1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Обломочные породы и их классификации

Обломочные породы и их классификации

К этим классам относятся всем хорошо знакомые сыпучие по­роды — песок, щебень, галечник, гравий; сцементированные по­роды, среди которых самым известным является песчаник, а также глинистые породы — глина, суглинки, супеси.

Названные породы сильно отличаются друг от друга по составу и свойствам, но в природе переход от обломочных пород к гли­нистым очень постепенный, с большим количеством смешанных разностей, что задает необходимость рассмотрения данных классов в рамках одного раздела.

Классификация

В разделе рассматривается пять классов по­род — крупнообломочные, песчаные, мелкообломочные, глинис­тые и смешанные. Для краткости условимся называть их всех вмес­те обломочными и глинистыми. Как можно видеть, все они класси­фицируются по размеру, форме обломков, цементации и связности.

Обломочные (терригенные) породы

Структуры обломочных (терригенных) горных пород

Структуры обломочных пород имеют собственные названия. Если порода сложена обломками размером 0,001-0,01 мм, то такая структура называется пелитовой или глинистой. При размере обломков от 0,01 до 0,1 мм структура породы алевритовая или пылеватая. Если же размер обломков больше 0,1 мм, но не превышает 2 мм, то структура породы псаммитовая или песчаная. В том случае, если размер обломков превышает 2 мм, то структура породы псефитовая или грубообломочная.

Классификация обломочных (терригенных) горных пород

Классификация обломочных горных пород основана на размере обломков, слагающих породу, их окатанности и рыхлости или сцементированности породы. Представлена она в таблице ниже.

ГалькаЩебеньВалун

Не стоит забывать о вулканическом (пирокластическом) материале. Его классификация тоже основана на размерах частиц и их сцементированности, кроме того, учитывается соотношение пирокластического материала и чужеродных примесей.

Обломки размером менее 1 мм называются вулканическим пеплом, 1-2 мм — вулканический песок, 2-30 мм — лаппили, а обломки размером более 30 мм называются вулканическими бомбами.

Column 1Column 2

Цемент в терригенных горных породах

Как мы уже установили, обломочные горные породы могут быть рыхлыми и сцементированными. Что же может цементировать обломки?

Чаще всего встречается глинистый цемент, очень широко распространён карбонатный цемент: в роли цемента обычно выступают кальцит, сидерит и некоторые другие минералы. Кроме того, цемент может быть кремнистым, железистым, фосфатным и др.

Существует несколько типов цемента:

  • базальный – обломки друг с другом не соприкасаются, а свободно «плавают» в цементе;
  • поровый – обломки соприкасаются друг с другом, при этом цемент заполняет поры между ними;
  • плёночный – вокруг каждого обломка существует плёнка цемента;
  • контактовый – обломки очень тесно прижаты друг к другу, цемент можно встретить только в местах их непосредственного соприкосновения;

Кроме того, цемент может по-разному взаимодействовать с обломками. А именно:

  • Обрастать обломки. Такой цемент называют крустификационным.
  • Обломки могут дорастать (если совпадает состав цемента и обломков). Такой цемент называется регенерационным.
  • Крупные кристаллы цемента могут «заглатывать» обломки. Это пойкилитовый цемент.
  • Также цемент может разъедать обломки. Этот тип цемента назван коррозионным.

Кроме того, возможна цементация рыхлых пород без цемента. Как такое возможно? При большом давлении зёрна могут буквально «вгрызаться» друг в друга, изгибаться и подстраиваться под форму соседних зёрен. В результате такого уплотнения получается очень прочная порода.

Гравелит с карбонатным цементом базального типа

Песчаник с карбонатным цементом базального типа (реакция с HCl)

Доломитовая брекчия с кремнистым цементом базального и плёночного типа

Текстуры обломочных (терригенных) горных пород

У осадочных терригенных пород нередко встречается однородная текстура. Однако преобладают слоистые текстуры, при этом наблюдается обычно три вида слоистости: прямая, косая и волнистая. Существуют, конечно, и другие виды слоистости, но эти – самые главные. Для глинистых пород характерны сланцеватые текстуры, проявляющиеся в плитчатой отдельности.

Что интересно, по разным типам слоистости можно определить происхождение породы: были намыты обломки на морском берегу, в русле реки или даже перенесены ветром. В текстурах эта информация записана, словно в книге, которую надо суметь прочитать.

Особое внимание стоит уделять поверхностным текстурам. К ним относятся знаки ряби, следы капель дождя, следы ползания, трещины усыхания, отпечатки (глиптоморфозы) кристаллов солей и льда и т.д. Трещины усыхания, а точнее, слепок по таким трещинам – противоотпечаток, можно увидеть на одной из фотографий ниже.

Горизонтальная слоистость в алевропесчаниках чаргинской свиты раннего карбона (карьер "Сухой")

Косая слоистость в алевролитах ойдановской свиты позднего девона (район озера Шира)

Трещины усыхания в породах чаргинской свиты раннего карбона (карьер "Сухой")

О составе обломочных (терригенных) горных пород

Можно выделить три большие группы обломочных пород по составу:

  • Мономиктовые – на 90% и более состоящие из одного минерала. Чаще всего это кварцевые пески и песчаники.
  • Олигомиктовые породы образованы обломками двух минералов или пород, иногда обломками одного минерала и одной породы вместе.
  • Полимиктовые породы сложены из большого количества компонентов.

Название горной породе даётся по преобладающей фракции. Допустим, наша порода состоит из песчинок и карбоната. Как её назвать?

Если компонента <5%, то к названию породы добавляется «с примесью /компонент/ материала», например, песчаник с примесью известкового материала. Если содержание компонента 5-25%, то указывается название компонента с суффиксом «-ист», например, известковистый песчаник. И если компонента в породе 25-50%, то этот компонент указывается в названии с суффиксом «-ов», например, известковый песчаник. В том случае, если известкового материала у нас окажется >50%, породу нужно будет определить как известняк, т.к. карбонат будет преобладать.

Песчаники, содержащие <10% алевритового и глинистого материала называют аренитами. Если же такого материала содержится 10-50%, то такие породы называются вакками.

Среди песков и песчаников существует особая классификация по составу.

Так, если песчаник или песок состоит из кварца на 90% и более, он называются кварцевым. Если кварца в породе 90-75%, порода будет названа олигомиктовой. И если кварца <75%, а полевых шпатов <25% и обломков пород <25% , то это мезамиктовый песчаник или песок.

Аркозовыми песками и песчаниками называют породы, содержащие >25% полевых шпатов, <25% обломков пород и 25-50% кварца. Полевошпатовыми породы называют, если кварца <25%, обломков пород <25%, а всё остальное сложено полевыми шпатами.

Граувакками называют породы, содержащие >75% обломков пород. Если обломков пород >25% и над полевыми шпатами преобладает кварц, то это кварцевые граувакки, иначе – полевошпатовые граувакки.

В песках и песчаниках могут присутствовать и важные для промышленности примеси. Если этих примесей <2%, они называются акцессорными, если >2% – адъюнктивными. Необходимо правильно указать эти примеси в названии. Если примесей <2%, то к названию породы добавляется «с /компонент/», например, песок с монацитом. При содержании примесей 2-10%, добавляется «содержащий /компонент/», например, песок, содержащий монацит. И если примесей >10%, название компонента добавляется к названию породы в качестве прилагательного, например, монацитовый песок.

Можно ещё много говорить об терригенных породах, но здесь представлена только краткая информация. Перейдём к хемогенным породам.

Литология. Структурная геология

Обломочные породы сложены зернами минералов или обломками материнских пород, устоявшими против выветривания. К ним примыкают породы пирокластические, образованные за счет скопления твердых продуктов вулканических извержений,

Классификация обломочных пород

Типичные обломочные породы подразделяются, в первую очередь, по величине слагающих их обломков, кроме того, грубообломочные породы делятся по форме обломков на окатанные и неокатанные. Обломочные породы классифицируются по величине обломков на грубообломочные, песчаные и алевритовые. Но где проводить границы? Существуют разные классификации.

Десятичная классификация обломочных и глинистых частиц

Конечные размеры выделяемых групп в 10 раз превосходят друг друга. Грубообломочные породы сложены обломками более 1 мм, песчаные – от 1 до 0,1 мм, алевритовые – от 0,1 до 0,01 мм, глинистые – частицами менее 0,01 мм.

Десятичная классификация имеет лишь одно преимущество – она легко запоминается. Недостаток – в основу положен ряд чисел, механически «наложенный» на обломочные частицы, а не выведенный из изменения их свойств. Границы между классами должны отражать существенные изменения свойств частиц.

Граница между обломочными и глинистыми частицами

Граница между обломочными и глинистыми частицами определяется прежде всего явлениями коагуляции, играющими очень большую роль в осадкообразовании, а также изменением минерального состава частиц и обусловленным им преобразованием физических свойств отложений. Среди частиц диаметром менее 0,005 мм преобладают глинистые минералы. Для них характерны коагуляция и броуновское движение.

Граница между алевритовыми и песчаными частицами

Для частиц диаметром от 0,005 до 0,05 мм действует закон Стокса (скорость осаждения пропорциональна квадрату радиуса зерен). Поэтому следует принять размер алевритовых частиц от 0,05 до 0,005 мм. В алевритах, как правило, есть примесь глинистых частиц. Поэтому они обладают обменной способностью, некоторой пластичностью, липкостью, линейной усадкой и временным сопротивлением сжатию. Эти свойства резко отделяют алевриты от песков.

Классификация обломочных пород

Граница между песчаными и гравийными частицами

Поперечник зерен в 2 мм принимается многими классификациями. Скорость потока, необходимая для взвешивания, резко увеличивается для зерен >2 мм. Начиная с 2 мм, увеличивается доля обломков пород и, как правило, исчезают зерна полевых шпатов. Гравийные частицы, в отличие от песчаных, практически не обладают молекулярной влажностью, капиллярного поднятия воды в них не происходит. Водопроницаемость гравийников очень велика. Нижний предел гравийных частиц – 2 мм, верхний – 10 мм.

Гальками называют окатанные обломки до 10 см в поперечнике. Более крупные обломки, до 1 м в поперечнике, именуют валунами.

Грубообломочные породы

Грубообломочные породы образуются за счет скопления крупных обломков, возникших в процессе физического выветривания. В соответствии с преобладанием в породе обломков того или иного размера следует различать гравийные, галечные и щебенчатые, валунные и глыбовые грубообломочные породы. По форме обломков грубообломочные породы подразделяют на конгломераты, сложенные в той или иной степени окатанными гальками или валунами, и брекчии, состоящие из остроугольных обломков.

Форма обломков

Форма зерен несет генетическую информацию, для грубообломочных пород она используется в номенклатуре. По степени изометричности обычно выделяют зерна четырех типов:

1) изометричные, когда три поперечника зерна примерно равны между собой или наибольший не превышает наименьший более чем в 1,5 раза;
2) удлиненные, когда два поперечника примерно равны между собой, а третий их превышает более чем в 1,5 раза;
3) уплощенные, когда один из поперечников более, чем в 1,5 раза меньше двух остальных;
4) удлиненно-уплощенные, промежуточные между вторым и третьим типами, т.е. все три размера различаются более, чем в 1,5 раза.

Способ измерения диаметров зерен, по И.А. Преображенскому, и классификация формы галек по соотношению их осей, по Л.Б.  Рухину

Состав обломков

По петрографическому составу грубообломочные породы подразделяются на олигомиктовые и полимиктовые. Олигомиктовые характеризуются сравнительно однообразным составом. Местами они сложены лишь гальками пород, наиболее устойчивых против выветривания. Полимиктовые, наоборот, состоят из галек весьма разнообразных по составу пород.

Главные типы пород

Брекчии

Брекчии, как правило, не образуют мощных толщ. По происхождению брекчии могут быть осадочными, вулканическими и тектоническими. Среди брекчий осадочного происхождения следует различать брекчии: а) обвалов и оползней, б) осыпей, в) селевых потоков, г) ледниковые, д) прибрежные, е) донные, ж) элювиальные, з) карстовые, и) диагенетические.

Брекчии обвалов и оползней свойственны обычно континентальным отложениям, но встречаются и среди морских отложений (подводные оползни). Сложены они обломками самой разнообразной величины, среди которых наблюдаются мелкие частицы. Для брекчий данного типа характерно однообразие петрографического состава и сходство его с местными породами. Брекчии осыпей часто отличаются от предыдущей группы меньшим количеством мелкообломочного (в особенности глинистого) материала, удаляемого с поверхности осыпи дождевыми и талыми водами. Поэтому брекчии осыпей (в частности, так называемые каменные реки) иногда сложены только крупнообломочным материалом. Петрографический состав обломков обычно однообразен.

Брекчии селевых потоков, так же как и брекчии обвалов и оползней, характеризуются большим разнообразием величины слагающих их обломков. Крупные глыбы обычно имеют следы округления. Петрографический состав, как правило, более разнообразен, чем в предыдущем случае. Иногда наблюдается продольная, по отношению движения потока, ориентировка крупных обломков. Встречаются также брекчии подводных грязекаменных потоков («дебриты»).

Ледниковые брекчии («тиллиты») по обилию тонкозернистого материала и плохой сортировке близки к брекчии обвалов, оползней и селевых потоков. Отличием является иногда наблюдающаяся штриховка на гранях крупных глыб. Петрографический состав может быть очень разнообразным.

Прибрежные брекчии образуются в береговой зоне морских или озерных бассейнов при размыве крутых (скалистых) берегов. Внешний облик их может быть очень разнообразным. При медленном поступлении обломочный материал подвергается сортировке, крупные обломки окатываются и сглаживаются водой. Подобные переработанные брекчии часто содержат в цементе остатки морских организмов и связаны постепенным переходом с прибрежными конгломератами. В случае же быстрого поступления обломочного материала (обвалы прибрежных скал) он не успевает перерабатываться волнами, и подобные брекчии близки к наземным брекчиям обвалов и оползней.

Донные брекчии образуются на дне морских или крупных озерных бассейнов за счет подводного размыва дна. Характеризуются они почти всегда очень малой мощностью (менее 0,5—1,0 м), полной тождественностью петрографического состава с подстилающими породами, присутствием в большинстве случаев следов жизнедеятельности донных организмов (следы прирастания и сверления, наличие раковин и пр.).

Элювиальные брекчии образуются на суше в коре выветривания. Вниз они постепенно переходят в подстилающие материнские породы, но, в отличие от донных брекчий, характеризуются обычно наличием следов интенсивного химического выветривания. В них отсутствуют органические остатки, за исключением корней растений.

Карстовые брекчии приурочены лишь к породам, подверженным карсту (карбонатные и соляные породы). Образуются в результате обрушивания кровли пещер и состоят главным образом из пород, слагающих кровлю.

Диагенетические брекчии образуются не в процессе осаждения, а во время преобразования уже сформировавшихся отложений. Причиной образования диагенетических брекчий является растрескивание пород, вызванное уменьшением объема осадков, богатых коллоидами, при потере воды.

голоса
Рейтинг статьи
Читайте так же:
Как убрать цементную пыль с кузова автомобиля
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector