Литологические типы осадочных горных пород.

 

Литология - наука об осадочных горных породах, об их составе, строении и условиях образования. Название её происходит от греческих слов литос - камень и логос - истина, учение. За рубежом эта наука утвердилась под названием «седиментология» (от лат. sedimentum – осадок).

В начале XX века она называлась петрографией осадочных пород. Преподавание курса петрографии осадочных пород как самостоятельной науки в высших ученых заведениях СССР началось в 1922 году. В 1933 году был издан первый учебник по этому предмету «Введение в петрографию осадочных пород», составленный А.Н.Заварицким. Позже такие учебники были изданы М.С.Швецовым (1934, 1948), Л.В.Пустоваловым (1940), Н.В.Логвиненко (1967, 1974, 1984). Большой вклад в изучение осадочных горных пород внесли М.С. Швецов, Л.Б.Рухин, Л.В.Пустовалов, Ю.А.Жемчужников, Г.Н.Теодорович, В.П.Батурин, Н.М.Страхов и др. Начиная с 1960-х годов, для обозначения науки об осадочных горных породах всё чаще начали применять термин «литология». Популярное изложение науки литологии выполнено Н.В.Логвиненко в небольшой книге «Что такое литология». Л.:Недра,1970.-57с.

Для тех, кто намерен серьёзно заниматься исследованием осадочных горных пород, мы рекомендуем следующий список литературы:

Логвиненко Н.В. Методы определения осадочных пород/учебное пособие. Л.:Недра.1986.-238с.

Логвиненко Н.В., Орлова Л.В. Образование и изменение осадочных пород на континенте и в океане. Л.:Недра,1987.-235с.

Логвиненко Н.В. Постдиагенетические изменения осадочных пород. Л.:Недра,1986.-92с.

Логвиненко Н.В. Морская геология. Учебное пособие.-Л.:Недра,1980-343с.

Б.К.Прошляков, В.Г.Кузнецов «Литология». Учебник. М.:Недра,1991.-444с.

Атлас текстур и структур осадочных пород. М.:Недра,1979.

Казанский. Седиментология. -Новосибирск: Наука,1976.

Крашенинников Г.Ф. Учение о фациях. М.: Высшая школа, 1971

Лидер М.Р. Седиментология. Процессы и продукты.-М.: Мир,1986.

Фролов В.Т. Генетическая типизация морских отложений.-М.:Недра,1984.

Ханин А.А. Породы-коллекторы нефти и газа нефтегазоносных провинций СССР.-М.:Недра,1973.

Шванов В.Н. Петрография песчаных пород.-Л.:Недра,1987.

 

Всё разнообразие горных пород, из которых состоит земная кора, подразделяется по происхождению на три большие группы.

1. Магматические горные породы. Примерами их являются граниты, базальты.

2. Метаморфические горные породы. Примерами их являются гнейсы, кристаллические сланцы.

3. Осадочные горные породы. Примерами их являются пески, глины, песчаники, известняки.

Магматические и метаморфические горные породы являются объектами изучения науки петрографии и петрологии магматических и метаморфических пород. Осадочные горные породы изучаются наукой литологией.

Осадочные горные породы широко распространены в земной коре и на земной поверхности. Они присутствуют повсюду, где живут люди и широко используются ими в практической жизни. Из глин и песков изготавливаются кирпичи, из щебня, гравия, гальки в смеси с цементом – бетонные блоки, из известняков – цементный порошок. Пищевая соль NaCl тоже имеет осадочное происхождение. Каменные угли и торф применяются как топливо для получения тепла, электричества. Нефть, нефтепродукты и газ давно уже прочно вошли в нашу жизнь. Вся колёсная техника двигается с помощью двигателей, работающих на продуктах переработки углей, нефти, газа.

Как и любой природный объект, осадочные горные породы имеют бесчисленное множество свойств (классификационных признаков). Но всех их объединяет то, что они образовались на поверхности Земли, в условиях низких температур и давлений, в воздушной или водной среде, путем осаждения из воздуха и воды. Основными их признаками являются:

химический состав;

минералогический состав;

гранулометрический состав (размер обломков, из которых они состоят);

структура (внутреннее строение);

текстура (тип слоистости);

цвет;

состав и количество примесей;

практическая ценность;

происхождение;

плотность (удельный вес);

пористость;

проницаемость;

отдельность;

степень трещиноватости;

степень уплотненности;

растворимость в воде;

растворимость в кислотах;

степень разбухаемости в воде;

прочность;

хрупкость;

твердость;

буримость;

возраст;

содержание рассеянного органического вещества;

содержание остатков фауны;

и др.

В соответствии с требованиями системного подхода в геологии классификацию горных пород необходимо производить отдельно по каждому признаку и на количественной основе. После этого классификация производится по комплексу признаков.

Ниже излагается краткая характеристика осадочных горных пород по М.С.Швецову (1948)

 

Минералогический состав осадочных горных пород

 

Осадочные горные породы являются продуктами разрушения и химического разложения магматических и метаморфических горных пород. Твердые минералы при этом сохраняются и входят в состав осадочных горных пород в виде обломков. Мягкие и легкие минералы растворяются в воде, переносятся в растворенном виде и вновь отлагаются, образуя слои на дне водоемов. Часть солей усваивается организмами, строят из них скелеты, раковины. При отмирании организмов скелеты их скапливаются на дне водоема, образуя слои. Из скелетов колониальных кораллов состоят коралловые острова – рифы. Соответственно выделяются три большие группы осадочных горных пород:

Обломочные горные породы. Состоят из окатанных обломков минералов.

Хемогенные горные породы. Состоят их мелких кристалликов соляных минералов: кальцит, доломит, гипс и др.

Органогенные горные породы. Состоят из скелетов и раковин организмов.

 

Слой и его элементы

 

Основной формой образования и накопления осадочных горных пород является слой. Один слой от другого отличается прежде всего по литологическому или минералогическому составу, цвету и возрасту.

Элементами слоя являются:

кровля – верхняя поверхность напластования;

подошва – нижняя поверхность напластования;

мощность (толщина) – расстояние от кровли до подошвы по перпендикуляру.

Синонимом термина «слой» является «пласт». Термин «пласт» чаще употребляется для обозначения слоев полезных ископаемых: углей, железных руд, нефть и газ содержащих горных пород и др. Границы между слоями не всегда бывают резкими и ровными. Изначально слои состоят из рыхлых пород (песок, ил), позже они уплотняются под давлением веса вышележащих слоев. При нормальном залегании каждый вышележащий слой моложе нижележащего слоя. Возраст слоев определяется по возрасту содержащихся в них палеонтологических остатков (фауны, микрофауны), остатков растений, спор, пыльца. Толщина слоя по простиранию (в горизонтальном направлении) не сохраняется постоянной.

По простиранию слой может прослеживаться на десятки, сотни и тысячи километров или может выклиниваться (исчезнуть) резко или постепенно. Причинами выклинивания слоя являются:

слой исчезает в том месте, где он изначально не накапливался;

слой исчезает там, где он разрушился, размылся в ходе последующих геологических процессов.

слой по простиранию может менять свой литологический облик, например, песчаный слой постепенно может стать глинистым;

слой может быть срезан по разлому и смещен вниз или вверх на некоторое расстояние;

слой может состоять из прослоев (прослойков, пропластков) разного литологического или минералогического состава, например, слой, состоящий из частого переслаивания песчаника и глины.

Толщина прослоев может быть различной: миллиметры, сантиметры, десятки сантиметров. Толщина слоя обычно составляет метры или десятки метров.

В осадочных бассейнах выделяются крупные слои разных рангов по возрасту, по литологическому составу: пачки, горизонты, толщи, свиты, ярусы, отделы, системы. Каждый слой высшего ранга состоит из слоев низших рангов. Например, свита состоит из подсвит, пачек, горизонтов и отдельных слоев, прослоев.

Изначально слои залегают горизонтально или почти горизонтально. Наклонное залегание слои приобретают в ходе последующих геологических процессов. Наклонные в одном направлении слои образуют крупные тектонические структуры, которые называются моноклиналями (от греческого монос - один, клино - наклоняю). Углы наклона слоев на платформенных территориях незначительные (доли градуса, несколько градусов), в геосинклинальных (складчатых) областях – значительные (десятки градусов).

Складчатое залегание слои приобретают под действием тектонических движений. Различаются два типа складок: платформенный, геосинклинальный. Складки платформенного типа очень пологие, широкие, в плане имеют округлые, овальные или удлиненные формы. Они образуются в результате длительных и очень медленных вертикальных блоковых движений. Одни блоки фундамента поднимаются относительно других. Над такими блоками в осадочном чехле образуются антиклинальные складки. Размеры их по длине и ширине зависят от размеров блоков, над которыми они образуются. Крупные антиклинальные платформенные складки (антеклизы, своды) состоят из складок низших рангов (куполов, валов, локальных поднятий). Складки геосинклинального типа образовались в результате интенсивных тектонических движений, характеризуются крутыми углами залегания крыльев и удлиненными (линейными) формами в плане.