Осадочные горные породы – условия происхождения, типы

Осадочные горные породы. Условия образования. Виды

Осадочные горные породы по условиям образования подразделяют на:

обломочные (механические отложения);

химические осадки;

органогенные.

Обломочные породы образовались в результате физического выветривания, т. е. воздействия ветра, воды, знакопеременных температур. Их подразделяют на рыхлые и цементированные. К рыхлым относят- песок, гравий, глину. Песок представляет собой смесь зерен с размером частиц от 0,1 до 5 мм, образовавшуюся в результате выветривания изверженных и осадочных горных пород. Гравий – горная порода, состоящая из округлых зерен от 5 до 150 мм различного минералогического состава. Применяют для бетонов и растворов, в дорожном строительстве. Глины – тонкообломочные породы, состоящие из частиц мельче 0,01 мм. Цвета – от белого, до черного. По составу подразделяют на: каолинитовые, монтмориллокитовые, галлуазитовые. Являются сырьем для керамической и цементной промышленности.

К цементированным осадочным горным породам относят песчаник, конгломерат и брекчию.

Песчаник – горная порода, состоящая из цементированных зерен кварцевого песка. Природными цементами служат глина, кальцит, кремнезем. Средняя плотность кремнистого песчаника составляет 2,5-2,6 г/см 3 , предел прочности при сжатии – 100-250 МПа. Применяют для изготовления щебня, облицовки зданий и сооружений.

Конгломерат – горная порода, состоящая из зерен гравия, сцементированных природным цементом, брекчия – из сцементированных зерен щебня. Средняя плотность их составляет 2,6-2,85 г/см 3 , предел прочности при сжатии – 50-160 МПа. Применяют конгломерат и брекчию для покрытия полов, изготовления заполнителей для бетона.

Химические осадки образовались в результате выпадения солей при испарении воды в водоемах. К ним относят гипс, ангидрит, магнезит, доломит и известковые туфы.

Гипс состоит в основном из минералов гипса – CaSО4 x 2H2О. Это порода белого или серого цвета. Применяют для изготовления гипсовых вяжущих веществ и для облицовки внутренних частей зданий.

Ангидрит включает минералы ангидрита – CaSО4. Цвета – светлые с голубовато-серыми оттенками. Применяют там же, где и гипс.

Магнезит состоит из минерала магнезита – MgCО3. Применяют его для изготовления вяжущего каустического магнезита и огнеупорных изделий.

Доломит включает минерал доломита – CaCО3 x MgCО3. Цвет – серо-желтый. Применяют для изготовления облицовочных плит и внутренней облицовки, щебня, огнеупорных материалов, вяжущего вещества – каустического доломита.

Известковые туфы состоят из минерала кальцита – СаСО3. Это пористые породы светлых тонов. Имеют среднюю плотность 1,3-1,6 г/см 3 , предел прочности при сжатии – 15-80 МПа. Из них изготавливают штучные камни для стен, облицовочные плиты, легкие заполнители для бетонов, известь.

Органогенные породы образовались в результате жизнедеятельности и отмирания организмов в воде. К ним относят известняки, мел, диатомит, трепел.

Известняки – горные породы, состоящие в основном из кальцита – СаСО3. Могут содержать примеси глины, кварца, железисто-магнезиальных и других соединений. Образовались в водных бассейнах из остатков животных организмов и растений. По структуре известняки подразделяют на плотные, пористые, мраморовидные, ракушечниковые и другие. Плотные известняки имеют среднюю плотность 2,0-2,6 г/см 3 , предел прочности при сжатии – 20-50 МПа; пористые – среднюю плотность 0,9-2,0 г/см 3 , предел прочности при сжатии – от 0,4 до 20 МПа. Цвета – белый, светло-серый, желтоватый. Применяют их для изготовления облицовочных плит, архитектурных деталей, щебня, в качестве сырья для цемента, извести. Известняк-ракушечник состоит из раковин моллюсков и их обломков. Это пористая порода со средней плотностью 0,9-2,0 г/см 3 , с пределом прочности при сжатии – 0,4-15,0 МПа. Применяют для изготовления стеновых материалов и плит для внутренней и наружной облицовки зданий.

Мел – горная порода, состоящая из кальцита – СаСО3. Образована раковинами простейших животных организмов. Цвет – белый. Применяется для приготовления красочных составов, замазки, изготовления извести, цемента.

Диатомит – горная порода, состоящая из аморфного кремнезема. Образована мельчайшими панцирями диатомовых водорослей и скелетами животных организмов. Слабосцементированная или рыхлая порода со средней плотностью 0,4-1,0 г/см 3 . Цвет – белый с желтоватым или серым оттенком.

Трепел – сходная с диатомитом порода, но более раннего образования. Сложена, в основном, сферическими тельцами опала и халцедона. Применяют диатомит и трепел для изготовления теплоизоляционных материалов, легкого кирпича, активных добавок в вяжущие вещества.

Осадочные горные породы

У этих пород бурная история: они видели динозавров, пережили всемирный потоп, другие катаклизмы. А сегодня делают жизнь людей легче и приятнее.

  1. Что представляют собой
  2. Стадии формирования
  3. Диагенез
  4. Катагенез
  5. Метагенез
  6. Способ образования
  7. Классификация
  8. Обломочные
  9. Вулканогенно-обломочные
  10. Глинистые
  11. Биохимические
  12. Типичные представители
  13. Где используются
  14. Значение для науки

Что представляют собой

Осадочные горные породы – разрушенные или перемещенные ветром, смытые водой фрагменты пород (магматических либо метаморфических).

Это результат нескольких процессов:

  1. Перемещение и разрушение других пород.
  2. Выпадение химических элементов и соединений из воды.
  3. Концентрация продуктов жизнедеятельности биологических организмов.

Разнообразие «осадочной» группы не отменяет объединяющих свойств пород. Это твердость не выше средней, полиминеральный состав, слоистость структуры, залегание пластами.

Они формируются на поверхности или небольших глубинах суши, дне водоемов при малой температуре и давлении, осаждаясь из воздуха или воды.

Читайте также:
Река Обь 🌊 географическое положение, характеристика течения и бассейна, тип водного режима, возможности хозяйственного использования

Породы этой группы составляют десятую часть земной коры, но «расползлись» на три четверти поверхности Земли.

Их изучает наука литология. За пределами России она называется седиментологией (от латинского sedimentum – осадок).

Стадии формирования

Осадочные породы разных видов формируются миллионы лет. Но этапы процесса образования идентичны.

Диагенез

Осадок на суше либо дне водоема – это нестойкое образование из компонентов разного агрегатного состояния (твердые частицы, газы, жидкости).

Под влиянием биоорганизмов в его толще и внешних природных процессов запускается процесс преобразования:

  • Залегающие выше слои уплотняют осадок, что ведет к его первичному обезвоживанию, растворению, выведению неустойчивых компонентов (то есть перекристаллизации).
  • Разложение останков растений, животных изменяет химические параметры осадка.
  • Финальная стадия этапа – прекращение жизнедеятельности большинства биоорганизмов, стабилизация связки «внешняя среда – осадочный материал».

Диагенез занимает десятки или сотни тысяч лет, во время которых создается осадочный слой толщиной 12-55 м, иногда больше.

Катагенез

На этой стадии происходят кардинальные преобразования по структуре, текстуре, минералогическому составу.

Они обусловлены влиянием внешней среды: температуры, давления, минералогического состава воды, радиации.

Осадочные пласты еще больше уплотняются, окончательно обезвоживаются, избавляются от неустойчивых соединений, биоорганизмов.

Результатом становится образование новых минералов.

Метагенез

Преобразование осадочных пластов на данной стадии обусловлено теми же, но более выраженными природными факторами:

  • Степень минерализации, насыщенности газами вод, температура выше.
  • Окислительно-восстановительный (Eh), водородный (рН) показатели меняются.

Результат – максимальное уплотнение осадочного материала, изменение минерального состава, структуры, текстуры. Зерна укрупняются, исчезает хаотичность в расположении, обнуляется присутствие останков фауны.

В финале осадочные породы перемещаются в группу метаморфических.

Способ образования

По способу образования выделяют следующие классы пород:

  1. Механогенные. Образцы механического разрушения, сохранившие свойства минералов. Известны также как терригенные и обломочные породы – по источнику исходного материала, механизму формирования, переноса, составу. Могут формироваться на дне водоемов.
  2. Хемогенные. Формируются осаждением минералов из воды, других растворов.
  3. Органогенные. Создаются аналогично хемогенным, но из органических компонентов.
  4. Смешанные. Образцы переходного типа, созданные перемешиванием материалов осадочного и другого происхождения. Фактически промежуточное звено между вулканическими и осадочными породами.

Возраст в сотни миллионов лет, природные катаклизмы плюс условия формирования обусловили расплывчатость, переходные стадии между группами осадочных пород.

Осадочные породы называются вторичными.

Классификация

Разработано деление пород осадочного происхождения на группы в соответствии с физико-химическими характеристиками.

Обломочные

Состоят из обломков минералов, останков биологических организмов (известковые стволы, ветви деревьев, скелеты животных).

Эту группу составляют алевриты, галечники, пески и их фрагменты.

Обломки бывают сцементированы глинистым веществом разного состава: железистым, кремнистым, карбонатным. Но плотность все равно мала – максимум 2 г/см3.

Габариты обломков – от 0,01 до 10+ мм. У них разная форма (почти всегда гладкая, но не обязательно круглая).

Вулканогенно-обломочные

Чаще фигурируют в литературе как вулканогенно-осадочные или пирокластические.

Порождены вулканизмом, поэтому их находят вблизи вулканов – действующих или спящих сотни лет. Причем на суше или под водой.

Фактически это смесь продуктов извержения вулканов: пеплов, пемзы, песков, шлаков.

Пемза в природе

Глинистые

Дисперсные продукты – результат химического преобразования алюмосиликатных и силикатных компонентов материнских пород.

Группа объединяет более полусотни позиций с разным минеральным, химическим и органическим составом.

Общая характеристика глинистых пород – доминирование частиц микроскопических габаритов (0,01-0,001 мм).

Выделено два типа – собственно глины и аргиллиты.

Биохимические

Биохемогенные и органогенные породы созданы в результате осаждения из растворов или концентрации органических веществ. В процессе задействованы разные организмы либо продукты их жизнедеятельности.

Это нефть, уголь, торф.

Типичные представители

Номенклатура минералов осадочного происхождения насчитывает сотни названий.

    Доломит. Ценится материал скрытокристаллической структуры (по описанию напоминает фарфор).

Кристалл доломита

  • Гипс. Особо востребованы разновидности алебастр и волокнистый (селенит) – белого либо желтовато-розового цвета с шелковистым блеском.
  • Песчаник. Разновидности: гипсовый, глауконитовый, глинистый, железистый, известковистый, кварцевый, кремнистый, слюдистый. Определяются по доминирующему материалу.
  • Аргиллит. Плотная темно-серая глина.
  • Галит. Каменная соль.
  • Известняк. Разновидности: ракушечник, коралловый(из коралловых полипов), мел, кальцит, туф.
  • Мергель. Совокупность осадочных пород серых или бурых оттенков из глины, доломита и известняка.

    Мергель

  • Диатомит. Основа – опал. Плюс глинистые минералы, кварц, остатки морских организмов (раковин диатомей, губок, радиолярий).
  • Трепел. Выглядит как диатомит. Отличить возможно только на спецаппаратуре.
  • Торф. Материал из недоперегнивших фрагментов растений.
  • Уголь. Разновидности: бурый, каменный, антрацит. Последний самый энергетически выгодный.
  • Нефть. Состоит из углерода, водорода, соединений кислорода, серы, азота. Плюс органические и неорганические примеси.
  • Асфальт. Плотная горная смолас доминированием водорода и углерода в составе.
  • Озокерит (горный воск). Получается, когда из насыщенной парафинами нефти улетучиваются легкие компоненты. Выглядит как пчелиный воск, но темнее. Горюч.
  • К осадочным горным породам относится опал и янтарь.

    Опалы – это окаменевшие деревья и скелеты мелких животных, янтарь – затвердевшая смола хвойных деревьев возрастом 26-31 млн. лет.

    Читайте также:
    Море Лаптевых - какие реки впадают, характеристика, факты о море

    Янтарь зеленого цвета

    Где используются

    Сырье осадочного происхождения присутствует повсеместно:

    • Из него возводят дома и другие здания.
    • Им укладывают автотрассы, железнодорожное полотно, садовые дорожки.
    • Уголь, нефть, торф, газ используется как источник тепла и света.
    • Это десятки видов изделий химической, металлургической, стекольной промышленности.
    • Озокеритом лечат или оздораливают организм.
    • Без соли еда невкусная.

    Сырье осадочного происхождения недорого, по высокой цене идут лишь декоративное материалы. Например, разновидность известкового туфа травертин. Ее используют как покрытие стен, каминов, материал столешниц, других подобных изделий. Янтарь и опал забирают ювелиры, собиратели минералогических коллекций.

    Осадочные породы добывают по всей планете миллионами тонн, добыча ведется открытым или шахтным способом.

    Значение для науки

    Возраст осадочных горных пород – 55 – 280 млн. лет. Кроме практического применения, они – союзник ученых.

    В осадочных слоях находят остатки вымерших организмов хорошей сохранности. По ним восстанавливается геологическая, биологическая, климатическая история планеты за сотни миллионов лет.

    Например, бурый уголь изучают палеоботаники. Глыбы сохраняют отпечатки флоры, произраставшей на Земле эпохи динозавров или раньше.

    Осадочные породы

    Литология — наука, занимающаяся изучением осадочных пород. Учёные всего мира исследуют и собирают информацию об ископаемых, изучают их особенности и условия формирования. Также они рассматривают и оценивают структуру, происхождение, состав и другие характеристики добываемых материалов.

    Что такое осадочные породы

    Осадочные горные породы (ОГП) — это категория ископаемых, образовавшихся в результате их оседания на дне водных объектов и на материковых зонах при различных обстоятельствах. Это может быть выпавший осадок из воды, результат жизнедеятельности флоры и фауны Земли , разрушенные горные породы. Осадочными породами покрыто более 70% континентальной поверхности планеты. Их масса равна десятой части всей массы земной коры. Геологические исследования проводятся в основном на материковых зонах. Практически все полезные ископаемые планеты, так или иначе, связаны с осадочными породами.

    Классификация осадочных пород

    Все осадочные породы различаются между собой разнообразным составом, различного рода условиями, при которых произошло их формирование, свойствами и характеристиками. Присутствуют такие породы, которые состоят всего лишь из одного компонента. Также есть многокомпонентные ОГП. Существует далеко не одна общая их классификация, которая подходила бы и учёным, и исследователям. Это произошло из-за огромнейшего многообразия горных пород, поэтому все группы исследователей планеты пользуются разными классификациями.

    ОГП классифицируются по составу:

    1. обломочные;
    2. глинистые;
    3. вулканогенно-обломочные;
    4. биохимические;
    5. органогенные.

    Также породы классифицируют по группам:

    1. окисные;
    2. солевые;
    3. органические;
    4. силикатные.

    К окисным относятся водные, кремневые, марганцевые, железистые породы, бокситы. Карбонатные и фосфатные осадочные породы — это солевая группа. К органической группе пород относится нефть, твёрдые горючие вещества, антраксолиты. В состав силикатных пород входят глины, обломочные кварц-силикатные породы.

    Обломочные

    Из названия можно понять, что эти породы состоят из различных обломков, сформированных в результате физического разлома природных материалов. Они перемещаются по территории под влиянием силы тяжести Земли с помощью воды , ветра или льда, после чего происходит их отложение.

    Под обломочными породами принято понимать гравелиты, алевролиты, песчаники, обломки которых представлены разнообразными минералами. Их обычно цементирует вещество, которое имеет глинистый или карбонатный состав. Также к обломочным относятся осадочные породы, которые были изначально разрушены на обломки, а затем сцементированы.

    Эти породы могут быть как рыхлые и неуплотнённые (щебень, валунники, гравий, галечники), так и сцементированные и уплотнённые (дресвяник, брекчия глыбовая).

    Вулканогенно-обломочные

    Это горные породы, которые состоят из вулканических пород не менее чем на 50%. Они образовываются при извержениях из лавы, вулканического песка, пыли. Примесей других пород, никак не связанных с деятельностью вулканов , в составе должно быть меньше половины.

    По происхождению вулканогенно-обломочные породы делятся на эксплозивно-обломочные и эффузивно-обломочные. Первые сформировались вследствие извержений взрывного типа, в результате которых появились накопления рыхлого материала. Далее этот материал скреплялся между собой с помощью цементации. Эффузивно-обломочные породы были сформированы благодаря процессу дробления лавы в процессе её охлаждения.

    Вулканогенно-обломочные горные породы принято использовать для изготовления разнообразных строительных материалов. Это и цемент, и стекло, и материалы, используемые для теплоизоляции.

    Глинистые

    Это самые часто встречающие осадочные породы. Они занимают больше половины объёма всех пород на земной коре. В основном они состоят из мелких частиц, а образуются в результате выветривания магматических пород.

    Глинистые породы распределяются на глины и аргиллиты.

    Глины хорошо размокают в водной среде, быстро впитывают влагу, становясь мягкими и пластичными. Цвет этих пород разнообразен и зависит от того, какие именно минералы входят в состав. Глины делятся на каолины, бентониты, гидрослюдистые глины. Каолины имеют жирную текстуру, не набухают в водной среде. Используются в качестве сырья при производстве фарфора и фаянса. Бентониты, попадая в водную среду , набухают, приобретая пластичность. Гидрослюдистые глины в воде не увеличиваются. Эти породы используются для производства керамических изделий и огнеупорного кирпича.

    Читайте также:
    Каспийское море - глубина, соленость, какие реки впадают

    Аргиллиты — это глины с высокой плотностью, не размокающие в водной среде. В их состав входит кварц, слюды, шпаты. По цветовой гамме аргиллиты более тёмные, чем глины.

    Биохимические

    Биохимические осадочные породы образовываются в результате химических реакций, в которых участвуют микроорганизмы и породы, обладающие химическим и органогенным происхождением. Они бывают медистые, кремнистые, карбонатные и фосфатные.

    Медистые песчаники и сланцевые горные породы, которые содержат минералы меди, являются медной рудой. Пласты песчаников занимают большую площадь и представлены такими минералами, как борнит, халькопирит, а также сульфиды железа, цинка, свинца, кобальта.

    Кремнистые биохимические породы имеют разный минеральный состав. Они делятся на диатомиты, гейзериты, трепелы, радиоляриты, лиддиты. Они отличаются между собой по пористости структуры, объёму примесей глинистых веществ, имеют разную окраску.

    Карбонатные породы образовались из раковин, скелетов морских и пресноводных обитателей, растений и бактерий, которые со временем накапливались на дне водоёмов. Они постепенно уплотнялись и изменяли структуру.

    Фосфатные породы высокообогащенные фосфатами кальция. Они имеют слоисто-зернистую структуру. По условиям образования и залегания фосфатные осадочные породы делятся на несколько типов фосфоритов: зернистые, афанитовые, ракушняковые, пластовые и конкреционные. Фосфаты накапливаются на дне водоёмов из разных компонентов живого вещества: молекул ДНК, РНК, тканей и клеток.

    Способы формирования осадочных пород

    Процесс формирования осадочных пород медленный и постепенный. Он происходит на поверхности, в водоёмах и приповерхностной части Земли и имеет несколько стадий:

    1. Образование осадка.
    2. Перенос осадочного материала.
    3. Накопление его в определённом месте.
    4. Превращение осадочного материала в горную породу (диагенез).
    5. Уплотнение материалов (катагенез).
    6. Глубокое преобразование и максимальное уплотнение породы (метагенез).

    Диагенез

    Осадок, который сформировался на дне водного объекта или на поверхности Земли, состоит из разных слоёв . Эти слои в свою очередь могут состоять из твёрдых, жидких или газовых материалов. Со временем между фазами начинается взаимодействие, в котором участвуют живые микроорганизмы. Происходит преобразование слоёв.

    Во время диагенеза все фазы осадка уплотняются, лишняя влага и неустойчивые компоненты удаляются и начинают формироваться минеральные породы. Эта стадия длится в течение многих десятилетий и функционирует в диапазоне нескольких десятков метров.

    Катагенез

    Благодаря температуре, давлению и водным массам осадочные породы подвергаются значительным изменениям. Меняется химический и минеральный состав, строение, свойства. Породы ещё больше уплотняются, меняют свою структуру, образовывая новые минералы. Неустойчивые соединения пропадают, и происходит перекристаллизация.

    Метагенез

    Процесс метагенеза схож с катагенезом, но здесь на уплотнение пород действует высокая температура, достигающая на некоторых участках 200-300°С. Осадочные породы в таких условиях максимально уплотняются. На этом этапе происходит преобразование остатков фауны, в результате чего породы переходят в метаморфические горные образования.

    Возраст осадочных пород

    Их возраст можно определить относительно. Считается, что породы, к которым есть доступ для последующего изучения, имеют возраст 3,8 млрд. лет. Слои, которые находятся в самых глубоких местах, считаются самыми древними. Фазы, залегающие ближе к поверхности, имеют более молодой возраст.

    Развитие органической жизни на Земле было постепенным. Останки простейших организмов находятся в древнейших породах. Скелеты более развитых организмов заключены в более молодых породах. Таким образом, все слои осадочных пород имеют разную структуру, возраст и условия формирования.

    Свойства осадочных горных пород

    К базовым осадочным породам относятся известняк, песчаник и доломит.

    Известняк имеет множество разновидностей, состоит из кальция, магния, глинистых или железистых примесей. Эти породы разнообразны по составу, текстуре, прочности. Известняк часто используют в строительстве, но при этом его обрабатывают водоотталкивающими составами. Он имеет свойство растворяться в воде, хотя и очень медленно. Имеет пастельные ненавязчивые расцветки.

    Песчаник сформирован из зёрен минералов, которые были сцементированы различными веществами. Имеет высокую прочность и огнеупорность. Используется в строительстве для отделки зданий, а также в производстве декораций. Свойства камня зависят, как правило, от месторождения и состава обломков.

    Доломит — это горная порода, в состав которой входит минимум 95% минерала доломита. Он имеет среднюю твёрдость, разнообразный окрас: белый, жёлтый, серый или черный с зеленоватым отливом. Используется в металлургической промышленности, имеет высокую огнеупорность.

    Полезные ископаемые осадочных пород

    Полезные ископаемые — это разного рода минералы и породы, применяющиеся человеком для производства материалов, ведения народного хозяйства. По физическому состоянию бывают твёрдые, жидкие или газовые ископаемые. К твёрдым породам относятся уголь, мрамор, гранит, соли и руды. Жидкие — это минеральные воды и нефть. Метан и горючие газы — это газовые ископаемые.

    Читайте также:
    Термины по географии ℹ основные определения и понятия для 8 класса, словарь географических терминов, значения слов

    По способам применения делятся на горючие, рудные и нерудные полезные ископаемые. К группе горючих пород относят уголь, нефть, торф и газ. Рудные — это разнообразные руды горных пород. К нерудным ископаемым принадлежат песок, глина, известняк, соли.

    Ценные поделочные камни и драгоценные материалы не входят ни в одну из перечисленных групп, а стоят отдельной категорией.

    Структуры осадочных пород

    Под структурой понимают разнообразные признаки пород: размер и форма частиц, их взаимодействие между собой, степень кристаллизации, условия формирования. Есть такая классификация структур:

    1. псефитовые;
    2. псаммитовые;
    3. алевритовые;
    4. пелитовые.

    Псефитовая структура имеет размер частиц более 1мм. Фракции с такой величиной считаются самыми крупными. Псаммитовая структура — размер фрагментов от 1 мм до 0,1 мм. Алевритовая — размер частиц в пределах 0,1 – 0,01 мм. Пелитовую структуру имеют, как правило, глинистые породы, а размер частиц в них достигает менее 0,01 мм.

    Органические и неорганические осадочные породы

    Органические горные породы были образованы в результате функционирования живых организмов. Они делятся на фитогенные, сформировавшиеся в результате жизнедеятельности растений, и зоогенные, образовавшиеся в результате жизнедеятельности представителей животного мира. Из остатков растений возникли угли и некоторые виды нефти, а из животных — известняки.

    Неорганические породы создавались в процессе выветривания. Также на их формирование влияли колебания температур, сила и скорость ветра, текучесть воды в водоёмах. Каменная соль, гипс, гравий, песок, галечник — примеры неорганических пород.

    Примеры осадочных пород

    Осадочные горные породы:

    • – глина;
    • – известняк;
    • – каменный уголь;
    • – бурый уголь;
    • – песчаник;
    • – брекчия;
    • – алевролит;
    • – боксит;
    • – торф;
    • – сланец;
    • – каменная соль;
    • – доломит;
    • – диатомит;
    • – латерит;
    • – гипс.

    Простейшие осадочные породы

    Кизельгур или горная мука — полезное ископаемое, которое сформировалось из простейших морских организмов. Это были диатомовые водоросли, которые уже обитали на Земле миллионы лет назад. Из их створок образовалась горная мука.

    Диатомовые водоросли выглядят очень необычно, так как имеют кремниевую оболочку. Благодаря этому горная мука насыщена кальцием, кремнием и ещё многими минеральными веществами. Эти полезные ископаемые, как правило, рыхлые, имеют серый или желтоватый окрас. В диатомите можно встретить частички опала, обломочные и глинистые породы.

    Значение осадочных пород в природе

    Осадочные породы имеют большое значение в природе: из них состоит 5% литосферы , ими покрыто более 70% континентальной поверхности планеты. Горные породы используются как полезные ископаемые, а также служат основанием для строительства сооружений.

    Использование осадочных пород человеком

    Люди добывают полезные ископаемые в шахтах и карьерах, а потом используют произведённые из них предметы в повседневной жизни. В природе породы находятся в твёрдом, жидком или рассыпчатом состоянии.

    Из осадочных пород люди используют соль для приготовления еды, графит для производства карандашей, уголь и газ для отопления помещений, мрамор и известняк для строительства, глину для производства фарфора, золото и драгоценные камни для украшений. Количество осадочных пород в металлургии составляет более 50%. Запасы энергетического сырья во всех странах разные, так как ресурсы расположены неравномерно.

    Осадочные горные породы и условия их происхождения.

    Любая находящаяся на земной поверхности порода подвергается выветриванию, разрушительному воздействию воды, колебаний температур и др. В результате даже самые массивные, прочные магматические породы постепенно разрушаются, образуя обломки разных размеров и распадаясь до мельчайших частиц.

    Продукты разрушения переносятся ветром, водой и на определенном этапе переноса отлагаются, образуя рыхлые скопления или осадки. Накопление происходит на дне рек, морей, океанов и на поверхности суши. Из рыхлых скоплений (осадков) с течением времени формируются (уплотняются, приобретают структуру и т. д.) различные осадочные породы.

    Осадочные породы слагают самые верхние слои земной коры, покрывая своеобразным чехлом породы магматического и метаморфического происхождения. Несмотря на то, что осадочные породы составляют всего 5 % земной коры, земная поверхность на 75 % своей площади покрыта именно этими породами, в связи с чем строительство и производится в основном на осадочных породах. Мощность толщ осадочных пород колеблется в широких пределах — в одних местах она очень мала, в других исчисляется километрами.

    Инженерно-геологические свойства осадочных горных пород находятся в непосредственной зависимости от особенностей их состава, строения и состояния, которые складываются в процессе литогенеза.

    Под литогенезом принято понимать совокупность геологических процессов, определяющих современный состав, строение, состояние и свойства осадочных горных пород.

    Процессы литогенеза достаточно условно подразделяют на ряд стадий:

    гипергенез — выветривание — разрушение кристаллических и других пород, образование новых минералов, обломков пород, обломков минералов, коллоидных и истинных растворов;

    Читайте также:
    Жестколистные леса ℹ описание, географическое положение природных зон, характеристика климата, особенности растительного и животного мира

    седиментогенез — перенос и отложение материала — образование осадка;

    диагенез — превращение осадка в осадочную породу;

    катагенез —начальные изменения осадочной породы;

    метагенез — глубокие изменения осадочной породы — образование метаморфизованных осадочных пород.

    Последние две стадии иногда объединяются под одним понятием — эпигенез. Осаждение вещества, его диагенетические и постдиагенетические преобразования протекают по-разному, в зависимости от физико-химических условий среды, температуры, давления, длительности и интенсивности процесса, например, скоростей течения воды, движения воздуха, льда и т. п.

    Минеральный и химический состав. В образовании осадочных пород, кроме минералов, из которых формировался рыхлый осадок (кварц, полевые шпаты и др.), принимают участие минералы, возникающие в Данной породе в процессе ее существования (кальцит, каолинит и др.). Во многих случаях они играют существенную роль. Осадочные породы разнообразны по химическому составу. Это могут быть алюмосиликаты, карбонаты, оксиды, сульфаты и др.

    Структура осадочных пород разнообразна. Почти каждый тип породы имеет свою, присущую только ему структуру. Для рыхлых пород характерны обломочные структуры, для сцементированных — брекчиевидные и т. д.

    Пористость типична для всех осадочных пород, за исключением некоторых плотных химических осадков. Поры бывают мелкие, крупные и в виде каверн. Общая пористость может быть велика, например суглинки 40-50 %, пески — 35-40 % и т. д. В порах может располагаться вода, газ, органический материал,

    Слоистость. Осадочные породы залегают в виде слоев, которые образуются в процессе периодического накопления осадков в водной и воздушной среде. В составе слоя может быть микрослоистость, отражающая осадконакопление в различные времена года. Микрослоистость характерна для озерных и речных отложений. В слое горной породы могут быть также тонкие слои других пород. Их называют прослоями. Например, в слое песка может быть тонкий прослой глины.

    При резком различии слоев по составу, например слой песка лежит на слое известняка, более или менее постоянной мощности и сравнительно большой занимаемой площади слои называют пластами. В таких случаях слои (пласты) обычно ограничены с двух сторон четко выраженными поверхностями, которые называют плоскостями (поверхностями) напластования, в том числе верхнюю плоскость называют – кровлей, нижнюю – ложе, а расстояние между ними – мощностью слоя (пласта). Наибольшей мощностью пластов обладают морские отложения (до сотен и даже тысяч метров). Континентальные образования четвертичной системы, залегающие непосредственно под слоем почвы, имеют, как правило, относительно небольшую мощность (10–50 м).

    Комплекс слоев, объединенных сходством состава или возраста, или один слой, но значительной мощности и нередко называют толщей. Примером могут служить толщи лессовых пород, мощность которых может достигать десятков метров. Слои образуются в процессе накопления осадков в морях, озерах, долинах рек и т. д. Это обуславливает образование слоев различной формы как по размеру в плане, так и по очертаниям по вертикали (рис. 2.3).

    Наиболее обычным является нормальный слой, для которого характерна сравнительно большая мощность и протяженность, параллельность кровли подошве. Для континентальных отложений характерны также линзы – слои, занимающие малые площади с вклиниванием мощности к краям слоя, и выклинивающиеся слои, мощности которых уменьшаются в одну сторону. Важное практическое значение для инженерной геологии представляет сочетание слоев. При согласном залегании слои лежат параллельно друг другу, чаще всего горизонтально. Такое залегание слоев характерно равнинам. В других случаях за счет тектонических движений земной коры возникает несогласное залегание слоев. Одна группа слоев при этом залегает непараллельно другой группе.

    Рис. 2.3. Форма слоев осадочных пород:

    1 – нормальные слои; 2 – линза глины в песке; 3 – выклинивание галечника в песке; 4 – несогласное залегание слоев; 5 – кровля слоя; 6 – ложе; h – мощность слоя.

    Климатические условия влияют на состав и свойства осадочных пород: в пустынях образуются породы обломочного характера, в замкнутых бассейнах накапливаются отложения солей и т. д. Окраска пород зависит от климатических условий: породы тропиков и субтропиков обладают красноватой окраской, холодному климату свойственны серые тона.

    Органические остатки наблюдаются в большинстве осадочных пород. Это остатки растений или скелетных частей, раковин организмов в виде окаменелостей.

    Среди осадочных грунтов различают обломочные несцементированные: крупнообломочные (валунный, глыбовый, галечниковый, щебенистый, гравийный и дресвяный грунты), песчаные, пылеватые и глинистые. В этих грунтах со временем происходили процессы цементации, в результате чего образовались обломочные сцементированные грунты: конгломерат, брекчия, гравелит, песчаник, алевролит и аргиллит.

    Помимо обломочных имеются еще две подгруппы осадочных грунтов: биохимические и химические. Биохимические образовались из остатков раковин и химических осадков (известняк) с примесями глинистых частиц (мергель). К химическим относятся грунты, образованные в результате выпадения осадков из концентрированных водных растворов: гипс, ангидрит, галит, сильвин.

    Читайте также:
    Население Зарубежной Европы - список стран, большие государства

    Условия формирования грунтов. Условия накопления осадков влияют на свойства грунтов. По характеру среды, в которой происходит отложение материала, грунты разделяются на континентальные и морские.

    К континентальным отложениям относятся элювиальные, делювиальные, аллювиальные, ледниковые (моренные), водно-ледниковые, эоловые, пролювиальные.

    Элювиальные отложения (е) – продукты выветривания (разрушения) грунтов, оставшиеся на месте образования и постепенно переходящие в материнскую породу. Отличаются угловатой формой частиц, различной мощностью залегания, неравномерной сжимаемостью.

    Делювиальные отложения (d) – продукты выветривания грунтов, перемещенные на склоны и к подножию возвышенностей при плоскостном смыве дождевыми и талыми водами, а также под собственным весом. Они неоднородны по составу, залегают слоем переменной мощности с увеличением к подножию.

    Аллювиальные отложения (а) – грунты, отложенные в речных долинах из продуктов эрозии (разрушения грунтов водными потоками). Им свойственна слоистость, чередование песчаных и глинистых слоев, крупнообломочные отложения имеют частицы окатанной формы.

    Ледниковые (моренные) отложения (g) – это грунты, принесенные ледником и оставшиеся на месте его таяния. Представлены преимущественно глинистыми грунтами с включением валунов, гальки, гравия и линз песка.

    Водно-ледниковые отложения (fg) – грунты, вынесенные из морены водными потоками при таянии ледника. Эти грунты хорошо отсортированы.

    Эоловые отложения (v) – грунты, принесенные и отложенные ветрами. К ним относятся пески (барханные и дюнные) и лессы.

    Пролювиальные отложения (р) – грунты, отложенные селевыми потоками (временными потоками воды, несущими грязе-каменный материал из продуктов разрушения грунтов) у подножий возвышенностей или в речных долинах.

    Биогенные грунты (h) – отложения болот, в которых при избыточном увлажнении образуются торф и сапропель (органический пресноводный ил).

    Почвы – поверхностный слой земной коры, возникший в результате сложного взаимодействия горных пород, климата, рельефа и живых организмов.

    К морским относятся грунты, отложенные в море из обломков, принесенных реками и образованных при разрушении берега морскими волнами (абразии), а также химические и биохимические грунты.

    Осадочные горные породы

    Средняя оценка: 4.3

    Всего получено оценок: 495.

    Средняя оценка: 4.3

    Всего получено оценок: 495.

    Осадочные горные породы занимают внушительную площадь земного шара. К ним относится большая часть всех полезных ископаемых, которыми так богата наша планета. В большинстве своем осадочные породы располагаются на материковой части, континентальном склоне и шельфе, и лишь незначительная часть – на дне морей и океанов.

    Происхождение осадочных пород

    Под разрушительным воздействием солнечного света, температурных колебаний, воды происходит выветривание твердых магматических пород. Они образуют различные по размеру обломки, которые постепенно распадаются до мельчайших частиц.

    Ветер и вода переносит эти частицы, которые на каком-то этапе начинают оседать, образуя тем самым рыхлые скопления на поверхности суши и на дне водных водоемов. Со временем они затвердевают, уплотняются, приобретают свою собственную структуру. Так происходит образование осадочных горных пород.

    Как и метаморфические породы, осадочные относятся к вторичным горным породам. Они лежат только на поверхности земной коры, занимая около 3/4 площади всей планеты.

    Поскольку практически все строительные работы ведутся на осадочных породах, очень важно в совершенстве знать свойства, состав и «поведение» этой разновидности горных пород. Этими и многими другими вопросами занимается наука инженерная геология.

    Главным признаком осадочных пород является слоистость, уникальная для каждого природного соединения. В результате сдвигов земной коры первоначальные формы залегания осадочных пород нарушаются: появляются всевозможные разрывы, трещины, разломы, складки.

    которые читают вместе с этой

    Классификация горных пород

    Процесс осаждения может проходить различными способами. В зависимости от его специфики выделяют несколько основных групп осадочных пород:

    • обломочные– формируются под действием выветривания и дальнейшего переноса частиц магматической породы;
    • хемогенные– результат выделения и осаждения веществ, которые образуются из насыщенных водных растворов;
    • биохимические– образуются вследствие химических реакций при участии живых организмов;
    • биогенные– результат разложения остатков растительных и животных организмов.

    В природе нередко встречаются смешанные группы осадочных пород, на формирование которых оказало влияние сразу несколько факторов. Так, одним из ярких примеров осадочных горных пород смешанного типа является известняк, который в равной степени может иметь хемогенное, органогенное, биохимическое или обломочное происхождение.

    Что мы узнали?

    Осадочные породы занимают огромные площади поверхности Земли. Они могут располагаться как на суше, так и на дне морей и океанов. Любая осадочная порода формируется из разрушенных и видоизмененных магматических пород. В основе классификации пород лежат особенности процесса осаждения, который может происходить под влиянием многих факторов.

    Осадочные породы

    Горные породы / Осадочные породы

    Осадочные породы представляют особый интерес для строителей, так как они служат основаниями и средой для различных сооружений и повсеместно доступны в качестве строительных материалов. Они имеют вторичное происхождение, поскольку исходным материалом для их формирования являются продукты разрушения ранее существовавших пород.

    Читайте также:
    Природные ресурсы Великобритании ℹ географическое положение, характеристика и особенности развития отраслей, структура, хозяйственная оценка природных условий

    Общее определение

    К осадочным относят горные породы, встречающиеся в свойственных для поверхности земной коры условиях, формирующиеся путем переотложения продуктов выветривания пород, механического и химического осаждения, отложения органических остатков.

    Исследованием осадочных пород занимается литология. Актуальность их изучения определяется следующими факторами. Во-первых, большая часть поверхности планеты покрыта породами рассматриваемого типа (¾ поверхности материков). Следовательно, в основном с ними взаимодействуют люди в процессе жизнедеятельности. Во-вторых, к осадочным породам приурочена большая часть месторождений. В-третьих, они содержат сохранившиеся остатки древних организмов, что используется в изучении истории планеты.

    Классификации

    Существуют различные классификации осадочных пород. Наиболее обширно распространенным и часто используемым является вариант, основанный на их происхождении. Данная классификация предполагает их подразделение на

    • Механогенные – сохранившие устойчивые минеральные ассоциации продукты механического разрушения пород,
    • Хемогенные – сформированные путем выпадения из растворов,
    • Органогенные – образованные также способом осаждения, но органических веществ,
    • Смешанные – переходные типы, сформированные в результате смешения материалов разного генезиса.

    Механогенные породы дифференцируют на основе следующих признаков:

    • по размеру частиц: псефитовая (>2 мм), псаммитовая (0,1 — 2 мм), алевритовая (0,01 — 0,1 мм), пелитовая (
    • по наличию связи обломков: рыхлые, сцементированные;
    • по форме обломков (для псефитовой фракции): угловатые, окатанные.

    Причем названные классификации взаимосвязаны. Так, в псефитовую фракцию рыхлых пород входят глыбы, дресва, щебень (неокатанные) и валуны, гравий, галька (окатанные). Среди сцементированных пород им соответствуют брекчии (неокатанные) и конгломераты (окатанные). К меньшим фракциям относятся пески (псаммитовая) и алевриты (алевритовая) для рыхлых пород и песчаники и алевролиты соответственно для сцементированных. Пелитовая фракция представлена только окатанными частицами: глиной (рыхлая) и аргиллитом (сцементированная).

    Нужно отметить, что механогенные породы обозначают также терминами «обломочные» и «терригенные». Первый отражает механизм переноса и формирования, второй — состав, третий — источник исходного материала (хотя такие породы формируются и в подводных условиях).

    Хемогенные породы также классифицируют по размеру частиц: грубо- (>1 мм), крупно- (1 — 0,5 мм), средне- (0,5 — 0,1 мм), мелко- (0,1 — 0,05 мм), тонкозернистая (0,05 — 0,01 мм), пелитоморфная (
    Кроме того, осадочные породы дифференцируют по составу на глинистые, обломочные, марганцевые, железистые, глауконитовые, глиноземистые, фосфатные, кремнистые, соли, карбонатные, каустобиолиты и др.

    Происхождение

    Хемогенные и обломочные типы в качестве исходного материала имеют осадки. Они формируются на поверхности, в приповерхностной части планеты, в водоемах. Органогенные породы образуются из осажденного материала только частично. На основе этого существует мнение о неуместности термина «осадочные горные породы». Например, В.Т. Фролов предложил вместо него термин «экзолит».

    Образование осадочных пород, называемое литогенезом, дифференцировано на три этапа:

    • Диагенез
    • Катагенез
    • Метагенез

    К тому же к литогенезу причисляют процессы, связанные с исходным материалом: его формирование, перенос и накопление. Далее рассмотрен каждый из них.

    Формирование осадочного материала осуществляется путем выветривания горных пород. Данный термин объединяет процессы химического и физического воздействия, приводящие к их разрушению. К физическому выветриванию относят механическую деятельность ветра, тектонических процессов, воды и т. д., а также температурные колебания (морозное). Химическое выветривание состоит во взаимодействии горных пород с активными веществами, в основном водой, кислородом, углекислым газом, минеральными и органическими кислотами. Органическое выветривание состоит в химическом и физическом воздействии организмов и продуктов их жизнедеятельности. Породы подвергаются физическому и химическому разрушению одновременно.


    Полученный при выветривании материал чаще всего уносится с места образования в наиболее благоприятные для его накопления участки. Это осуществляется с участием, прежде всего, воды и ветра, силы тяжести (в склоновых процессах), органической и антропогенной деятельности. Причем для различных природных зон характерно преобладание определенных агентов переноса обломочного материала. Так, в пустынях в областях аридного климата основная роль принадлежит эоловым процессам, в зоне вечной мерзлоты (нивальный климат) перенос обломочного материала осуществляется в основном глетчерами.

    Дальность его перемещения определяется, прежде всего, размером частиц (обратная зависимость). В некоторых случаях ведущее значение имеют особенности агента переноса. Так, отмеченная выше закономерность сортировки материала по дальности переноса в зависимости от размера наиболее характерна для ветра и воды, в то время как при склоновых процессах и глетчерном переносе размер обломков не имеет значения. Следует отметить особенности водного переноса. Вода является основным агентом в районах избыточного увлажнения (тропический, гумидный, умеренный климат). Основное ее свойство состоит в том, что перемещение материала осуществляется во взвешенном и растворенном состояниях. Как было сказано, при первом виде переноса происходит сортировка материала по дальности в зависимости от размера частиц: при снижении скорости течения осуществляется отложение обломков в порядке: глыбы, валуны, галька, гравий, песок, алеврит, пелит. Эту закономерность описывает закон механической осадочной дифференциации. Выпадение растворенных веществ обусловлено изменением геохимических условий.

    Читайте также:
    ОПЕК ℹ расшифровка, функции, состав и список главных стран-участниц, штаб-квартира международной организации, цель создания картеля нефтедобывающих стран

    Перемещаемый материал накапливается преимущественно в пониженных участках. Интенсивность данного процесса определяется интенсивностью поступления: в устьях крупных горных рек она достигает метров в год, в то время как на дне океана равна долям миллиметра в год. При постоянстве тектонических условий формируется однородная осадочная толща, а в случае их изменения наблюдается переслаивание осадков различного строения и состава. При осаждении продолжается осадочная дифференциация, то есть сортировка материала и избирательный переход в твердую фазу газообразных и жидких веществ. Однако происходит и обратный процесс – интеграция, под которой понимают смешивание осадочного материала, переносимого различными агентами. Это приводит к формированию смешанных пород, состоящих из частиц различного размера либо происхождения.

    Диагенез состоит в физико-химическом взаимодействии компонентов осадочного материала, представленного неравновесной системой из газовой, твердой и жидкой фаз, при органическом участии. В том числе осуществляется его уплотнение под давлением вышележащих слоев, а в дальнейшем – обезвоживание и перекристаллизация. В связи с этим следует отметить, что диагенез происходит чаще всего в толще, мощностью 10 – 50 м. Кроме того, в результате взаимодействия компонентов осадочного материала и влияния на них факторов окружающей среды удаляются неустойчивые элементы вследствие растворения, и в то же время формируются устойчивые минеральные новообразования. К тому же в результате разложения отмерших органических остатков изменяются кислотно-щелочные и окислительно-восстановительные параметры осадочного материала. К завершению диагенеза, который может продолжаться до сотен тыс. лет, органическая деятельность прекращается, и между окружающей средой и осадком устанавливается равновесие.

    В ходе катагенеза преобразуется строение осадка, его физические параметры и химико-минералогический состав под воздействием таких факторов, как давление, газообразные вещества, температура, растворенные в воде соли, pH, радиоактивное излучение, Eh. К тому же продолжаются процессы, происходившие на прошлом этапе: уплотнение осадка, обезвоживание, растворение неустойчивых соединений, перекристаллизация и формирование новых минералов. Направленность и интенсивность преобразований обусловлены в основном составом и физическими параметрами осадочного материала.

    Для метагенеза характерны те же факторы, что и для катагенеза, но с большей интенсивностью (выше температура, газонасыщенность и минерализация вод, другие значения Eh и pH). Под их воздействием продолжается изменение структуры, состоящее в увеличении зерен, упорядочении ориентировки, перекристаллизации с удалением органических остатков. Кроме того, происходит окончательное уплотнение. Метагенез оканчивается преобразованием осадочных пород в метаморфические.

    Заключение

    Человечество в процессе жизнедеятельности взаимодействуют преимущественно с осадочными породами, а особенно с обломочными, наиболее распространенными на поверхности суши. Это связано с особо интенсивным выветриванием и, следовательно, осадконакоплением в данных условиях. Органогенные горные породы приурочены преимущественно к водоемам. Так, они покрывают большую часть дна Мирового океана. На суше встречаются в речных, болотных, озерных отложениях. Хемогенные породы характерны для специфических участков смены геохимических условий.

    Типичные представители

    Валуны (валунный камень) состоят из грубоокатанных обломков, обработанных и перенесенных водой или ледником. По генезису валунный камень может быть ледниковым, речным, морским, озерным. Более мелкие его разновидности размером 120. 300 мм называют булыжным камнем. Крупный валунный камень, поступающий на строительство, нуждается в предварительной переработке на штучный материал – шашку, бутовый камень и др.

    Галька и гравий образуются аналогично первому, при переносе обломков на большие расстояния реками, горными потоками, а также под действием морского прибоя, приобретая при этом различную степень окатанности и сортировки. Качество гравия обусловливается его генезисом, минеральным составом, содержанием глинистых и органических примесей и пр. Лучшей разновидностью гравия считается ледниковый, который менее окатан. Гравий применяется в железобетонных сооружениях, дорожном строительстве и как фильтрующий материал.

    Глыбы, щебень и дресва представляют собой скопления угловатых обломков скальных пород, разнородных по минеральному составу. Эти отложения особенно характерны для пустынных и полярных районов с интенсивно протекающими процессами физического выветривания. Они достаточно широко распространены в средней и северной полосе европейской части нашей страны.

    Песчаные (среднеобломочные) породы представляют собой рыхлую смесь зерен с размерами от 1 до 0,1 мм. Их принято разделять по крупности зерен на крупнозернистые с диаметром частиц от 1 до 0,5 мм; среднезернистые – 0,5 . 0,25 мм; мелкозернистые – от 0,25 до 0,1 мм. Пески состоят преимущественно из кварца, наиболее устойчивого к химическому выветриванию минерала. Чистые кварцевые пески светлой окраски являются мономинеральными породами. Смешанные (полимиктовые) пески состоят из смеси минералов, в которых кроме кварца находятся полевые шпаты, слюды, амфиболы и др. Среди них наибольшее распространение имеют аркозовые пески красного или серого цвета, преимущественно кислого полевошпатового состава, с небольшой примесью кварца и других минералов. Наибольшей чистотой и однородностью зерен отличаются морские и эоловые отложения; морские и речные пески имеют окатанную, а ледниковые – угловатую, наиболее благоприятную для строительных целей, форму зерен. Вредной примесью к пескам являются глинистые и пылеватые фракции (0,05. 0,005 мм). При оценке качества песка как строительного материала учитывают его минеральный и гранулометрический составы, форму зерен, пористость, коэффициент фильтрации и др. Плотность песков составляет 2,64 г/см3, а средняя плотность—1800 кг/м3. Они являются главным сырьем для получения керамики, динаса, стекол, бетонов и растворов, кирпича; используются для дорожных покрытий, в абразивном производстве. Распространены повсеместно.

    Читайте также:
    Бразилия - форма правления страны, климат, плотность населения

    Пылеватые (мелкообломочные) породы состоят из частиц размером от 0,1 до 0,01 мм и отличаются от песчаных содержанием более мелких частиц. Представителем этих пород является лёсс—светлоокрашенная пористая (46 . 50%) порода, содержащая кварц, полевые шпаты, до 30% кальцита и до 50% глинистых минералов. Плотность лёссов составляет 2,5 . 2,8 г/см3, а средняя плотность – 1200 . 1800 кг/м3.

    Они отличаются просадочностью, легко размокают в воде. Используются в цементной промышленности как добавка в бетоны, в производстве кирпича, черепицы и др. Распространены в европейской части нашей страны, на юге Украины, в Средней Азии, южной Сибири.

    Глинистые (тонкообломочные) породы состоят более чем наполовину из мельчайших (менее 0,01 . 0,001 мм) чешуеобразных частиц глинистых минералов, среди которых не менее 25% имеют размеры менее 0,001 мм. Глины образуются при выветривании полевошпатовых и некоторых других силикатных пород и состоят преимущественно из глинистых минералов типа каолинита, монтмориллонита и гидрослюд с примесью кварца, слюды, вторичного кальцита, опала и др. Большинство глин являются полиминеральными, однако среди них имеются наиболее ценные мономинеральные: каолинитовые и монтмориллонитовые разновидности. Главным фактором при применении глин в строительстве и производстве строительных материалов является их минеральный состав.

    Полиминеральные глины являются сырьем для производства кирпично-черепичных изделий, грубой керамики, глинозема, огнеупоров и т. д.

    Каолинитовые глины сложены в основном каолинитом и сравнительно свободны от примесей оксидов железа. Они представляют собой белые тонкозернистые, жирные на ощупь малопластичные породы, являющиеся продуктами разложения (гидролиза) алюмосиликатов диссоциированной водой, содержащей свободные ионы водорода и растворенную СО2.

    Каолинитовые глины являются континентальными отложениями и образуются в условиях кислой среды. Они используются в производстве фарфоро-фаянсовых изделий, цемента, шамота. Месторождения каолинитовых глин находятся на Украине, Урале, в Сибири и др.

    Монтмориллонитовые глины появляются при разложении вулканических пеплов в щелочной среде. Среди них выделяются сильно набухающие в воде натровые глины с преобладанием катиона Na над катионами Са, Mg и К и неразбухающие кальциевые – с преобладанием Са над катионами Na и Mg. К первым относятся бентониты и флоридины, породы белой, серовато-белой, розоватой и другой окраски, характерной особенностью которых является сильное набухание при увлажнении с увеличением объема примерно в 16 раз и более и высокая адсорбционная способность. Большинство этих глин обладает резко выраженной пластичностью при затворении водой, сохраняя при высыхании приданную им форму, а после обжига образуют камневидные массы. С увеличением в глинах механических примесей пластичность их быстро снижается. Монтмориллонитовые глины применяются как замечательные адсорбенты, так как обладают высокой поглотительной способностью. Их месторождения имеются в Грузии, Крыму, Приднепровье, Закарпатье, Средней Азии.

    Сцементированные обломочные породы образовались путем цементации рыхлых пород разнообразными химическими веществами. Наиболее прочным является кремнеземистый цемент (вторичный кварц, опал, халцедон), менее прочны железистый (лимонит), карбонатный (кальцит) и малой цементирующей способностью отличается глинистый цемент. Ниже приводится описание главных представителей этой группы.

    Брекчии представляют собой компактные породы, состоящие из угловатых обломков дресвы или щебня, сцементированных каким-либо цементом. Петрографический состав этих обломков отличается однородностью. Угловатая форма обломков обеспечивает хорошее сцепление их с природными цементами, поэтому брекчии при некоторых видах цементов имеют достаточно высокую прочность и используются как отделочные камни. Брекчии имеют ограниченное распространение.

    Конгломераты – сцементированные природным цементом скопления гальки, гравия, мелких валунов и др., отличающиеся от брекчий пестротой петрографического состава, широким диапазоном прочности от 5 до 160 МПа и изменением средней плотности в интервале 1500 … 2900 кг/м3. По сравнению с брекчиями конгломераты отличаются меньшей прочностью, так как окатанный обломочный материал довольно слабо связывается с цементом. Практическое значение этих пород невелико, однако их характерная структура (вяжущее рыхлый материал) является прототипом самой распространенной структуры ИСК. Слабо сцементированные их разновидности используются для получения балласта, а красивые – как отделочные декоративные камни. Мощные отложения конгломератов известны в Крыму и Средней Азии.

    Песчаники образуются путем цементации зерен песка при просачивании через них разнообразных минеральных растворов. В зависимости от разновидности цементов различают кремнистые, известковые, железистые, гипсовые, глинистые, битуминозные и другие виды песчаников. Их прочность определяется видом природного цемента, характером его сцепления с зернами песка, плотностью породы. Она колеблется в широких пределах от 1 до 150 МПа и выше, а средняя плотность – от 1900 до 2800 кг/м3. Наиболее прочными (100. 150 МПа и более) являются кремнистые песчаники со средней плотностью до 2800 кг/м3. Малой прочностью отличаются глинистые песчаники, легко разрушающиеся при насыщении водой или циклическом замораживании и оттаивании; известковые песчаники неводостойки. В битуминозных песчаниках битум, пропитывающий толщи пород, составляет до 20% их массы. Окраска песчаников зависит от цемента: кремнистые и известковые имеют белые и светлые тона, железистые – желтые и красноватые и т. д. Они широко распространены в Карелии, на Украине, в Поволжье и др. и используются для получения стенового камня, бута, щебня, а также декоративного отделочного материала. Их разновидности, содержащие не менее 97% кремнезема, идут на изготовление кислотоупорных материалов и сырья, для получения огнеупоров, абразивов и др.

    Читайте также:
    Природные ресурсы Великобритании ℹ географическое положение, характеристика и особенности развития отраслей, структура, хозяйственная оценка природных условий

    Осадочные горные породы

    Осадочные породы образуются на поверхности Земли. Образование осадков, а затем и осадочных пород может идти различными способами – осаждение обломочного материала, выпадение из растворов определенных веществ, в процессе жизнедеятельности организмов.

    В общем виде, можно так представить жизненный путь осадочных горных пород:

    1. Гипергенез. Образование исходного материала в результате выветривания.
    2. Седиментация. Перенос и осаждение образовавшегося материала.
    3. Диагенез. Уплотнение осадков и потеря влаги.
    4. Эпигенез (катагенез). Уплотнение под тяжестью вышележащих пород.
    5. Метагенез. Глубокая переработка при которой происходит полное уплотнение до потери пористости и перестройка структуры.

    Единой (общепринятой) классификации осадочных горных пород до сих пор не существует. В основу упрощенной классификации осадочных пород положено их разделение по происхождению на три большие группы (класса): обломочные (терригенные) – механические осадки, хемогенные – возникшие в результате выпадения осадков из воды или из других растворов, и органогенные – образованные из скоплений окаменевших остатков животных и растений. В каждом из этих классов существует своя классификация пород.

    В строении осадочных горных пород принимают участие следующие компоненты: аллотигенные (образовавшиеся при разрушении других пород), аутигенные (появившиеся при образовании породы), органические, вулканогенные и космогенные.

    Обломочные (терригенные) породы

    Структуры обломочных (терригенных) горных пород

    Структуры обломочных пород имеют собственные названия. Если порода сложена обломками размером 0,001-0,01 мм, то такая структура называется пелитовой или глинистой. При размере обломков от 0,01 до 0,1 мм структура породы алевритовая или пылеватая. Если же размер обломков больше 0,1 мм, но не превышает 2 мм, то структура породы псаммитовая или песчаная. В том случае, если размер обломков превышает 2 мм, то структура породы псефитовая или грубообломочная.

    Классификация обломочных (терригенных) горных пород

    Классификация обломочных горных пород основана на размере обломков, слагающих породу, их окатанности и рыхлости или сцементированности породы. Представлена она в таблице ниже.

    Галька Щебень

    Не стоит забывать о вулканическом (пирокластическом) материале. Его классификация тоже основана на размерах частиц и их сцементированности, кроме того, учитывается соотношение пирокластического материала и чужеродных примесей.

    Обломки размером менее 1 мм называются вулканическим пеплом, 1-2 мм — вулканический песок, 2-30 мм — лаппили, а обломки размером более 30 мм называются вулканическими бомбами.

    Column 1 Column 2

    Цемент в терригенных горных породах

    Как мы уже установили, обломочные горные породы могут быть рыхлыми и сцементированными. Что же может цементировать обломки?

    Чаще всего встречается глинистый цемент, очень широко распространён карбонатный цемент: в роли цемента обычно выступают кальцит, сидерит и некоторые другие минералы. Кроме того, цемент может быть кремнистым, железистым, фосфатным и др.

    Существует несколько типов цемента:

    • базальный – обломки друг с другом не соприкасаются, а свободно “плавают” в цементе;
    • поровый – обломки соприкасаются друг с другом, при этом цемент заполняет поры между ними;
    • плёночный – вокруг каждого обломка существует плёнка цемента;
    • контактовый – обломки очень тесно прижаты друг к другу, цемент можно встретить только в местах их непосредственного соприкосновения;

    Кроме того, цемент может по-разному взаимодействовать с обломками. А именно:

    • Обрастать обломки. Такой цемент называют крустификационным.
    • Обломки могут дорастать (если совпадает состав цемента и обломков). Такой цемент называется регенерационным.
    • Крупные кристаллы цемента могут “заглатывать” обломки. Это пойкилитовый цемент.
    • Также цемент может разъедать обломки. Этот тип цемента назван коррозионным.

    Кроме того, возможна цементация рыхлых пород без цемента. Как такое возможно? При большом давлении зёрна могут буквально “вгрызаться” друг в друга, изгибаться и подстраиваться под форму соседних зёрен. В результате такого уплотнения получается очень прочная порода.

    Рейтинг
    ( Пока оценок нет )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: