Текстурно-структурные особенности

Характерной особенностью осадочных пород является слоистая текстура, выражающаяся чередованием пластов различного состава или различной структуры. В отличие от полос, слои имеют отчетливо выраженную подошву и кровлю. Нередко порода раскалывается на отдельные плитки вдоль границ слоев. Характер слоистости определяется условиями накопления осадка: в морях и озерах образуется параллельная слоистость, в водных потоках – косая, в прибрежно-морских условиях – диагональная.

Текстуры поверхности слоя пород очень своеобразны. По ним можно установить условия образования пород. К ним относятся знаки ряби, прибоя, капель дождя, трещины усыхания, следы жизнедеятельности организмов и т. д.

Массивная текстура характерна для осадочных пород различного происхождения. Она может наблюдаться в образцах, отобранных в обна-жениях пород грубослоистой текстуры между поверхностями напластования.

Пористая текстура выражается наличием пустот и каверн, она характерна для пород гипергенного, терригенного, органогенного и вулканогенно-обломочного происхождения.

Структуры пород обломочного происхождения характеризуются величиной слагающих их обломков. Выделяют грубообломочную (псефитовую), среднеобломочную (псаммитовую), мелкообломочную (алевритовую), пелитовую (глинистую) структуры (табл. 3.4).

Таблица 3.4

Классификация обломочных пород

Размер обломков, мм	Характер обломков и сложение				Структуры
	Рыхлые		Сцементированные
	остро-угольные	окатанные	остроугольные	окатанные
> 100	Глыбы	Валуны	Брекчия	Конгломерат	Псефитовые (грубообломочные)
100–10	Щебень	Галечник
10–2	Дресва	Гравий	Дресвяник	Гравелит
2,0–0,1	Песок		Песчаник		Псаммитовые (песчаные)
0,1–0,01	Алеврит (ил)		Алевролит (шероховатый на ощупь)		Алевритовые (иловатые)
> 0,01	Пелит (глина)		Аргиллит (гладкий на ощупь)		Пелитовые (глинистые)

Для пород хемогенного и хемобиогенного происхождения характерны кристаллические структуры: крупнокристаллическая (более 1 мм), среднекристаллическая (1,0–0,1 мм), пелитоморфная (0,1–0,01 мм), скрытокристаллическая (менее 0,01 мм).

Органогенные породы имеют биоморфную структуру с хорошо сохранившимися ископаемыми остатками организмов и детритовую с обломками скелетов организмов.

Структуры пирокластических пород классифицируют по величине обломков: вулканический пепел размером частиц до 1 мм (алевритовая структура), вулканический песок – 1–2 мм (псаммитовая структура), лапилли – 2–30 мм, вулканические бомбы – более 30 мм (псефитовые структуры).

Классификация и номенклатура осадочных пород

Вулканогенно-обломочные (пирокластические) породы образуются из продуктов вулканических извержений. Этот материал в процессе диагенеза превращается в горные породы: туфы, состоящие в основном из частиц пепловой и псаммитовой размерности, туфобрекчии и туфоконгломераты, в которых преобладают частицы псефитовой размерности. Если вулканогенный материал в водной среде смешивается с осадочным, то образуются туффиты. С вулканогенно-обломочными породами связаны крупнейшие месторождения свинцово-цинковых и медных руд, так называемые стратиформные месторождения.

Обломочные (терригенные) породы – широко распространенная группа пород. Это рыхлые или сцементированные механические осадки. Под цементом понимают тонкий материал, скрепляющий обломки. Он может быть различным: карбонатным, гипсовым, кремнистым, глинистым, фосфатным, железистым и т. д.

Учитывается форма обломков: окатанные, полуокатанные, угловатые.

Среди псаммитов выделяют мономинеральные породы (обычно кварцевые), олигомиктовые (кварц с примесью полевых шпатов) и полимиктовые. Среди последних выделяют аркозовые песчаники (преобладает полевой шпат) и граувакковые (обломки пород). С песками связаны россыпные месторождения золота, платины, ильменита, касситерита и т. д.

Хемогенные и органогенные (биохемогенные) породы. Наиболее распространены карбонатные и кремнистые породы. Хемогенные породы образуются из химических осадков истинных или коллоидных растворов. Морская вода является истинным раствором, находящимся в состоянии химического равновесия. В момент нарушения равновесия начинается выпадение осадка. Нередко граница между хемогенными и органогенными породами весьма условна. Наиболее близки к органогенным породам каустобиолиты (торф, уголь, горючие сланцы, нефть, природный газ, битум).

Наибольшим распространением среди карбонатных пород пользуются известняки и доломиты. Известняки – это породы, состоящие из кальцита с примесью глины и песка. Если количество глинистой примеси составляет 30–50 %, порода называется мергелем. При значительном содержании песка в составе породы, ее называют песчанистым известняком. При определении известняков следует использовать реакцию с соляной кислотой, при воздействии которой они бурно вскипают, но в отличие от мергелей не образуют грязного пятна. Структуры известняков и мергелей зернистые различной крупности, афанитовые, редко оолитовые. Текстуры слоистые, массивные, плотные. Цвет пород чаще всего серый.

Органогенные известняки состоят из твердых остатков организмов хорошей сохранности, сложенных кальцитом. Если сохранность остатков организмов плохая, то известняк следует называть органогенно-обломоч-ным. Разновидностью органогенного известняка является мел, состоящий из мельчайших зернышек кальцита и известняковых раковин фораминифер, а также продуктов жизнедеятельности водорослей.

Доломиты отличаются от известняков более слабой реакцией с соляной кислотой, протекающей только в порошке. Следует помнить, что наличие карбонатов вообще не характерно для магматических пород, поэтому реакция с кислотой может служить признаком пород осадочного или метаморфогенного происхождения.

Кремнистые породы. Диатомиты – породы органогенного происхождения, белые или светло-желтые, пачкающие руки, легко растирающиеся в тонкий порошок, состоящие из мельчайших опаловых скорлупок диатомовых водорослей. Трепелы – породы коллоидно-химического происхождения, рыхлые, пористые, реже плотные, состоящие из мельчайших зерен опала. Цвет белый, серый, желтый, бурый. Обладают малым удельным весом, охотно впитывают влагу. Применяются в строительной (звукоизоляторы) и химической (поглотители, фильтры) промышленности. Опоки – опаловидные кремнистые породы биохемогенного происхождения, похожие на трепел, но более твердые и чуть более тяжелые. При ударе раскалываются с характерным звенящим звуком на мелкие остроугольные обломки с раковистым изломом.

Яшмы – породы хемогенного происхождения, состоящие из халцедона, разнообразной окраски за счет примесей. Структура афанитовая. Текстура полосчатая, пятнистая, массивная. Кремни – породы химического происхождения, состоящие из халцедона и глинистых минералов, образующие конкреции и желваки (стяжения) в различных осадочных породах.

Глиноземистые, железистые, марганцевые и фосфатные породы (руды). Бокситы – породы, состоящие из гидроксидов алюминия с примесью гидроксидов железа. Макроскопически представляют собой рыхлые землистые массы белого, желтого и бурого цветов, часто имеющие оолитовую структуру. Образуются за счет переотложения продуктов выветривания пород, содержащих алюминий (осадочные бокситы) и при выветривании в условиях жаркого климата (остаточные бокситы). Руда на алюминий.

Железистые породы состоят из оксидов и гидроксидов железа и являются железными рудами. Их образование связано главным образом с процессами химического выветривания и осаждением гидроксидов железа в прибрежно-морской зоне. Существенную роль в формировании железных руд играют и бактерии. Характерна оолитовая, конкреционная, землистая структуры. Преобладает бурая окраска различных оттенков (до черной). Удельный вес сравнительно велик.

Марганцевые породы имеют меньшее распространение нежели железистые, но чрезвычайно важны в промышленном отношении. Марганец переносится в виде коллоидных соединений, которые осаждаются на больших глубинах по сравнению с коллоидными соединениями железа. Возможно, в образовании марганцевых руд принимают участие микроорганизмы. Руды представлены чаще всего черными пиролюзитовыми, манганитовыми, псиломелановыми и другими оксидными соединениями марганца либо серовато-розовыми карбонатными соединениями. Нередко имеют оолитовое строение, часто мягкие, сажистые.

Фосфориты представляют собой различные осадочные породы (песчаники, глины, мергели), обогащенные кальциевыми солями фосфорной кислоты. По внешнему виду породы очень разнообразны. Цвет их от серого до черного. Встречаются сплошные пластовые фосфориты и желваковые – в виде конкреций. На происхождение пород существует две точки зрения – биолитогенная и химическая. Служат сырьем для получения фосфатных удобрений.

К эвапоритам относятся галоидные и сульфатные породы, имеющие исключительно хемогенную природу, накапливающиеся в замкнутых водоемах в условиях жаркого засушливого климата. Наиболее распространенной породой галоидного состава является каменная соль, образующая светлоокрашенные кристаллические скопления слоистой текстуры, состоящие из минерала галита. Цвет породы может быть изменен за счет механических примесей. В ассоциации с каменной солью встречаются калийные соли, состоящие из минерала сильвина яркой оранжевой окраски, жгучего горько-соленого вкуса. Применяется для получения калийных удобрений. Из сернокислых пород наибольшим распространением пользуется гипс – мелкозернистая светлоокрашенная порода, состоящая из одноименного минерала. Иногда образует прожилки, выполненные шестоватой разновидностью гипса – селенитом. Ассоциирует с самородной серой.

Каустобиолиты (греч. kausticos – жгучий) образуются из остатков растительных и животных (планктон) организмов под влиянием биохимических, химических и геологических факторов. Породы обладают горючими свойствами. Наиболее распространены породы ряда углей, которые в зависимости от степени разложения растительных остатков подразделя-ются на торф, бурый уголь, каменный уголь, антрацит и др.

Торф представляет собой рыхлую, землистую породу желтого, бурого или черного цвета. Содержит видимые остатки растительности. Содержание углерода составляет 35–40 %. Бурый уголь – плотная темно-бурая или черная масса с землистым, редко раковистым изломом, матовым блеском. Черта темно-бурая. Содержание углерода – до 70 %. Каменный уголь – черная, более плотная, чем бурый уголь, порода с землистым и раковистым изломом. Пачкает руки. Содержание углерода – до 80 %. Антрацит – очень твердая плотная порода серовато-черного цвета с сильным полуметаллическим блеском, рук не пачкает. К каустобиолитам относятся нефть и продукты ее разложения, методика изучения которых весьма своеобразна и в данных методических указаниях не рассматривается.

Практическое значение осадочных горных пород. Многие осадочные породы являются полезными ископаемыми (железные, марганцевые руды, бокситы на алюминий, фосфориты на фосфор, соли, каменный и бурый уголь, нефть, горючие сланцы). Большая часть пород используется как строительный материал (известняки, мергели, пески, песчаники, конгломераты, яшмы и др.).

Рекомендации по определению осадочных горных пород. Для правильного определения осадочных пород необходимо учитывать весь комплекс внешних особенностей. Подробно надо описать текстуру: характер слоистости, наличие или отсутствие кавернозности и т. д. Точно установить структуру породы, состав, окраску, твердость, излом, удельный вес и другие признаки. Также подробно описать включения в породе: органические остатки, конкреции, прожилки, различные выделения, выцветы, примазки и т. д. Проверить на реакцию с соляной кислотой.