М.Д. Скурский Диагностические признаки и условия образования (фации) химических, биохимических и органогенных осадочных горных пород
.pdfМинистерство образования Российской Федерации Государственное учреждение
Кузбасский государственный технический университет Кафедра геологии
ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ И УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ (ФАЦИИ) ХИМИЧЕСКИХ, БИОХИМИЧЕСКИХ И ОРГАНОГЕННЫХ ОСАДОЧНЫХ ГОРНЫХ ПОРОД
Методические указания к лабораторным работам по курсам "Геология" и "Инженерная геология"
для студентов направлений подготовки 550100 "Строительство", 550600 "Горное дело", 551800 "Технологические машины и оборудование"
Составители М.Д. Скурский О.Е. Шестакова
Утверждены на заседании кафедры Протокол № 3 от 7.12.01
Рекомендованы к печати методической комиссией направления подготовки 550600 Протокол № 9 от 25.12.01
Электронная копия находится в библиотеке главного корпуса ГУ КузГТУ
Кемерово 2002
Курсы "Геология" и "Инженерная геология" предусматривают лабораторные работы по изучению диагностических признаков и условий образования химических, биохимических и биогенных осадочных горных пород. При выполнении данных работ студент должен классифицировать принадлежность выданных пород к конкретной генетической группе, подгруппе и определить характерные диагностические признаки (структуру, текстуру и др.) по приведенным ниже таблицам.
Таблица 1 Генетическая классификация химических, биохимических и биогенных (органогенных) осадочных горных пород
|
Группа |
Подгруппа |
Наименование |
|
1. |
Химические |
Галоидные |
породы |
Галит (каменная соль), сильвинит |
породы |
(эвапориты) |
|
|
|
|
|
Марганцевые |
оксид- |
Псиломелан-пиролюзитовые |
|
|
ные породы |
|
|
|
|
Сульфатные породы |
Гипс, ангидрид |
|
|
|
Карбонатные породы |
Известняк, магнезит, доломит |
|
|
|
Глинисто-карбонат- |
Мергель |
|
|
|
ные породы |
|
|
|
|
Кремнистые породы |
Яшма |
|
|
|
Глиноземистые поро- |
Латериты, бокситы |
|
|
|
ды |
|
|
|
|
Железистые породы |
Бурый железняк, гематитовые |
|
|
|
|
|
железистые кварциты, карбонат- |
|
|
|
|
ные железистые породы (сидери- |
|
|
|
|
ты), силикатные железистые леп- |
|
|
|
|
тохлоритовые (шамозитовые) по- |
|
|
|
|
роды |
2. |
Биохимиче- |
Фосфатные породы |
Фосфориты |
|
ские породы |
Карбонатные породы |
Мел писчий, доломит (отпечатки |
||
|
|
|
|
раковин), известняк (ракушеч- |
|
|
|
|
ник) |
|
|
Кремнистые породы |
Диатомит, опока |
|
3. Органогенные |
|
|
Бурый уголь, каменный уголь, |
|
(биогенные) по- |
|
|
липтобиолиты, горючие сланцы, |
|
роды |
|
|
торф |
|
Таблица 2
Диагностические признаки и условия образования (фации) химических, биохимических и биогенных (органогенных) осадочных пород
Группа. |
|
|
Диагностические признаки |
|
|
||
Подгруппа. |
|
|
|
|
цвет, прозрачность, твердость, |
Условия |
|
Название породы. |
структура |
текстура |
|
плотность, морфология, реак- |
образования |
||
Химическая |
|
|
|
|
ция с HCl, черта, излом и др. |
(фации) |
|
формула |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
3 |
|
4 |
5 |
|
|
|
|
Химические |
породы |
|
|
|
|
|
Галоидные или соляные породы (эвапориты) |
|
|
|||
Каменная соль (га- |
Кристаллически- |
Однородная |
(мас- |
Бесцветный, белый, красный, |
Лагунная, |
озер- |
|
лит NaCl) |
зернистая |
(мел- |
сивная, сплошная), |
розовый, желтый, яркий синий, |
ная, морская |
|
|
|
ко-, средне-, круп |
неоднородная |
|
темно-серый; блеск стеклян- |
|
|
|
|
нозернистая) |
(слоистая) |
|
ный, жирный; соленый на вкус; |
|
|
|
|
|
|
|
|
чертится ногтем; иногда по- |
|
|
|
|
|
|
|
ристый; кристаллы кубичес- |
|
|
|
|
|
|
|
кие, агрегаты кристалличес- |
|
|
|
|
|
|
|
кие, рыхлые корковые, плот- |
|
|
|
|
|
|
|
ные; спайность совершенная; |
|
|
|
|
|
|
|
хрупок |
|
|
Сильвинит (сильвин |
Кристаллически- |
Однородная |
(мас- |
Молочно-белый, красноватый, |
Лагунная, |
озер- |
|
КCl) |
зернистая |
(мел- |
сивная, сплошная), |
ярко-красный, красно-бурый, |
ная, морская |
|
|
|
ко-, средне-, круп |
неоднородная |
|
голубоватый; твердость 2; чер- |
|
|
|
|
нозернистая) |
(слоистая) |
|
тится ногтем; горько-соленый; |
|
|
|
|
|
|
|
|
облик кристаллов кубический; |
|
|
|
|
|
|
|
агрегаты кристаллические |
|
|
Продолжение табл. 2
|
1 |
|
2 |
|
|
3 |
|
4 |
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
Марганцевые оксидные породы |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||||||
Псиломелан |
Кристаллически- |
Конкреционная, |
Цвет темно-серый, иногда чер- |
Коры |
выветрива- |
|||||||
mMnO·MnO2·nH2O |
зернистая, |
скры- |
почковидная, |
по- |
ный, часто пятнистый с сине- |
ния |
(элювиаль- |
|||||
пиролюзит MnO2· |
токристалличес- |
ристая |
|
|
ватой побежалостью; блеск ме- |
ные); озерные, бо- |
||||||
|
|
кая, |
колломорф- |
|
|
|
таллический; излом зернистый |
лотные, |
морские |
|||
|
|
ная (коллоидаль- |
|
|
|
или землистый; черта черная с |
(прибрежные), |
|||||
|
|
ная), |
пизолито- |
|
|
|
коричневатым оттенком; мара- |
дельтовые, |
мор- |
|||
|
|
вая |
(бобовая), |
|
|
|
ет или не марает руки |
ские |
эффузивно- |
|||
|
|
порошковатая, |
|
|
|
|
осадочные |
|
||||
|
|
оолитовая |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сульфатные породы |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||||||
Гипс CaSO4·2Н2О |
Кристаллически- |
Однородная |
(мас- |
Белый, часто прозрачный, се- |
Озерная, морская, |
|||||||
Примеси: |
глини- |
зернистая |
(тон- |
сивная, |
сплошная, |
рый, розовый, медово-желтый, |
лагунная |
в |
усло- |
|||
стое, органическое |
ко-, средне-, мел- |
плотная), неодно- |
черный; блеск стеклянный; |
виях |
|
аридного |
||||||
вещество |
(пахучий |
козернистая), во- |
родная |
(пятнистая, |
твердость 1,5-2, чертится ног- |
климата; |
|
коры |
||||
и вонючий гипс) |
локнистая |
|
слоистая) |
|
тем; спайность весьма совер- |
выветривания, |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
шенная; плотность 2,3 г/см3; |
вулканогенная |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
агрегаты: пластинчатые, во- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
локнисто-игольчатые, зернис- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тые, сферолитовые |
|
|
|
|
Продолжение табл. 2
1 |
|
2 |
|
|
3 |
|
|
4 |
5 |
|
|
|
|
|
|
Сульфатные породы |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Ангидрит CaSO4 |
Кристаллически- |
Однородная |
(мас- |
Синеватый, голубовато-серый, |
Лагунная, |
озер- |
|||||
|
зернистая |
(мик- |
сивная, |
сплошная), |
буровато-серый, стеклянный, |
ная, морская |
|||||
|
ро-, тонкозернис- |
неоднородная |
(по- |
иногда перламутровый отлив; |
|
|
|||||
|
тая) |
|
|
лосчатая, |
конкре- |
тяжелее карбонатов, "легкий |
|
|
|||
|
|
|
|
ционная, |
слоистая); |
шпат"; плотность 2,3 г/см3; |
|
|
|||
|
|
|
|
вторичные |
тексту- |
твердость 3-5, не царапается |
|
|
|||
|
|
|
|
ры перекристалли- |
ногтем; спайность совершен- |
|
|
||||
|
|
|
|
зации: |
|
линзовид- |
ная; толстотаблитчатый, приз- |
|
|
||
|
|
|
|
ная, |
желваковая |
матический, грани исштрихо- |
|
|
|||
|
|
|
|
(желвакообразная, |
ваны; агрегаты зернистые, ино- |
|
|
||||
|
|
|
|
очковая), |
сфероли- |
гда шестоватые, сахаровидные |
|
|
|||
|
|
|
|
товая |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Карбонатные породы |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Известняк (кальцит |
Кристаллически- |
Однородная |
(мас- |
Различные цвета, преимущест- |
Морская, |
лагун- |
|||||
CaCO3) |
зернистая |
(мел- |
сивная, |
|
плотная), |
венно белый; блеск стеклян- |
ная, озерная (из- |
||||
|
ко-, среднезер- |
компактная |
|
(со- |
ный; бурно вскипает с соляной |
вестняки |
тонкос- |
||||
|
нистая), |
колло- |
ставные |
|
части |
не |
кислотой; твердость 3; плот- |
лоистые, |
тонко- |
||
|
морфная, |
ооли- |
различимы), |
кон- |
ность 2,68 г/см3; не чертится |
зернистые) |
|||||
|
товая |
(округлые |
креционная, |
полос- |
ногтем, но нож врезается; |
|
|
||||
|
зерна), |
пизоли- |
чатая, |
пятнистая, |
спайность совершенная; излом |
|
|
||||
|
товая |
(оолиты |
слоистая, |
натечная |
землистый, раковистый, зерни- |
|
|
||||
|
более |
2 |
мм в |
(сталактиты, ста- |
стый |
|
|
||||
|
диаметре) |
|
лагмиты), беспоря- |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
дочная |
|
|
|
|
|
|
|
Продолжение табл. 2
1 |
2 |
|
|
3 |
|
|
4 |
5 |
|
|
|
|
|
Карбонатные породы |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|||
Магнезит MgCO3 |
Колломорфная |
Натечная, |
массив- |
Цвет белый с желтоватым или |
Морская, |
соля- |
|||
(цветная капуста) |
|
|
|
ная |
|
сероватым |
оттенком; блеск |
ных озер; кор вы- |
|
|
|
|
|
|
|
стеклянный; |
фарфоровидные |
ветривания |
|
|
|
|
|
|
|
метаколлоидные массы; с со- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ляной кислотой не реагирует; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
твердость 3,5-4,4; не чертится |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ногтем, но нож врезается; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
плотность 2,8 г/см3 |
|
|
|
Доломит |
Кристаллически- |
Слоистая |
(иногда |
Очень похож на известняк; ок- |
Морская |
(мор- |
|||
СаMg(CO3)2 |
зернистая |
(мик- |
тонкослоистая), |
рашен в светлые оттенки жел- |
ские отмели), ла- |
||||
|
ро-, тонкозерни- |
массивная, |
порис- |
товатого, розоватого, красно- |
гунная, озерная |
||||
|
стая); |
пелито- |
тая, почковидная, |
ватого, серовато-белого, зеле- |
|
|
|||
|
морфная, |
|
моза- |
шаровидная, ячеи- |
новатого и др. тонов, бесцвет- |
|
|
||
|
ичная, |
оолито- |
стая |
|
ный; в соляной кислоте разла- |
|
|
||
|
вая, инкрустаци- |
|
|
гается с трудом, только на бо- |
|
|
|||
|
онная |
(корки |
|
|
розде в порошке; твердость |
|
|
||
|
карбонатов, |
опа- |
|
|
3,5-4; не чертится ногтем, но |
|
|
||
|
ла – SiO2, фосфа- |
|
|
нож врезается; плотность 2,8- |
|
|
|||
|
тов) |
|
|
|
|
2,9 г/см3; спайность совершен- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ная; блеск стеклянный; ромбо- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
эдры или угловатые зерна; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
примеси кальцита, гипса, ан- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
гидрита, халцедона, глинистого |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вещества |
|
|
|
Продолжение табл. 2
|
1 |
|
2 |
|
|
3 |
|
4 |
5 |
|
|
|
|
|
|
Глинисто-карбонатные породы |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||||
Мергель |
(известняк |
Кристаллически- |
Однородная |
(мас- |
Цвет пестрый, серый светлых |
Морская, озерная |
||||
глинистый, |
глина |
зернистая |
(мел- |
сивная, |
сплошная, |
тонов, но встречаются яркие |
(озерные и мор- |
|||
известковая) |
ко-, тонкозернис- |
неслоистая), |
неод- |
красные, коричневатые, фиоле- |
ские глубоковод- |
|||||
Состав: |
|
кальцит, |
тая), пелитокрис- |
нородная (горизон- |
товые; вскипает с соляной ки- |
ные илы) |
|
|||
глинистых |
частиц |
таллическизер- |
тально-слоистая, |
слотой; чертится ногтем |
|
|
||||
45-75 %, в некото- |
нистая, пелито- |
пятнистая) |
|
|
|
|
||||
рых мергелях опала |
морфная |
|
|
|
|
|
|
|
||
до 50-70 % |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Кремнистые породы |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Яшма |
|
|
Скрытокристал- |
Неслоистая, |
пятни- |
Цвет темный, красный, зелено- |
Морская (продукт |
|||
Состав: кварц, хал- |
лическая, |
тонко- |
стая, полосчатая, |
ватый, желтоватый, коричнева- |
вулканической |
|
||||
цедон, |
различные |
зернистая |
|
плотная |
(компакт- |
тый, черный; излом ракови- |
деятельности |
в |
||
примеси |
|
|
|
|
ная) |
|
|
стый; твердость 7; не чертится |
подводных усло- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ногтем; царапает стекло; очень |
виях) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
твердая; иногда обильные сле- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ды радиолярий (одноклеточ- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ных) |
|
|
Продолжение табл. 2
1 |
|
|
2 |
|
|
3 |
|
4 |
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
Глиноземистые породы |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Латериты |
(каоли- |
Оолитовая, |
бо- |
Однородная |
Цвет темно-красный, розовый, |
Коры |
выветрива- |
|||||
нит, |
гиббсит |
бовая (пизолито- |
|
|
белый, серый, пятнистый, |
ния |
|
|
||||
Al2O3·3H2O, гидрар- |
вая), |
колло- |
|
|
оранжевый; твердые и рыхлые; |
|
|
|
||||
гиллит Al(OH)3) |
морфная |
|
|
|
иногда с поверхности покрыты |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
черной коркой; часты крупные |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
пустоты с глиной, гиббситом, |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
гидраргиллитом |
|
|
|
|
|
Бокситы |
|
Пизолитовая (бо- |
Однородная (плот- |
Часто сходны с латеритом мак- |
Неглубокое |
море |
||||||
Минералы: |
диаспор |
бовая), |
оолито- |
ная, |
массивная), |
роскопически; цвет красный, |
(мелководные |
|||||
НAlO3, |
бемит |
вая |
(шаровид- |
редко |
неоднород- |
коричневый, зелено-серый, се- |
шельфовые), |
мел- |
||||
AlОOH, гидраргил- |
ная), |
гелевая |
ная (слоистая, кон- |
рый, почти черный, белый; из- |
кие озера; озерно- |
|||||||
лит Al(OH)3, гидро- |
(коллоидальная), |
креционная) |
лом раковистый; плотные или |
болотная, долин- |
||||||||
ксиды железа (ли- |
пелитовая, |
гра- |
|
|
яшмовидные, реже рыхлые, |
ная, |
лагунная, |
|||||
монит), оксиды же- |
велитовая песча- |
|
|
глиноподобные; |
царапают |
карстовая; |
коры |
|||||
леза (гематит Fe2О3, |
никовая |
|
|
|
стекло, дают на фарфоровой |
выветривания |
||||||
магнетит Fe3О4) |
|
|
|
|
|
пластине |
буро-коричневую |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
черту; не вскипают с соляной |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
кислотой; иногда магнитные |
|
|
|
||
Продолжение табл. 2
|
1 |
|
2 |
|
3 |
4 |
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
Железистые породы |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Бурый |
железняк |
Оолитовая, |
бо- |
Ячеистая, |
конкре- |
Цвет бурый; агрегаты рыхлые, |
Морская |
(при- |
|||
(гетит Fe2О3·H2O, |
бовая, землистая |
ционная, |
почко- |
землистые, часто |
кавернозные |
брежно-шельфо- |
|||||
лимонит |
|
|
|
|
видная, |
корковая, |
с жеодами |
|
вая), озерная, бо- |
||
Fe2О3·пH2O |
|
|
|
плотная, |
пористая, |
|
|
лотная; коры вы- |
|||
|
|
|
|
|
"жеодистая" |
|
|
ветривания |
|
||
Гематитовые |
желе- |
Тонкозернистая |
Однородная, по- |
Цвет железо-черный до сталь- |
Морская |
|
|||||
зистые |
кварциты |
|
|
лосчато-микросло- |
но-серого; просвечивает густо- |
|
|
|
|||
(гематит |
|
Fe2О3, |
|
|
истая |
|
красным цветом; черта вишне- |
|
|
|
|
примеси |
магнетита, |
|
|
|
|
во-красная |
|
|
|
|
|
кварца) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Карбонатные |
желе- |
Мелко-, микро- |
Слоистая, |
конкре- |
Цвет серый, светлый, голубо- |
Болотная, |
озер- |
||||
зистые |
породы – |
зернистая |
|
ционная (сфероли- |
ватый, черный, темно-бурый; |
ная, |
прибрежно- |
||||
сидериты (сидерит |
|
|
товая) |
|
при окислении |
переходит в |
морская, лагунная |
||||
FeСО3) |
|
|
|
|
|
|
гидроксиды железа (гидроге- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тит) |
|
|
|
|
Силикатные |
желе- |
Оолитовая, |
пи- |
Однородная |
Цвет зеленовато-темно-серый с |
Болотная, |
мор- |
||||
зистые |
породы |
золитовая (бобо- |
|
|
переходом в бурый, зеленый; |
ская |
(прибреж- |
||||
(лептохлоритовые, |
вая), сгустковая |
|
|
содержит бурый железняк, си- |
ная), дельтовая |
||||||
шамозитовые - алю- |
(пелитоморфная |
|
|
дерит, кальцит |
|
|
|
|
|||
могидросиликаты |
на фоне мелко- |
|
|
|
|
|
|
|
|||
железа) |
|
|
зернистой), |
мел- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
козернистая, |
че- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
шуйчатая |
|
|
|
|
|
|
|
|
Продолжение табл. 2
|
1 |
|
|
2 |
|
|
3 |
|
4 |
5 |
|
|
|
|
|
|
Биохимические породы |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
Фосфатные породы |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Фосфориты |
(апатит |
Зернистая, скры- |
Желваковая |
(кон- |
Цвет белый, серый, черный, |
Морская |
мелко- |
||||
Са5(РО4)3F,Cl |
токристалличес- |
креционная), |
плот- |
иногда с зеленоватым, бурова- |
водная |
(шельфо- |
|||||
Примеси: |
пески, |
кая, |
землистая, |
ная, натечная, кон- |
тым оттенком; фосфориты ца- |
вая), лагунная |
|||||
глины |
глауконито- |
колломорфная, |
центрически-скор- |
рапаются ножом |
|
|
|||||
вые, мергели, каль- |
органогенная, |
луповатая, |
корко- |
|
|
|
|||||
цит, |
органические |
конгломерато- |
вая, |
шаровидная |
|
|
|
||||
остатки |
|
вая, |
галечная, |
(полусферические |
|
|
|
||||
|
|
|
оолитовая |
и сферические аг- |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
регаты); |
массив- |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
ная, |
неориентиро- |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
ванная |
(неслоис- |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
тая) или ориенти- |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
рованная |
(слоис- |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
тая) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Карбонатные породы |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Мел писчий (каль- |
Органогенно-де- |
Неслоистая, |
одно- |
Цвет белый; сильно вскипает с |
Морская |
(шель- |
|||||
цит СаСО3) |
|
тритовая, микро- |
родная, |
беспоря- |
соляной кислотой; чертится |
фовая часть моря) |
|||||
|
|
|
зернистая |
дочная |
(беспоря- |
ногтем; излом землистый; сло- |
|
|
|||
|
|
|
|
|
дочное расположе- |
жен из мелких частиц порош- |
|
|
|||
|
|
|
|
|
ние составных час- |
коватого кальцита, раковин, |
|
|
|||
|
|
|
|
|
тиц, без их ориен- |
водорослей; руки марает |
|
|
|||
|
|
|
|
|
тировки) |
|
|
|
|
|
|