Что такое песчаные породы с точки зрения происхождения и размера фракций

Песчаные породы (псаммиты)

— породы химические и биохимические, в том числе эфузивно –осадочные, как продукты химческого разложения и выпадения из растворов- прямое химическое осаждение веществ из истинных коллоидных растворов, осаждение веществ растворенных в воде, с помощью организмов

— Если один из перечисленных процессов становится ведущим, происходит образование существенно глинистых осадков, химических, органических продуктов фотосинтеза или пирокластических отложений

Песчаные породы состоят из обломочных (аллотигенных) и аутигенных минералов. Среди обломочных минералов породообразующими являются кварц, полевые шпаты, слюды, глауконит, обломки горных пород. Глауконит может быть обломочным (имеет такие же размеры зерен, как и другие обломочные минералы породы и несет следы окатанности) и аутигенным (слагает цемент породы или встречается в виде конкреционных образований – микроконкреций). Глауконитит – порода сложенная преимущественно из аутигенного глауконита.

Второстепенные и акцессорные минералы песчаных пород чаще всего представлены:

магнетитом, ильменитом, цирконом, рутилом, гранатом, турмалином, апатитом, эпидотом, монацитом и др. Значительно реже встречаются: пироксены, амфиболы, дистен, силлиманит, корунд. Иногда они содержат золото, платину и некоторые драгоценные камни.

Аутигенные минералы слагают цемент песчаников. По минеральному составу цемент песчаников бывает глинистым (каолинит, гидрослюды и др.), карбонатным (кальцит, доломит, реже железистые карбонаты), кремнистым ( опал, халцедон, кварцин, кварц ), железистым ( окислы и гидроокислы железа). Значительно реже встречается цемент, состоящий из минералов группы хлорита, цеолитов, фосфатов, сульфатов.

Многие песчаники содержат примесь органического – углистого или битуминозного вещества.

По количеству и структуре цемента различают песчаники с базальным, поровым и контактным цементом. По способу образования цемента – песчаники с регенерационным (обрастание обломочных зерен тем же минералом с одинаковой оптической ориентировкой каемок), коррозионным ( цементация с частичным растворением обломочных зерен), кристификационным (обрастание зерен), пойкилитовым (цемент состоит из крупных монокристаллов, в которых рассеяны обломочные зерна) и цементом механического выполнения пор.

По составу обломочного материала песчаники и алевролиты делятся на три группы:

В составе мономинеральных и многих олигомиктовых пород обычно преобладает кварц – 80-99%.

. Точная диагностика таких пород производится под поляризационным микроскопом. В условиях буровой возможно отнесения их лишь к классу – олигомиктовые, полимиктовые и мономинеральные

Полевошпатовые граувакки или литоидные аркозы переходные породы между аркозами и граувакками.

Структуры песчаных пород – псаммитовые, псаммо- псефитовые, псамо- алевритовые, псаммо- пелитовые. В измененных и метаморфизованных песчаниках наблюдаются мозаичные конформно- регенерационные, стилолитовые, шиповидные и бластопсаммитовые структуры.

Текстуры – слоистые: косо- и диагонально-слоистые, волнистые и горизонтально- слоистые.

Цвет кварцевых песчаников – обычно светлые, белые, редко темные ( с магнетитом или органическим веществом), бурые и красно-бурые ( с железистым цементом ), полевошпатовые и аркозовые – розовые и красные, граувакковые – зеленовато – серые, темно – серые до черных; глауконитовые песчаники окрашены в зеленые тона.

Пылеватые породы – алевриты

Алевритовые породы очень сходны с песчаными. Основные различия заключаются в меньшем размере зерна и в связи с этим несколько ином минералогическом составе. В алевритах в больших количествах накапливаются глинистые минералы, слюды и мало или нет обломков горных пород.

Алевролиты – плотные сцементированные породы. По внешнему виду и окраске они весьма разнообразны: серые, темно-серые, бурые, красные, зеленовато-серые, пестрые, часто тонкослоистые или плитчаты ( раскалываются на плитки), реже однородны, обычно переслаиваются с песчаными или глинистыми породами.

Глинистые породы –бывают как коллоидно-химического так и хемогенного происхождения.

За верхнюю границу глинистых частиц, отделяющую их от собственно обломочных, условно принимают размер 0,01 или 0,005мм. Максимальная высота капиллярного поднятия до 10м при размере частиц менее 0,005мм, до 2м при размере частиц 0,005-0,05мм, 0,13-1,05м при 0,05-1,0мм, 0,06 при размере частиц более 1мм (коэффициент фильтрации соответственно 0,001; 0,1; 2-50; 50-100; молекулярная влагоемкость % 44,0; 10,0; 4,0; 1,0;

Обломочные породы смешанного состава (песчано – алеврито – глинистые )

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Песчаные породы – псаммиты

чеством глинозема и железа (табл. 27 и 28).В основу минералогической классификации песчаных пород положен состав обломочных зерен. По этому признаку выделяются мономинеральные, олигомиктовые и полиминеральные породы. К мономинеральным относятся широко распространенные кварцевые, сравнительно редко встречающиеся полевошпатовые и глауконитовые пески и песчаники. К олигомиктовым—кварцево-полевошпатовые, полевошпатово-кварцевые, глауконитокварцевые и другие песчаные породы. Полиминеральные разности представлены аркозами, граувакками и породами смешанного состава. В зарубежной литературе классификация песчаников основа­

на на несколько иных принципах.

Выделяются арениты — хорошо отсортированные песчаники, содержащие немного глины(

растительный детрит, снесенный с суши, глауконит и иногда фосфоритовые конкреции, отличаются широким площадным распространением и значительной мощностью пластов. В области пляжа они часто являются вместилищем ценных полезных ископаемых: ильменита, граната, монацита, касситерита, золота и др.Озерные пески и песчаники сходны с морскими. Основные отличия заключаются в ином составе фауны, небольшом площадном распространении, мощности и наличии в кровле и почве других озерных осадков. Диагональная слоистость озерных песков часто имеет такой же рисунок, но отличается меньшими размерами пачек и слоев. В озерных песках чаще встречается примесь глины и глинистые прослои. Речные пески и песчаники характеризуются плохой сортировкой материала и сравнительно худшей окатанностью песчинок. Упаковка песчаных осадков в речных отложениях менее плотная, пористость более высокая. В речных песках развита диагональная слоистость речного и потокового типа, перекрестная косая слоистость прирусловых валов и косо-волнистая слоистость на пойме.

Обычно песчаные породы речного генезиса содержат крупный растительный (стволы, ветки деревьев) и мелкий растительный детрит и иногда — пресноводную фауну (пелециподы) и кости Позвоночных. Песчаные породы речного генезиса встречаются в виде полос или лент, вытянутых в направлении речных долин. В русловых песках равнинных рек присутствует мелкая галька и гравий, в песчаных осадках горных рек галька является обычным компонентом. Аллювиальные пески часто содержат золотоносные, платиноносные, монацитовые, шеелитовые и другие россыпи, а также

татков. Распространение и практическое применение песчаных пород.Песчаные породы пользуются широким распространением в отложениях самого различного генезиса. Они являются обычным компонентом многих терригенных формаций: угленосных, флишевых, молассовых, кварцево-песчаных и др. Песчаные породы геосинклиналей отличаются полимиктовым составом и примесью вулканогенного материала, песчаные отложения платформ обычно мономинеральные или олигомиктовые. Месторождение песков и песчаников известны в отложениях разного возраста. Так, например, крупные месторождения песков известны в полтавской серии неогена Украины, песков и песчаников — в юрских, триасовых, пермских и каменноугольных отложениях Донецкого бассейна, палеозое Подолии, Урала, Тимана, Средней Азии и др. Многочисленны месторождения песков в четвертичных ледниковых отложениях Севера нашей страны,

в современных осадках пляжа озер и морей, в речных осадках и т. п.

Пески находят применение в производстве стекла, фарфора, фаянса, в литейном деле, при мощении дорог, в строительстве (для бетона, штукатурки и др.). Песчаники используются как бутовый камень, для производства щебенки, для мощения дорог. Крепкие песчаники применяются для кладки стен, песчаники с кремнистым цементом (осадочные «кварциты») — для изготовления огнеупорного кирпича — динаса. Глауконитовые породы используют для извлечения глауконита, который находит широкое применение в производстве зеленой краски, для смягчения воды (употребляется в фильтрах как

адсорбент) и для удобрения полей (калийные удобрения).

21. Пылеватые породы — алевриты. Это различные рыхлые образования (лёссы, илы) и сцементированные породы (алевролиты). Аллотигенные минералы пылеватых пород представлены кварцем, полевыми шпатами, слюдами и глауконитом. Цемент—глинистыми, карбонатными, железистыми и кремни­стыми минералами, реже хлоритами, цеолитами, фосфатами и сульфатами.

Алевритовые породы очень сходны с песчаными. Основные различия заключаются в меньшем размере дерна и, в связи с этим несколько ином минералогическом составе. В алевритах в больших количествах накапливаются глинистые минералы, слю­ды и мало или нет обломков горных пород.

По количеству и структуре выделяются все те же типы це­мента, что и в песчаных породах: контактовый, поровый, базаль­ный, регенерационный, коррозионный, крустификационный, пойкилитовый и цемент механического выполнения пор.

По минералогическому составу среди алевритовых пород, так же как и среди песчаных, можно различать мономинеральные, олигомиктовые и полиминеральные разности. Од­нако они не содержат литоидных пород, настоящих граувакк и значительно реже среди них встречаются аркозы.

Структуры пылеватых пород алевритовые (грубые и тонкие), алевро-псаммитовые, алевро-пелитовые. Дополнительная харак­теристика дается по структуре цемента. Часто встречаются микрослоистые и ориентированные структуры, благодаря парал­лельному расположению глинистых и слюдистых минералов своими длинными размерами. Текстуры алевритовых пород сло­истые и неслоистые: горизонтально-слоистые, волнисто-слоистые, косо- и диагонально-слоистые. Размеры пакетов и слойков в алевритовых породах значительно меньше, чем в песчаных. Алев­ритовые породы залегают в виде слоев, пластов, линз. Мощность пластов обычно небольшая — сантиметры, метры, несколько мет­ров и лишь в редких случаях достигают сотни метров (лёсс).

По внешнему виду и окраске пылеватые породы весьма раз­нообразны и часто похожи на песчаные. Зернистость в пылева­тых породах различима обычно только в лупу, образуются они в морях, озерах, в речных долинах, на склонах (делювий) и особенно часто эоловым путем.

Рыхлые алевритовые породы широко развиты среди совре­менных отложений — различные водные илы (морские, озерные) и лёссы. Сцементированные алевритовые породы — алевроли­ты-— широко развиты среди отложений геологического прош­лого.

22.Обломочные породы смешанного состава (песчано-алеврито-глинистые). Между песком и глиной сущест­вует целый ряд переходных пород с переменным содержанием песчаного, алевритового и глинистого материала. Эти породы получили название суглинков и супесей. Они состоят из песча­ных, алевритовых и глинистых частиц, благодаря сцеплению между частицами и некоторой цементации держатся в куске, т. е. представляют собой связные породы.

Приведенная классификация предложена инженерами-геологами и дорожниками и применяется также почвоведами. С целью устранения излишнего дробления и лучшего согласования пока­зателей гранулометрии и пластичности нами внесены в эту клас­сификацию некоторые изменения: вместо трех типов суглинков выделяется только два, вместо двух типов супесей — один и при­няты иные пределы по числу пластичности (глины — число пла­стичности более 22, суглинки — 22—10, супеси—10—0).

Аллотигенные минералы в смешанных породах представлены кварцем, полевыми шпатами, слюдами, глинистыми минералами, второстепенные и акцессорные — глауконитом, обломками гор­ных пород, цирконом, турмалином, гранатом, магнетитом, гема­титом и др., аутигенные — карбонатами (главным образом каль­цитом), глинистыми минералами (гидрослюды, монтмориллонит, реже каолинит), окислами и гидроокислами железа, реже суль­фатами (гипс). Карбонаты встречаются в виде разнообразных конкреций: журавчиков или дутиков, погрымышей, миццел, псевдомицел и т. п. В странах с сухим жарким климатом суглинки и супеси содержат выделения гипса, а иногда и галита.

Структуры смешанных пород алевро-пелитовые, псаммо-алев­ритовые, псаммо-алевро-пелитовые.

Текстуры смешанных пород слоистые и неслоистые, пятни­стые и др. Супеси и суглинки являются типичными полимине­ральными и разнородно-зернистыми породами. Некоторые уче­ные подобные породы называют мусорными или хлидолитами.

Смешанные породы пользуются широким распространением среди четвертичных континентальных отложений. Месторожде­ния суглинков и супесей встречаются почти повсеместно в Ев­ропейской части СССР в Западной Сибири, Средней Азии, в Средней Европе и других странах.

Суглинки и супеси находят широкое применение для изго­товления строительного кирпича. Некоторые разности суглинков применяются для получения легкого наполнителя бетона — ке­рамзита. Тяжелые суглинки могут быть использованы для про­изводства грубой керамики (гончарная посуда, канализацион­ные трубы, метлахские плитки).

23. Минеральные типы глинистых пород

Глины. Каолинитовые глины. К каолинитовым гли­нам относятся первичные (хемогенные) и вторичные (обломочного генезиса) каолины. Первые развиты в коре выветривания кристаллических пород. По составу это главным образом каоли­нитовые породы. Второстепенными минералами являются гидро­слюды, галлуазит, кварц и ряд устойчивых акцессорных минера­лов. В первичных каолинах часто наблюдаются крупные «верми­кулитоподобные», или «воротничковые», агрегаты и отдельные кристаллы каолинита. По гранулометрическому составу и плас­тичности они обычно представляют собой породы, переходные между глиной и песком с большим количеством песчано-алеври­товых примесей.

По внешнему виду первичные каолины жирные на ощупь, по­ристые породы белого и серовато-буровато-белого цвета. При растирании пальцами всегда обнаруживаются песчинки кварца.

Вторичные каолины—глины обломочного генезиса, образу­ются в результате перемыва первичных каолинов. В процессе размыва, переноса и отложения происходит их обогащение в природных условиях — удаление песчано-алевритовой примеси и тяжелых минералов. По гранулометрии и пластичности вторич­ные каолины почти всегда являются настоящими глинами. В их составе содержится >30% (иногда >75%) глинистых частиц (диаметром 1 мм) и «извест­няковые песчаники» (1—0,05 мм).

Довольно часто в их составе преобладают обломки извест­няков, реже — известняков п раковин или одних раковин. Пер­вые являются обломочными, вторые — органогенно-обломочны­ми. Последние могут состоять из обломков раковин одного ка­кого-либо рода организмов, например фораминифер, криноидей, пелеципод и т. п. В этом случае известняки называют фораминиферово-обломочными, криноидно-обломочными и т. д.

Обломочные известняки разнообразны по окраске и свойст­вам. Среди них встречаются плотные и пористые, светлые и темные разности. Изучение в шлифах показывает, что в одних породах обломки преобладают над цементом, в других — цемен­тирующая масса над обломками. Цементом служит пелитоморфный или зернистый кальцит. Помимо известковых обломков обычно присутствуют терригенные примеси.

Биогенные известняки составляют большую часть известных нам известняков, состоят из остатков организмов, представленных целыми раковинами или раковинным детритом, не несущим следов механической обработки. В зависимости от характера остатков и типов организмов различают ракушечники, (цельнораковинные)—фораминиферовые, пелециподовые, бра- хиоподовые, криноидные и др. — и органогенно-детритовые (из раковинного детрита)—фораминиферовые, пелециподовые и т. п. Часто встречаются известняки смешанного состава, на­пример фораминиферо-водорослевые, фораминиферо-водоросле- вокриноидные и др.

Органические остатки скреплены кальцитовым цементом пелитоморфной или микрозернистой структуры. Количество раковин и цемента изменяется в широких пределах. Этому фак­тору некоторые исследователи придают большое значение и ис­пользуют как классификационный признак.

К этому же типу относятся строматолитовые известняки. Те­ла строматолитов имеют уплощенную форму и меньшие разме­ры, сложены они почти нацело водорослями.

При пропитывании мела трансформаторным маслом или водой в нем выявляются скрытые текстуры: ихнитовые, обуслов­ленные массовым развитием ходов илоедов, жилистые, брекчие­видные и др.

Хемогенные известняки представлены микрозерни­стыми и пелитоморфными, оолитовыми и псевдоолитовыми раз­ностями. Пелитоморфные известняки состоят из зерен кальцита диаметром 95%’)• Обычно она содержит при­месь кальцита, реже пирита, халцедона, кварца, органического вещества. В некоторых доломитах встречаются вкрапления анги­дрита, гипса и сульфидов свинца и цинка. В шлифах доломитов часто наблюдается значительное количество правильных ромбо­эдрических кристаллов доломита (зернистые и микрозернистые доломиты).

По макроскопическому облику доломиты напоминают изве­стняки. Отличие заключается в различной реакции с НС1. Изве­стняки с холодной НС1 бурно вскипают, доломиты нет. Если доломитовую породу истереть в тонкий порошок, последний бу­дет вскипать с холодной НС1, но слабее, чем известняк.

Обломочные доломиты. Среди обломочных доломитов разли­чают конгломераты, брекчии, конгломерато-брекчии и породы с меньшим размером зерна, вплоть до песчаного (1—0,05 мм). Состоят они из окатанных или угловатых обломков доломита, сцементированных доломитовым или кальцитовым цементом. Содержат примесь терригенного материала.

Обломочные доломиты встречаются среди мощных доломи­товых толщ в виде прослоев, линз, иногда пластов и представ­ляют собой результат перемыва этих толщ в условиях пляже­вого мелководья.

Брекчии иногда имеют химическое происхождение — брекчии выветривания на доломитовых породах (пермь Донбасса и др.).

Доломиты с органогенной структурой характеризуются нали­чием более или менее различимых органических остатков. По­следние сложены пелитоморфным доломитом и сцементированы пелитоморфным или зернистым доломитом. В цементе может присутствовать в небольших количествах кальцит. Доломиты этого типа образуются при доломитизации карбонатных осадков или эпигенетическом замещении известняков. Известны доломи­ты с остатками кораллов, брахиопод, мшанок, пелеципод и т. д.

Водорослевые доломиты состоят из крупных караваеобраз­ных тел — биогерм, мелких округлых — шарообразных тел, ко­торые почти нацело сложены водорослями (синезелеными и зелеными, концентрирующими в своем теле карбонат магния). Тела водорослей сложены пелитоморфным доломитом. Цемента мало, состоит он из доломита. Водорослевые (биогермные) до­ломиты отличаются высокой пористостью и кавернозностью.

Известны также водорослевые доломиты с разорванными и переотложенными водорослями. Они отличаются тонкой горизон­тальной и горизонтально-волнистой слоистостью и значительно большей плотностью.

Водорослевые доломиты широко развиты в пермских отло­жениях (Донбасс, Приуралье, Северная Америка), в кембро- силуре (Сибирская платформа) и др.

Хемогенные доломиты — это микрозернистые и пелитоморф- ные, лишенные органических остатков, однородные доломито­вые породы, доломиты с ангидритом и гипсом и оолитовые до­ломиты.

Пелитоморфные доломиты — плотные, однородные породы с пелитоморфной структурой. Обычно они лишены терригенных примесей, реже содержат глинистые примеси или тонкие про­слойки гидрослюдистых и монтмориллонитовых глин, не содер­жат органических остатков.

Оолитовые доломиты состоят из концентрических и радиаль- шо-лучистых оолитов, сцементированных пелитоморфным и зер­нистым доломитом. Иногда содержат остатки морской фауны (криноиды, моллюски)

27. Карбонатные породы смешанного состава — доломитовые известняки (5—50% доломита), известковые доломиты (50— 95% доломита), анкеритизированные известняки (от нескольких до 30—50% анкерита), образуются путем доломитизации (ан- керитизации) известкового ила, реже известняков. Иногда по­роды подобного типа возникают путем раздоломичивания доло­митов при процессах выветривания.

Макроскопически переходные породы трудно отличить от до­ломитов и известняков. Для достоверного определения состава необходим химический анализ, изучение в шлифах и иммерсии с применением реакций окрашивания и термический анализ.

Встречаются они в толщах известняков и доломитов в виде пластообразных и неправильной формы тел небольшой мощ­ности.

К карбонатным породам смешанного состава относятся так же углистые и кремнистые известняки и доломиты, а также гли­нистые известняки — мергели.

Кремнистые известняки содержат до 50% кремнезема. Это породы высокой прочности, часто содержат макроскопически заметные выделения кремнезема (инкрустации в порах и кавер­нах, конкреции). При более высоком содержании кремнезема (от 50 до 95%) кремнистые известняки переходят в известковые силициты.

Углистые известняки содержат до 50% углистого материала и обычно встречаются в ассоциации с угольными пластами. Ок­рашены они в черные тона с отпечатками растений и обуглен­ными растительными остатками, чем отличаются от других кар­бонатных пород. При содержании углистого материала от 50 до 75% они называются известковыми углями. Встречаются в угленосных толщах, породы редкие и не имеют практического значения.

Мергели — тонкозернистые мягкие, реже твердые камневид­ные породы, окрашенные в белые, желтовато-серые, зеленовато­серые, редко темные тона. Сложены они пелитоморфным или микрозернистым кальцитом (редко доломитом) и тонким глини­стым материалом. Распределение глинистой примеси равномер­ное, редко она концентрируется в тонких прослоях. В некоторых мергелях обнаружено значительное количество кремнезема (в виде опала). Такие породы называют кремнистыми мергелями. Глинистое вещество представлено главным образом монтморил­лонитом и гидрослюдой. Иногда мергели содержат глауконит (глауконитовые мергели), цеолиты, барит, пирит. Многие слои мергелей содержат ходы илоедов и скелеты фораминифер, кокко- литофорид и др.

Мергели употребляются для изготовления цемента. Особенно ценны так называемые цементные мергели, содержащие три чет­верти карбоната кальция и одну четверть глинистых примесей.

28. Соляные породы, или соли

Состав, структуры и классификация солей. К со­ляным породам принадлежат различные осадочные образования, главным образом хемогенного происхождения, состоящие из ми­нералов класса хлоридов, сульфатов и некоторых других. Они залегают в виде пластов, прослоев, линз различной мощности. Иногда в результате тектонических движений соляные породы образуют купола, штоки и другие вторичные, постседиментаци- онные формы залегания.

Классификация соляных пород основана на генетическом и минералогическом принципах. Выделяются хемогенные лагунные и озерные образования и континентальные — почвенные. Соля­ные породы обломочного генезиса — очень редкое явление (гип­совые пески некоторых пустынь, см. табл. 46).

Главные минералы соляных пород — ангидрит, гипс, галит, сильвин, карналлит, полигалит, кизерит, лангбейнит, мирабилит, глауберит, тенардит, бишофит, астраханит, эпсомит, каинит. Вто­ростепенные—карбонаты (сода, магнезит, доломит), минералы бора (углексит, иниоит и др.), окислы и гидроокислы железа, сульфиды железа и других металлов, органическое вещество.

Соляные породы обычно содержат в различном количестве терригенные примеси, которые представлены, главным образом, глинистыми, реже алевритовыми и песчаными частицами.

Среди обломочных минералов чаще всего встречается кварц, полевые шпаты, слюды. Глинистые минералы представлены гид­рослюдами и гидрохлоритами.

Текстуры соляных пород массивные, слоистые (тонко и грубо), сетчатые, сферолитовые, сталактитовые, узловатые, пятни­стые, брекчиевидные, капельные, плойчатые и др. Структуры —■ кристаллически зернистые (от криптокристаллических до грубо­зернистых), волокнистые, спутанно-волокнистые, натечные, кри- сталлобластические (гранобластовые, лепидобластовые, немато- бластовые, порфиробластовые, пойкилобластовые и т. п.), мета-, соматические, катакластические (брекчиевидная, сланцеватая).

Номенклатура соляных пород до настоящего времени не раз­работана.

Предложение именовать породы по названию преобладающе­го минерала, прибавляя окончание «ит», нельзя считать удач­ным, поэтому чаще всего говорят о гипсе, ангидрите, галите и указывают с чем имеют дело — с породой или с минералом (раз­личие главным образом количественное: отдельные кристаллы и • агрегаты — минерал, значительные скопления — пласты или лин­зы— порода), или же добавляют слово порода, например карналлитовая порода.

Сульфатные породы. Ангидрит встречается в виде тон­ких прослоев, пластов и линз значительной мощности. Чаще все­го зернистый, тонкозернистый голубовато-серого, реже белого и красноватого цвета. Вблизи поверхности земли подвергается гид­ратации и переходит в гипс с значительным увеличением объе­ма и изменением текстуры и структуры. При этом в слоистых ан­гидритах возникает’мелкая складчатость — плойчатость (плойча- тые текстуры и гранобластовые и гетеробластовые структуры).

Ангидрит обычно переслаивается с гипсом, каменной солью и глиной, встречается он также в виде небольших пятен и включе­ний в каменной соли.

Гипс наблюдается в тех же условиях, что и ангидрит, часто совместно с ангидритом. Это порода белого, серовато-белого цве­та, кристаллически зернистая (тонко- мелко-, средне- и крупно­зернистая), обычно слоистая (тонко или грубо), реже массивная. Иногда встречается гипс, окрашенный в желтоватые и розоватые тона.

Особо следует отметить селенит — розовый или красный гипс с шелковистым отливом волокнистого или столбчатого строения (волокна ориентированы перпендикулярно напластованию). Он образует лрослои небольшой мощности (до 20—25 см) в мощных пластах гипса и на контакте с вмещающими породами, очень часто имеет вторичное происхождение.

Весьма разнообразны вторичные кристаллы гипса в гипсовых породах, подвергшихся выветриванию на поверхности земли, а также отдельные кристаллы гипса в других осадочных породах (в глинах и др.). Описание морфологии этих кристаллов и агре-гатов приводится в учебниках минералогии.

На глубине (от 100—200 м и более) гипс переходит в ангид-рит.

Взаимодействие гипса с битумами приводит к образованию самородной серы. Некоторые месторождения серы, вероятно, имеют такое происхождение.

Хлоридные породы (галогены). Каменная соль сложена галитом, в виде примеси содержит небольшое количе-ство других хлористых и сернокислых солей, ангидрита, окислов железа и терригенных частиц. Она бесцветна или окрашена в сероватые и беловато-серые и красные тона. Изредка встречает-ся синяя соль. Серая окраска связана с примесью ангидрита и терригенных частиц, красная — гематита, синяя — с рассеянным в галите металлическим натрием. Кристаллы галита содержат включения жидкости и газов.

Обычно каменная соль имеет тонкую слоистость, представляющую результат изменения условий осаждения (сезонные), кристаллически зернистую структуру, часто крупно- и грубозернистую (см. кристаллы соли).

Вторичные образования галита в зоне выветривания и в шах-тах так же, как и гипса, весьма многообразны.

Карналлитовая порода состоит на 50—80% из минерала карналлита и 20—50% галита с небольшим количеством ангидрита, глинистых и других примесей. Окрашена в оранжево-красные и красные тона, окраска пятнистая. Благодаря высокой гигроскопичности карналлита поверхность породы влажная. При проведении по поверхности породы стальной иглой слышно характерное потрескивание.

В виде включений в карналлите встречаются газообразные углеводороды и остатки солеобразующей рапы.

Сильвиновая порода состоит из галита (25—60%) и сильвина (15—40%), содержит также небольшое количество ангидрита, глины и других примесей.

Сильвиновая порода имеет тонкую слоистость благодаря чередованию слоев сильвина, галита и глинистого ангидрита.

Породы смешанного состава. Каинитовая порода состоит из каинита (40—70%), галита (30—60%) и других соляных минералов, содержащихся в небольшом количестве (полигалит, кизерит, лангбейнит, карналлит).

Глауберитовая порода — желтовато-бурого и бурого цвета, реже серого, кристаллически зернистая (от тонко- до крупнозер­нистой), состоит из глауберита (50—90%), галита (1—50%), карбонатов (3—12%), нерастворимого в НС1 остатка (2—15%). Иногда в парагенезисе с глауберитом и галитом встречается так­же ангидрит. При выветривании на поверхности земли глаубе- рит переходит в мирабилит и гипс.

Помимо мономинеральных или олигомиктовых соляных по­род, состоящих почти нацело из одного (каменная соль) или двух минералов (сильвиновая, карналлитовая), встречаются по­лиминеральные породы. Так, например, в Прикарпатских соля­ных месторождениях третичного возраста описана так называе­мая твердая соль, состоящая из сильвина, каинита, полигалита, кизерита, галита и некоторых других минералов (см. табл. 47, 48, 49).

Происхождение и распространение соляных пород. Образо­вание солей происходит в прибрежно-морских, лагунных услови­ях и на суше в бессточных озерах. Для образования их необхо­димы определенные предпосылки.

1.Аридный климат, где испарение в несколько раз превышает количество осадков.

2. Затрудненное сообщение лагуны или залива с морем, но вместе с тем и постоянный приток некоторого количества морской воды.

Механизм образования соляных пород был восстановлен гео­логами и физико-химиками на основании изучения соляных мес­торождений и экспериментов по осаждению различных солей в ^лабораторных условиях.

1. Известково-глинистая толща артинского яруса.

2. Глинисто-ангидритовая толща мощностью 380 м.

3. Серая каменная соль с годовыми слоями 250—400 м.

4.Сильвинитовая толща, состоящая из чередующихся слоев сильвина и галита, — 12—56 м.

5.Толща карналлита с участками галита, вверху карналлит замещен сильвином 20—10 м.

6. Покровная каменная соль 1—70 м.

7.Переходная толща с чередованием глин, мергелей и камен­ной соли 0—80 м.

Большинство месторождений соляных пород не имеет зале­жей калийных солей. Вместе с тем встречаются залежи солей, в которых наряду с каменной и калийными солями присутствуют сульфаты калия и магния (Стассфуртское месторождение, При­карпатское и др.). Залежи солей типа Стассфуртских образова­лись из нормальной морской воды путем ее постепенного выпа­ривания. Залежи типа Соликамской — из метаморфизованных растворов: нормальные морские воды были сильно разбавлены карбонатными водами суши, практически стали бессульфатными (ион SC>3 2

осажден в виде сульфата Са). Месторождения, ли­шенные калийных солей, возникли в лагунах, постоянно сооб­щавшихся с морем — стадия лагуны, полностью изолированной от моря, здесь отсутствовала.

Лабораторные опыты по выпариванию морской воды впервые провел итальянец Узилио. В результате этих опытов выяснилось, что при испарении морской воды вначале выпадают окислы же­леза и карбонаты (когда объем воды уменьшился примерно на­половину), затем выпадают сульфаты Са; NaCl и другие легко растворимые соли выпадают, когда объем раствора достигает 0,1 первоначального.

Источником соли являются вулканические экзголяции, выще­лачивание пород и минералов в процессе выветривания на по­верхности земли (иногда растворение древних залежей солей по­верхностными водами).

Образовавшиеся в результате выветривания истинные раство­ры переносятся поверхностными водами в бессточные впадины, где благодаря интенсивному испарению концентрация растворов повышается. Из концентрированных растворов происходит осаж­дение солей согласно тем же правилам, о которых говорилось на предыдущих страницах.

Таким путем происходит осаждение галита, глауберовой со­ли, соды, минералов бора и др.

Солончаки, выпоты и выцветы на поверхности горных пород образуются в результате подтягивания по капиллярам и испаре­ния высокоминерализованных грунтовых вод. Состав солей в этом случае может быть различным. Преобладают хлориды, сульфаты, реже встречаются карбонаты и нитраты.

Образовавшийся осадок соляных минералов (самосадочная соль современных озер и лагун) при погружении бассейна пере­крывается новыми порциями осадка, постепенно уходит из зоны осадкообразования в стратисферу и превращается в осадочную породу (диагенез). В толще осадочных пород в условиях повы­шенных давления и температуры происходит перекристаллиза­ция соленосных отложений и образование кристаллически зерни­стой соли (катагенез). Под давлением вышележащих толщ соль приобретает пластичность и легко выжимается — перемещается в места с более низким давлением.

Изучение жидких включений в каменной соли показало, что процессы образования и перекристаллизации происходят при низких температурах от 40—50° до 120—150° С.

При выветривании на поверхности земли происходит, с одной стороны, растворение солей, с другой — образование многооб­разных вторичных кристаллов и агрегатов; при этом широко развиваются процессы гидратации.

Месторождения солей встречаются в отложениях почти всех систем, однако наиболее крупные скопления сосредоточены в от­ложениях кембрия, девона, перми, юры и третичного периода.

Крупные месторождения гипса и ангидрита известны в кем­брии восточной Сибири, Ирана и Пакистана, в девоне Украины и Белоруссии, в пермских отложениях Приуралья, Донбасса, США, в юре Средней Азии, ГДР и ФРГ, США, в третичных от­ложениях Прикарпатья, Средней Азии, Ирана, Франции и др.

Значительно реже встречаются месторождения калийных со­лей. В СССР залежи калийных солей известны в перми При­уралья (Соликамск), в третичных отложениях Прикарпатья. За границей наиболее крупные месторождения расположены в ФРГ (Стассфуртское) и США (в основном пермского возраста).

Гипс (сырой — природный) находит себе применение в каче­стве поделок, полуобожженный гипс применяется для получения отливок, слепков и моделей, в хирургии, в бумажном производ стве, строительный гипс употребляется как цемент для камен­ной кладки.

В настоящее время широко применяется так называемый демпферный гипс — гипс, обработанный перегретым паром. Из него изготовляют различного рода строительные детали, отлича­ющиеся очень высокой прочностью, — балки, панели стен и т. п.

Ангидрит применяется для изготовления цементов, каменная соль — в химической промышленности и металлургии, а также при приготовлении пищи. Калийные соли используются как аг­рономические руды, карналлит является основной рудой на Mg. Сульфат натрия широко применяется в стекольной, химической и других отраслях промышленности.

29. Железистые породы

Состав, структуры и классификация железистых пород.

К железистым породам относятся железные руды осадоч­ного генезиса окисные, карбонатные, силикатные и различные железистые образования—ортшейны, орзанды и т. п., а также россыпи песков, богатые железистыми минералами. Они залега­ют в виде пластов, пропластов, прослоев, линз, гнезд и в виде об­разований неправильной формы (кора выветривания). Класси­фикация железистых пород основана на генезисе, минеральном составе и текстурно-структурных признаках

Главные минералы железистых пород — лимонит, гетит, гидрогетит, гематит, гидрогематит, лепидокрокит, магнетит, сидерит, пистомезит, сидероплезит, анкерит, тюриигит, шамозит, вивиа­нит, керчинит, окислы и гидроокислы марганца, сульфиды желе­за; второстепенные — кальцит, глауконит, хлориты, глинистые минералы и терригенные примеси—кварц, полевые шпаты, слю­ды и др.

Текстуры и структуры железистых пород слоистые и неслоис­тые, землистые, оолитовые, бобовые, конкреционные, брекчие­видные, конгломератовидные, различные коллоидные и метакол­лоидные, оферолитовые, радиально-лучистые, коррозионные и др.

По внешнему виду и окраске железистые породы весьма раз­нообразны: окисные и гидроокисные породы окрашены в бурые, охристо-бурые, красно-бурые, вишнево-красные до красных то­нов. Хлоритовые и хлорито-сидеритовые — в зеленовато-серые- табачные тона. Сидерцтовые породы окрашены в темно-серый до черного цвет. Темную (до черной) окраску имеют и матнетито- вые пески.

Происхождение и распространение железистых пород. Ис­точником железа являются кристаллические породы, содержа­щие многочисленные железистые минералы. При процессах вы­ветривания железо переходит в гидроокись и перемещается вода­ми в виде механической взвеси и коллоидов гидроокиси железа. Частично перенос осуществляется в виде сульфатов и бикарбо­натов записного железа. Принесенное таким путем железо рас­пределяется в водоемах по законам механической дифференциа­ции, согласно с гидродинамикой бассейна. Поскольку частицы взвеси и коллоиды имеют малые размеры, наибольшие (кларко- вые) количества железа наблюдаются в глинистых осадках.

Рудные концентрации железа возникают, главным образом, при диагенезе, благодаря накоплению взвесей и коллоидов — гидроокислов железа, преобразованию их и обломочных минера­лов, содержащих железо (пироксены, амфиболы, слюды, гра­наты, магнетит, ильменит и др.), концентрации которых в мелко водной области моря бывают значительные, а также благодаря высачиванию подземных вод, богатых железом на дне моря.

На проветриваемых участках дна (прибрежно-морские об­становки с развитием песчаных осадков—литораль и сублито­рали) образуются бурожелезняковые—-окисные руды. В лагун­но-заливных условиях в восстановительной среде возникают хло­ритовые и сидеритовые руды.

Значительно более разнообразны условия возникновения же­лезных руд на суше.

Железные руды образуются в зоне окисления сульфидных месторождений (железная шляпа или стеклянная голова) и при процессах метосоматичеекото замещения известняков. В стра­нах с избыточным увлажнением и лесным покровом возникают железистые конкреции и стяжения на уровне грунтовых во’д (ор- штейны и орзанды под подзолистыми почвами севера). Иногда они имеют практическое значение.

Особенно часто железные руды образуются в озерно-болот­ных условиях.

В озерах и болотах севера накапливаются окисные бобовые руды, часто содержащие значительную примесь марганца. Осаж­дение железа происходит хемогенным путем, но не исключено также участие бактерий. В болотах и торфяниках в восстанови­тельной обстановке образуются сидеритовые стяжения и кон­креции.

И, наконец, возможно образование железистых пород — ооли­товых— гидрогетит лептохлорито-сидеритовых—-в речных (пой­менных) дельтовых и лиманных осадках (олигоценовые руды Приаралья).

Месторождения железных руд: Керченское в третичных отло­жениях, Хоперское в девоне, Халиловекое, Приаральская группа месторождений в олигоцене, Тульские и Липецкие руды карбона Подмосковного бассейна, месторождения Эльзаса и Лотарингии, Северной Африки и др.

Практическое применение — руды на железо.

30. Марганцевые породы

Состав, структуры и классификация марганце­вых пород. К марганцевым породам принадлежат различные осадочные образования морского, лагунного и континентально­го происхождения (озерные руды, руды коры выветривания), со­держащие, как правило, более 10% окиси марганца. Классифи­кация марганцевых пород основана на генезисе и минералогиче­ском составе. Среди них выделяются по генезису хемобиогенные и хемогенные разности и по минеральному составу — окисные и карбонатные.

Главные минералы марганцевых пород — окислы и гидроокислы марганца—манганит, пиролюзит, псиломелан, или над, н другие; карбонаты марганца — манганокалыцит, родохрозит и др. Кроме минералов марганца в виде второстепенной составной части присутствуют глауконит, опал, халцедон, окислы и гидро­окислы

железа, глинистые минералы, кальцит, анкерит, сидерит и терригенные примеси.

В кремнистых и кремнисто-глинистых породах (олоковидных), сопровождающих марганцевые руды, нередко встречаются остатки кремневых организмов (спикули губок, диатомеи, ради­олярии), в самих рудах иногда находят остатки усоногих раков (Никопольское месторождение).

Марганцевые породы имеют черную окраску, часто землистое сложение (напоминают кусок земли — почву), реже конкрецион­ное, оолитовое, бобовое. Карбонатные марганцевые породы окра­шены в светлые тона — серовато-белые с розоватым оттенком,

_; розоватые, мелко- и микрозернистые, часто тонкослоистые.

Соединения марганца широко распространены в осадочных породах, но не образуют больших концентраций (конкреции, на­слы марганца—манганит, пиролюзит, псиломелан, или над, н другие; карбонаты марганца — манганокалыцит, родохрозит и др. Кроме минералов марганца в виде второстепенной составной части присутствуют глауконит, опал, халцедон, окислы и гидро­окислы железа, глинистые минералы, кальцит, анкерит, сидерит и терригенные примеси (ом. табл. 37).

В кремнистых и кремнисто-глинистых породах (олоковидных), сопровождающих марганцевые руды, нередко встречаются остатки кремневых организмов (спикули губок, диатомеи, ради­олярии), в самих рудах иногда находят остатки усоногих раков (Никопольское месторождение).

Марганцевые породы имеют черную окраску, часто землистое сложение (напоминают кусок земли — почву), реже конкрецион­ное, оолитовое, бобовое. Карбонатные марганцевые породы окра­шены в светлые тона — серовато-белые с розоватым оттенком,

_; розоватые, мелко- и микрозернистые, часто тонкослоистые.

Соединения марганца широко распространены в осадочных породах, но не образуют больших концентраций (конкреции, на теки, дендриты и т. п.). Крупные концентрации марганца — руды в осадочных породах встречаются значительно реже.

Происхождение и распространение марганцевых руд. Марган­цевые руды осадочного происхождения образовались в результа­те хемогенного и биохемогенного осаждения (деятельности бак­терий) в условиях мелководных морских заливов

Дата добавления: 2015-12-16 ; просмотров: 1348 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник