Уламкові осадовігірські породи уламкові осадові гірські породи - стор
Мал. 7. Класифікація осадових гірських порід за походженням
1.5.2.1. Уламкові осадові гірські породи
Уламкові осадові гірські породи утворилися в результаті механічного накопичення уламків гірських породи, що раніше існували.
Уламкові породи складаються з уламків різноманітних порід та мінералів. Мінеральний склад уламків, що входять до уламкових пород, різний і не є визначальним у найменуванні цієї підгрупи порід. Для них важливо встановити структуру, що визначається головним чином величиною та формою уламків та наявністю цементу.
За складом цемент може бути:
залізистий та ін.
Крім простого цементу, зустрічається складний (поєднання двох або більше речовин, що цементують). Цементи зазвичай визначаються легко: вапняний – за реакцією з соляною кислотою, крем'янистий – за високою твердістю та слабо-жирним блиском, залозистий – по бурому забарвленню, глинистий – за порівняно легкою розмокальністю, бітумінозний – за запахом і т.д.
Відповідно до величини уламків виділяються такі види порід (табл. 7):
1) великоуламкові (розмір переважаючих уламків 2 мм),
2) середньоуламкові (0,1-2 мм),
3) дрібноуламкові, або пилуваті (1. Великоуламкові породи (псефіти, псефос, грецьк. – камінчик) – породи, що складаються з уламків розміром від 2,0 мм до декількох метрів у діаметрі.
Залежно від структури та текстури виділяються такі великоуламкові породи:
Глиби – скупчення незграбних уламків розміром понад 100 мм у поперечнику.
Щебінь – скупчення незграбних уламків розміром від 100 до 10 мм у поперечнику, а дерева – від 10 до 2 мм.
Залягають брили, щебінь, дерева зазвичай поблизу корінних порід, з яких вони утворилися.
Основні осадові уламкові породи
Структура та найменування порід
з уламків неокатаних
з уламків обгорнутих
Валунник – скупчення валунів, обгорнутих уламків діаметром понад 100 мм. Валуни утворюються при окочуванні брил водами. Валунник розвинений у гірських долинах і вздовж скелястих берегів морів та океанів.
Галечник – скупчення галек – обкатаних уламків діаметром від 100 до 10 мм.
Гравій – скупчення обкатаних уламків діаметром від 10 до 2 мм.
Галечник і гравій утворюються в результаті стирання і обгортання брил, валунів, щебеню водою, що рухається, річок, озер, морів. Несомі річкою уламки обгортаються, набуваючи яйцеподібної форми, а озер і морів, що пересуваються хвилями, стираються, набуваючи частіше лепешкообразную (плоску) форму.
Галька, гравій, щебінь, валуни, брили використовуються як будівельний матеріал. До їх відкладень нерідко присвячені розсипи алмазів, золота та платини.
Брекчія - великоуламкова порода, що складається зі зціментованих гострокутних уламків (брил, щебеню, дресви). Уламки як у мінералогічному складу, і за розміром може бути як однорідними, і різнорідними (рис. 8а).
Конгломерат - крупноуламкова порода, що складається зі зціментованих обкатаних уламків (гальок, гравію, валунів). Склад уламків, їх розмір, цемент можуть бути різними. Вони використовуються як будівельний матеріал (рис. 8б).
При визначенні великоуламкових порід слід враховувати:
1) розміри уламків, межі коливань їх діаметрів та переважний розмір;
2) форму уламків;
3) склад уламків;
4) у разі сцементованих порід необхідно також відзначати склад цементу, міцність та щільність цементації.
2. Середньоуламкові(Псамітові) породи. До них відносяться піски та пісковики (псамос, грец. - Пісок).
Піски - пухкі з розміром зерен від 2 до 0,05 мм, пісковики - тієї ж величини уламки, що зціментовані між собою.
Залежно від величини уламків піски та пісковики поділяються:
на крупнозернисті (1-2 мм),
крупнозернисті (0,5-1 мм),
середньозернисті (0,25-0,5 мм),
дрібнозернисті (0,1-0,25 мм).
За складом піски найчастіше кварцові (кварц – найбільш стійкий мінерал). До кварцових зерен можуть домішуватися зерна польових шпатів, слюди, глауконіту, кальциту, магнетиту, оксидів заліза та ін.
Пісковики в залежності від складу цементу можуть бути
глинистими та ін.
Кремнисті пісковики, що складаються з кварцових зерен, є найміцнішими. Глинисті пісковики (які містять у цементі переважно глинисті речовини) м'які, легко розмокають, розпадаються при морозі. Вапняні пісковики як цементуюча речовина мають карбонат кальцію, нерідко з домішками доломіту. Чим краще цемент розкристалізований, тим міцніший піщаник.
Щільність пісків 2,6-2,80 г/см3. Пористість пісків у пухкому стані від 27 до 62%. Колір пісків і пісковиків залежить від кольору переважних уламків і від кольору речовини, що цементує (окисли заліза забарвлюють їх в охристо-жовті кольори).
Піски за походженням можуть бути:
До пісків і пісковиків нерідко присвячені багаті розсипи золота, платини, магнетиту, алмазу. Кварцові піски та пісковики застосовуються у скляній, абразивній, керамічній та металургійній промисловості. Піски та пісковики використовуються також для будівельних цілей.
3. Дрібнооб ломочні, або пилуваті (алевритові), породи. Представниками алевритових порід є леси, суглинки, супіски. Перші з них відносяться до дрібнозернистих алевритів (алеврон, франц. - Борошно), другі - до крупнозернистих. Утворення їх пов'язане з діяльністю вітру, тимчасових та постійних потоків.
1.5.2.2. Хімічні та органогенні осадові породи
Хімічні осадові породи утворюються шляхом випадання водних розчинів хімічних опадів. До цих пород відносяться: різні вапняки, вапняний туф, доломіт, ангідрит, гіпс, кам'яна сіль та ін. Загальною особливістю є їх розчинність у воді та тріщинуватість.
Органогенні осадові породи утворюються внаслідок накопичення та перетворення залишків тваринного світу та рослин, відрізняються значною пористістю, розчиняються у воді. До органогенних пород відносяться: вапняк-черепашник, діатоміт та ін.
Переважна більшість порід цих двох груп мають змішане (біохімічне) походження.
Групи хімічних та органогенних порід зазвичай поділяються на підгрупи за складом:
Особливо виділяються горючі породи, або каустобіоліти.
Вапняк - порода, що складається з мінералу кальциту. Він визначається бурхливо протікає реакції з HСl. Колір білий, жовтий, сірий, чорний. Вапняки бувають органогенного та хімічного походження.
Органогенні вапняки складаються із залишків організмів, які рідко зберігаються повністю, частіше вони роздроблені і змінені наступними процесами. Якщо вапняк складається з цілих раковин, його називають вапняк-черепашник, а якщо з битих - вапняк детритус.
Різновидом органогенного вапняку є крейда, що складається головним чином з найдрібніших раковин форамініфер, порошкового кальциту та панцирів.найпростіших мікроскопічних морських водоростей. Крейда – біла земліста порода, що широко використовується як сировина для портландцементу, побілочного матеріалу та крейди.
Вапняки хімічного походження зустрічаються у вигляді щільних тонкозернистих мас:
оолітові вапняки - скупчення дрібних кульок шкаралупуватий або радіально-променистої будови, з'єднаних вапняним цементом;
вапняний туф (травертин) – сильнопориста порода, що утворюється в місцях виходу на земну поверхню багатих на розчинене двовуглекисле вапно підземних вод, з яких при випаровуванні вуглекислоти або при охолодженні води швидко випадає надлишок розчиненого вуглекислого кальцію;
Натічні утворення кальциту - сталактити, сталагміти (рис. 9).
Вапняки застосовуються як будівельний матеріал, добрива, в цементній промисловості, в металургії (як флюс).
Доломіт CaMg(CO 3 ) 2 – складається з мінералу тієї самої назви. Зовні схожий на вапняк, відрізняється від нього реакцією із соляною кислотою (реагує в порошку), жовтувато-білим, іноді буруватим кольором, більшою твердістю (3,4–4). Доломіт утворюються в морських басейнах головним чином як вторинні продукти за рахунок вапняків: розчинений у воді магній взаємодіє і вступає в поєднання з кальцитом вапняку. Цей процес, званий доломітизацією, веде до знищення органічних залишків. Для доломітів не типова тонка шаруватість; вони часто складають потужні скельні скелі. Доломіти застосовуються як флюс, вогнетрив і для добрив.
Мергель – вапняно-глиниста порода, що складається з кальциту та глинистих частинок (30–50 %). Колір її палево-жовтий, коричнево-жовтий, білий, сірий. Зовні мергель мало відрізнятиметься від вапняку; розпізнається вінза характером реакції з соляною кислотою, від краплі якої на поверхні мергелю залишається брудно-сира або оббілена пляма, обумовлена концентрацією на місці реакції глинистих частинок. Утворюється мергель у морях та озерах (рис. 10).
Kpe уявні породи
Вони можуть бути і хімічного (кремнистий туф), і органогенного походження (кремінь, діатоміт, опока).
Кремнистий туф (гейзерит) складається з пористої (рідше щільної) маси опала. Колір породи світлий, іноді строкатий. Утворюється туф при виході поверхню гарячих джерел, у питній воді яких розчинений кремнезем.
Кремінь - тонкозернистий плямистий або полосчастий агрегат халцедону, прихованого кристалічного різновиду кварцу. Утворюється з скелетних залишків крем'яних організмів, що розпалися, тобто з гелю кремнезему, який, поступово втрачаючи воду і ущільнюючись, перетворюється на опал і потім на халцедон. Часто містить включення органічних залишків. Колір переважно сірий до чорного або бурий, зустрічається у вигляді конкрецій (жовна) у крейдових вапняках, ніколи не утворюючи зв'язкових пластів. У кам'яному столітті кремінь завдяки високій твердості (рівній 7) служив важливим матеріалом для виготовлення зброї та знарядь праці. В даний час використовується як шліфувальний та полірувальний матеріал.
Діатоміт – пориста, легка, біла, світло-жовта пухка або зцементована порода, що легко розтирається в тонкий порошок, жадібно поглинає воду. Складається із дрібних опалових шкаралупок діатомових водоростей, скелетів радіолярій та голок губок, зустрічаються зерна кварцу, глауконіту, глинистих мінералів. Застосовується як фільтруючий матеріал для отримання рідкого скла. Утворюється діатоміт з діатомового мулу, що знаходиться на дні озер та морів.
Опока – кремниста, пориста порода білого,сірого, чорного кольору, що часто має раковистий злам. Найбільш тверді її різновиди при ударі розколюються з характерним дзвінким звуком. Вона складається з зернят опала і незначної домішки залишків крем'яних скелетів організмів, зцементованих крем'янистою речовиною.
Серед порід цієї підгрупи найбільш поширені сидерит (FeCO 3 – залізний шпат) та лимоніт.
Лімоніт - механічна суміш гідроокислу заліза з піщаним або глинистим матеріалом. На вигляд це найчастіше бобові (оолітові) або натічні маси. Колір жовтий, бурий, накопичується в болотах та озерах, тому часто називається болотяною або озерною рудою.
З галоїдних порід найбільш поширена кам'яна сіль, що складається з мінералу галіту (NaCl), в природі вона зазвичай пофарбована в сірий, рудо-жовтий або червонуватий колір. Кам'яна сіль зазвичай залягає шарами, має крупнозернисту структуру та блищить на сонці. Третина всієї солі, що видобувається, йде в їжу людям і тваринам, решта використовується в промисловості, для технічних цілей. У родовищі шари кам'яної солі часто чергуються з шарами сильвіна (KCl).
Найбільш широко поширені гіпс та ангідрит. Вони утворюються при випаданні з водних розчинів у мілководних озерах, лагунах посушливих зон, де завдяки інтенсивному випаровуванню виникають перенасичені розчини.
Галоїдні та сірчанокислі солі залягають зазвичай у вигляді пластів серед глинистих порід; останні їх оберігають від розчинення підземними водами.
Ангідрит (CaSO 4 ) – так називається як сама соляна порода, так і мінерал, що складає її, схожа на кам'яну сіль, білувато-сірого, жовтуватого, блакитного кольору, але має дрібнозернисту структуру і не має солоного смаку. Застосовується у виробництві мінеральних добривта у будівництві. Ангідритові шари становлять небезпеку при будівництві тунелів, тому що при надходженні води вони дуже розбухають і внаслідок цього можуть стиснути стіни тунелю.
У складі фосфоритів спостерігаються домішки кварцу, кальциту, глауконіту, залишки радіолярій, діатомей та інших органічних речовин. Фосфатні породи зустрічаються у вигляді конкрецій та пластів. Утворюються вони як хемогенним, і біогенним шляхом у морях і континентах (в озерах, болотах, печерах). У морях фосфорити виникають при випаданні хімічного осаду на глибинах від 50 до 150 м-коду . Колір фосфоритів сірий, чорний. Застосовуються як сировина для добрива (суперфосфат) та отримання фосфору.
Це велика група горючих вуглецевих порід органічного складу та органогенного походження, і тому, згідно з суворим визначенням, не є справжніми гірськими породами. Але, з іншого боку, вони є складовою твердої земної кори і частково бувають змінені настільки, що їх органічну природу вже неможливо встановити, тому їх зараховують до осадових пород.
Каустобіоліти виникають шляхом вуглефікації скупчень рослинного матеріалу. Процес вуглефікації полягає у поступовому підвищенні відносного вмісту вуглецю в органічній речовині внаслідок його збіднення киснем (і меншою мірою воднем). Підвищені тиску та температури, пов'язані з горотворчими та вулканічними процесами, викликають діагенетичні та метаморфічні перетворення вугілля.
Каустобіоліти бувають твердими (торф, буре вугілля, кам'яне вугілля, антрацит, графіт, горючі сланці, асфальт, озокерит), рідкими (нафта) та газоподібними (горючі гази). Властивості твердих каустобіолітів наведено у табл. 8.