41
§ 3. Осадочные горные породы
Осадочные горные породы покрывают почти всю поверхность Землипрерывистымчехлом. Осадочныепородыобразуютсяврезультате разрушенияипоследующегоотложенияразнообразныхпродуктоввыветривания магматических, метаморфических и осадочных (же) пород.
Образованиеосадочныхпородсвязаносэкзогеннымипроцессами, протекающими на поверхности Земли, в гидросфере и атмосфере.
Образованиеиизменениеосадочныхпородпредставляетсобойряд стадий:
I стадия– возникновениеисходныхпродуктовзасчетразрушения первичных пород (процессы выветривания) – стадия гипергенеза.
II стадия– переносиосаждениевещества– стадияседиментации
(накопления).
III стадия – превращение осадков в осадочные горные породы –
стадия диагенеза.
Последняястадиясостоитизнесколькихэтапов. Сначалапроисходит уплотнение осадков под весом вышележащих отложений, затем дегидратация (обезвоживание), в последнюю очередь происходит кри-
сталлизацияиотвердеваниеилицементация(окаменение) осадков. В
последнем случае, цементирующее вещество или выделяется из того же осадка, или приносится извне.
Всоответствиисусловиямиобразованияосадочныепородыделятсяначетырегенетическиегруппы: обломочныепороды, клинистыепороды, химические породы, органогенные породы.
Обломочные и глинистые породы образуются из механических осадков. Кобломочнымпородамотносятся: песок, гравий, глина, супесь, суглинок, песчаник, конгломерат.
Химическиеосадочныепородыобразуютсяизхимическихосадков коллоидных или истинных растворов. Выпадение осадков из растворов зависитотконцентрациирастворенноговеществаитемпературыраствора. К химическим породам относятся: галит, известняк, доломит, бокситы.
Органогенные породы образуются благодаря жизнедеятельности растительныхиживотныхорганизмов. Это: мел, известняк, уголь, нефть, янтарь.
Обломочные и глинистые породы характеризуются структурами,
различающимисяповеличинеиформезеренивзаимоотношенияммежду ними. Виды пород представлены в таблице 2.3. Кроме того, эти породы могутвстречатьсявнесцементированномисцементированномсостоянии. Поэтому дополнительно различают структуры цементаи типы цементации.
42
Таблица 2.3.
Классификация обломочных и глинистых пород
|
Размерзерен, мм |
Несцементированные |
|
|||
Структура |
Несвязные |
|
Сцементиро- |
|||
|
|
|
||||
танные |
Окатанные |
Связные |
ванные |
|||
|
|
Неока- |
|
|||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
>100- |
глыбы |
валуны |
- |
брекчия |
|
Грубообломочная |
1000 |
|
|
|
или |
|
100- |
щебень |
галька |
- |
|||
(псефитовая) |
конгломе- |
|||||
40 |
||||||
|
|
|
|
|
рат |
|
|
40-2 |
дресва |
гравий |
- |
||
|
|
|||||
Среднеобломочная |
2-0,05 |
песок различной |
- |
песчаник |
||
(псаммитовая) |
|
крупности |
|
|
||
Мелкообломочная |
0,05- |
|
|
супесь |
|
|
|
- |
лесс |
алевролит |
|||
(алевритовая) |
0,005 |
|
||||
|
|
алеврит |
|
|||
|
|
|
|
|
||
Тонкая |
<0,005 |
|
- |
суглинок |
аргиллит |
|
(пелитовая) |
|
глина |
||||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
Повзаимоотношениюзереницементаразличаютследующиетипы цементации (см. рис. 2.6):
1.Базальный(основной) цемент– составныечастиосадкарассеяны в ″растворе″, цементация механически очень прочная.
2.Контактовыйцемент(цементсоприкосновения) – развиттолько
вместах соприкосновения зерен, цементация непрочная.
3.Цемент пор – выполнение цементом пространства между соприкасающимися зернами, прочность различная.
По структуре самого цемента различают:
- беспорядочный полимиктовый цемент, состоящий из алевритовых и пелитовых частиц, прочность различная;
- аморфный мономинеральный однородный цемент (опаловый, фосфатный, железистый), очень прочный;
- беспорядочно-зернистый цемент, состоящий из беспорядочно расположенныхзеренодного минерала(кальцит, глинистыеминералы), прочность различная;
- цемент обрастания (корковый), когда минеральные зернышки цемента(кальцит, халцедон, фосфаты) обрастаютзернапородыилистенки пор, прочность различная.
43
Рис. 2.6. Виды цемента: а – базальный; б – контактовый; в – цемент пор; 1 – цементирующее вещество; 2 – частицы породы;3 – незаполненные поры.
Химические и органогенные породы подразделяются, в основ-
ном, по химическому составу, так как они, большей частью, мономинеральные, однородные. Эти породы являются наиболее растворимыми продуктами изменения первичных минералов.
Кгруппесобственнохимическихосадковотносятсяминеральные соли (галит, гипс, мирабилит), а также карбонатные, фосфатные и кремнистыепороды. Вобразованиипоследнихиногдаучаствуютмикроорганизмы, поэтомуихтрудноотделитьоторганогенныхпород(смешанный генезис). Процесс осадки солей наиболее интенсивно идет в условиях сухогоижаркогоклимата, когдаколичествоиспаряемойводызначительнопревышаетколичествоатмосферныхосадков. Например, взаливеКа- ра-Богаз-Гол, который отшнуровывается летом от Каспийского моря, за лето выпадает около 4,5 миллиардов тонн мирабилита.
Группуорганогенныхпородсоставляютскоплениятвердыхскелетныхостатковорганизмов. Похимическомусоставуониподразделяются на:
-карбонатныепороды(известняк, мел, ракушечник), которыеобразуются из остатков кораллов, моллюсков, водорослей;
-кремнистые породы(диатомит, трепел, опока), образовавшиеся из радиолярий, губок, водорослей;
-фосфатныепороды(фосфаты), образовавшиесяизраковиниостанков позвоночных животных.
Особаяподгруппаорганическихпород– горючиепороды, образованные углеводородами в различном состоянии. Здесь выделяются:
-угольный ряд – каменный уголь, торф, горючие сланцы, бурый
уголь;
-битумный ряд – нефть, асфальт, природный газ.
44
§4. Метаморфические горные породы
Метаморфизм (преобразование) – это вся совокупность эндоген-
ных физико-химических процессов, которые ведутк изменению горных породужепослеихобразования(см. рис. 2.7). Породыприэтомостаются в твердом состоянии, и только иногда переплавляются (крайняя степень метаморфизма – анатексис).
Преобразованиепроисходитподвлиянием высокихтемператур и давленийприучастииводы, водяныхпаров, иногда– другихрастворови газов, отделяющихся от магмы. При этом химический и минералогический состав пород, их свойства и внешний облик меняются: аморфный опал превращается в кристаллический кварц, лимонит – в гематит или магнетит. Одновременнопроисходитперекристаллизацияпороды: пористый известняк превращается в плотный кристаллический мрамор, рыхлый песок – в монолитный кристаллический кварцит, глина – в сланец.
Степеньметаморфизма, какиеговиды, различна. Существуютпостепенныепереходныеразностипреобразованияисходныхпородвметаморфические. Преобразование горных пород может происходить:
-наконтактеинтрузиисбоковымипородами– контактовыйме-
таморфизм;
-привоздействиигорячихгидротермальныхрастворовнастенки трещин, по которым движутся эти растворы – гидротермальный мета-
морфизм;
-врезультатеоченьвысокихдавлений, возникающихнаглубине–
динамометаморфизм;
-приучастиивсехэтихфакторовнабольшихпространствах– ре-
гиональный метаморфизм.
Типичныеметаморфическиепороды: кварциты, различныесланцы, филлиты, скарны, роговики, гнейсы.
Метаморфические породы имеют особые полнокристаллические структуры, возникающие при перекристаллизации вещества в твердом состоянии. Вгорныхпородахвсегдаимеетсякакое-токоличествоводыв кристаллическихрешеткахминераловивсвободномвиде. Приповышении температуры вода высвобождается и действует как растворитель, последовательнорастворяязернаминераловиотлагаядругиеминералыв другом месте.
Структуры метаморфических пород подразделяются на кристаллобластические, катакластические, реликтовые.
Кристаллобластическиеструктурыобразуютсяврезультатепе-
рекристаллизациииростакристалловвтвердомсостоянии. Взависимостиотдействующегодавления, вструктурахнаблюдаетсяориентировка зерен минералов (сланцеватая, чешуйчатая структуры).
45
Катакластические структуры возникают вследствие сильного одностороннегодавления, вызывающегодеформациюидроблениеминеральных зерен.
Реликтовые структуры сохраняют следы структуры первичных
пород.
Текстуры метаморфических пород:
-сланцеватая (тонкоплитчатая);
-полосчатая (ленточная, гнейсовая);
-массивная;
-очковая(агрегатысветлыхкрупныхминеральныхзеренвмелкозернистой основной массе;
-волокнистая (волокнистые минералы переплетаются между со-
бой);
-плойчатая (мелкие складки, похожие на гофрировку).
Рис.2.7. Схема образования изверженных, осадочных и метаморфических горных пород.