Осадочные горные породы Л В Пустовалов 1940 СССР

Осадочные горные породы Л. В. Пустовалов (1940, СССР). Осадочные горные породы это геологические образования, представляющие собой скопления минеральных и органических или же тех и других продуктов, возникшие на поверхности литосферы и существующие в термодинамических условиях, характерных для поверхностной части земной коры.

Классификация осадочных пород по минеральному составу и происхождению по М. С. Швецову, 1934 Обломочные и пирокластические Глинистые Хемогенные и биогенные

Обломочные или кластогенные породы

Аллотигенные компоненты К ним относятся: реликтовый материал, унаследованный от материнских пород, подвергающихся выветриванию; гипергенный материал, формирующийся в результате гипергенеза в корах выветривания; вулканический материал, поставляемый на поверхность в результате эксплозивной деятельности вулкана; космический материал. Примеры пород, состоящих преимущественно из аллотигенного материала: песчаник, алевролит, конгломерат.

ОБЛОМОЧНЫЕ ПОРОДЫ, ИЛИ КЛАСТОЛИТЫ Обломочными породами, или кластолитами, следует считать осадочные породы с обломочной структурой и кварцсиликатным составом (за исключением тонкодисперсных, глинистых пород) (Фролов, 1993). Генетически, т. е. по происхождению, минералы и горные породы, составляющие обломки - это более древние относительно данного осадочного цикла минералы и породы. Ø Ø разрушения более древних пород, перемещения продуктов разрушения под действием различных агентов трансформации в процессе перемещения (дробление, истирание, окатывание) отложения.

Строение обломочной породы

Составные части грубообломочных пород Р. С. Безбородов, 1989

Цемент Цементирующая масса, или цемент обломочных пород - это вещество, заполняющее промежутки между зернами и обломками в породах, превращающее рыхлый осадок в обломочную породу (Геологический словарь, 1955). Цемент представлен вторичными (аутигенными), в основном диагенетическими и катагенетическими минералами, которые показывают историю становления и преобразования породы. Цемент заполняет пространство между зернами и, как правило, выглядит как однородная масса. Но в состав цемента могут входить два и более минералов, каждый из которых обладает своим структурным типом.

Матрикс Под матриксом понимается тонкое глинистое вещество, в котором «плавают» , не соприкасаясь друг с другом, обломочные зерна. Особенностью образования матрикса является одновременное осаждение глинистых частиц с песчаными обломками.

По минеральному составу обломочные породы классифицируются • Мономинеральные (мономиктовые) >90%; • Олигомиктовые 90 -75%; • Полимиктовые (полиминеральные) <75% По минеральному составу цемента: • Карбонатный (известковый, доломитовый, сидеритовый); • Сульфатный (гипсовый, ангидритовый); • Глинистый (каолинитовый, гидрослюдистый и др. ); • Кремнистый (опаловый, халцедоновый); • Фосфатный; • Железистый (гидроокислы Fe)

Форма обломков

Типы структур по степени сортировки зерен • Равномернозернистые (3/4 – преобладающая фракция); • Неравномернозернистые (< 3/4). Сортировка

По размеру обломочных зерен выделяются: Мачиниты (> 10 м) - утесовые породы. Псефитолиты (2 мм-10 м) грубообломочные породы. Псаммитолиты (0, 1 -2, 0 мм) - пески и песчаники, песчаные породы. Алевролиты (0, 01 -0, 1 мм) - алевритовые породы.

Виды обломочных пород Группа пород Размер обломков, мм Название обломков Более 100, 0 Рыхлые породы Сцементированные породы Грубообломочные окатанные Валуны валунник глыбы валунный валунная конгломерат брекчия 100, 0 -10, 0 Галька (щебень) галечник щебенка конгломерат брекчия 10, 0 -2, 0 Гравий (дресва) гравийник дресвяник гравелит Грубозерни стые 0, 5 -1, 0 Крупнозерн истые 0, 25 -0, 5 Среднезер нистые 0, 25 -0, 1 Песчаные угловатые 1, 0 -2, 0 Алеврито вые окатанные угловатые Мелкозерни стые 0, 1 -0, 05 Крупноалев ритовые 0, 05 -0, 01 Тонкоалевр итовые дресвит Песок Песчаник Алеврит Алевролит

Таблица-диаграмма М. М. Васильевского для определения размера обломочных частиц: 1– 5 – песок: 1 – тонкозернистый (или алеврит), 2 – мелкозернистый, 3 – среднезернистый, 4 – крупнозернистый, 5 – грубозернистый; 6– 8 – гравий: 6 – мелкий, 7 – средний, 8 – крупный.

Пример трафарета для изучения обломочных пород

Структур и текстуры обломочных пород Структура – особенность строения осадочной породы, определяющаяся взаимоотношением, размерами (абсолютными и относительными) и формой слагающих частиц.

Только для обломочных пород обломочная структура является основной. При этом обломки, по определению, имеют кварцсиликатный состав, т. е. представлены кварцем, полевыми шпатами, слюдами и другими силикатными минералами, а также обломками магматических, метаморфических и осадочных пород. Именно минеральным составом обломочных зерен они и отличаются от других пород с обломочной структурой и выделяются в класс кварц-силикатных обломочных пород.

Текстура – это совокупность таких черт внутреннего строения породы, которые обусловлены пространственными взаимоотношениями отдельных компонентов породы и их ориентировкой по отношению к поверхности напластования Текстуры Внутрипластовые биогенные Поверхностей наслоения абиогенные

Текстуры наслоения (внутрипластовые) в керне терригенных разрезов

Ранние наложенные (сингенетичные) текстуры, часто встречающиеся в керне терригенных разрезов

Следы жизнедеятельности донных организмов

Принципиальная схема описания осадочной породы Название Окраска (цвет) Минеральный состав Структура Текстура Классификационная принадлежность Прочие особенности (конкреции, органические остатки, прожилки, нефтенасыщенность, трещиноватость и др. )

Конгломерат Ø Цвет: различный, зависит от цвета обломков и цемента. Ø Мин. состав: разнообразный, определяется вещественным составом обломков (минералов, горных пород); визуально в образцах трудноопределим. Ø Структура: крупнообломочная (псефитовая), из окатанных обломков размером от 10 до 100 мм. Ø Текстура: однородная. Отличительные признаки: Ø окатанные обломки в образце – отличие от брекчий; Ø в образце больше обломков, чем скрепляющего их цемента – отличие от туфов; Ø реагирует с соляной кислотой, в образце видны обломки и скрепляющий их цемент (возможно карбонатного состава) – отличие от известняков и мергелей. Происхождение: образуется при цементации галечниковых гравийных отложений. Выделяют как разновидности: Ø Конгломераты карбонатные (известковые) – образуются из окатанных обломков грунтов карбонатного состава.

Брекчия Ø Цвет: разнообразный, определяется цветом обломков и цемента Ø Мин. состав: разнообразный, определяется вещественным составом обломков (минералов, горных пород); визуально в образцах трудноопределим. Ø Структура: крупнообломочная (псефитовая) – состоит из неокатанных, угловатых, неправильной формы обломков размером от 10 до 100 мм. Ø Текстура: однородная. Отличительные признаки: Ø неокатанные, угловатые обломки в образце – отличие от конгломератов и гравелитов; Ø в образце больше обломков, чем скрепляющего их цемента – отличие от туфов; Ø реагирует с соляной кислотой, в образце видны обломки и скрепляющий их цемент (карбонатного состава) – отличие от известняков и мергелей. Происхождение: образуется при цементации глыбовых, щебенистых и дресвяных отложений. Выделяют как разновидности: Ø брекчии карбонатные (карстовые) – образуются из неокатанных обломков грунтов карбонатного состава в зоне действия подземных потоков, в местах проявления карстовых процессов (стекло не царапают).

Песчаник Ø Цвет: различный, зависит от цвета цемента и зёрен минералов, слагающих грунт. Ø Структура: мелкообломочная (псаммитовая) – состоит в основном из частиц песчаной фракции размером от 0, 25 до 2 мм. Ø Текстура: однородная, слоистая, пористая. Ø Мин. состав: состоит из кварца, полевого шпата, слюд, глауконита, при этом любой из них может преобладать над другими и определять свойства песчаника; часто наблюдается присутствие рудных минералов (магнетита, гематита, лимонита), глинистых и других минералов. Отличительные признаки: Ø в любом песчанике всегда видны песчаные частицы размером от 0. 05 до 2 мм – отличие от брекчий, конгломератов, гравелитов, алевролитов, аргиллитов; Ø в образце видны зерна примерно одинакового размера и формы – отличие от туфов вулканических, туффитов; Ø при трении обломков друг о друга выкрашиваются зерна – отличие от кварцитов и опок. Происхождение: образуется при цементации песчаных отложений различного происхождения и условий образования.

Классификация песчаных пород 1 – кварцевые; 2 – олигомиктовые; 3 – мезомиктовые; 4 – кварцевые граувакки; 5 – аркозы; 6 – полевошпатовые граувакки; 7 – пустое поле; 8 – граувакки. Диаграмма по В. Н. Шванову, 1987

Песчаник По преимущественному содержанию основных минералов выделяют разновидности: разновидности Ø песчаник кварцевый – состоит из кварца (блеск округлых выпуклых зёрен от стеклянного до жирного, царапает стекло с характерным треском); Ø песчаник слюдистый – состоит преимущественно из мелких чешуек слюд; Ø песчаник глауконитовый – состоит преимущественно из зерен зелёного, синевато-зелёного минерала глауконита, в состав которого входят соединения меди; Ø песчаник аркозовый – состоит из полевых шпатов и кварца (блеск матовый из-за преобладания полевого шпата); Ø песчаник глинистый (граувакка) – состоит из различных минералов и обломков; зёрна, как правило, имеют размер менее 1 мм; цвет тёмно-серый с зеленоватыми оттенками; текстура однородная, часто слоистая; при движении пальцев по образцу зерна частицы выкрашиваются; Ø песчаник битуминозный – песчаник с цементом на битумной основе (черная окраска); Ø песчаник известковистый – песчаник с цементом на карбонатной основе (реагирует с соляной кислотой, видны песчаные частицы, царапающие стекло – отличие от известняков, мергелей); Ø песчаник кремнистый – песчаник с цементом на основе кремнезёма (очень прочный, с поверхности гладкий, царапает стекло и поэтому является переходным к кварцитам грунтом); Ø песчаник железистый – песчаник с цементом на основе окислов и гидроокислов железа (отличается окраской – желтой, коричневой, бурой и красной в разводах); Ø песчаник гипсовый – песчаник с цементом на основе гипса (цемент мягкий – царапается ногтем).

Алевролит Цвет: серый, тёмно-серый, бурый, коричневатый или зелёноватый. Структура: от тонкозернистой до скрытокристаллической; по преобладающему содержанию невидимых глазом пылеватых частиц от 0, 01 до 0, 1 мм – пылеватая (алевролитовая). Текстура: однородная, слоистая, иногда пористая. Мин. состав: состоит из тонко раздробленных зёрен кварца, полевого шпата, глинистых минералов, иногда присутствуют карбонаты (реакция с соляной кислотой) и железистые минералы (жёлтая или бурая окраска). Отличительные признаки: запах глины при увлажнении образца дыханием; неровный излом и отсутствие сланцеватости – отличие от сланцев; твёрдый, царапает стекло – отличие от аргиллита и глины; тонкозернистый или скрытокристаллический – отличие от песчаников; относительно тяжёлый – отличие от более легких и плотных опок. Происхождение: образуется при цементации дисперсных осадочных пылеватых грунтов – лёссов, лёссовидных грунтов (супесей и суглинков).

Вулканогенно-осадочные породы Вулканогенно-осадочные или пирокластические породы являются продуктами эксплозивной вулканической деятельности Вулканогенно-осадочные породы по генезису: • Туфы; • Туффиты; • Туфопороды.

Вулканические туфы – это горные породы, образовавшиеся из продуктов вулканических извержений (пепла, песка, вулканических бомб) впоследствии уплотненных и сцементированных. Это породы содержащие более 90% пирокластического материала Особенности: угловатость и неотсортированность обломков Разновидности: Литокластические - состоящие из обломков горных пород Кристаллокластические - состоящие из обломков отдельных минералов Витрокластические – состоящие из обломков вулканического стекла Смешанные - состоящие из обломков горных пород и отдельных минералов

По величине преобладающих обломков туфы делятся по аналогии с обломочными породами на: Ø крупнообломочные (псефитовые) - (2 мм-10 м) Ø среднеобломочные (псаммитовые) - (0, 1 -2, 0 мм) Ø тонкообломочные (алевритовые) - (0, 01 -0, 1 мм)

Туффиты – горные породы смешанного состава, состоящие из осадочных горных пород и синхронно образованного с ними пирокластического материала. Это породы содержащие не менее 50% пирокластического материала Для туффитов характерна слоистая текстура Туфопороды – горные породы, образующиеся при совместном вулканогенном и осадочном литогенезе. Это породы содержащие 10 -15% пирокластического материала

Туф кремнистый Цвет: в целом светлые; окраска меняется по образцу. Мин. состав: состоит из кремнистых соединений (стекло царапает). Структура: скрытокристаллическая. Текстура: однородная, часто неяснослоистая, пёстрая. Отличительные признаки: плотный, неяснослоистый с кавернами (пустотами); с соляной кислотой не реагирует, стекло царапает – отличие от туфов известковых. Происхождение: образуется на суше и в море из кремнезёма при вулканических извержениях, а также при осаждении кремнезёма в пределах горячих источников минерализованных подземных вод.

Туффит Ø Цвет: в целом светлой окраски, причем окраска меняется по образцу. Ø Структура: обломочная (псаммитовая, псефито-псаммитовая) – состоит из обломков различной крупности и происхождения; обломки осадочного происхождения – окатанные), вулканического – извилистые неправильной формы лапилли, песчаные частицы и пепел; обломки интрузивных горных пород – неправильной формы. Ø Текстура: однородная или неяснослоистая, пористая. Ø Мин. состав: состоит из минералов осадочных и магматических горных пород, в образце невооружённым глазом трудноопределим. Отличительные признаки: Ø по процентному содержанию вулканогенных образований от 50 до 90 % (лапилли, песок и пепел) в осадочном материале отличается от туфов вулканических (более 90%), Ø угловатость, извилистость обломков и зёрен, их неотсортированность – отличие от песчаников. Происхождение: образуется в местах извержения вулканов при цементации продуктов извержения (лапиллей, песчаных частиц, пепла) и ранее существовавших осадочных отложений.

ФЕЛЬЗИТ или ФЕЛЬЗИТОВЫЙ ТУФ Фельзит - гидровулканичекая горная порода, состоящая из смеси щелочных полевых шпатов и кварца, к которым иногда в небольшом количестве подмешаны стекло, железистомагнезиальные минералы, окислы железа и другие, случайные составные части. Представляет из себя мелкозернистую (скрытокристаллическую), не стекловидную, однородную, светло окрашенную вулканическую породу. Фельзит часто называют вулканическим эквивалентом гранита. Эта порода типично вулканического происхождения и ее нельзя путать с туфом – породой, получаемой из спресованной вулканической пыли, которая также может быть светло окрашенной.

Вулканический шлак (scoria) (геол. ), грубая пористая масса темного цвета, образующаяся на поверхности расплавленной лавы, застывающей с бурными выделениями газов. Имеют аморфно-кристаллическую структуру. Состоит из частиц лапиллиевой размерности (0, 5 -3 см) Этим же термином обычно называют куски расплавленной магмы, упавшие на поверхность земли в виде пирокластов.

Если вторичные изменения в породах имеют существенное значение, то в названии отражают их наличие (например: глина пиритизированная, песчаник карбонатизированный, аргиллит трещиноватый и т. д. ). Второй способ заключается в применении в словах суффиксов: -ист, -ов, -ный. Суффикс -ист означает незначительную примесь, в пределах 5– 25 %; суффикс –ов и -ный – содержание до 25– 50 %. Сравните: песчаник алевритовый (содержание алевритовой фракции 25– 50 %) и песчаник алевритистый (содержание алевритового материала 5– 25 %).

В зависимости от размера пирокластических частиц выделяют туффиты псефитовые, псаммитовые, алевритовые и пелитовые. В зависимости от размера пирокластических частиц выделяют туфопороды: туфоконгломераты и туфобрекчии, туфопесчаники, туфоалевролиты, туфопелиты.