↑ Общая группировка осадочных пород.Группа обломочных пород 

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.

 

Классы	Размер обломков, мм	Рыхлые		Сцементированные		Основные структуры
		обломки остроугольные	обломки окатанные	обломки остроугольные	обломки окатанные
1	более 1000	глыбы	крупные валуны			псефитовые или грубообломочные
	100-1000	мелкие глыбы	валуны
	10-100	щебень	галечник	брекчия	конгломерат
	1-10	дресва	гравий
2	0,1-1	песок		песчаник		псаммитовые или песчаные
3	0,01-0,1	алеврит		алевролит		алевритовые или иловатые
4	менее 0,01	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 SiO₂, различны соотношения глинозема Al₂O₃ и окислов железа. Помимо перечисленных окисло характерно присутствиеNa₂O, K₂O, MgO, MnO, S^-, TiO₂, P₂O₅, CO₂, SO₃ 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".