Осадочные горные породы

Осадочные горные породы являются вторичными, образуются из ранее существовавших магматических и метаморфических горных пород, под воздействием экзогенных процессов, протекающих на земной поверхности. В результате физического, химического, органического выветривания и переотложения продуктов разрушения на дне водных бассейнов или на поверхности суши. Большая часть разрушенного материала переносится ветром, текучими водами и другими силами, сортируется по величине обломков и удельному весу, отчасти химически растворяются. Образовавшиеся рыхлые осадки затем уплотняются, цементируются и превращаются в новые осадочные породы с иным минералогическим и химическим составом.

Продукты разрушения могут оставаться и на месте разрушения, обычно остается небольшая часть. Огромную роль в образовании многих осадочных пород играет жизнедеятельность организмов. Приповерхностные толщи земной коры на 75% состоят из осадочных пород.

Внешние признаки осадочных пород. Главнейшими признаками осадочных пород являются текстура (сложение), окаменелости и отпечатки, формы залегания, минералогический состав и цвет.

Текстура (сложение) может быть плотной и рыхлой. Плотная текстура характерна для осадочных пород, масса которых сцементирована каким-либо веществом – кремнеземом, известью, окислами железа и т.д. Рыхлая текстура характеризуется наличием хорошо заметных пор, разобщенностью частиц. Поры могут быть различны по величине и форме. Различают породы:

1. Мелкопористые, в которых поры едва заметны на глаз.

2. Крупнопористые - с размером пор от 0,5 до 2,5 мм.

3. Кавернозные -с крупными углублениями (кавернами), глубина и диаметр которых достигают несколько миллиметров. Последний вид пористости характерен для некоторых разновидностей известняка.

Окаменелости и отпечатки являются следами животных и растений, существовавших и захороненных здесь, часто присутствуют и остатки животных и растений.

Формы залегания осадочных пород очень типичны. Все они залегают в форме слоев (пластов). Слойность может быть горизонтальной – первичная форма залегания, наклонной или складчатой – вторичные формы залегания. Мощность слоев бывает различной, слои могут отличаться по цвету и минералогическому составу. Наблюдать слойность можно на отложениях в природных условиях.

Минералогический состав очень разнообразен. Наряду с первичными минералами (кварц, полевые шпаты, слюды) в осадочных породах широко распространены вторичные (карбонаты, гипс, лимонит, гематит, боксит, опал, глинистые минералы). Первичные (реликтовые) унаследованы от исходной породы. Вторичные образовались путем химического и биохимического осаждения вещества.

Цвет также может быть разнообразен, зависит от минералогического состава и климата. Белые тона обусловлены кварцем, каолином, карбонатами, хлоридами, сульфатами. Темные – окисью марганца, примесью органических веществ. Бурые, коричневые, красные – окисью железа. Зеленые, голубые – закисными формами железа. Породы, образовавшиеся в условиях холодного, влажного климата окрашены в светло-серые тона, красноватые тона характерны для пород теплого климата, черная и темно-серая окраска типична для болотных и озерных отложений.

Все осадочные горные породы по способу образования подразделяются на обломочные, глинистые, химические и биохимические.

1. Механические, или обломочные - представляют собой продукты механического разрушения магматических и метаморфических пород, оставшиеся на месте или перенесенные в виде твердых частиц ветром, водой или льдом. По величине твердых частиц (обломков) эти породы делятся на:

а) грубообломочные (псефиты) с размером обломков от 2 мм и более (до нескольких метров);

б) среднеобломочные, или песчаные (псаммиты), в составе которых преобладают частицы от 0,05 до 2 мм;

в) пылеватые (алевриты) с размером частиц от 0,01 до 0,05 мм.

Визуально определяется форма обломков, они могут быть окатанные или остроугольные.

Обломочные осадочные породы могут быть рыхлыми или сцементированными. Цементом являются различные химические соединения, просачивающиеся в растворенном состоянии в толщу породы и выпадающие здесь в осадок.

Под цементом понимается вещество, скрепляющее более крупный материал, от состава зависит прочность породы. Различают следующие виды цемента по химическому составу:

- кремнеземистый (очень прочный, светлый);

- карбонатный (вскипает от действия соляной кислоты);

- железистый (бурый);

- глауконитовый (зеленый);

- гипсовый (светлый, очень мягкий);

- глинистый (очень слабый) и др.

Грубообломочные породы состоят из обломков различных горных пород и отдельных крупных зерен минералов, диаметр которых более 2 мм. Петрографический и минералогический состав этих пород может быть очень различен. Он обусловлен петрографическим и минералогическим составом исходных горных пород и характером их выветривания. В зависимости от размеров и формы обломков все рыхлые грубо-обломочные породы делятся на валуны (окатанные обломки диаметром более100 мм); гальку (окатанные обломки диаметром от 2 до 10 мм); глыбы (остроугольные обломки диаметром более 100 мм); щебень (остроугольные обломки диаметром от 2 до 10 мм).

Среди сцементированных грубообломонных пород различают: конгломераты, состоящие из сцементированных окатанных обломков различных размеров; брекчии, представленные сцементированными остроугольными обломками, также различных размеров.

При изучении грубообломонных пород необходимо определить форму и размеры обломков, а также их петрографический и минералогический состав. Для сцементированных пород следует определить характер цемента. Известковый цемент вскипает при действии соляной кислоты; кремнеземистый – характеризуется очень высокой твердостью; железистый – окрашивает породу в красноватый или буроватый цвет.

Среднеобломочные, или песчаные породы (псаммиты). К этой группе относятся обломки породы, основная масса которых состоит из зерен от 0,05 до 2 мм.

Песчаные породы по величине зерен делятся на крупный песок (с диаметром частиц от 2 до 1 мм), средний песок (с диаметром частиц от 1 до 0,25 мм) и мелкий песок (с диаметром частиц от 0,25 до 0,05 мм).

Песчаные породы могут быть рыхлыми и сцементированными. Рыхлые песчаные породы называются песками, сцементированные – песчаники. По минералогическому составу выделяется несколько групп: кварцевые пески и песчаники; железистые пески и песчаники; аркозовые пески и песчаники и др. Цвет этих пород различен – белый, серый, желтый, зеленый и др. по своему происхождению они могут быть речные, озерные, морские, флювиогляциальные и эоловые. Все они являются очень распространенными почвообразующими породами.

Пылеватые породы, или алевриты представляют собой рыхлые и сцементированные мелкообломочные породы, в составе которых преобладают частицы от 0,01 до 0,05 мм, могут присутствовать в них и частицы размером до 0,1 мм. Эти породы занимают промежуточное положение между песками и глинами. Примером пылеватых образований служат лессы и лессовидные суглинки.

Классификация обломочных пород, основанная на размере обломков, их форме и делении на рыхлые и сцементированные, приведена в табл.2

Таблица 2