Осадочные горные породы подразделяются на три группы: обломочные, хемогенные и органогенные.

Обломочные горные породы. Обломочные породы образуются в результате механического разрушения существовавших ранее горных пород, переноса и накопления обломков. Важной отличительной особенностью этих пород является размер обломков.

По величине продуктов разрушения различают: грубообломочные породы, состоящие из обломков диаметром >2 мм (глыбы, щебень, дресва, валуны, галька, гравий); среднеобломочные, диаметром 2-0,1 мм (пески); мелкообломочные, или пылеватые, диаметром 0,1-0,01 мм (лёсс, супеси, суглинки); тонкообломочные породы, диаметром частиц <0,01 мм (глинистые породы).

Все обломочные породы в зависимости от наличия или отсутствия цемента подразделяются на рыхлые и сцементированные. Вид природного цемента соответствует его минеральному составу. Он может быть кремнистым (кварц, халцедон, опал), известковистым (кальцит, доломит), глинистым и др. Глинистый цемент непрочен, размокает в воде.

Глыбы – скопления угловатых обломков, в поперечнике >100 мм.

Щебень – остроугольные обломки, в поперечнике от 10 до 100 мм.

Дресва – угловатые обломки, в поперечнике от 2 до 10 мм.

Валуны – окатанные водой или отполированные ледником обломки, диметром >100 мм. Образуются в результате переноса ледниками, реками и т.д.

Галька – окатанные и отшлифованнные обломки овальной, шарообразной или яйцевидной формы, диаметром 10-100 мм. Окатанность им придают текучие воды, морские или озёрные прибрежные волны. Морская галька имеет более плоскую форму, чем речная.

Галечник – скопления галек, промежутки между которыми заполнены более мелкими обломками, например песком.

Гравий – окатанные водой обломки, диаметром 2-10 мм. Используются в качестве заполнителя бетона и дорожном строительстве.

Брекчия – сцементированные угловатые обломки размером >10 мм в поперечнике.

Конгломерат – порода, представляющая собой сцементированную гальку или гравий.

Пески в зависимости от величины диаметра зёрен делятся на грубозернистые (1-2 мм), крупнозернистые (1-0,5 мм), среднезернистые (0,5-0,25) и мелкозернистые (0,25-0,1 мм). Минеральный состав песков может быть различным, но главную роль среди составляющих их компонентов обычно играет кварц, так как он очень устойчив к химическим воздействиям. Название песку даётся по преобладающему в нём минералу (кварцевые, глауконитовые, полевошпатовые). Окраска песков зависит от цвета минерала. Кварцевые пески - белые или светло-серые, глауконитовые – зелёные, полевошпатовые – жёлтые, розовые и др. По происхождению различают пески речные, озёрные, морские, водно-ледниковые и эоловые. Пески распространены повсеместно. Они широко используются человеком.

Лёсс – палево-жёлтая порода, состоящая из слегка сцементированной известковистой пыли, кварца и глины с преобладающим диаметром частиц 0,05-0,005 мм. Для него характерны отсутствие слоистости и высокая пористость. Лёсс широко распространён на юге европейской части России, в Южной Сибири. Наиболее мощные толщи лёсса (до 400 м) известны в Северном Китае. Формирующиеся на лёссе почвы отличаются высоким плодородием. Образование лёсса связано с пыльными бурями пустынных и степных районов.

Супеси – породы, состоящие из песчаного и пылеватого материала (90-70%) и глинистых частиц (10-30%).

Суглинки – породы, состоящие из глинистых частиц (30-50%) и песка (70-50%). Суглинки ледникового происхождения (валунные суглинки), также содержат крупные обломки и даже валуны.

Глины – породы, состоящие из частиц диаметром <0,01 мм, из которых свыше 30% частиц диаметром <0,001 мм. Они являются самыми распространёнными среди осадочных пород. В состав глин входят различные минералы. В зависимости от слагающих глину минералов она имеет различный цвет. Важными особыми свойствами глин являются влагоёмкость, водонепроницаемость, огнеупорность. Во влажном состоянии глины пластичны. Глины имеют широкое применение.

Хемогенные осадочные породы. Осадочные породы химического происхождения образуются путём осаждения кристаллических и коллоидных веществ из растворов в водной среде. Кристаллические химические осадки (минеральные соли) выделяются в мелководных морских заливах, лагунах и озёрах. Отлагаются они также у выходов соляных минеральных источников и на стенках кратеров вулканов. Отличаются постоянным химическим и минеральным составом и представляют собой однородные мономинеральные горные породы. Строение у них зернистое или плотное и они имеют обычно белый цвет или светлую окраску.

Классификация хемогенных пород построена на их химическом составе, в соответствии с которым они подразделяются на группы карбонатных, кремнистых, сульфатных, галоидных, железистых, углеродистых (каустобиолитов).

Карбонатные породы. Оолитовый известняк – порода, состоящая из шариков (оолитов) кальцита (CaCO₃), имеющих концентрически-скорлуповатое строение. Он приобретает характерное оолитовое строение, благодаря тому, что углекислый кальций, выделяющийся из воды в виде химического осадка, осаждается на песчинках, телах бактерий и т. п. Известковый туф – порода, которая состоит из кальцита и образуется у выходов источников, богатых растворённым углекислым кальцием. Образуются из кальцита сталактиты и сталагмиты. Доломит – порода, состоящая из углекислого кальция и углекислого магния (CaCO₃ · MgCO₃) и образующаяся на дне морей из известкового ила или путём постепенного замещения кальция магнием.

Кремнистые породы. Кремневый туф (гейзерит) состоит из минерала опала (SiO₂ · nH₂O). Он выделяется в виде химического осадка у выходов горячих источников (гейзеров), содержащих растворённый кремнезём.

Железистые породы. Железистые породы образуются на дне морей, озёр, болот в результате коагуляции железосодержащих коллоидов или путём преобразования закисных соединений железа в окисные. В процессах образования железистых пород нередко принимают участие железобактерии. Состоят они в основном из лимонита (бурого железняка Fe₂O₃ · nH₂O) или сидерита (железного шпата FeCO₃).

Марганцевые породы. Марганцевые породы образуются в тех же условиях, что и железистые породы. Они состоят из кислородных и гидроксильных соединений марганца (пиролюзит MnO₂ и др.) или карбонатных.

Алюминиевые породы. Боксит состоит в основном из минералов диаспора (AlOOH) с примесью бурого и красного железняка и других пород и минералов. Боксит образуется на поверхности Земли. Изверженные и метаморфические породы, содержащие полевые шпаты и другие алюмосиликаты, подвергаясь химическому выветриванию в условиях жаркого влажного климата в тропической и субтропической зонах, образуют латериты красного цвета и бокситы, состоящие в основном из гидрата окиси алюминия и окислов железа. Коллоидные растворы, содержащие соединения алюминия, попадая в морские и озёрные бассейны, под действием солёной воды коагулируются, что приводит к выпадению бокситов. Боксит также образуется путём замещения осадочных пород солями алюминия, растворёнными в грунтовых водах. Боксит – главная руда для получения алюминия.

Фосфатные породы. Фосфатные породы представляют собой песчаники и глины, содержащие фосфорнокислую известь (фосфорит). Фосфориты залегают среди осадочных пород в виде конкреций и желваков, либо служат в породе цементирующим веществом. Образуются в мелководной зоне моря в результате выпадения в твёрдом виде фосфатов и углекислых соединений.

Органогенные осадочные породы. В образовании осадочных пород органогенного происхождения принимает участие органический мир (растения и животные).

Известняки. Известняки состоят из минерала кальцита (CaCO₃), в качестве примеси могут содержать доломит, глину и кремнезём. Цвет известняков самый разнообразный: от белого до чёрного.

Образуются известняки в морских бассейнах. Целые раковины и обломки раковин морских животных, рифовые постройки кораллов, состоящие из углекислого кальция, постепенно накапливались на дне моря, уплотнялись, цементировались и превращались в известняки. В образовании некоторых известняков принимали участие также известковые водоросли.

В зависимости от того, из остатков каких морских животных сложены известняки, они получают соответствующие названия. Известняки, состоящие из скелетных остатков морских животных – фузулин, имеющих продолговатую форму и напоминающих внешним видом и размерами зерна ржи, называются фузулиновыми, из скелетных остатков морских животных – нуммулитов, имеющих форму монеты – нуммулитовыми, из известняковых раковин моллюсков – называются раковинными известняками или ракушечником. Рифовый, или коралловый известняк образовался из рифовых построек коралловых полипов. Бывают известняки, сложенные из скелетных остатков морских ежей, морских лилий, мшанок, и водорослевые.

Известняки могут образоваться и в результате биохимических процессов, когда химические вещества, выделяемые организмами, вступают в реакцию с веществами, растворёнными в морской воде, и выделяют карбонат кальция.

Известняки органогенного происхождения могут иметь плотное строение и состоять из раковин и панцирей морских животных; иногда в плотной массе породы можно наблюдать одиночные скелетные остатки. Сохранность скелетных остатков определяется степенью их изменённости под действием процессов уплотнения, растворения и перемещения.

Известняк используется как строительный материал, в цементном деле, в производстве соды, для получения карбида кальция, в стекольной и сахарной промышленности, в сельском хозяйстве для нейтрализации кислых почв и, кроме того, для выжигания извести.

Известняк-ракушечник широко распространён на побережьях Каспийского, Азовского и Чёрного морей.

Мергель. Мергель – глина, содержащая до 50% известняка. Различают глинистые мергели и известковые. Отложения мергеля происходит в морях и озёрах. Образуется в результате одновременно отложения известковых и глинистых осадков. Отложившийся известково-глинистый материал, уплотняясь, даёт мергель.

Используется мергель в цементной промышленности и как удобрение в сельском хозяйстве.

Мел. Мел – мягкая, землистая порода, легко растирающаяся между пальцами. Состоит из минерала кальцита.

Образовался мел в тёплых морях мелового периода (около 115 млн. лет назад), в которых жили многочисленные мельчайшие простейшие животные – глобигерины, различимые только под микроскопом. На дне морей происходило накопление скорлупок этих животных и скелетных остатков водорослей, выделяющих известь, которые затем сцементировались, уплотнились и превратились в мел.

Мел применяется в цементной, металлургической, сахарной, бумажной, резиновой и стекольной промышленности, используется для изготовления замазок, белил, мастики, красок, глазури, взрывчатых веществ, зубного порошка, для тонкой полировки и побелки стен, как пишущий материал.

Диатомит и трепел. В образовании диатомита принимали участие диатомовые водоросли – отсюда и название горной породы. Трепел получил название от Триполи (Северная Африка). Диатомит и трепел состоят из опала (SiO₂ · H₂O). Обычно содержат различные примеси.

Трепел и диатомит образуются в морских и пресноводных бассейнах. Кремнекислота, растворённая в воде, используется некоторыми организмами для построения их скелета или панциря. Диатомовые водоросли превращают растворённую в воде кремнекислоту в нерастворимый кремнезём (SiO₂). В 1 см³ породы, состоящей из остатков диатомей, содержится около 5 млн. скорлупок диатомовых водорослей. После отмирания водорослей их скорлупки, накапливаясь на дне водоёмов, образуют толщи диатомита. Трепел возникает в результате скопления кремневых зёрнышек, представляющих собой продукты разложения кремневых скелетов радиолярий, диатомовых водорослей и губок.

Диатомит и трепел используются как звуко- и теплоизолирующий материал, в качестве фильтрующего вещества, как поглотителя жидкостей, как наполнителя, для изготовления огнеупорных материалов, динамита, пироксилина, противогазов и т. д.

Торф. Торф представляет собой более или менее уплотнённую массу бурого, жёлто-бурого или чёрно-бурого цвета, состоящую из разложившихся растительных остатков. Содержит углерод, кислород, водород, азот и примеси минеральных веществ. В сухом торфе содержится C – 28-35%, O – 30-38%, H – 5,5%.

Торф образуется в результате постепенного накопления и разложения органических остатков растений в болотах в условиях отсутствия кислорода. Этот процесс протекает в стоячей воде при участии анаэробных бактерий. Прирост торфяных залежей колеблется в зависимости от климатических особенностей районов от 0,3 до 1,0 с лишним метра в тысячелетие. Торф в зависимости от растений, входящих в его состав, бывает сфагновый, гипновый, осоковый, тростниковый, древесный и др.

Торф используется как топливо, в качестве теплоизоляционного и звуконепроницаемого материала, в сельском хозяйстве как удобрение, для получения торфяного кокса, в химической промышленности и т. д. С первых лет существования нашего государства торф использовался для производства электроэнергии.

По запасам торфа Россия занимает первое место в мире.

Ископаемые угли. Ископаемые угли – различные естественные горючие вещества, образовавшиеся из растительных остатков прежних геологических периодов путём сложных изменений, выразившихся в постепенном обогащении углеродом так называемого материнского вещества углём. Исходным материалом для образования ископаемых углей служили отмершие остатки наземной растительности, как высокоорганизованных представителей, так и низших растений (водоросли). По характеру исходного материала выделяют сапропелевые угли, возникшие из спор или из водорослей, и гумусовые угли, в образовании которых принимала участие древесная растительность.

Органические вещества растений, разлагаясь в различных условиях, образовывали различного качества каменные угли. Разложение органического вещества в одном случае шло в присутствии кислорода, в другом – в условиях недостаточного доступа кислорода, и в этих процессах принимали участие микроорганизмы.

На качество ископаемых углей, кроме характера исходного материала и условий разложения органического вещества, оказывали влияние и геологические процессы. Под действием высокого давления и высокой температуры органические остатки, обогащённые углеродом, метаморфизировались и таким образом возникли новые изменённые разности каменных углей. Это привело к преобразованию бурых углей в каменные и в антрацит.

Высокое давление и высокую температуру органические остатки испытывали во время горообразовательных процессов и по мере погружения отдельных участков земной коры.

По химическому составу и физическим свойствам ископаемые угли подразделяются на бурый уголь (C – 69,0%, H – 5,5%, O – 25,0%), каменный уголь (сапропелевый и гумусовый; C – 82,0%, H – 5,0%, C – 13,0%) и антрацит (C – 95,0%, H – 2,5%, O – 2,5%).

Условия образования ископаемых углей. Образование каменных углей происходило или в прибрежной части морей, или внутри континентов – в озёрах, болотах. В связи с этим по условиям образования различают лимнические и паралические угли. Лимнические угли представляют собой внутриконтинентальные образования – они формируются в болотах и озёрах. Поэтому они залегают среди осадочных пород континентального происхождения. Морская фауна в этих отложениях отсутствует. Толщи лимнических углей характеризуются небольшой протяжённостью, но относительно большой мощностью. Примером может служить уголь Подмосковного бассейна, возникший в болотах в каменноугольный период.

Ископаемый уголь паралического типа образовался в прибрежной части морей. Поэтому, в этих породах встречаются и представители морской фауны. Для этих углей характерна большая протяжённость, но относительно небольшая мощность (Донецкий угольный бассейн).

Процессы углеобразования были особенно интенсивными в каменноугольный и пермский, юрской и меловой, и палеогеновый периоды истории Земли.

В каменноугольный и пермский периоды происходит первое в истории развития Земли мощное угленакопление. Это образование высококачественных углей (антрацит, каменный уголь). В каменноугольный период (около 280 млн. лет назад) благодаря тёплому и влажному климату пышно развивалась растительность. На низменных морских берегах, в лесных болотах возвышались гигантских размеров (до 30-40 м высоты и 1-2 м в поперечнике) плауновые растения – лепидодендроны и сигилярии, высокие хвощи – каламиты, относящиеся к древним папоротникообразным растениям. На болотах росли сумрачные безмолвные леса. Отмирающие части растений, попадая в воду, в условиях недостаточного доступа кислорода разлагались бактериями и грибами и с течением времени превращались в торф, который послужил исходным материалом для дальнейшего преобразования его в ископаемый уголь. При этом происходило обогащение растительных остатков углеродом. Нередко в ископаемых углях встречаются остатки растений, принявших участие в углеобразовании. Первым объяснил образование каменного угля из торфа М.В. Ломоносов.

В юрской и меловой периоды происходит второе мощное угленакопление. Тёплый юрский период (около 140 млн. лет назад) также отличался пышным развитием наземной растительности. Леса юрского периода резко отличались от лесов каменноугольного периода. В лесах юрского периода росли голосемянные растения: хвойные, гингковые, саговые и беннеттитовые. Эта растительность принимала участие в углеобразовании.

В палеогеновый период происходит третье мощное угленакопление. В палеогеновый период (около 55 млн. лет назад) на суше широко были распространены покрытосемянные растения: лавры, пальмы, дуб, каштан, тополь, берёза, ель, сосна, пихта и др.

Ископаемые угли используются как горючее полезное ископаемое. В результате переработки угля получают огромное количество веществ, использующихся в различных отраслях народного хозяйства. На территории России имеется ряд месторождений ископаемых углей, среди которых самые большие в мире по выявленным запасам – Ленский и Тунгусский бассейны.

Горючий сланец. Горючие сланцы представляют собой глинистую или мергелистую породу, обогащённую органическими веществами и имеющими тёмную окраску. Многие сланцы легко загораются от спички. Горючие сланцы образовались на дне морей благодаря одновременному отложению органического и неорганического ила. Органические остатки (водоросли и др.) разлагались под водой без доступа воздуха; поэтому органический ил превратился в тёмное горючее вещество, пропитавшее осадочную породу. В дальнейшем под действием давления горючие сланцы приобрели сланцеватое строение.

Горючие сланцы применяются как топливо. Путём перегонки из них получают различные вещества.

Нефть. Нефть – C_nH_m (C – около 85-86%, H – около 12%) по химическому составу представляет смесь органических веществ: углеводородов, азотистых, сернистых и кислородных органических соединений.

Число гипотез и теорий о происхождении нефти достигает нескольких десятков, которые можно разделить на две группы: органического и неорганического происхождения нефти. В соответствии с теорией органического происхождения нефть образовывалась в отдельные геологические периоды на дне лагун, заливов, мелководной части морей, озёр. В основном в её возникновении принимали участие остатки водорослей и планктона, которые накапливались на дне водоёмов, смешивались с неорганическим илом и образовывали гнилостный ил (сапропель). С течением времени органические остатки погребались под толщей новых осадков, изменялись под действием анаэробных бактерий, давления вышележащих слоёв и высокой температуры и преобразовывались в нефть. Эта теория растительно-животного происхождения нефти, или сапропелевая, была разработана академиком И.М. Губкиным.

Установлено, что в современных морских осадках и в погребённом в них органическом веществе происходят процессы нефтеобразования, что подтверждает органическую теорию происхождения нефти.

Применяется нефть для получения бензина, керосина, смазочных масел, парафина, нафталина, вазелина, мазута и т. д. Из продуктов переработки нефти получают большое количество различных веществ. Горючий газ используется для газификации и в химической промышленности. В России находятся месторождения с мировыми запасами нефти и газа.