Осадочные обломочные, песчаные, глинистые и смешанные (песчано-глинистые) породы. Обломочные породы и их классификации Осадочные обломочные

Обломочные горные породы. Они состоят из обломков разрушенных коренных пород или минералов, иногда с остатками разбитых раковин окаменелостей. Их классификация основана на величине, степени окатанности и сцементированности обломков (табл. 13 и табл. 14), которые зависят от прочности и устойчивости коренных (разрушенных) пород к процессам выветривания, а также стадии развития породы: выветривание, денудация, аккумуляция или диагенез. Так рыхлые породы из угловатых рыхлых обломков являются продуктами (результатом) физического выветривания; из окатанных – выветривания, переноса (денудации) и накопления (седиментации) рыхлых отложений. Сцементированные обломочные породы прошли в своем развитии стадию диагенеза, в течение которой между обломками образовались карбонатные или кремнистые минералы, или отложились тонкообломочные минералы – глины. Рыхлые породы имеют обычно молодой, четвертичный возраст и лежат вблизи поверхности, а сцементированные – более древний возраст. Большая часть сцементированных плотных обломочных пород накапливается на дне морей и океанов, куда сносятся в конечном счете многие продукты выветривания, и поэтому такие породы называются еще терригенными (снесенные с континентов – суши). Для обломочных пород зачастую понятие «структура» путается с «текстурой», поэтому можно характеризовать просто строение пород.

Щебень и дресва состоят из неокатанных обломков различных наиболее прочных горных пород и минералов и отличаются размерами обломков. Они имеют элювиальное (продукты выветривания горных пород, оставшиеся на месте своего образования) и делювиальное (образуется при перемещении и скоплении обломков горных пород на склонах и у подножия возвышенностей и

Таблица № 12

Характеристика широко распространенных осадочных горных пород и грунтов

Название и класс (обломочная, химическая, биохимическая)	Минеральный состав (породообразующие) и химический состав	Строение		Цвет и другие отличительные свойства	Класс и разновидности грунтов (по гранулометрическому составу, водопроницаемости, прочности и сжимаемости, размягчаемости, пластичности, засоленности, растворимости и др.)
		Текстура	Структура

Песок, обломочная Песчаник Конгломерат Известняки разной текстуры Диатомит Каменная соль Ангидрит

Выполнил Проверил

Таблица 13

Осадочные обломочные горные породы (определитель)

По размеру

обломков, мм

Сцементированные

минералы

Строение

Остроугольные

Окатанные

Остроугольные

Окатанные

Структура

Текстура

обломочные

-> 2…>100

Глыбы > 100

Щебень –

Дресва –

Конгломерат

разных пород

Структура цементированных пород определяется цементом

Рыхлая, окатанная или не окатанная, обломочная или цементная

обломочные,

Песчаники

Кварц, оливин,

полевые шпаты,

гранат и др.

обломочные,

Алевролиты

Пылевые частицы кварца и др.

обломочные

Аргиллиты

Каолинит,

монтмориллонит и др.

Таблица 14

Основные структуры сцементированных обломочных пород

Название групп структур	Название основных структур	Отличительные признаки	Влияние на свойство пород
Псефитовые	Галечная Гравийная Щебневая Дресвяная	Свойственна конгломератам: окатанные обломки размером 10…100 мм Свойственна гравелитам: окатанные обломки размером от 2…10 мм Наблюдается в брекчиях и дресвяниках. Характерна неокатанная форма обломки диаметром 10 … 100 мм (щебень) и 2 … 10 мм (дресва)	Свойства и устойчивость, кроме размера обломков, зависят от их минерального состава, характера и типа цемента
Псамитовые	Крупнозернистая Среднезернистая Мелкозернистая	Наблюдается в песчаниках при размере зерен	Свойства и устойчи вость пород, кроме размера обломков, зависят от минерального состава обломков, характера и типа цемента
Алевритовые	алевролитовая алевролитовая	Характерна для алевролитов с размером зерен 0,1… 0,05 мм Характерна для алевролитов с размером зерен 0,05…0,005 мм	Неустойчивы к выветриванию: в сухом состоянии – твердые, при увлажнении становятся мягкими, набухают в воде, размокают иногда до полной потери связности
Алевритовые	Пелитовая	Свойственна для аргиллитов и уплотненных глин менее 0,005 мм

гор) происхождение, залегают в идее маломощных покровов и шлейфов у подножий, покрывая почти все земную поверхность. Поскольку в виде щебня и дресвы сохраняются наиболее прочные коренные породы, то эти отложения имеют коэффициент крепости в среднем 1,5.

Галька и гравий отличаются от щебня и дресвы окатанностью обломков, которая возникает при длительном переносе на значительные расстояния. Степень окатанности и сортировки крайне разнообразна. Они разделяются на речные, озерные, морские и ледниковые отложения, залегающие в виде слоев и линз. Пустоты между гальками и гравием достаточно велики. Галечниковые и гравийные зерна практически не обладают способностью к капиллярному поднятию воды, зато хорошо водопроницаемые и легко отдают воду.

Галечники и гравий имеют большое практическое значение как легко сортируемый и обрабатываемый строительный материал. Употребляются для приготовления бетона, в дорожном строительстве и при устройстве фильтров в гидротехнических сооружениях.

Пески – рыхлая порода, состоящая из окатанных или остроугольных зерен различных минералов и пород разных цветов. Преобладают кварцевые пески, но не редко вместе с ним присутствуют зерна полевых шпатов, слюд, магнетит и других минералов. Иногда встречаются пески, состоящие почти исключительно из зерен доломита, магнетита, сланцев, обломков ракушек или пород. Пески по условиям образования могут быть речными, озерными, морскими, ледниковыми и дюнными, отличаются слоистостью, окатанностью, минеральным составом и другими свойствами.

Пористость песков значительно меньше, чем пористость других обломочных пород (лесс, глина); она обычно равна 30…40%. К очень важным свойствам песка относится его особенность не изменять объем при высыхании и увлажнении и способность поглощать, пропускать через себя и отдавать воду. Песок, насыщенный водой, может течь и возникают плывуны на склонах. Песок, насыщенный водой, но не имеющий возможности перемещаться и подвергаться размыву, может быть надежным основанием. Пески обладают малым капиллярным поднятием воды. Коэффициент крепости 0,5…0,6. Коэффициент фильтрации 1…1400 см/ч.

Пески имеют большое практическое значение как материал для строительных целей, для изготовления фаянса, фарфора и стекла; как материал для фильтрования в водопроводных установках и других целей.

Лесс – смесь мельчайших зернышек (0,05…0,005 мм) кварца, глинистых частиц и кальцита, сильно распыленного, частью в виде скорлуповатых мельчайших шариков, желтовато-белая, легкая, пористая порода, при растирании превращается в порошок. Отличается большим сцеплением частиц и может образовывать отвесные многометровые обрывы. В лёссе много тонких вертикальных трубочек со следами корней растений; много известковых конкреций (журавчиков или лёсовых куколок) причудливой формы. Для типичного лёсса характерно отсутствие слоистости. Он широко распространен на земной поверхности и занимает около 4% суши. Большинство ученых считает типичный лёсс эоловым образованием, однако существуют гипотезы о почвенно-элювиальном, делювиальном, пролювиальном и даже озерно-ледниковом его происхождении. Лесс относится к специфическим грунтам за счет своих инженерно-геологических характеристик: в сухом виде он может служить основанием под сооружения, но при увлажнении подвержен сильному уплотнению, в результате которого получаются значительные просадки. Просадочность лёсса – следствие его высокой пористости и действия воды, изменяющей структуру лёсса. Коэффициент крепости 0,8, для разжиженного лёсса 0,3. Коэффициент фильтрации пыли 0,51…1,62 см/ч.

Глины – тонкодисперсные породы, в состав которых входят, главным образом, глинистые минералы – продукты химического разложения (гидролиза) силикатов, по преимуществу полевых шпатов. Наряду с глинистыми минералами

– каолинитом, монтмориллонитом и другими, в глинах содержатся примеси в больших или меньших количествах частиц кварца, полевых шпатов и других минералов, в том числе гидроокисдов железа – лимонита бурой окраски. Глинистые породы являются наиболее распространенными на земной поверхности и среди осадочных пород, составляя 50 % от их общего объема.

Глины делятся на жирные и тощие . Первые – жирные на ощупь, цвет их чаще всего серый, светло-серый, зеленовато-серый. Содержание каолинита в них высокое – от 40 до 70%. Эти глины обладают большой стойкостью при высоких температурах. Вторые – тощие глины – менее жирны на ощупь, и состоят из мельчайших частиц полевых шпатов и кварца, а также каолинита в количестве менее 40…10 %. Окрашены они преимущественно в желтые, желто-бурые, красно-бурые цвета различных оттенков ок5сидами железа.

По условиям образования глины разделяются на первичные, или остаточные, и вторичные, или осадочные глины. Остаточные глины – это продукты гидролиза силикатов и преимущественно полевых шпатов. Вторичные глины образовались за счет первичных глин путем перемещения их в горизонтальном направлении и переотложения в водоемы и понижения, отличаются лучшей сортированностью и жирностью.

Глины в сухом состоянии твердые и представляют собой плотную, растирающуюся в порошок породу. Они обладают значительной пористостью; сухие глины энергично впитывают в себя воду и, сделавшись при этом пластичными, отдают эту воду очень медленно (см. табл. 9). При этом они заметно увеличиваются в объеме – набухают. Глины отличаются большим водопоглощением – до 70 % своего объема, капиллярным поднятием и, насытившись водой, водонепроницаемостью (водоупорны). Они способствуют развитию оползней при соответствующих достаточно крутых склонах; в качестве кроющих пластов обеспечивают получение артезианских (напорных) вод. Под действием внешней нагрузки неуплотненные разновидности глин сильно сжимаются, но это сжатие происходит очень медленно и может продолжаться сотни лет. Тяжелые здания, возводимые на таких глинах, могут давать значительные и часто неравномерные осадки.

К глинистым грунтам относятся супесь, суглинок и глина . Супесь представляет собой переходную породу от песков к глинам. Количество глинистых частиц в них 3…10%. Влажная супесь при раскатывании в руках рассыпается. Коэффициент фильтрации супеси 0,01…36 см/ч. Суглинок содержит больше глинистых частиц – 10…30%, по своим свойствам напоминает глину, однако влажный суглинок при раскатывании и изгибе в руках растрескивается. Коэффициент фильтрации суглинка 0,06…5,0 см/ч. Глина содержит глинистых частиц более 30%, за счет чего жгут из влажной глины можно свернуть в баранку. Коэффициент крепости глины 1,0. Коэффициент фильтрации 0,000002… 0,001 см/ч. Глинистые породы переслаиваются и быстро выклиниваются по площади распространения.

Каолиновые глины используется в фарфоровой и писчебумажной промышленности, жирные глины используются как огнеупорный материал, а более тощие – для кирпичного, черепичного и гончарного производства. Сукновальные глины, отличающиеся свойством поглощать жиры и масла, применяются при очистке шерсти, сукна и т.д. Из глауконитовых глин получается хорошая зеленая минеральная краска, из железистых глин – красные краски, умбра, сиена, охра.

Аргиллит (или глинистый сланец ) – очень уплотненная тонкообломочная глинистая порода с выраженной слоистостью, переходящей местами в сланцеватость. Состоит из мельчайших частиц каолинита, чешуек мусковита, хлорита, мельчайших зернышек кварца с примесью углистых частиц и гидрооксидов железа, поэтому часто имеет темную до черной или с бурыми оттенками окраску. Глинистые сланцы залегают в виде пластов, горизонтальных или смятых в складки, нарушенных разломами.

Распространены глинистые сланцы обычно в складчатых областях: на Кавказе, на Урале и др. Разновидности темно-серого цвета, обладающие тонкоплитчатой отдельностью, называются кровельными сланцами. Аспидные сланцы отличаются черным цветом из-за присутствия углистого вещества. Битуминозные и горючие сланцы – листовые породы черного и темно-серого цвета, богатые битумами.

Глинистые сланцы с хорошей тонкоплитчатой отдельностью применяются как очень устойчивый кровельный материал. Из них изготавливают ступени лестниц, плинтусы, половые плитки, подоконники, панели, столовые доски, умывальники. Сланцы, не содержащие примеси рудных минералов, используются в электротехнике вместо мрамора. Отходы кровельно-сланцевого производства используются для изготовления асфальта и искусственных дорожных камней.

Инженерно-геологическая характеристика - глинистые сланцы отличаются от глин значительно большей твердостью. Коэффициент крепости крепкого глинистого сланца 4. Временное сопротивление сжатию 60…200 МПа.

Песчаники – сцементированные плотно-слоистые пески различной прочности, образуются в результате диагенеза, уплотнения рыхлых осадков под весом вышележавших отложений. По абсолютному размеру различают крупнозернистые, средне-зернистые и мелкозернистые песчаники. Состоят преимущественно из самого распространенного и физически и химически устойчивого кварца. В зависимости от минералогического состава цемента песчаники подразделяются на кремнистые, известковые, глинистые, железистые, гипсовые (см. табл. 9, 13 и 14). Залегают в виде пластов и линз.

Песчаники широко распространены в Карелии, в Центральных областях России, в Поволжье, на Урале. Песчаники различаются по минеральному составу зерен песка: на мономинеральные (обычно кварцевые), полиминеральные аркозовые (состоят из кварца, полевых шпатов и слюды) и граувакки (состоят из обломков различных пород, амфиболов, кварца, полевых шпатов и слюды), а также по цементу (см. табл. 9).

Песчаники широко используются как строительный материал особенно там, где нет других каменных строительных материалов. Богатые кремнекислотой (не менее 97%) разновидности песчаников используются в качестве ценного динасового сырья. Песчаники с кремнистым цементом широко используются в строительстве как бутовый материал, некоторые разновидности с успехом используются для изготовления жерновов.

В зависимости от пористости, влажности, цементирующего вещества, а также от строения и величины зерен, механическая прочность песчаников меняется в широких пределах (см. табл. 9). Пористые песчаники часто содержат артезианские воды, нефть и горючие газы. Прочность на сжатие колеблется в пределах 40…140 МПа. Коэффициент крепости 2…15.

Брекчия и конгломерат – сцементированные породы, состоящие соответственно из неокатанных остроугольных и окатанных обломков горных пород (см. табл. 13) и более мелкого цементирующего вещества. Состав обломков брекчий, в сравнении с конгломератами, менее сложный, поскольку область сноса обломков, слагающих брекчии, значительно меньше, чем обломков, входящих в состав конгломератов. Обломки обычно принадлежат одному или немногим типам пород. Обломки в конгломератах переносились на большие расстояния длительное время со многих мест. Состав цемента может быть различный: известковый, кремнистый, железистый, глинистый. Для брекчии характерна разнородность состава цемента в противоположность однородности состава обломков.

Брекчия образуется при тектонических и оползневых процессах путем накопления продуктов разрушения (обломков) горных пород у подножия склонов. Вулканические брекчии образуются цементацией крупнообломочных вулканических выбросов; туфо-брекчии – значительного количества пепла. Конгломераты – из обломков, которые накапливались по берегам морей, горных рек и озер. Обломки сцементированы выпадающими из вод разными химическими соединениями (известь и пр.) и оседающими мелкими глинистыми частицами. Залегают в виде пластов небольшой мощности – десятки, иногда первые сотни метров. Распространены преимущественно в складчатых областях: на Урале, Кавказе, а также в оползневых зонах. Из-за угловатой формы обломков брекчии прочнее конгломератов и более пригодны как строительный камень. В качестве облицовочного камня ценят за красоту брекчии.

Таким образом, обломочные породы очень разнообразны по составу, строению, формам залегания; выклиниваются и сменяют друг друга как по простиранию пород (по площади), так и на глубину. Континентальные современные обломочные обычно рыхлые породы имеют мощность первые метры до сотни метров, покрывая всю земную поверхность. Именно в этих породах, среди чередования и выклинивания обломочных и глинистых пород, строителям часто приходится проводить свои работы. Морские терригенные обломочные породы, простирающиеся на больших площадях, имеют мощность сотни и даже тысячи метров, а также более древний возраст. На равнинных участках в пределах платформ они залегают под чехлом континентальных отложений, в складчатых областях нередко лежат вблизи земной поверхности и попадают в сфере инженерной деятельности.

Таблица 15

Хемогенные и биогенные породы (определитель)

Химический состав

Название

Главные породообразующиеминералы

Структура

Текстура

Каменная соль Сильвинит

Кристаллическая

Массивная

Полосчатая

Слоистая

Сульфаты

Ангидрит

Карбонаты

Известняк

Глинистые минералы (40- 50%)

Биоморфная

Биосоматическая

Мелко - тонко - зернистая

Плотно – слоистая,

Тонкопористая

Биогенная

Кремнистые породы

Диатомит

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".

Оболочка нашей планеты сложена из различных горных пород. Под океанами их толщина меньше, под возвышенностями встречаются образования до 80 км. Состав каменной оболочки Земли (литосферы) в разных местах различен. Более 10% от общего количества - это осадочная порода. Больше всего (70%) приходится на магматические образования. Остальная часть - это сложные породы, возникшие в результате воздействия высокого давления и температуры.

Определение

Горные породы - это, по сути, скопления минералов. Считается, что земная кора состоит из более чем 1000 различных образований. В простых породах (гипс, известняк) - один минерал. Базальт и гранит являются представителями сложных образований. Это результат геологических осадочных процессов.

Выделяют магматические горные породы, метаморфические и осадочные. Они различаются по внутренней структуре, имеют разные свойства, хотя часто являются предшественниками друг друга.

Осадочная порода залегает слоем. Частицы в ней размещаются в результате различного рода физических явлений. Самые простые и наиболее распространенные из них: разрушение (обламывание, дробление), перенос, отложение и осаждение. Так образуется обломочная порода. В ее составе могут преобладать минеральные вещества или органические остатки. Между ними могут происходить простые или сложные химические реакции с изменением существующих свойств или образованием новых веществ. Они могут протекать на суше или в водной среде.

Кругооборот

На нашей планете постоянно происходят разнообразные процессы. При формировании Земли ее поверхность постепенно остывала, образовалась кора. С течением времени она утолщалась. Если на поверхности планеты температурный режим во многом зависит от атмосферы, то в ее недрах вещества еще сохраняются в расплавленном состоянии. Магма в виде извержений вулканов временами находит выход и быстро остывает.

Подвергаясь выветриванию и другим воздействиям, с течением времени порода меняет свои свойства. Она крошится, осыпается, дробится. Найдя постоянство, частицы осаждаются, накапливаются, уплотняются. В подвижных слоях они постепенно погружаются вглубь. Меняются условия, повышается температура, давление, происходит обезвоживание, протекают химические реакции.

Порода из осадочной преобразуется в метаморфическую. Обычно в результате таких процессов происходит изменение внутренней структуры минералов. Вещества приобретают новые свойства: прочность, крепость, стойкость к воздействию среды. Геологические процессы продолжаются. Порода опускается ниже в зону высоких температур. Там она сначала разогревается, затем плавится, превращается в магму.

Оборот происходит по спирали. С каждым витком образуются новые соединения из-за того, что при трансформациях происходят сложные преобразования. Вещества вступают в химические реакции, в процессе осаждения добавляются новые компоненты, часто служащие катализаторами новых взаимодействий.

Классификация

Обломочная осадочная горная порода подразделяется в зависимости от величины частиц. Выделяют четыре таких группы. Частицы породы свыше 1 мм принято считать крупными; от 0,1 до 1 мм - песчанистыми; 0,1-0,01 мм - иловатыми; 0,01 - 0,001 - глинистыми.

Часто к существующей классификации добавляется деление пород в зависимости от преобладающих минералов и их соотношения. Они могут выступать как основа или связующее звено между частицами (например, кварцевые песчаники).

Рыхлые породы могут становиться более плотными, если подвергаются цементации. Процесс проходит при воздействии на основу связующего вещества: глины, гипса, карбоната, железа. В результате порода может иметь сложное название, к примеру: кремнистый или известковистый песчаник. Также существует градация по происхождению: речные, морские, ледниковые.

Структура и текстура

Порода в зависимости от состава минералов может иметь различное строение. То или иное ее состояние характеризуется рядом особенностей. Выделяют структуру породы и ее текстуру. Для первого определения имеет значение степень кристалличности зерен минералов, их форма и размер, а также соотношение составных элементов основы и цементного вещества.

Текстура - это больше внешнее проявление видимых признаков: пористость, массивность, сланцеватость или слоистость. В зависимости от совокупности этих особенностей материал породы имеет специфическую расцветку, которая может отличаться декоративностью.

Обломочная осадочная порода (мономинеральная) имеет более однородную текстуру. При «срастании» двух или более различных по характеристикам элементов образуются сложные по химическому составу и свойствам вещества. Такие породы (полиминеральные), как правило, имеют более пеструю окраску.

Размер и форма

Обломочная осадочная порода, имеющая заоваленные углы с крупностью частиц свыше 100 мм, называется валуном. Процесс окатывания происходит при интенсивном перемещении материала под действием природных сил. Такие же по размеру обломки, но угловатой формы принято называть глыбами. Частицы с размером 10-100 мм по такому же принципу подразделяют на гальку и щебень. Окатанный гравий и угловатая дресва - это порода с размерами 1-10 мм.

Дробление и окатывание чаше всего происходило под действием воды. Такой генезис (происхождение) принято разделять по речному, озерному и морскому типу. Отдельно выделяют породы, обработанные при перемещении ледников.

Пески (частицы размером 0,1-1 мм) разделяют на крупные, средние и мелкие. Лесс - пористая пылеватая полиминеральная порода илистого происхождения с обломками 0,1-0,01 мм. Самые мелкие частицы (менее 0,01 мм) относятся к глинам. Около 25% от общего их количества имеют зернистость даже менее 0,001 мм.

Химическая осадочная горная порода

Хемогенные процессы протекают при выпадении в осадок различных веществ из водных растворов. Значение прежде всего имеют соединения кальция и магния. Кроме этих процессов еще выделяют испарения растворов в замкнутой среде. Характерная особенность пород химического происхождения - наличие зерен оолитов (овальная или эллипсоидная форма) и сферолитов (игольчатые кристаллы). Текстура и окраска материалов может быть различной и зависит от преобладающих минералов.

Железистая осадочная химическая порода - это продукт выветривания основных пород. Марганцевые соединения образуются за счет коагуляции коллоидных растворов гидроокислов. Фосфориты и кремнистые породы образовывались при участии микроорганизмов. Основные компоненты поглощались ими из воды, перерабатывались и впоследствии откладывались в илистые отложения после отмирания. Соли образовывались в определенной последовательности. Сначала в осадок выпадали сульфаты (ангидрит и гипс), затем хлориды, последними - сернокислые калий и магний.

Известняк - осадочная порода

Это представитель мономинеральных отложений. Состоит известняк из кальцита и определяется по реакции с соляной кислотой, имеющей бурное проявление. Разделяют два вида происхождения: хемогенный и органогенный. Если можно определить, из какого вида органических останков состоит порода, ей дают конкретное название. Если классифицировать сложно, такой известняк определяют как ракушечник.

Раковины фораминифер, простейшие морские водоросли и отложения порошковидного кальцита образовали мел. Он также является разновидностью известняка. Материал широко применяется в народном хозяйстве и промышленности.

Химические процессы при образовании известняков изменяют внутреннюю структуру материала. Встречаются плотные образования с тонкими кристаллами. Оолитовые разновидности имеют вид мелких шариков или радиальных лучей. Минералы в них соединены между собой карбонатным цементом. Растворенный в подземных водах углекислый кальций, выпавший после этого в осадок, с течением времени превращается в известковый туф (траверин). Натеки кальцита в пещерах образовывают сталактиты и сталагмиты.

Применение

Осадочная порода широко используется в строительной промышленности. Валуны дробят и перерабатывают в штучный материал. Гравий и щебень идут на железобетонные изделия, применяются при укладе дорожного покрытия. Пески - это не только мелкий наполнитель бетонов, но еще и сырье для стекол, керамики, кирпича. Глины используются при производстве черепицы, огнеупорных материалов, также это компонент глиноземов. Некоторые сорта являются превосходными адсорбентами.

Магнезиты идут на изготовление вяжущих материалов. Кремний используют как абразивный материал. Из мела получают известь, он также используется в производстве пластмасс и резинотехнических изделий. Мергели - это лучшее сырье для производства цемента.

Обломочные породы- осадочные породы, которые возникли в результате механического разрушения каких-либо пород и накопления образовавшихся обломков. Они состоят из обломков различных пород и минералов.

Классификации обломочных пород.Классификации обломочных пород базируются на структуре обломков и реже на минеральном составе. Чаще применяются классификации, в основу которых положены структурные признаки - размер и форма обломков.

Нижняя граница обломочных пород проводится по размеру 0,005 мм, так как ниже именно этого размерного интервала большинство обломочных частиц теряет признаки первичных пород и минералов, из которых они образованы. И обладая большой суммарной поверхностьючастиц относительно объема, подвергаются окислению, гидратации, гидролизу и замещению новообразованными минералами, преимущественно слоистыми силикатами-глинистыми минералами и хлоритами. Эти частицы, лежащие за пределами размера 0,005 мм, образуют осадки и породы, структуры которых определяются как пелитовые, а сами осадки и породы через структурное название именуются пелитами. С учетом новообразованных, преимущественно глинистых минералов пелитолиты называются также глинистыми породами.

Обломочные осадки и горные породы из частиц крупнее 0,005 ммразделяются по размеру обломков на три группы. Самые мелкие от термина «алеврит», получили название алевритов и алевролитов: следующие по крупности от термина «псаммит», введенного А.Т. Броньяром в 1813 г.,- это псаммиты и псаммитолиты, чаще всего называемые песками и песчаниками. И самые крупные от термина «псефит», предложенного А.Т.Броньяром в том же 1813 г.,-это псефиты и псефитолиты, называемые также крупно -, грубообломочными породами .

Основу грубообломочных пород составляют обломки горных пород различного минерального состава и генезиса: магматические, метаморфические и осадочные. Более мелкие (пески и алевриты) представлены обломками отдельных минералов.

По минеральному составу различают: мономиктовые породы - в которых один минерал составляет не менее 95 %, олигомиктовые - преобладающий минерал составляет 75-95 % и полимиктовые - ни один из минералов не составляет 75 %.

Решающим доказательством существования реальных подразделений внутри обломочных осадков и пород, наличия границ между ними и положения последних является распространение обломочных пород разной крупности в литосфере.

По величине обломков выделяют:

1) грубообломочные породы (псефиты), состоящие в основном из обломков диаметром более 2,0 мм;

2) среднеобломочные (псаммиты), состоящие из обломков диаметром от 2,0 до 0,05 мм;

3) мелкообломочные (алевриты), состоящие из обломков диаметром от 0,05 до 0,005 мм;

4) глинистые породы (пелиты), состоящие в основном из частиц диаметром менее 0,005 мм(см. таблицу) .

Таблица 1 - Классификация обломочных пород

обломков,	Структура	Рыхлая структура	Сцементированная структура
угольные	Окатанные	угольные	Окатанные
Название породы
	Псефитовая (грубообломочная)
		Галечник
			Дресвяник	Гравелит
	Псаммитовая (среднеобломочная)		Песчаник
	Алевролитовые (мелкообломочная)		Алевролит
	Пелитовая (тонкообломочная)	Пелит (глина)	Аргиллит

Грубообломочные породы.К ним относят породы, состоящие из обломков размером от 2,0 мм до нескольких метров в поперечнике. В зависимости от структуры и текстуры выделяются следующие разновидности пород.

Глыбы -угловатые обломки размером свыше 200 мм, щебень -угловатые обломки размером от 200 до 40 мм и дресва - от 40 до 2,0 мм. Если же обломки указанных размеров окатанные, то их соответственно называют валунами, галькой и гравием (см. приложение А).

Сцементированныйщебень и дресва называются брекчией.Особого внимания заслуживают рудные брекчии, в цементе которых нередко присутствуют промышленные скопленияруд меди, свинца, цинка и других металлов, а сцементированные галька и гравий -конгломератом.

Конгломераты широко распространены среди древних морских отложений. В конгломератах встречаются промышленные концентрации золота и урана(рисунок 1.2).

Рисунок 1.2 Ледниковый конгломерат и песчаник. Воложинский район около аг. Раков (фото автора)

Среднеобломочные породы.К ним относят широко распространенные в природе пески и песчаники. Пески представляют собой рыхлые скопления обломков размером от 2,0 до 0,05 мм, а песчаники -сцементированные между собой обломки той же величины (см.приложение А).

Мелкообломочные породы.К мелкообломочным породам относятся породы, состоящие из обломков размерами от 0,05 до 0,005 мм. Рыхлые скопления таких обломков называются алевритами, а сцементированные - алевролитам.

Одним из широко распространенных представителей алевритов является лёсс-светлая желтая порода, состоящая из обломков кварца и полевых шпатов.

Алевролиты - сцементированные породы разнообразной окраски, часто имеют тонкослоистое плитчатое строение (см. приложение Б).

Смешанные породы.К ним относятся супеси, содержащие наряду с песчаными до 20-30% глинистых частиц, и суглинки, в которых количество глинистых частиц увеличивается до 40-50%. Соответственно с этим меняются и свойства пород, что, прежде всего, выражается в уменьшении пластичности при намокании от глин к пескам (см. приложение В).

Глинистые породы.Наиболее распространенными осадочными породами являются глинистые, на долю которых приходится больше 50% от объема всех осадочных пород.

Глинистые породы в основном состоят из мельчайших (меньше 0,02 мм) кристаллических зерен глинистых минералов. Кроме того, в их состав входят столь же мелкие зерна хлоритов, окислов и гидроокислов алюминия, глауконита, опала и других минералов, являющихся продуктами химического разрушения различных пород и отчасти глинистых минералов. Третья составляющая глинистых пород - разнообразные обломки размерами меньше 0,01 мм .

Образуются глинистые породы в результате химических процессов, ведущих к накоплению глинистых минералов, и одновременном приносе мельчайших обломочных частиц.

По степени литифицированности среди глинистых пород выделяются глины, и аргиллиты - сильно уплотненные глины(см.приложение Г).

(а. clastic rock, fragmented rock, detrital rock; н. klastische Gesteine, Trummergesteine; ф. roches detritiques, roches clastiques, roches agregees; и. rocas detriticas, rocas clasticas), — осадочные горные породы , состоящие целиком или преимущественно из обломков различных горных пород (магматических, метаморфических или осадочных) и минералов ( , полевые шпаты , слюды , иногда глауконит , вулканическое стекло и др.).

Различают обломочные горные породы сцементированные и несцементированные (рыхлые). В сцементированных обломочных горных породах связующим веществом служат карбонаты (кальцит, доломит), оксиды кремния (опал, халцедон , кварц), оксиды железа (лимонит, гётит и др.), глинистые минералы и ряд других. Облицовочные горные породы часто содержат органические остатки: целые раковины или их обломки — моллюсков, кораллов, криноидей и другие, стволы и ветви деревьев и т.п.

В основу классификации облицовочных горных пород положен структурный признак — размер обломков. Выделяются: грубообломочные породы, или псефиты , с размером обломков более 1 мм (несцементированные — глыбы , валуны , галька , щебень , дресва , гравий; сцементированные — конгломераты , брекчии , гравелиты и др.); песчаные породы, или псаммиты , с размером частиц 1-0,05 мм, по другой классификации, 1-0,1 (2-0,05 мм) (пески и песчаники); пылеватые породы, или алевриты , с размером частиц 0,05-0,005 мм (алевриты и алевролиты); глинистые породы, или пелиты , с размером частиц менее 0,005 мм (глины, аргиллиты и др.). Граница между алевритами и пелитами проводится по размеру частиц 0,005 (0,01 в других классификациях) мм. Глинистые породы могут быть как химические, так и обломочного происхождения. Выделяются также обломочные горные породы смешанного состава, сложенные обломками различной размерности, — песчаными, алевритовыми и глинистыми. К ним относятся широко распространённые, особенно среди современных континентальных отложений , различные суглинки и супеси . Дальнейшее подразделение обломочных горных пород в пределах структурных подтипов производится по минеральному составу обломков и другим признакам. К обломочным горным породам принадлежат также продукты вулканических извержений: вулканический щебень, пепел (рыхлые породы и их сцементированные разновидности — туфы), туфобрекчии и породы, переходные между обломочными и вулканогенными — туффиты и туфогенные породы (см. вулканогенно-осадочные породы).

При расчленённом рельефе и высокой динамике среды образуются грубообломочные породы, в условиях равнинного рельефа и небольшой скорости водных и воздушных потоков — песчаные, алевритовые и глинистые породы. Глинистые частицы осаждаются главным образом в спокойной воде . В прибрежной части морей и океанов на пляже и мелководье отлагаются галька и гравий , по мере движения вглубь бассейна они сменяются