Текстуры и структуры осадочных пород

Классификация осадочных горных пород

Общие сведения

ДИАГНОСТИКА ОСАДОЧНЫХ ГОРНЫХ ПОРОД ПО ОБРАЗЦАМ

Лабораторная работа

Методика выполнения лабораторной работы

Самостоятельно определить название и генезис трех образцов.

Магматическая порода определяется в следующей последовательности:

- по цвету устанавливается класс породы (кислая, средняя, основная, ультраосновная;

- определяется структура породы (полнокристаллическая, порфировая, порфировидная, скрытокристаллическая, стекловатая);

- определяется текстура породы (массивная, пористая, миндалекаменная, флюидальная);

- по структурно-текстурным особенностям определяется генезис породы, т.е. ее принадлежность к плутоническим (интрузивным), гипабиссальным (жильным) или вулканическим (эффузивным) образованиям (табл. 1)

- по минеральному составу устанавливается ее наименование (табл. 3);

- сверить результат определения породы с описанием магматических горных пород в разделе 2.4;

- правильность результата проверить у преподавателя.

Цель работы: знакомство с основными типами осадочных горных пород, их классификацией, минеральным составом, структурно-текстурными особенностями. Научиться диагностировать породы по генетическим типам.

Оборудование: лотки с образцами осадочных горных пород, керамические пластинки, магниты, 10 %-ный раствор соляной кислоты, лупа, шкала Мооса, стеклянные пластинки.

Осадочные горные породы представляют собой скопления минерального или органического вещества, которые образуются в результате экзогенных процессов в пределах земной поверхности – на дне водоёмов или на поверхности суши. Они покрывают около 75 % поверхности Земли, при этом, составляя всего 5 % земной коры, в связи, с чем строительство производится в основном на осадочных породах.

Образование осадочных пород (литогенез) представляет собой совокупность ряда последовательных стадий:

- выветривание (физическое разрушение, дробление пород и последующее химическое разложение до состояния глин), которое приводит к разрушению верхней части всей континентальной коры;

- перенос преимущественно речными потоками, а также ветром, ледниками, временными водотоками. Продукты выветривания при этом продолжают измельчаться, истираться, сортироваться;

- отложение или седиментация рыхлых осадков в водных бассейнах с проявлением процессов дифференциации;

- диагенез включает в себя процессы уплотнения осадка, его цементацию и дегидратацию (удаление воды) вследствие постепенного погружения на большие глубины, увеличения лито- и гидростатической нагрузки, а также повышения температур за счет геотермического градиента. Вследствие диагенеза песок превращается в песчаник, глина в аргиллит, дресва и щебень в брекчию.

Осадочные породы принято подразделять на три основные группы: обломочные (терригенные), химического происхождения (хемогенные) и органогенные, которые возникли в результате жизнедеятельности организмов. Деление это весьма условно, так как многие породы имеют смешанное происхождение, примером могут служить мергели, известковистые песчаники и т.д.

К осадочным горным породам также относят пирокластические породы (продукты извержения вулканов – пепел и песок), осевшие на поверхности земли, и со временем преобразовавшиеся в туфы и туфобрекчии.

Классификация обломочных (терригенных ) пород основана на различии пород по крупности зерен, по степени окатанности, по степени сцементированности, табл. 4.

Таблица 4

Классификация терригенных осадочных пород

Терригенные породы	Размеры частиц, мм	Рыхлые породы (несцементированные)	Сцементированные породы
окатанные	угловатые	окатанные	угловатые
Грубообломочные (псефиты) > 50 %	> 200 >10 > 2	Валуны Галечник Гравий	Глыбы Щебень Дресва	Конгломерат Гравелит	Брекчия
Песчаные (псаммиты) > 50 %	> 2 (> 25 %) > 0,5 > 0,25 > 0,1(> 75 %) > 0,1(< 75 %)	Песок гравелистый Песок крупный Песок средний Песок мелкий Песок пылеватый	Песчаники
Пылеватые (алевриты)	0,05-0,005	Пыль (алевриты), лесс	Алевролиты
Глинистые (пелиты)	< 0,005	Глины, суглинки, супеси	Аргиллиты, глинистые сланцы

Хемогенные породы образуются при химическом разрушении и растворении минералов материнских пород и последующим выпадением новых минералов в осадок из пересыщенных растворов (табл. 5).

Таблица 5

Классификация хемогенных осадочных пород

Название	Химический состав
Галоиды: галит сильвин	NaCl КCl
Сульфаты: гипс ангидрит	CaSO4 ·2H2O CaSO4
Карбонаты: известняк плотный, оолитовый известковый туф доломит	CaCO3 CaCO3 CaMg(CO3)2

Органогенные образования представляют собой продукты жизнедеятельности и отмирания живых организмов. Сюда относятся известняки – продукты отмирания организмов, извлекающих из среды обитания СаСО₃, опоки, имеющие состав SiO₂·nH₂O и угли, представляющие собой различные углеродистые соединения. При классификации органогенных и хемогенных пород определяющим является их химический состав (табл. 6).

Таблица 6

Классификация органогенных осадочных пород

Название	Химический состав
Известковые: известняк-ракушечник известняк битуминозный мел	CaCO3
Кремнистые: трепел опока диатомит	SiO2·nH2O
Углеродистые: торф уголь нефть сапропелиты	Органические соединения углерода

Важнейшим признаком, характеризующим строение осадочных пород, является их слоистая текстура. Образование слоистости связано с условиями накопления осадков.

Слои представляют собой более или менее плоские тела, горизонтальные размеры которых во много раз больше их толщины (мощности), и отделяющиеся друг от друга поверхностями напластования. Слоистая текстура обусловлена чередованием слоев нескольких разностей осадочных пород и может быть вызвана резким изменением размеров обломочных частиц и вещественного состава пород, либо ориентировкой осадочного материала.

Часто встречается у осадочных пород пористая текстура. По степени пористости выделяют: микропористые (поры не заметны на глаз), мелкопористые (можно различить мелкие поры), крупнопористые (размер пор от 0,5-2,5 мм), кавернозные (крупные поры-каверны на месте выщелоченных частей породы).

Массивные текстуры характерны для однородных зернистых хемогенных и органогенных пород.

Рыхлую текстуру имеют осадочные несцементированные породы.

Структуры осадочных пород отражают их происхождение.

Для обломочных пород выделяются структуры, в зависимости от величины обломков (псаммитовая, пелитовая и т.д.) (табл. 4).

Кристаллически-зернистая структура характерна для хемогенных пород (известняк, доломит, гипс). В зависимости от размера зерен слагающих породу выделяют: крупнозернистую (преобладают зерна > 0,5 мм), среднезернистую (0,5-1 мм), мелкозернистую (0,1-0,05 мм), тонкозернистую (0,05-0,01 мм) и микрозернистую (преобладают зерна < 0,01 мм).

Оолитовая структура представляет собой скопление мелких шаровидных стяжений различного размера (оолитовые известняки, бокситы).

Для органогенных пород, в составе которых более 20-30 % объема породы занимают остатки организмов, структура породы определяется в зависимости от степени сохранности и количества этих остатков. Выделяют: биоморфную структуру – хорошая сохранность остатков скелетных организмов ; детритовую структуру – порода полностью состоит из скелетных обломков, размером > 0,1 мм; биогенно-шламовую структуру – обломки < 0,1 мм.