ИЗУЧЕНИЕ ОСАДОЧНЫХ ГОРНЫХ ПОРОД

Цель: изучение минерального состава и структурно-текстурных особенностей осадочных горных пород.

Подвергаясь экзогенным геологическим процессам, в частности выветриванию, ранее образованные горные породы могут быть разрушены по своим размерам - отдельных химических соединений. Частицы пород, перемешенные водой, ледниками, ветром, в конце концов, где-то на суше или в морях отлагаются в виде осадка. С момента накопления осадок обезвоживается, уплотняется, цементируется, перекристаллизовывается, иногда с образованием новых минералов. В результате образуется осадочная горная порода.

Осадочные горные породы образуются на поверхности Земли в результате действия различных экзогенных процессов, вулканической деятельности и жизнедеятельности организмов.

В основу классификации осадочных пород положено их происхождение и минеральный состав.

По условиям образования осадочные горные породы делятся на обломочные (продукты разрушения существующих пород), хемогенные (химические осадки из вод), органогенные ( результат жизнедеятельности организмов и растений).

Текстуры осадочных пород.

В осадочных горных породах выделяют текстуры первичные, которые возникают в период накопления осадка или существования его в неотвердевшем состоянии, и вторичные, которые образуются в период превращения осадка в горную породу или при дальнейших изменениях породы.

1. слоистая – чередование слоев разных осадочных образовании, или поверхностями напластования, отвечающими коротким перерывам в осадконакоплении одной и той же породы. Слоистость вызывается разными причинами: изменением размера обломков или состава пород, одинаковой ориентировкой осадочного материала, наличием конкреции, раковины и др.

Наиболее характерная текстура осадочных пород.

2. пористая – наличие пустот между зернами или обломками.

3. массивная или однородная – зерна в породе распределены одинаково.

Структура осадочных пород зависит от условий образования осадочной породы.

Структура обломочных пород:

1) псефитовая (с греч. «псефос» - галька, камешек), (грубообломочная) – размер обломков > 2 мм;

2) псаммитовая («псамос»- песок, песчаная земля) - размер обломков 2-0,1мм;

3) алевритовая («алеврон» - мука) – размер обломков 0,1-0,01мм;

4) пелитовая («пелос» - глина, илы) – размер обломков < 0,01мм.

Перемещаясь под действием собственного веса, воды или ветра, обломки начинают истираться, шлифоваться, полироваться. По результату этих процессов – окатанности – можно определить условие среды.

По степени окатанности обломки подразделяются

а) хорошо окатанные; б) окатанные; в) полуокатанные; г) неокатанные; д) угловатые.

Степень окатанности зависит от дальности переноса, твердости минералов, величины обломков и др. перенесенный материал скрепляет обломки и поэтому цементом. Состав цемента зависит от физико-химической обстановки бассейна, в котором происходит цементация, и может быть мономинеральным и полиминеральным.

Мономинеральный – кальцитовый, фосфатный, кремнистый, гидрогётитовый, глауконито-фосфатный, глинисто-гидрогётитовый.

По соотношению обломков и цементирующего материала выделяют несколько типов цемента: а) базальный; б) выполнения пор; в) обрастания; г) контактовый.

Структура хемогенных пород – аморфная, кристаллическая, оолитовая.

Структура биогенных пород – органогенная, детритусовая.

Классификация обломочных пород основана на величине и форме обломков.

Характеристика обломочных пород приведена в таблицах 5.

Таблица 5. Характеристика обломочных осадочных пород

Описание осадочных обломочных пород

Крупнообломочные породы (псефиты)

Глыбы – неокатанные угловатые обломки горных пород более 1 метра.

Валуны – окатанные обломки горных пород размером более 100мм.

Щебень – рыхлая горная порода, состоящая из остроугольных обломков

размером от 10 до 100мм.

Дресва – рыхлая горная порода, состоящая из угловатых обломков

размером от 2 до 10 мм. часто является элювием (корой выветривания) гранитов.

Галечник и гравий образуется при переносе щебня и дресвы водными

потоками или в зоне прибоя. В процессе переноса окатываются, приобретая хорошо отполированные округлые формы.

Брекчия представляет собой сцементированные не окатанные обломки, размер которых более 2мм. цемент может быть различным. Обломки однородные и неоднородные по составу. Брекчии образуются в результате обвалов, оползней, выщелачивания, а также при тектонических движениях (тектоническая брекчия).

Конгломерат (от латинского «конгломератус» - скопившийся, собранный). Грубообломочная сцементированная порода, состоящая из галек диаметром более 2 мм и более мелкого связывающего материала. Обломки минералов и пород в конгломератах всегда окатаны (гальки, гравий) в отличие от брекчий, где они имеют остроугольную форму.

Гравелит – конгломерат, величина обломков в котором соответствует гравию (2-10мм).

Среднеобломочные породы (псаммиты)

Пески по величине зерна разделяются на крупнозернистые – 0,5 – 2 мм, среднезернистые – 0,25 – 0,5 мм и мелкозернистые – 0,1 – 0,25 мм.

Минеральный состав. Наиболее распространенным минералом песков является кварц. Чисто кварцевые пески относятся к мономинеральным. Пески, состоящие из двух минералов, называются олигомиктовые, а состоящие из нескольких – полимиктовые. Пески, содержащие в своем составе полевой шпат, называется аркозовые. В том или ином количестве в песках могут быть встречены глауконит, слюда, карбонаты, магнетит, монацит, циркон, золото, платина, касситерит и др.

Происхождение. Пески могут быть речными, морскими, озерными, дюнными. Степень окатанности зерен различная: от угловатых до хорошо скатанных (морские пески).

Песчаники представляют собой сцементированные пески. Среди них можно выделить те же разновидности по составу, размеру, окатанности зерен, что и у песков. В определение песчаника включают также состав цемента (известковый, глинистый, кремнистый и др.) и тип цементации.

Разнородные грубозернистые песчаники сложного состава, содержание обломки некоторых основных эффузивных пород, называются граувакка (от нем. «грау» - серая, «вакка» - глина).

Полимиктовые песчаники, обогащенные пирокластическим материалом, называют туфогенными. Нахождение их в геологическом разрезе указывает на оживление вулканической деятельности в данный период.

Пески и песчаники применяются во многих отраслях промышленности и широко используются для разнообразных строительных целей.

Мелкообломочные породы (алевриты и алевролиты)

Мелкообломочные породы занимают промежуточное положение между песчаными и глинистыми породами и имеют более ограниченное распространение.

Алевритами называют тонкозернистые пылевидные породы морского, речного и эолового происхождения. Размер обломков от 0,01 до 0,1мм. характерной породой среди алевритов является лёсс.

Лёсс представляет собой однородную породу светло-желтого цвета, состоящую из кварца, глины, кальцита, в небольшом количестве присутствуют некоторые другие минералы и известковые конкреции – журавчики. Для лёсса характерны высокие пористость и водопроницаемость. Лёсс легко растирается в пыль. Близкими к лёссу породами являются лёссовидные суглинки. Они слоистые, более грубозернисты, содержат больше песчаного материала. Лёссовидные суглинки имеют различные происхождение.

Алевролиты (не путать с алевритами!) – сцементированный лёсс или лёссовидный суглинок. Очень похожи на твердые глинистые породы, особенно глинистые сланцы. Цемент в алевролитах преимущественно известковый или кремнистый. В воде не размокает. Алевролиты хрустят на зубах.

Глинистые породы (пелиты)

Глинистые породы образовались в результате механического и химического выветривания. Размер механических зерен меньше 0,01 мм. в состав глин входят минералы группы каолинита, группы монтмориллонита и гидрослюд. Глинистые породы содержат различное количество примесей, таких как лимонит, гематит, гипс, марказит и др.

По химическому составу глинистых пород уверенно сказать, в какой обстановке они образовались. Химически трудно разлагающие минералов составляют механический остаток в глинах. Полевые шпаты при выветривании разлагаются до каолинита. Подробное разложение претерпевают темные основные силикаты, причем высвобождаются магний и железо входят в состав глинистого материала монтмориллонита.

Геологические условия для осаждения тонких глинистых частиц создаются в устьях рек, в краевых областях морей и глубоких озер, в долинах рек и потоков, где взвешенные частицы, образующие речную муть, осаждаются в виде илов, тончайших алевритов, суглинков.

Цвет белый, черный, серый, зеленоватый, бурый, желтый и любой другой.

Глина прилипает к языку, смоченная водой – скатывается пальцами в жгутик. При намокании разбухает. Если на нее подышать, издает землистый запах.

Разновидности. Тощие глины содержат много кварца, опала, халцедона. Жирные глины (огнеупорные) богаты каолином, жирные на ощупь.

Применение. Строительный, огнеупорный, поделочный материал.

Аргиллиты – плотные, лишенные воды и сцементированные глинистые породы, не размокающие в воде. Цементом в них часто служит халцедон. иногда они имеют ложную слоистостьөсланцеватость, Что выражается в раскалывании на тонкие пластинки. это указывает на незначительные метаморфические изменения. породы с четко выраженной сланцеватостью – глинистые сланцы или филлиты относятся уже к метаморфическим.

Помимо чисто глинистых пород, в природе широко распространены смешанные песчано-глинистые породы – супеси и суглинки. Супеси содержат до 20-30% глинистых частиц, а остальное – песчаная составляющая, а суглинки – до 40-50%.

Химические и органогенные осадочные породы

Химические осадки образуются путем выпадения из растворов в результате различных реакции. Эти реакции вызываются увеличением концентрации того или иного компонента, изменением температуры растворов, коагуляцией коллоидов. В стадию диагенеза (уплотнения) из этих осадков образуются хемогенные осадочные горные породы.

Органогенные или биогенные породы образуются главным образом в водных бассейнах, целиком или частично из остатков животных и растительных организмов. Весьма часто хемогенный и биогенный процессы протекают в природе одновременно и тогда образуются биохимические породы.

Классифицируют хемогенные и биогенные породы по их химическому составу.

Алюминиевые – диаспор, гиббсит, бёмит.

Железистые – гидрогётит, гематит, сидерит, железистые хлориты.

Фосфатные – фосфорит.

Кремнистые – кварц.

Карбонатные– кальцит, магнезит, доломит.

Сульфатные – гипс, ангидрит, мирабилит.

Галоидные – уголь, торф, горючий сланец.

Структуры. По размеру зерен выделяют кристаллические и скрытокристаллические структуры. По форме зерен в хемогенных породах различают оолитовую и сферолитовую, а в биогенных – биоморфную (раковины целые) и органогенно-детритовую (порода состоит из обломков раковин).

Характеристика осадочных пород приведена в таблице 6.

Таблица 6. Характеристика химических и биогенных пород

Описание хемогенных и биогенных осадочных горных пород

Боксит

Название дано по месторождению le Baux (Южная Франция).

Происхождение. Хемогенная осадочная порода, образованная как химический осадок путем отложения коллоидных растворов. Может образоваться и как механический осадок в результате сноса и переотложения латеритных пород.

Минеральный состав. Породообразующие минералы: гиббсит, бёмит, диаспор. Присутствуют гематит, гидроксид железа, каолинит, опал, окиси марганца и др.

Цвет. Бокситы характеризуются исключительным разнообразием внешнего вида. Цвет зависит от примесей. Чаще всего они бывают красными, бурыми, коричневыми. Но бывают серые, белые, желтые, черные.

Структура и текстура. Бокситы обычно землистые, пористые, оолитовые, бобовые и обломочные.

Применение. Используются для получения алюминия, искусственных абразивов.

Латериты

Название от латинского «латер» - кирпич. Представляют собой элювиальные образования при выветривании магматических пород в тропических и субтропических зонах. Они богаты глиноземом и состоят в основном из диаспора, гиббсита и гидроксидов железа. латериты имеют большое значение для поисков и разведки бокситов.

Железистые осадочные породы

Железистые породы образуются в результате латеритного выветривания массивов ультраосновных пород или путем выпадения из растворов. Большое значение при осаждении железистых пород и руд имеет кислородный режим среды. В зависимости от количества свободного кислорода выпадают оксиды (гётит, гидрогётит, гематит), карбонаты (сидерит) и силикаты (железистые хлориты) железа. наиболее распространены лимониты, представляющие собой механическую смесь гидроксидов железа с глинистым и , частично, песчаным материалом.

Цвет железистых пород обычно бурый различных оттенков, нередко они имеют оолитовую структуру (бобовые руды), часто охристые, ячеистые, иногда в натечных формах и конкрециях. Сидериты образуют сплошные мелкозернистые массы или желваки и конкреции в глинистых породах. При метаморфизме осадочные железные руды обезвоживаются и переходят в гематит и магнетит.

Марганцевые осадочные породы

Эти породы имеют меньшее распространение по сравнению с железистыми породами, но также чрезвычайно важны в промышленном отношении.

Марганец переносится в виде коллоидных соединений, которые осаждаются на больших глубинах, чем соединения железа. возможно, что в образвании марганцевых пород и руд участвуют бактерии. Руды представлены пиролюзитом и другими оксидами марганца, либо родохрозитом. Имеют оолитовое строение, часто мягкие, сажистые. Залегают сплошными пластами или в виде линз и конкреции.

Скопление пород, содержащих марганец, широко распространены в глубоководных океанических осадках. Накопление марганца происходит в результате коагуляции коллоидных соединении марганца, принесенных с континента. Так образуются марганцевые конкреции и корки.

Фосфориты

Фосфоритами называют различные осадочные породы (песчаники, глины, мергели), обогащенные кальциевыми соединениями фосфорной кислоты.

По внешнему виду фосфориты очень разнообразны. Цвет их серый до черного. Встречаются пластовые фосфориты, кремень и желваковые – в виде конкреции.

Встречаются ракушечные фосфориты, сложенные обломки ракушек, створки которых содержат фосфат кальция.

Кремнистые породы

Радиоляриты

Это слабо сцементированные кремнистые породы желто-серого или красноватого цвета, состоящие более чем на 50% из скелетов радиолярий – морских одноклеточных организмов с кремнистым скелетом.

Диатомиты

Сцементированные или рыхлые (диатомовая земля) кремнистые породы, состоящие из остатков диатомовых водорослей или диатомей. Рыхлый диатомит нередко называют кизельгурум. В диатомитах также встречаются скелеты радиолярий и губок. Из минеральных примесей часто присутствуют глинистое вещество, зернышки кварца и глауконита.

Диатомит – легкая, пористая, мягкая на ощупь и липнущая к языку порода. Цвет её белый или светло-желтый.

Трепел

Порода очень похожая на диатомит, но состоящая из мелких (0,01-0,001мм) опаловых или кремниевых зернышек. По внешнему виду представляет собой рыхлую, пористую, мучнистую породу, но может быть плотным, компактным. Цвет белый, желтый, бурый, серый.

Благодаря большой пористости трепелы, как и диатомиты, обладают адсорбирующими свойствами, поэтому применяются как фильтрирующий материал.

Опока

Опаловидная пористая порода, очень похожая на трепел. От последнего отличается твердостью

Яшма

Плотные халцедоновые породы, значительную часть которых составляют примеси и красящие вещества. Окраска яшм разнообразна. Лучшие в мире яшмы находятся на Южном Урале.

Гейзерит

К кремнистым осадочным породам относятся гейзериты и другие кремнистые туфы, образовавшиеся при действии гейзеров или горячих источников. Состоят из опала, встречают в виде корок, натеков, гроздевидных или почковидных образований. По внешнему виду похожи на известковый туф, но не реагирует с соляной кислотой. Белые, светло-коричневые или пестро-окрашенные.

Карбонатные породы.

Карбонатные породы наиболее распространены среди осадочных пород химического и биохимического происхождения, они представлены известняками, доломитами и мергелями.

Известняки

По происхождению среди известняков различают два главных типа: известняки органогенного происхождения и известняки органогенного происхождения и известняки химического происхождения

В основном известняки имеют органогенное происхождение. Они образуются за счет известковых скелетов и остатков раковин животных и растений (зоогенные и фитогенные известняки). Раковины или скелеты могут сохраниться полностью или претерпеть дробление, разрушение, перекристаллизацию. В том случае, когда известняк состоит из целых или битых раковин, он называется ракушечником. В зависимости от преобладания остатков тех или иных организмов различают известняки криноидные, фузилиновые, нуммулитовые, брахиоподовые и др.

К органогенным известковым породам принадлежит мел – белая землистая порода, сложенная из мелких частиц порошковатого кальцита, раковин фораминифер и одноклеточных морских водорослей с известковым панцирем (кокколитов).

Известняки химического происхождения могут быть тонкозернистыми, нередко имеют оолитовую концентрическое строение, встречаются натечные образования – сталактиты, сталагмиты, корки и др.

Окраска известняков светлая, белая, серая, реже черная.

Минеральный состав. Кальцит. Примеси – глинистый материал, доломит, глауконит, гидроксиды железа, соли.

Применение. Широко используются в качестве строительного материала, при изготовлении извести, в металлургическом и цементном производстве.

Доломит

Осадочная порода, состоящая из минерала доломита. Часто содержится примесь кальцита, глинистого материала. Между доломитами и известняками имеются промежуточные разности, которые называются доломитизированные известняками.

По внешнему виду доломиты – желтовато-белые породы, иногда с буроватым оттенком, иногда черные. В соляной кислоте растворяются с трудом без шипения и хорошо – в порошке.

Мергель

Известково-глинистая порода с содержанием глинистого материала до 30-50%.. цвет обычно пестрый, серый.

Мергели – хорошее сырьё для цементной промышленности.

Дата добавления: 2014-09-10; просмотров: 988; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!