Обломочные горные породы

КЛАССИФИКАЦИЯ ОСАДОЧНЫХ ГОРНЫХ ПОРОД

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 10 м.

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.