Описание осадочных горных пород

Брекчия ( название от итальянского слова «брекчия» – щебень). Цвет разнообразный, определяется цветом обломков и цемента. Структура крупнообломочная (псефитовая) – состоит из неокатанных, угловатых, неправильной формы обломков размером от 2 до 200 и более мм. Текстура однородная.

Минеральный состав разнообразный, определяется вещественным составом обломков (минералов, горных пород); визуально в образцах трудноопределим.

Отличительные признаки: неокатанные, угловатые обломки в образце – отличие от конгломератов; в образце больше обломков, чем скрепляющего их цемента – отличие от туфов; отсутствие следов дробления и деформирования – отличие от брекчий тектонических; реагирует с соляной кислотой, в образце видны обломки и скрепляющий их цемент (карбонатного состава) – отличие от известняков и мергелей.

Конгломерат (название от латинского слова «конгломеро» – скопившийся, собранный). Цвет различный, зависит от цвета обломков и цемента. Структура крупнообломочная (псефитовая) - состоит из окатанных обломков размером от 2 до 200 и более мм. Текстура однородная.

Минеральный состав разнообразный, определяется вещественным составом обломков (минералов, горных пород); визуально в образцах трудноопределим.

Отличительные признаки: окатанные обломки в образце – отличие от брекчий; в образце больше обломков, чем скрепляющего их цемента – отличие от туфов; реагирует с соляной кислотой, в образце видны обломки и скрепляющий их цемент (возможно карбонатного состава) – отличие от известняков и мергелей.

Песчаник (название как производное от песка). Цвет различный, зависит от цвета цемента и зёрен минералов, слагающих грунт. Структура мелкообломочная (псаммитовая) – состоит в основном из частиц песчаной фракции размером от 0,1 до 2 мм. Текстура однородная, слоистая, пористая.

Минеральный состав: состоит из кварца, полевого шпата, слюд, глауконита, при этом любой из них может преобладать над другими и определять свойства песчаника; часто наблюдается присутствие рудных минералов (магнетита, гематита, лимонита), глинистых и других минералов.

Отличительные признаки: в любом песчанике всегда видны песчаные частицы размером от 0,1 до 2 мм – отличие от брекчий, конгломератов, алевролитов, аргиллитов; в образце видны зерна примерно одинакового размера и формы – отличие от туфов вулканических; при трении обломков друг о друга выкрашиваются зерна – отличие от кварцитов и опок.

По преимущественному содержанию основных минералов выделяют разновидности:

- песчаник кварцевый – состоит из кварца (блеск округлых выпуклых зёрен от стеклянного до жирного, царапает стекло с характерным треском);

- песчаник слюдистый – состоит преимущественно из мелких чешуек слюд;

- песчаник глауконитовый – состоит преимущественно из зерен зелёного, синевато-зелёного минерала глауконита, в состав которого входят соединения меди;

- песчаник аркозовый – состоит из полевых шпатов и кварца (блеск матовый из-за преобладания полевого шпата);

- песчаник глинистый (граувакка) – состоит из различных минералов и обломков; зёрна, как правило, имеют размер менее 1 мм; цвет тёмно-серый с зеленоватыми оттенками; текстура однородная, часто слоистая; при движении пальцев по образцу зерна частицы выкрашиваются;

- песчаник битуминозный – песчаник с цементом на битумной основе (черная окраска);

- песчаник известковистый – песчаник с цементом на карбонатной основе (реагирует с соляной кислотой, видны песчаные частицы, царапающие стекло – отличие от известняков, мергелей);

- песчаник кремнистый – песчаник с цементом на основе кремнезёма (очень прочный, с поверхности гладкий, царапает стекло и поэтому является переходной к кварцитам породой);

- песчаник железистый – песчаник с цементом на основе окислов и гидроокислов железа (отличается окраской – желтой, коричневой, бурой и красной в разводах);

- песчаник гипсовый – песчаник с цементом на основе гипса (цемент мягкий – царапается ногтем).

Алевролит (название «алевролес» – по преимущественному содержанию пылеватых частиц). Цвет серый, тёмно-серый, бурый, коричневатый или зеленоватый. Структура от тонкозернистой до скрытокристаллической; по преобладающему содержанию невидимых глазом пылеватых частиц от 0,01 до 0,1 мм – пылеватая (алевролитовая). Текстура однородная, слоистая, иногда пористая.

Минеральный состав: состоит из тонко раздробленных зёрен кварца, полевого шпата, глинистых минералов, иногда присутствуют карбонаты (реакция с соляной кислотой) и железистые минералы (жёлтая или бурая окраска).

Отличительные признаки: запах глины при увлажнении образца дыханием; неровный излом и отсутствие сланцеватости – отличие от сланцев; твёрдый, царапает стекло – отличие от аргиллита; тонкозернистый или скрытокристаллический – отличие от песчаников; относительно тяжёлый – отличие от более легких и плотных опок.

Аргиллит (название от греческого слова «аргиллес» – плотная глина). Цвет серый, тёмно-серый до чёрного, реже коричневый, зеленоватый. Структура скрытокристаллическая; по преобладающему содержанию невидимых глазом глинистых минералов (размером менее 0,01 мм) – глинистая (пелитовая). Текстура однородная, тонкослоистая.

Минеральный состав: основные минералы – глинистые (мягкие, царапаются ногтём, по стеклу скользят), кварц и полевой шпат (наличие определяется по отдельным царапинам на стекле, при общем скольжении по нему образца).

Отличительные признаки: запах глины при увлажнении дыханием; скользит по стеклу с оставлением неглубоких царапин – отличие от алевролитов; неровный излом и отсутствие сланцеватости – отличие от глинистых сланцев; не размокает в воде и не обладает пластичностью – отличие от глин, суглинков.

Галит или каменная соль (название от греческого слова «гальс» – море, соль). Цвет бесцветный, белый, красный, серый, синий. Структура полнокристаллическая, редко скрытокристаллическая. Текстура однородная, пятнистая, полосчатая.

Минеральный состав: галит (черта белая, твёрдость 2, вкус солёный).

Отличительные признаки: легко растворяется в воде; солёный вкус – отличие от сильвинита.

Сильвинит (название по имени химика Сильвио де ля Баш). Цвет от белого до серого с красноватым оттенком, иногда красный. Структура кристаллическая. Текстура однородная, в обнажениях слоистая.

Минеральный состав: состоит из минерала сильвина, иногда с примесями глинистых минералов, галита, карбонатов и др.; черта белая; блеск от стеклянного до жирного; твёрдость 2,5.

Отличительные признаки: горько-солёный вкус – отличие от галита.

Гипс (название от арабского слова «гебас» – белый или от греческого слова «гипсос» – мел, гипс). Цвет разнообразный, чаще белый, желтоватый или розоватый. Структура полнокристаллическая, волокнистая, иногда скрытокристаллическая. Текстура однородная, у волокнистых разновидностей гипса иногда полосчатая.

Минеральный состав: гипс (черта белая, блеск стеклянный или шелковистый до перламутрового, царапается ногтём).

Отличительные признаки: в воде растворяется частично; царапается ногтём – отличие от ангидритов.

Выделяют разновидности гипса:

- алебастр – мелкозернистый, мраморовидный, просвечивающий в краях гипс;

- гипс волокнистый (селенит) – белого или желтовато-розового цвета, блеск шелковистый, волокнистое строение.

Ангидрит (название от «ан» – отрицание, «гидро» – вода, по-русски - «безводный», что указывает на отсутствие в нём воды в отличие от гипса). Цвет в целом светлый с различными оттенками, часто слегка голубоватый. Структура полнокристаллическая, иногда скрытокристаллическая (на вид как фарфор). Текстура однородная.

Минеральный состав: ангидрит (черта белая, твёрдость 3,5 – стекло не царапает, ногтем не царапается).

Отличительные признаки: ногтём не царапается – отличие от гипсов; не реагирует с соляной кислотой – отличие от осадочных пород карбонатного состава и мраморов.

Известняк (название от слова «известь»). Цвет разнообразный, от чисто белого до чёрного. Структура скрытокристаллическая, иногда обломочная, органогенная. Текстура однородная, тонкослоистая, пористая.

Минеральный состав: кальцит (реагирует с соляной кислотой в куске).

Отличительные признаки: стекло не царапает – отличие от опок; реакция с соляной кислотой в куске – отличие от доломитов; реакция с соляной кислотой в куске без бурого налёта в месте реакции (остатки непрореагировавших глинистых минералов) – отличие от мергелей; реакция с соляной кислотой в куске и отсутствие обломков в образце – отличие от карбонатных брекчий и конгломератов.

Выделяют следующие разновидности:

- известняк плотный – отличается однородным, плотным сложением;

- известняк оолитовый – состоит из концентрических, скорлуповатых шариков (оолитов) углекислой извести, сцементированных известково-глинистым цементом;

- известняк-ракушечник – состоит из раковин моллюсков и остатков мелких морских животных, пористый;

- известняк коралловый – состоит из коралловых полипов, однородный;

- известковый туф – крупнопористый известняк, из которого выделяют его разновидность – тонкозернистый, прочный, поддающийся шлифовке и полировке (травертин);

- мел – пористый известняк, морского происхождения, состоящий из мельчайших, не видимых глазом раковин, панцирей микроскопических водорослей; землистый, пачкает руки;

- известняки глинистые, битуминозные и другие выделяют по составу примесей, условиям образования и др.

Доломит (название по имени французского минералога Доломье). Цвет белый, серый, часто желтоватый. Структура средне-, мелкозернистая, иногда скрытокристаллическая (похожая на фарфор). Текстура однородная, реже пятнистая и узорчатая.

Минеральный состав: доломит (реакция с соляной кислотой в порошке), часто отмечается присутствие кальцита, ангидрита, глинистых минералов.

Отличительные признаки: черта белая, стекло не царапает; реагирует с холодной соляной кислотой в порошке – отличие от известняков, мергелей, ангидритов.

Мергель (немецкое название, объединяет осадочные породы, состоящие из глины и карбонатов, точное название определяется соотношением глинистых частиц, доломита и известняка). Цвет светло-серый, серый, тёмно-серый, бурый, чёрный (определяется цветом глинистого вещества). Структура скрытокристаллическая, тонкозернистая. Текстура однородная, слоистая.

Минеральный состав: кальцит (до 50 %), иногда доломит и глинистые минералы (реагирует с соляной кислотой в куске).

Отличительные признаки: издает запах глины при увлажнении дыханием; прилипает к языку; иногда в образцах видны остатки флоры и фауны, обломки горных пород; наличие окислов и гидроокислов железа обнаруживается по жёлтой, коричневой, бурой окраске; грязно-бурый налёт в месте реакции с соляной кислотой – отличие от известняков, мела; стекло не царапает, реагирует с соляной кислотой – отличие от опок, аргиллитов, алевролитов.

Диатомит (название от слагающих его раковин диатомей – кремнистых водорослей). Цвет белый, серый или розовый. Структура скрытокристаллическая, тонкозернистая. Текстура однородная, иногда тонкослоистая.

Минеральный состав: основной минерал – опал, а также глинистые минералы, кварц, остатки диатомей, радиолярий, губок.

Отличительные признаки: светлая окраска, на ощупь мягкий, очень лёгкий, тонкопористый (впитывает воду и кислоту); на вид – землистый агрегат (крошится в руках подобно мелу); прилипает к языку, сильно пачкает руки, стекло не царапает, на стекле остается порошок светлой окраски и редкие царапины – отличие от опок, аргиллитов, алевролитов; впитывает соляную кислоту без реакции – отличие от мела, известняков, мергелей; похож на трепел, отличить от которого диатомит невооруженным глазом невозможно.

Опока (название польское, так называют пористые кремнистые горные породы). Цвет серовато-белый, желтоватый или жёлто-коричневый, до черного. Структура скрытокристаллическая, тонкозернистая. Текстура однородная.

Минеральный состав: состоит из минерала опала, сцементированного кремнезёмом (царапает стекло), в качестве примесей возможно присутствие глинистых минералов, кварца, остатков микроорганизмов.

Отличительные признаки: лёгкая, при ударе колется на остроугольные обломки с раковистым изломом, прилипает к языку; царапает стекло, не реагирует с соляной кислотой – отличие от известняков, мергелей, доломитов; плотная легкая горная порода, почти не пачкает руки – отличие от трепелов, диатомитов; относительно лёгкая, часто более светлая – отличие от аргиллитов, алевролитов; при трении обломков образца горной породы друг о друга зерна не выкрашиваются – отличие от песчаников.

Трепел (название от немецкого слова «трепел»). Цвет светло-серый, сероватый, желтоватый, реже тёмно-серый. Структура тонкозернистая, скрытокристаллическая. Текстура однородная, слоистая, тонкопористая.

Минеральный состав: состоит из мельчайших зёрен опала, глинистых минералов, кварца и др.

Отличительные признаки: на ощупь мягкий, очень лёгкий, тонкопористый (впитывает воду и кислоту); на вид – землистый агрегат, прилипает к языку, сильно пачкает руки, стекло не царапает, на стекле остается порошок светлой окраски и редкие царапины – отличие от опок, аргиллитов, алевролитов; впитывает соляную кислоту без реакции – отличие от мела, известняков, мергелей; похож на диатомит, отличить от которого трепел невооруженным глазом невозможно.

Торф – порода, состоящая из не полностью перегнивших растительных остатков. Цвет бурый до черного. Торф обычно кусковатый, слабо связанный, легко ломается руками. Плотный либо пористый. Твердость низкая. В сухом состоянии очень легок (объемный вес 0,70-0,75). Горюч. Гигроскопичен.

Угли –органогенные горные породы (каустобиолиты). Цвет коричневый до чёрного, с блеском или без блеска. Структура землистая, зернистая, органогенная. Текстура однородная, слоистая, полосчатая.

Минеральный состав: в основном состоит из растительных остатков, углерода, кварца, глинистых минералов и примеси смолистых веществ.

Отличительные признаки: твердые горючие горные породы; блеск от матового до металловидного; все угли горят при высокой температуре, но не плавятся – отличие от асфальтов.

Выделяют разновидности углей:

- угли бурые – блеск матовый до смоляного, цвет черты бурый, руки сильно пачкает, не содержит растительных остатков, а сохраняет их отпечатки.

- угли каменные – блеск матовый до стеклянного, цвет черты чёрный, пачкает руки;

- антрацит – блеск сильный металлический, излом раковистый, руки не пачкает.

 

Нефть – природная горючая маслянистая флуоресцирующая жидкость, обладающая характерным запахом. В состав нефти входят углеводороды, а также органические, кислородные, сернистые, азотистые соединения и некоторые неорганические примеси. Основными составными частями нефти являются углерод и водород.

 

Асфальты (горная смола) – плотные буровато-черные битуминозные вещества с сильным смоляным блеском и крупнораковистым изломом. Обладают смолистым запахом, легко плавятся и загораются. Состоят из водорода и углерода с резко подчиненным количеством кислорода, азота и серы.

 

Озокериты (горный воск) – это минеральные воски, образовавшиеся из парафиновых нефтей при потере легких компонентов. Озокерит является продуктом изменения нефтей в поверхностной части земной коры. По внешнему виду он напоминает пчелинный воск, отличаясь обычно более темным цветом. По составу близок к нефти и содержит твердые, жидкие и газообразные углеводороды с преобладанием твердых. Горит ярким коптящим пламенем.

 

Янтарь – затвердевшая смола древних хвойных деревьев (25-30 млн. лет). Преимущественно это смола ископаемой ели, которая хорошо сохраняется в условиях накопления прибрежных песчаных песков. Янтарь – типичное органическое соединение, состоящее их углерода (79 %), кислорода (10,5 %) и водорода (10,5 %). Аморфен. Цвет янтаря желтый, желтовато-бурый, коричневый, может быть прозрачным или матовым. Нередко содержит включения листьев и насекомых. Легко плавится, при горении издает приятный запах.

 

Ход выполнения работы:

1. Получить у преподавателя образцы осадочных горных пород.

2. Описать следующие характеристики каждого образца: цвет, текстуру, структуру, минеральный состав.

3. Зарисовать образцы горных пород.

4. Кратко законспектировать ответы на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1. Осадочные горные породы.

2. Классификация осадочных горных пород.

3. Структуры осадочных горных пород.

4. Текстуры осадочных горных пород.

5. Обломочные породы.

6. Органогенные, химические и биохимические породы.

 

Лабораторная работа № 3

МАГМАТИЧЕСКИЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

Цель работы: познакомиться с магматическими горными породами.

Материалы и оборудование: 1) учебная коллекция магматических горных пород; 2) раствор 10 % соляной кислоты.

Петрография – наука о горных породах, изучающая минеральный и химический состав горных пород, их строение, происхождение, геологические условия залегания, взаимоотношения между различными породами, а также изменение горных пород с течением времени.

Горные породы – минеральные агрегаты определенного состава и строения, образовавшиеся в результате природных физико-химических процессов.

В настоящее время известно около 1000 разновидностей горных пород.

Полиминеральные горные породы – это породы, сложенные несколькими минералами (гранит).

Мономинеральные горные породы – это породы, сложенные одним минералом (мрамор).

Главные (породообразующие) минералы – небольшая группа минералов, каждый из которых составляет не менее 10 % от объёма породы.

Второстепенные (акцессорные) минералы – минералы, составляющие не более 10 % от объёма породы.

 

Структура – особенности внутреннего строения пород, определяемые формой, абсолютным и относительным размером слагающих их кристаллов.

Текстура – особенности сложения горных пород, определяемые взаимным расположением их составных частей, а также характером и способом заполнения занимаемого пространства минеральным веществом.

По происхождению все горные породы подразделяются на магматические, осадочные и метаморфические.

Распространение этих пород неодинаково. Подсчитано, что литосфера на 95 % сложена из магматических и метаморфических пород и только 5 % составляют осадочные породы. В то же время, последние покрывают 75 % земной поверхности и только 25 % ее занято магматическими и метаморфическими породами.

Магматические горные породы

Магматические горные породы – это породы, образовавшиеся в результате остывания и кристаллизации магмы.

Магма – огненно-жидкий силикатный расплав, содержащий различные элементы, их окислы и летучие компоненты (фтор, хлор, воду, углекислоту и др.).

 

В зависимости от условий образования магматические горные породы делятся на:

Интрузивные породы (глубинные) – породы, образующиеся за счёт полной раскристаллизации магматического расплава глубоко в недрах Земли (от 5 до 40 км) в течение большого периода времени, при относительно постоянных температуре и давлении (гранит, диорит, габбро).

Эффузивные породы (излившиеся) – породы, образующиеся за счёт излияния вулканических лав на поверхность Земли, или в её недрах в приповерхностных условиях (до 5 км) (базальты, диабазы, андезиты).

Пирокластические породы – породы, образующиеся в результате мощных взрывов при вулканических извержениях, когда в атмосферу выбрасываются газово-обломочные тучи или разбрызгивается жидкая лава (вулканический пепел, вулканический туф, вулканические брекчии).

 

Главные породообразующие минералы магматических пород – полевые шпаты (около 60 %), кварц (12 %), пироксены (12 %), роговая обманка, слюды, оливин, нефелин и др.

Второстепенные (акцессорные) минералы – апатит, циркон, магнетит, гематит, рутил, ильменит, титанит.

 

Структуры магматических горных пород выделяют:

а) по степени кристалличности вещества:

- полнокристаллическая – все зёрна хорошо сформированы и легко различимы, благодаря длительной и постепенной кристаллизации (гранит, габбро);

- неполнокристаллическая – часть вещества успела раскристаллизоваться, а остальная масса быстро остывала, не успев сформировать зёрна минералов;

- стекловатая – порода представляет собой сплошную стекловидную массу, что свидетельствует о быстром застывании лавы (обсидиан);

б) по относительному размеру зёрен:

- равномернозернистая – зёрна в образце имеют приблизительно одинаковый размер (габбро, трахит);

- неравномернозернистая – в образце присутствуют зёрна разной величины (гранит);

- порфировая – характеризуется наличием в породе крупных кристаллов – вкрапленников, рассеянных в стекловатой или скрытокристаллической основной массе;

- порфировидная – различие порфировых зерен и минералов основной массы выражена менее резко и основная масса породы полнокристаллическая.

в) по абсолютному размеру зёрен:

- гигантозернистая – более 10 мм;

- крупнозернистая – от 5 до 10 мм;

- среднезернистая –от 2 до 5 мм;

- мелкозернистая –менее 2 мм;

- скрытокристаллическая – зёрна неразличимы невооружённым глазом.

 

При выделении текстур магматических горных пород руководствуются следующими признаками:

а) степень заполнения пространства:

- массивная – весь объём образца занят минеральным веществом (гранит, обсидиан);

- пористая, пузыристая, миндалекаменная и др. – горная порода содержит пустоты, поры и т. п. (базальт, пемза);

б) однородность вещества:

- однородная текстура – образец горной породы обладает одними и теми же свойствами при исследовании в любом направлении (габбро, трахит);

- неоднородная – пятнистая, полосчатая, флюидальная (видны следы течения) и др. (обсидиан);

в) ориентированность слагающих породу минералов:

- ориентированная – длинные оси минеральных зёрен вытянуты в определённом направлении (пегматит – «письменный гранит»);

- неориентированная – минеральные зерна расположены беспорядочно (гранит, габбро).

Окраска магматической горной породы часто характеризуется термином «цветное число» или «цветной индекс», отражающим содержание темноцветных минералов (авгита, роговой обманки, биотита и др.) в породе в процентном отношении к её объёму. Если преобладают светлые зёрна, то окраску называют лейкократовой, а если тёмные – меланократовой.

По содержанию кремнезема SiO₂ магматические породы подразделяются на (табл. 3.1):

ультраосновные – менее 45 % (пироксенит, дунит);

основные – от 45 % до 52 % (габбро, базальт);

средние – от 52 до 65 % (диорит, андезит);

кислые – более 65 % (гранит, риолит).

Таблица 3.1