Осадочные обломочные горные породы

Осадочные обломочные горные породы – это породы, которые образовались в результате переноса и переотложения, ранее существовавших магматических и метаморфических горных пород, в результате физического выветривания (перепада температур), действия ветра, постоянных и временных водотоков, ледников и живых организмов.

Осадочные обломочные горные породы классифицируются по: размеру обломков, виду обломков, по связи между обломками ( частицами ).

 По размеру обломков – делятся на грубообломочные, среднеобломочные,

мелкообломочные, тонкообломочные.

 По связи между частицами – делятся на:

рыхлые – связь между твёрдыми частицами отсутствует;

связные – породы состоят из столь мелких частиц, что между этими частицами возникают силы меж молекулярного притяжения, силы Вандер-Ваальса (присуще осадочным мелко- и тонкообломочным горным породам);

сцементированные – поры в породе заполнены цементирующим веществом, при этом ранее рыхлая порода становится скальной или полускальной.

По виду обломков – разделяются на окатанные и неокатанные.

Сцементированные обломочные осадочные горные породы – это породы, у которых поры заполнены полностью и частично природными цементами.

Природные цементы в сцементированных обломочных осадочных породах бывают различные, например, глинистые, известковые (карбонатными),кремнистые, железистые, фосфатные, гипсовые и др. Самый прочный природный цемент - кремнистый; самый не прочный – глинистый.

По количеству и текстуре цемента различают обломочные породы с базальным, поровым и контактовым цементом.

Базальный цемент - это такой вид цемента при, котором отдельные обломки породы не соприкасаются друг с дру-

гом, а как бы плавают в массе цемента.

Поровый цемент - это такой вид цемента при, котором все поры заполнены цементирующим веществом.

Контактовый цемент - это такой вид цемента при, котором цемент присутствует только на контакте между твердыми частицами.

Осадочные обломочные горные породы по размерам обломков подразделяются н а:

грубообломочные осадочные горные породы (псефиты) – все осадочные обломочные горные породы у которых обломки из которых они состоят больше 2мм. Эти породы могут состоять из окатанных и неокатанных обломков, находиться в рыхлом или сцементированном состоянии.

К рыхлым окатанным грубо обломочным горным породам относятся:

валуны, состоят из обломков размером более 200 мм;

галька, состоят из обломков размером более от 200 до 40 мм;

гравий, состоят из обломков размером более от 40 до 2 мм.

К рыхлым неокатанным грубо обломочным горным породам относятся:

глыбы, состоят из обломков размером более 200 мм;

щебень, состоят из обломков размером более от 200 до 40 мм;

древа, состоят из обломков размером более от 40 до 2 мм.

К сцементированным окатанным грубо обломочным горным породам

относятся:

конгломерат, состоит из обломков размером 100 -10 мм;

гравелит, состоит из обломков размером 40 - 2 мм.

К сцементированным неокатанным грубо обломочным горным породам относятся:

брекчия, состоит из обломков размером 100 -10 мм;

гравелит, состоит из обломков размером 40 - 2 мм.

Среднеобломочные осадочные горные породы ( псаммиты ) – это все об-

ломочные горные породы, которые имеют размер частиц от 2 – 0,05 мм. Эти по-

роды могут состоять находиться в рыхлом или сцементированном состоянии.

К сцементированным среднеообломочным горным породам относится

песчаник.

К рыхлым среднеообломочным горным породам относится песок. Песок

по зерновому (гран) составу подразделяется на такие виды:

Гравелистый, состоит из частиц размером от 2 – 1 мм;

Крупнозернистый, состоит из частиц размером от 1 – 0,5 мм;

Среднезернистый, состоит из частиц размером от 0,5 – 0,25 мм;

Мелкозернистый, состоит из частиц размером от 0,25 – 0,1 мм;

Тонкозернистый, состоит из частиц размером от 0,1 – 0,05 мм.

Мелкообломочные осадочные горные породы ( пылеватые или алеври -

ты ) – это связные или сцементированные осадочные горные породы, у которых

размер частиц от 0,05 до 0,005 мм.

Частицы с размерами от 0,05 – 0,005 называются пылеватыми. Мелкооб-

ломочные горные породы бывают в связанном или в сцементированном состоя-

нии. В рыхлом состоянии в природном сложении эти породы находиться не мо-

гут. Это объясняется малыми размерами частиц составляющих мелко обломоч-

ные горные породы.

К связным мелкообломочным осадочным горным породам относятся:

лёсс;

лессовидный суглинок.

К сцементированным мелкообломочным осадочным горным породам

относятся алевролит.

Тонкообломочные осадочные горные породы ( пелиты ) – это все горные

породы, которые находятся в связанном или сцементированном состоянии(не

бывают в рыхлом), и имеют размер частиц преимущественно менее 0,005 мм.

Частицы размером менее 0,005 мм называются глинистыми частицами. Их

размер столь мал, что между ними возникают силы меж молекулярного притя-

жения (силы Вандервальса), это и объясняется то, что эти породы не могут на-

ходиться в рыхлом состоянии.

К связным тонкообломочным осадочным горным породам относятся:

супесь содержит глинистых частиц от 3% до 10%;

суглинок содержит глинистых частиц от 10% до 30%;

глина содержит глинистых частиц более 30%.

К сцементированным тонкообломочным осадочным горным породам

относится – аргиллит.

Глина – это осадочная тонкообломочная горная порода, которая состоит

из частиц размером менее 0,01 мм, но среди них должно быть не менее 30%

частиц размером менее 0.005 мм.

Супесью – называется осадочная тонкообломочная горная порода, которая

состоит из песчаных и глинистых частиц, но песчаных частиц в ней должно

быть больше чем глинистых, а глинистых частиц (менее 0,005 мм) среди них

должно быть от 3% до 10% по массе.

Суглинком – называются осадочная тонкообломочная горная порода, ко-

торая состоит из песчаных и глинистых частиц, но песчаных частиц в ней

должно быть меньше чем глинистых, а глинистых частиц (менее 0,005 мм) сре-

ди них должно быть от 10% до 30% по массе.

Глинистые частицы предают некоторые специфические свойства тонко-

обломочным горным породам: пластичность, набухание ( при увлажнении ),

усадка ( уменьшаться в размере при высыхании ), пластичность, ползучесть,

коррозионная активность и др.

За счёт большого количества глинистых частиц, глина является водоупор-

ной породой, которая не пропускает через себя воду.

Мелкообломочные осадочные горные породы, такие как лёсс, или лессо -

видный суглинок обладают большой пористостью (большие, крупные, верти-

кально расположенные поры). В сухом состоянии эти породы обладают связно-

стью (именно за счет этого хорошо держат вертикальный откос), достаточно

большой прочностью. При увлажнении связь между пылеватыми частицами на-

рушается, происходит оплывание пылеватых частиц в крупные поры при этом

объем породы резко уменьшается и в ней проявляются просадочные свойства.

Минеральный состав осадочных обломочных горных пород

Грубообломочные осадочные горные породы состоят из различных по ве-

личине и виду магматических и метаморфических горных пород, поэтому их

минеральный состав соответствует минеральному составу тех пород из облом-

ков которых они состоят.

Среднеобломочные осадочные горные породы состоят из такие минера-

лов, как кварц, полевые шпаты, слюда. В них могут присутствовать различные

цветные минералы, например, глауконит.

Мелкообломочные осадочные горные породы состоят из тонкодисперс-

ного кварца, кальцита, глинистых минералов, в них может присутствовать гипс.

Тонкообломочные осадочные горные породы состоят:

такие, как супесь, суглинок - из песчаных и глинистых минералов;

такие, как глина – из глинистых минералов (каолинит, гидрослюда,

монтмориллонит ).

Структуры и текстуры осадочных обломочных горных пород.

У грубообломочных осадочных горных пород структура - грубообломоч-

ная.

У среднеобломочных осадочных горных пород структура песчаная (песок,

песчаник).

У мелкообломочных осадочных горных пород структура - пылеватая

(лёсс).

У тонкообломочных осадочных горных пород структура - песчано-

глинистая (супесь), глинисто-песчаная (суглинка), глинистая (глина).

Осадочным обломочным горным породам свойственны такие текстуры:

плотная или массивная;

рыхлая или беспорядочная;

слоистая;

макропористая;

микропористая;

кавернозная.

Осадочные грубообломочные и среднеобломочные горные породы чаще

всего являются хорошим основанием для зданий и сооружений. Осадочные

тонко обломочные горные породы в твердом, полутвердом, тугопластичном со-

стоянии могут служить достаточно надежным основанием для зданий и соору-

жений, однако при увлажнении их прочностные и деформационные характери-

стики резко снижаются. Осадочные мелкообломочные горные породы в сухом

состоянии хорошо держат откос, обладают достаточно высокими прочностны-

ми характеристиками, но при увлажнении размягчаются, проявляют просадоч-

ные свойства.

Осадочные обломочные горные породы широко используются в строи-

тельстве. Щебень, дресва – используются как наполнитель бетонов, подсыпка

под дорожное полотно. Сцементированные осадочные породы используются

(конгломерат__________, брекчия, песчаник) используются как строительный камень. Пе-

сок применяется для производства силикатного кирпича, стекла, строительных

растворов, как подсыпка под дорожное полотно, для устройства песчаных по-

душек под фундаменты. Лёсс, супесь, суглинка, глина – используются для про-

изводства кирпича; глина как наполнитель строительных растворов.

Осадочные химические горные породы

Осадочные химические горные породы – это все осадочные горные по-

роды, которые образовались в результате выпадения пород солей из перенасы-

щенных водных растворов, в результате коагуляции коллоидных растворов и в

результате химического выветривания.

Осадочные химические горные породы это вторичные горные породы.

Часто осадочные химические горные породы являются мономинеральными.

Все осадочные химические горные породы по химическому составу де-

лятся на семь классов: карбонатные, сульфатные, галоидные, фосфатные,

железистые, алюминиевые, кремнистые.

К карбонатным осадочным химическим породам относятся такие поро-

ды, как известняк химический, доломит, известковый туф, травертин. Эти по-

роды состоят преимущественно из минерала кальцита химического происхож-

дения. Известняки химические - образовались в результате выпадения кальци-

та в закрытых водоёмах при повышении концентрации растворов, в теплом

климате. В состав известняков входят различные примеси, чаще всего обло-

мочный материал. Доломиты – породы, состоящие преимущественно из мине-

рала доломита, образуются так же как известняки химические. Известковый

туф – породы, которые образуются в месте выхода подземных источников, на-

сыщенных углекислым кальцием, на поверхность земли, эти породы обычно

пористые, ноздреватые, часто имеют аморфное строение. Туфы, имеющие по-

вышенную плотность и тонкопористость, часто кристаллическое строение, на-

зываются травертинами.

К сульфатным осадочным химическим породам относятся гипс и ангид-

рит. Обычно они залегают в земной коре совместно, ангидрит сверху перекры-

вается шапкой гипса. Эти породы так же образуются в результате выпадения

солей из перенасыщенных водных растворов. Благодаря тому, что ангидрит при

попадании в него влаги переходит в гипс, и увеличивается в объёме на 33% мо-

гут, происходить поднятия перекрывающих ангидрит пород с нарушением их

первоначального залегания.

К галоидным осадочным химическим породам относятся каменная соль и

сильвин. Каменная соль – породы, которые образуются в результате выпадения

пород солей из перенасыщенных водных растворов, эти породы мономине-

ральные. Каменная соль состоит из минерала галита. Каменная соль и сильвин

легко растворяются в воде, если бы эти породы не были перекрыты глинистыми

породами, то они бы уже растворились под действием подземных и поверхно-

стных вод.

К фосфатным осадочным химическим породам относятся различные

фосфориты. Могут образовываться в результате химического выветривания и

выпадения пород солей из перенасыщенных водных растворов.

К железистым осадочным химическим породам относятся рудные поро-

ды, например, бурый железняк.

К алюминиевым осадочным химическим породам относятся бокситы

(алюминиевые руды). Образуются в результате химического выветривания.

К кремнистым осадочным химическим породам относится кремень и

кремнистый туф.

Структуры осадочных химических горных пород: кристаллическая,

аморфная.

Текстуры осадочных химических горных пород: плотная ( массивная ),

полосчатая, кавернозная, пятнистая.

Применение осадочных химических горных пород в строительстве

Осадочные химические горные породы могут использоваться, как осно-

вание для зданий и сооружений. Однако, благодаря их высокой растворимости

в них могут образовываться каверны, пустоты, трещины, пещеры т.е. происхо-

дить карстообразование.

Карстообразованием называется процесс растворения горных пород

подземными водами с образование в них трещин, пустот, пещер. Процесс рас-

творения горных пород протекает тем быстрее, чем выше коэффициент фильт-

рации подземных вод.

В результате наличия в осадочных химических горных породах трещин,

пустот их прочные свойства резко снижаются, и поэтому прежде чем использо-

вать их необходимо исследовать на наличие пустот, каверн, трещин.

Кроме этого осадочные химические горные породы могут использовать-

ся, как строительный материал, например, доломит – как строительный камень,

известняковый и кремнистый туф – как отделочный материал, бокситы – для

производства алюминия, бурый железняк – для производства чугуна, железа.

Органические ( или органогенные ) осадочные горные породы

Органические или органогенные горные породы это горные породы, ко-

торые образовались в результате жизнедеятельности живых организмов.

Органогенные горные породы по образованию делятся на два класса:

фитогенные и зоогенные.

Фитогенные это осадочные органические горные породы, которые обра-

зовались в результате жизнедеятельности растений.

Зоогенные это осадочные органические горные породы, которые образо-

вались в результате жизнедеятельности животных.

По химическому составу органические горные породы делятся на четыре

класса: карбонатные, кремнистые, углеродистые, железистые.

Карбонатные – к ним относится известняк органогенный, ракушечник,

мел, жемчуг.

Кремнистые – к ним относится диатомит, трепел; и та и другая порода

состоит из кремнистых остатков диатомовых водорослей и кремния химическо-

го происхождения (опала).

Углеродистые ( каустобиолиты ) – к ним относится торф, угли (камен__________-

ный уголь, бурый уголь и антрацит), некоторые виды нефти.

Железистые – к ним относятся железные бабовины (найдены только на

дне Черного моря в прибрежной полосе в районе Керчи). Эта порода образовы-

вается за счет жизнедеятельности бактерий, которые поглощают железо из мор-

ских вод, а затем отмирая, скопления этих бактерий выпадают на дно моря в

виде конкреций, содержащих железо органического происхождения.

Структуры и текстуры осадочных органических горных пород

Структуру осадочных органических горных пород определяются по пре-

имущественному остатку организмов, из которых они образовались. Например,

у мела структура – фораминиферовая, у диатомита – диатомовая. Также струк-

туру в органических горных породах можно определять и по размеру обломков,

остатков живых организмов из которых состоят породы. Таким образом выде-

ляют три структуры осадочных органических горных пород: макроорганоген -

ную, микроорганогенную, детритусовую.

Макроорганогенная – состоит из больших, крупных остатков живых

организмов (торф, бурый уголь, ракушечник).

Микроорганогенная – состоит из мельчайших живых организмов или

их остатков (мел, известняк органический, диатомит, трепел).

Детритусовая – промежуточная между макро- и микроорганогенны-

ми структурами. В составе имеются крупные и мелкие частицы, об-

ломки живых организмов.

Основными текстурам осадочных органических горных пород являются:

плотная ( массивная ), полосатая, кавернозная, рыхлая, пористая.

Смешанные осадочные горные породы

Смешанные осадочные горные породы – породы, которые имеют в своем со-

ставе частицы органического, химического происхождения, а также обломочный ма-

териал. К смешанным осадочным горным породам относятся некоторые виды из-

вестняков, доломитов, опока, мергель.

Опока – кремнистая горная порода, она состоит из диатомовах водорослей и

кремнезема химического происхождения. Мергель – карбонатная горная порода.

Она состоит из углекислого кальция химического и органического происхождения и

глинистых частиц механического происхождения. Это порода разнообразно окра-

шенная, в естественном состоянии может обладать значительной прочностью, одна-

ко при многократно повторяющемся намокании и высыхании растрескивается, пере-

ходит из массивной породы в отдельные обломки, а нередко в грязеподобную массу.

Применение в строительстве осадочных

органических горных пород

Осадочные органические горные породы могут применяться как строи-

тельный камень в малоэтажном строительстве. Мел входит в состав строитель-

ных растворов, торф – изоляционный материал.

12 Метаморфические горные породы - происхождение, состав, строение, особенности залегания в земной коре, физические свойства и применение

Метаморфические горные породы – породы, которые образовались в результате процесса метаморфизма. Эти породы являются вторичными горные породами, так как они образовались из ранее существовавших пород.

Процесс метаморфизма – процесс глубинного преобразования ранее существовавших осадочных и магматических горных пород под действием факторов метаморфизма.

Факторами метаморфизма являются высокие температуры (порядка 1000 - 1500o С), высокого давления (порядка 1000 атм.) и химически активные вещества.

В зависимости от основного фактора, воздействующего на горные породы, различают следующие виды метаморфизма: контактный ( контактовый ), динамический ( динамометаморфизм ), региональный.

Контактный метаморфизм – это процесс глубинного преобразования магматических и осадочных горных пород под действием в основном высоких температур, а также химически активных веществ. При внедрении магматического вещества во вмещающие горные породы (чаще всего осадочного происхождения) на контакте этих пород происходит их оплавление. На некотором расстоянии наблюдается перекристаллизация пород под воздействием, как высоких температур так и химически активных веществ поступающих из магмы.

Зона распространения контактового метаморфизма составляет несколько километров. По мере отдаления от магматических интрузий породы остаются менее преобразованными. При контактовом метаморфизме в породах чаще всего изменяется как структура, текстура и минеральный состав.

Динамический метаморфизм – процесс преобразования ранее существовавших магматических и метаморфических горных пород на больших глубинах под действием больших давлений (основной фактор). При динамометаморфизме структура и текстура метаморфических горных пород меняется, а минеральный состав остается неизменным. Динамометаморфизм связан с горообразовательными процессами.

Региональный метаморфизм – процесс глубинного преобразования горных пород под действием всех трёх факторов: высокого давления, высоких температур и химически активных веществ. Отличительная особенность этого вида метаморфизма является то, что он происходит на больших глубинах и охватывает огромные районы в земной коре. Предполагают, что эта форма метаморфизма связана с погружениями целых регионов земной коры на большие глубины в недра Земли в области очень высоких температур. С этим видом метаморфизма связано происхождение гранито-гнейсового Украинского кристаллического массива. При региональном метаморфизме структура, текстура и минеральный состав по отношению к ранее существовавшим горным породам меняется.