбонатные породы широко распространены и составляют около 20% от массы всех осадочных пород. Отличаются они друг от друга по содержанию основных минеральных компонентов — кальцита, доломита и глинистых минералов. Известняки на 90-95% состоят из кальцита (СаСО3), доломиты на 90-95% из минерала того же названия — СаMg(СО3)2. В составе мергелей, кроме кальцита, всегда имеется глинистый материал, содержание которого варьирует в широких пределах — от 20 до 50%. В природе часто встречаются породы, по своему составу занимающие промежуточное положение между названными выше породами. Таковы доломитизированные известняки, доломитизированные мергели и др.
Кремнистые породы образованы главным образом опалом химического или биологического происхождения (путем осаждения опаловых скелетов диатомитовых водорослей, радиолярий и др.). Наиболее часто встречаются опока и диатомит. Опока — плотная порода, состоящая из аморфной опаловой массы с редкими включениями органогенных остатков. Рыхлая кремнистая порода такого состава называется трепелом. Диатомит состоит в значительной мере из опаловых скелетов диатомитовых водорослей. Она пориста и довольно рыхла.
Фосфатные породы. К фосфатным породам относятся фосфориты. Их характерная составная часть — апатитовое вещество (F, Cl, H2O,Ca3[PO4]). Оно содержится как в виде основной массы, так и в форме цемента, соединяющего глинистые и обломочные частицы (обычно зерна кварца и глауконита). Достаточно 3-5% Р2О5, чтобы сцементировать кварцевый песок в плотную породу. Однако встречаются фосфатные породы, сильно обогащенные Р2О5. Содержание фосфата кальция в фосфоритах составляет от нескольких процентов до 90-95%. Фосфатные породы встречаются в виде конкреций и пластов. Образуются они как хемогенным, так и биогенным путем в морях и на континентах (в озерах, болотах пещерах).
Железистые породы. Наиболее распространенными среди них являются бурые железняки, представляющие механическую смесь гидроокислов железа с глинистым и частично песчаным материалом. Они редко имеют оолитововое строение. При содержании железа более 30-40% бурые железняки считаются железными рудами. Накапливаются в болотах, озерах, морях, а также при процессах выветривания (железистые латериты).
Сульфатные породы образуются в результате испарительной концентрации и последующего выпадения в виде осадка различных солей из насыщенных соляных растворов в озерах и морских заливах в аридном климате. Наиболее распространенные породы в этой группе — гипсы и ангидриты. Сложенные в основном минералами этого же названия. Они образуют мощные пласты и линзы. Известны пласты сульфатов кальция мощностью в несколько сот метров, однако обычно их мощность колеблется от 1 до 10м.
Соли включают породы, состоящие из галоидов. Их образование аналогично сульфатным породам, из сильно концентрированных растворов происходит кристаллизация еще более легкорастворимых минералов — галита, сильвина, карналита и др. В ряде случаев эти минералы слагают слои значительной мощности, которые длительное время разрабатываются, являясь важнейшим сырьем для химической и пищевой промышленности.
Каустобиолиты (kaustikos — от греч. жгучий; bios — жизнь, lithos — камень). Формирование осадочных пород сопровождается образованием скоплений органического вещества, их сложной переработкой (обуглероживание), в результате чего возникают залежи каменного угля, битуминозных сланцев, торфа, нефти и продуктов ее выветривания (озокерит) и некоторых других осадочных пород, состоящих из органических соединений.
Ниже приводится краткий перечень описанных химико-органогенных пород.
Карбонатные породы.