6 Контроль засвоєного матеріалу

1. Що таке магматичні породи і в якому середовищі вони утворюються?

2. Які основні відмінності магми від лави?

3. Як поділяються магматичні породи за вмістом SiO₂?

4. Які основні мінерали входять до складу магматичних порід?

5. Чим відрізняються структури інтрузивних порід від ефузивних?

6. На які основні типи поділяються магматичні породи?

7. Які основні критерії покладено в основу діагностики магматичних порід?

8. Які корисні копалини пов’язані з магматичними породами?

Лабораторна робота № 5 Осадові гірські породи та методи їх визначення

1 Вступ

Виконання даної лабораторної роботи ставить за мету навчити студентів найпростішим прийомам вивчення і визначення основних типів осадових гірських порід. Знання процесів осадонагромадження, умов і головних етапів формування і перетворення осадів і осадових гірських порід, закономірностей їх розповсюдження в земній корі мають не тільки важливе теоретичне, але й надзвичайно важливе практичне значення. Осадові гірські породи є основними акумулюючими породами для промислових скупчень нафти і газу та інших корисних копалин. Вони надзвичайно різноманітні за мінеральним і хімічним складом, будовою, формами і умовами залягання. Знання цих особливостей надзвичайно важливе для відтворення умов формування нафтогазових покладів, обґрунтування систем пошуково-розвідувального буріння та основних принципів розробки нафтових і газових родовищ, розроблення методів і способів підвищення нафтогазовилучення із пластів, проведення робіт по інтенсифікації нафтогазовидобутку та ін.

Таким чином, виконання даної лабораторної роботи ставить перед собою завдання навчити студентів визначати основні ознаки осадових гірських порід в залежності від їх мінерального і хімічного складу та морфологічних особливостей.

2 Обґрунтування роботи і методика її виконання

Осадова гірська порода – це геологічне тіло, складене із мінералів або органічних утворень, а також тих і других сумісно, сформоване із осадів, відкладених на поверхні суші або на дні водойми, що існує в термобаричних умовах, характерних для верхньої частини літосфери. Перш за все необхідно засвоїти, що вихідним матеріалом для утворення осадових гірських порід служать продукти механічного і хімічного вивітрювання, життєдіяльності організмів, вулканічної діяльності та ін. Тому утворення осадових порід – складний природній процес, який проходить в різних умовах, що визначаються різноманітними факторами і силами земної і космічної природи. В цьому зв’язку всі осадові породи за способом утворення мінеральної речовини поділяться на уламкові, складені уламками мінералів і гірських порід, органогенні, в основі яких знаходяться тверді частини рештків організмів і продуктів їх життєдіяльності, і хемогенні, виражені мінералами, що сформувались хімічним шляхом. Між цими групами осадових порід нема чіткої межі. Особливо часто породи змішаного походження зустрічаються серед органогенних і хемогенних порід.

Головними ознаками, що визначають осадові гірські породи, є мінеральний склад осаду, ступінь діагенезу, колір, текстура, структура, пористість і густина.

2.1. Мінеральний склад осаду. Осадові гірські породи формуються за рахунок ряду компонентів різного складу і походження. Ці компоненти присутні у різних співвідношеннях і сполученнях. Основними складовими частинами цих порід є уламкові, хемогенні, біогенні, вулканогенні, колоїдні та космічні компоненти. При цьому осадові породи включають одну, а частіше всього декілька складових частин. Найголовнішими з них є уламкова, хемогенна і біогенна, а в давніх відкладах і вулканогенна частини. В осадових породах зростає роль мінералів, стійких до існування в умовах денної поверхні (кварц, мусковіт). Менш стійкі мінерали типу польових шпатів і плагіоклазів в умовах земної поверхні руйнуються і в осадові відклади переходить лише незначна частина.

2.2. Діагенез, катагенез і метагенез. Ознаки, які показують, які зміни пройшли в осадку після його утворення в процесі перетворення в гірську породу. Діагенез призводить до ущільнення осаду під вагою утворених вище від нього шарів, обезводнення та його перекристалізація. Катагенез являє собою сукупність процесів перетворення осадових гірських порід після виникнення їх в результаті діагенезу і до перетворення в метаморфічні гірські породи. Метагенез – це сукупність природних процесів перетворення осадових гірських порід при зануренні їх у надра Землі в умовах все зростаючого тиску і температури. Утворення цементу в уламкових породах і їх цементація – найпотужніший фактор цих процесів. Частіше всього цемент буває глинистий, кремнистий, карбонатний або залізистий, тобто складений окислами заліза.

2.3. Колір породи. Однією із важливих діагностичних і генетичних ознак є забарвлення порід. В природі зустрічаються породи різного забарвлення, але, як правило, в більшості сірих відтінків. Поява того чи іншого кольору породи залежить від багатьох причин, головними із котрих є забарвлення уламків мінералів, які складають породу, а також колір цементу. Так, білими або світлозабарвленими бувають породи, що містять карбонати, сульфати, галоїди, кремнисту речовину або кварц. Залізистий цемент надає породі різних відтінків коричневого кольору. Зелений колір пов’язаний з наявністю в породі глауконіту, хлоритів, епідоту та ін.

2.4. Текстура. Під текстурою розуміють характер розміщення осадових порід в просторі. В осадових породах вона різноманітна. Найбільш часто зустрічаються шаруваті текстури, коли в породі різко розрізняються шари і неможливо встановити закономірності в положення складових частин, плямиста, коли окремі складові частини породи утворюють обусоблення у вигляді плям.

2.5. Структура – характер взаєморозміщення і величини складових частин порід. Вона залежить від належності до тої або іншої генетичної групи. Так, структури уламкових порід – уламкові, глинистих – пелітові, хемогенних – часто кристалічні або аморфні, органогенних – органогенні і детрусові. Структури осадових порід визначаються головним чином розміром і частково формою складових частин та їх взаємозв’язком.

2.6. Пористість – характерна ознака для багатьох осадових порід. Між твердими частинками, які утворюють гірську породу, існують простори – пори, зайняті рідинами або газами. Сумарний об’єм цих просторів в одиниці об’єму породи називається пористістю. Вона оцінюється за розміром пор, їх кількістю і способів утворення (пористість міжзернова, кавернозна та ін.).

2.7. Густина – важлива діагностична ознака осадових порід. Вона тісно пов’язана з більшістю розглянутих властивостей. Густиною твердої фази породи називають відношення маси твердої фази породи до її об’єму. Густина твердої фази порід змінюється в межах 2550 – 2800 кг/м³.

2.8. Шаруватість властива більшості осадових порід. Вона надзвичайно різноманітна. Шари можуть бути гігантськими і макроскопічними, паралельними і перехресними, горизонтальними і косими, хвилястими та ін. На границях шарів нерідко спостерігаються сліди рябі, течій, слідів донних тварин та ін. Для діагностики осадових порід вона малопридатна, поскільки тип шаруватості практично не пов’язані із складом порід. Не дивлячись на це, в усіх випадках, коли це можливо, шаруватість слід описувати, поскільки вона як правило, дає можливість правильно визначити походження осаду.

2.9. Твердість осадових порід – це властивість виявляти опір заглибленню в них інших тіл при спрямованому контактно-силовому впливі. Твердість порід залежить від багатьох факторів, але основними серед них є мінеральний склад, ступінь цементації складових частин, ущільнення порід тощо.

2.10. Пластичність осадових порід – це властивість порід беззворотньо деформуватися без мікроскопічних порушень їх суцільності під дією механічних навантажень і зберігати її у зміненому вигляді після зняття зусиль, що викликали цю деформацію. Пластична деформація проходить під дією одностороннього або всестороннього тиску в результаті зміщення однієї частини породи відносно іншої. Пластичність осадових порід збільшується при підвищенні температури і тиску. Найбільш пластичними породами є глини, графіт, кам’яна сіль та деякі інші породи.

2.11. Абразивність осадових порід – це їх здатність піддаватися руйнуванню при терті по них різних твердих тіл, зокрема металів, сплавів, гірських порід тощо. Обумовлена вона міцністю, розмірами і формою мінеральних зерен, які складають породу, а також твердістю самих мінералів. Серед гірських порід найменшу абразивність мають кам’яна сіль, сульфати, глини при умові, що вони не містять значної кількості твердих включень. Найбільша абразивність у кварцових пісковиків, алевролітів, кварцитів та ін.

2.12. Проникність осадових порід – це здатність породи пропускати через себе рідину і гази при наявності перепаду тиску. Вона кількісно характеризує фільтраційні властивості колекторів. Величина проникності залежить від літологічного складу і будови гірської породи. Важливий вплив на величину проникності мають пористість, цементуючий матеріал, глибина залягання порід, термобаричні умови та інші геолого-фізичні фактори.