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;
| Классификация обломочных пород по структурным признакам | |||||||
| Литифицированные | Метаморфизованные | ||||||
| Подгруппы | Размер частиц | рыхлые | Сцементированные | ||||
| мм | окатанные | угловатые | окатанные | Угловатые | окатанные | угловатые | |
| Глинистые | менее 0,001 | Глина тонкая (мелкий пелит) | Аргиллит тонкий | Глинистый сланец тонкий | |||
| пелиты | 0,001-0,005 | Глина грубая (крупный пелит) | Аргиллит грубый | Глинистый сланец грубый | |||
| Пылеватые | 0,005-0,01 | Алеврит тонкий (средний ) | Алевролит тонкий | Алевролитовый сланец тонкий | |||
| алевриты | 0,01-0,05 | Алеврит грубый (крупный) | Алевролит грубый | Алевролитовый сланец грубый | |||
| Песчаные | 0,05-0,25 | Песок мелкий | (кр-ый алеврит) | Песчаник мелкий | Песчаник кварцит мелкий | ||
| псаммиты | 0,25-0,5 | Песок средний | Песчаник средний | Песчаник кварцит средний | |||
| 0,5-1,0 | Песок крупный | Песчаник крупный | Песчаник кварцит крупный | ||||
| 1,0-5,0 | Гравий | Дресва | Грав-ный мелкий | Дресв-я мелкая | Грав-ный мелкий | Дресв-я мелкая | |
| мелкий | мелкая | конгломерат | Брекчия | конгломерат | брекчия | ||
| гравелит | Дресвит | гравелит | дресвит | ||||
| Грубообломоч- | 5,0-10,0 | Гравий | Дресва | Гр-ный крупный | Дресв-я крупная | Гр-ный крупный | Дресв-я крупная |
| ная псефиты | крупный | крупная | конгломерат | Брекчия | конгломерат | брекчия | |
| гравелит | Дресвит | гравелит | дресвит | ||||
| 10,0-50,0 | Галька | Щебень | Галечниковый | Щебеночная | Галечниковый | Щебеночная | |
| мелкая | мелкий | м-кий конгломерат | м-кая брекчия | м-кий конгломерат | м-кая брекчия | ||
| 50,0-100,0 | Галька | Щебень | Галечниковый | Щебеночная | Галечниковый | Щебеночная | |
| крупная | крупный | кр-ый конгломерат | кр-ная брекчия | кр-ый конгломерат | кр-ная брекчия | ||
| 100,0-500,0 | Валун | Неокатанный | Валунный | Валунная м-кая | Валунный | Валунная м-кая | |
| мелкий | валун мелкий | м-кий конгломерат | Брекчия | м-кий конгломерат | брекчия | ||
| (из неокатанных) | |||||||
| 500,0-1000,0 | Валун | Неокатанный | Валунный | Валунная кр-ая | Валунный | Валунная кр-ая | |
| крупный | валун крупный | кр-ый конгломерат | Брекчия | кр-ый конгломерат | брекчия | ||
| (из неок-х валунов) | |||||||
| более 1000,0 | Глыбы | Неокатанные | Глыбовый | Глыбовая брекчия | Глыбовый | Глыбовая | |
| глыбы | конгломерат | (из неок-х глыб) | конгломерат | брекчия |
Обломочные породы смешанного состава (песчано – алеврито – глинистые )
| Число | Содержание частиц % | Литифицированные породы | ||||
| пласт-ти | менее | 0,005- | 0,5- | |||
| рыхл. | 0,005мм | 0,05мм | 1,0мм | рыхлые | сцементированные | метаморфизованные |
| пород | глина,% | алеврит | песок | породы | ||
| более | более 30 | Больше | Меньше | Алевритовая | Алевритовый | Сланец глинистый |
| глина | аргиллит | алевритовый | ||||
| более 30 | Меньше | Больше | Глина | Аргиллит | Глинистый сланец | |
| 20-30 | Больше | Меньше | Суглинок тяжелый | Песчаный аргил- | Песчаный аргиллито- | |
| алевритовый | лито алевролит | алевролитовый сланец | ||||
| 22-10 | 20-30 | Меньше | Больше | Суглинок тяжелый | Алевритовый аргил- | Алевритовый аргил- |
| лито-песчаник | лито-песчаник | |||||
| 10-20 | Больше | Меньше | Суглинок легкий | Глинистый печаник- | Глинистый песчано- | |
| алевритовый | алевролит | алевролитовый сланец | ||||
| 10-20 | Меньше | Больше | Суглинок легкий | Глинистый алеврито- | Глинистый алеврито- | |
| песчаник | Песчаник | |||||
| 10-0 | 10-5 | Больше | Меньше | Супесь | Глинисто-песчаный | Глинисто-песчаный |
| алевритовая | алевролит | алевритовый сланец | ||||
| 10-5 | Меньше | Больше | Супесь | Глинисто-алеврито- | Глинисто-алеврито- | |
| вый песчаник | вый песчаник | |||||
| менее 5 | Больше | Меньше | Песчаный | Песчаный | Песчаный алевролито- | |
| алеврит | алевролит | вый сланец | ||||
| менее 5 | Меньше | Больше | Алевритовый | Алевритовый | Алевритовый | |
| песок | песчаник | песчаник |
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
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
