2.2.1. Состав и свойства осадочных пород

Осадочные породы очень разнообразны по химическому составу, но средний валовой состав их близок к таковому в магматических породах. Отличия заключаются лишь в том, что в них за счет биологических процессов, большей рыхлости, воздухо- и водопроницаемости сосредоточено большее количество углекислоты, углерода, воды; окисное железо преобладает над закисным; изменяется соотношение натрия и калия, на порядок выше содержание серы.

ОСАДОЧНЫЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

Оставшиеся на месте

(остаточные отложения

коры выветривания)

Перенесенные

Образованные за счет

жизнедеятельности организмов (продукты фотосинтеза)

Пирокластические породы

В виде твердых частиц

В виде

растворенного вещества

Продукты механического дробления, не измененные химическими и биохимическими процессами

Продукты механического дробления, измененные химическими и биохимическими процессами

Продукты механического дробле­ния

Продукты химического и биохи­мического выветривания

Отложенные за счет химических реакций

Отложенные при изменении термических условий

Отложенные за счет жизнедеятельности организмов и химических реакций (биохимические осадки)

Не измененные химическими

и биохимическими процессами

Измененные процессами

химического и биохимического

выветривания

Рис. 13. Схема генетической группировкиосадочных пород

Таблица 9

Классификация осадочных горных пород

Под-груп-па	Структура пород	Размер частиц, мм	Рыхлые обломки		Сцементированные обломки
			Окатан- ные	Неокатан- ные	Окатан-ные	Неока-танные
Обло-моч-ные	Грубо-обломочные – псефиты	>1000	Глыбы	Глыбы	Глыбо-вый кон-гломерат	Глыбо-вая брекчия
		100–1000	Валуны	Валуны	Валун-ный кон-гломерат	Валун-ная брекчия
		10–100	Галька	Щебень	Галечни-ковый конгло-мерат	Щебен-чатая брекчия
		1–10	Гравий	Дресва	Гравий-ный кон-гломерат	Дресвя-ная брек-чия
	Средне-обломочные (псаммиты)	0,5–1,0	Песок крупный		Песчаник
		0,25–0,5	Песок средний		Песчаник
		0,01–0,25	Песок мелкий		Песчаник
	Мелко-обломочные (пылеватые) –алевриты	0,005–0,01	Лессы, илы, лес- совидные породы		Алевролит
	Вулкано-генно-об-ломочные (пирокласти-ческие)	> 30	Вулканические бомбы		Вулканические брекчии, туфы, туффиты, туфоген-ные конгломераты, туфогенные песча-ники, вулканичес-кие песчаники
		10–30	Лаппили
		2–10	Вулканический гравий
		1–2	Вулканический песок
		< 1,0	Вулканический пепел

Окончание табл. 9

Под-группа	Струк-тура пород	Размер частиц, мм	Рыхлые обломки		Сцементированные обломки
			Окатан- ные	Неокатан- ные	Окатан-ные	Неока-танные
Гли-нистые	Глинис-тые (пелиты)	0,001–0,005	Глина грубая		Аргиллит
		< 0,001	Глина тонкая
Сме-шан-ного соста-ва	Суглинки (60–20)*				Алевролито-аргил-литы
	Супеси (< 20)*				Аргиллито-алевро-литы
Хими-ческие и био-хими-ческие	Глиноземистые (аллиты) – латериты, бокситы
	Кремнистые (силициты) – диатомиты, трепелы, опоки, кремни, яшмы
	Карбонатные – известковые туфы, известняки, мергели, доломиты
	Фосфатные – фосфориты
	Железистые – железные руды осадочного происхождения, железистые пески, железистые туфы, болотные руды, ортштейны, ортзанды
	Соляные (соли) – ангидрит, гипс, гажа, галит, соли смешанного состава
Орга-ноген-ные	Каустобиолиты – торф, сапропель, гумусовые угли (бурые и каменные), горючие сланцы, нефть

* В скобках указано относительное (%) содержание глинистого материала в породах.

Минеральный состав осадочных пород очень разнообразен. В них за счет процессов выветривания и преобразования формируется свой комплекс минералов. Поэтому, наряду с первичными (кварц, полевые шпаты, слюды и др.), в осадочных породах широко распространены вторичные минералы (карбонаты, гипс, лимонит, глинистые минералы и др.). Минералы осадочных пород находятся в разных состояниях (кристаллическом, аморфном и коллоидном). Они могут быть мономинеральными (каолинитовые и монтмориллонитовые глины, известняки) и полиминеральными (лессы, илы и др.).

Состав осадочных пород зависит от ряда причин:

– физических свойств минералов и материнских пород (плотность, твердость, размер и форма обломков и др.), влияющих на устойчивость к выветриванию, скорость и дальность переноса при том или ином способе транспортировки;

– химических свойств минералов и пород (растворимость, способность вступать в химические реакции и т.д.);

– физико-географических условий (климат, рельеф). Так, в условиях сухого и жаркого климата в замкнутых водоемах накапливаются соли. Во влажных тропиках формируются аллитные коры выветривания. При холодном континентальном климате в осадках часто накапливается обломочный материал.

Большинство осадочных пород проходит две фазы своего состояния: рыхлую (их называют осадками) и твердую (осадок превращается в твердый камень). Для рыхлых осадков характерны несвязное состояние слагающих их частиц и большое количество пор. Пористость для песков составляет 22–45% от объема осадка, для глин – доходит до 60%. Пористость присуща и твердым осадочным породам, но в меньшей степени, чем рыхлым породам. Например, если пористость мелкого песка 32%, то у такого же по величине зерна известковистого песчаника она составляет уже 28%.

Отличительной особенностью осадочных пород является то, что они залегают в форме слоев (пластов). Если формирование осадочной породы происходило в медленно текучей или стоячей воде, то слоистость характеризуется как горизонтальная, в иных условиях формируется косая, волнистая слоистость (рис. 14).

Рис. 14. Формы залегания осадочных горных пород:

а – горизонтальное; б – волнистое; в – косое

Нижняя поверхность слоя (пласта) называется подошвой, а верхняя кровлей. Расстояние между ними определяет мощность пласта (рис. 15).

Рис. 15. Элементы горизонтально залегающего слоя:

h – истинная мощность; a – видимая мощность; α – угол наклона рельефа

Цвет осадочных пород очень разнообразен и зависит от минерального состава. Светлые тона обусловлены карбонатами, хлоридами, сульфатами, кварцем, каолином; темные – органическими веществами, марганцем; бурые, коричневые, красные – окисью железа; зеленые, голубые – закисными формами железа.

Рис. 16. Отпечатки и окаменелости:

а – отпечатки граптолитов, б – отпечаток растения, в – окаменелости, г – окаменелости моллюсков

В условиях холодного влажного климата породы, как правило, имеют окраску от светло-серой до черной. Для субтропиков и тропиков характерна красная окраска пород. Во многих случаях в осадках и осадочных породах присутствуют органические остатки или следы жизнедеятельности организмов в виде окаменелостей и отпечатков (рис. 16).