Головні типи осадових гірських порід

Осадові гірські породи за структурними ознаками поділяються на уламкові, органогенні, хемогенні та вулканогенні (табл. 3.1).

Таблиця 3.1 – Класифікація осадових порід

Тип осадо-вої поро-ди	Назва	Назва порід за агрегатним станами
		Незцементовані (нещільні)	Зцементовані (щільні)
1	2	3	4
У л а м к о в і	грубоуламкові >2-5 мм	глибові	глибові конгломерати
		валунні	валунні конгломерати
		галечник	галечниковий конгломерат
		щебінка	брекчія
		дресва	дресвіт
		гравійник	гравеліт
	піщані 0,05-2,0 мм	піски різнозернисті	пісковик різнозернистий
	алевроліти 0,01-0,1 мм		алевроліт
	глинисті<0,01 мм	різні за складом глини	аргіліти
Х е м о ге н н і	мінеральні солі	галітові, сільвінові, карналітові, боратні, мірабілітові	галітові, сільвінові, карналітові, боратні, мірабілітові
	кремні	кремні	кремнисті породи
	кремнеподібні опоки		кремнеподібні опоки
	фосфорити		фосфорити
	залізомарганцеві руди		залізо-марганцеві руди
	боксити		боксити
Продовження таблиці 3.1
Тип осадо-вої поро-ди	Назва	Назва порід за агрегатним станами
		Незцементовані (нещільні)	Зцементовані (щільні)
О р г а н о г е н н і	торф	торф
	вугілля буре		вугілля буре
	вугілля кам’яне		вугілля кам’яне
	антрацит		антрацит
	вапняки		вапняки
	доломіти		доломіти
	мергель		мергель
	нафта	нафта
	асфальт		асфальт
	озокерит		озокерит
Вул-кано-генні –оса-дові	туфи		туфи
	туфіти		туфіти
	туфобрекчії		туфобрекчії
	туфовий пісок	туфовий пісок

Уламкові гірські породи.

До них відносяться породи, в яких уламкова частина складає більше 50 %. Класифікація їх базується на структурних ознаках, основними із котрих є розмір зерен і форма частинок. Положення границь між окремими підгрупами уламкових порід однозначно не визначено у зв'язку з тим, що зі зміною розміру частинок їх облік і властивості змінюються поступово. За структурними ознаками виділяють чотири групи уламкових порід.

Грубоуламкові породи складаються із уламків, які за формою і розмірами діляться на обкатані і необкатані, крупні, середні і дрібні. До обкатаних відносяться уламки, які мають заокруглені або згладжені кути. Необкатані уламки гострокутні. Ступінь обкатаності уламкового матеріалу збільшується із збільшенням часу і відстані переносу від місця утворення до місця накопичення. Породи з обкатаними уламками і скріплені цементом називаються конгломератами, а складені із необкатаних зцементованих уламків – брекчіями.

Серед брекчій виділяють декілька типів різного походження. До осадових відносять брекчії, що сформувались у результаті відкладання в осаді гострокутних уламків різного складу у водному середовищі. Брекчії зсуву містять уламки різної величини і мають одинаковий склад із цементом. Тектонічні брекчії несуть сліди тиску і розбиті тріщинами. В них як на уламках, так і в цементі часто трапляються окремі гладкі ділянки з відполірованими поверхнями – дзеркала сковзання.

При описанні грубоуламкових порід необхідно вказати склад, величину і ступінь обкатанності уламків, ступінь діагенезу, склад і забарвлення цементу, кількісне співвідношення уламків в цементі тощо.

Піщані породи. До групи піщаних порід входять породи із розміром уламків від 0,05-2 мм. Рихлі, сипучі і незцементовані різновидності осадів називають пісками, а сцементовані – пісковиками.

За мінеральним складом уламкова частина різних піщаних порід не однакова, що повязано з різноманітністю вихідного матеріалу в області живлення, ступенем його переробки на стадії руйнування і переносу та різноманітністю термобаричних і геохімічних умов осадонакопичення.

У відповідності з мінеральним складом уламкової частини розрізняють мономінеральні, олігоміктові і поліміктові піщані породи. Мономінеральні піщані породи складені зернами одного мінералу; олігоміктові – 2-3 мінералів; поліміктові – із зерен мінералів і гірських порід різного складу.

За величиною зерен піщані породи поділяють на рівномірнозернисті і нерівномірнозернисті.

За мінеральним складом розрізняють наступні головні групи піщаних відкладень:

Кварцеві піски і пісковики, у яких крім кварцу у вигляді домішок присутні польові шпати, слюди, глауконіт та ін. Цемент таких пісковиків може бути кремнистим, глинистим, вапняковим, залізистим, фосфоритовим та ін.

Кварцево-глауконітові піски і пісковики складені зернами кварцу (20-40 %) і глауконіту (60-80 %) з невиликими домішками інших мінералів. В залежності від кількості глауконіту та інтенсивності його забарвлення піски мають більше або менше яскравий зелений колір. При вивітрюванні, яке супроводжується розкладанням глауконіту і утворенням оксидів заліза – колір їх стає іржаво-бурим.

Залізисті піски і пісковики переважно являють собою кварцові піски і пісковики, зерна яких покриті плівкою бурих залізистих мінералів. Цемент пісковиків залізистий, а тому колір порід коричневий.

У природі бувають магнетитові аркозові піски і пісковики та грауваки. Розповсюдження їх обмежене порівняно з наведеними вище пісками і пісковиками.

Алевритові породи на 50 % і більше складаються з уламкових частин розміром 0,01-0,1 мм. Серед них розрізняють крупно-, середньо-, дрібнозернисті різновидності. Рихлі породи називаються алевритами, а зцементовані щільні – алевролітами.

Мінеральний склад уламкової частини майже такий, як в піщаних порід, але тут переважають стійкі мінерали – кварц, халцедон, мусковіт. Будова алевролітових порід (текстура, структура), тип і склад цементу подібні до піщаних утворень. Забарвлення порід в залежності від домішок може бути різним – світло-сірим, сірим, чорним, бурим, зеленим та ін.

Опис порід проводять аналогічно до піщаних порід.

Глинисті породи відносять до найбільш розповсюджених порід. Їх головними складовими частинами є глинисті мінерали і тонкодисперсний уламковий матеріал – пеліт, розміри частинок якого менші 0,01 мм.

Глина з водою утворюють пластичну масу, яка при висиханні твердіє, а при випалюванні набуває твердості гірської породи.

У природних умовах до найбільш розповсюджених відносять гідрослюдисті, каолінітові, монтморилонітові і полімінеральні глини.

Гідрослюдисті глини найбільш розповсюджені в природі. Вони утворюються як в морських так і в континентальних умовах. В цих глинах, крім гідрослюд і уламкової пелітової фракції, у вигляді домішок, часто присутні хлорит, монтморилоніт, а також уламкові зерна кварцу, слюд та ін. Залежно від кількості і складу домішок глини бувають більш або менш пластичними.

Каолінітові глини не мають широкого розповсюдження. Це білі глини, складені каолінітом, що утворився при вивітрюванні польовошпатових порід. У корі вивітрювання каоліни вміщують домішки зерен кварцу, лусок слюди та ін., часто трапляються специфічні породи – боксити. Це щільні породи, забарвлені у червоні, рідше в сірі відтінки, що складаються головним чином із оксидів і гідроксидів алюмінію, часто з домішками гідроксидів заліза.

Монтморилонітові глини мають обмежене розповсюдження. У чистому вигляді бувають надзвичайно рідко і у невеликих кількостях. Як правило, ці глини вміщують домішки мінералів із груп каолініту, хлориту і гідрослюд, а також уламкових і хемогенних утворень.

Описуючи глини, необхідно вказати наступні їх зовнішні ознаки: колір, ступінь вологості і пластичності, домішки, текстуру, наявність рослинних залишків, запах та ін.

Аргіліти – це щільні, тверді глинисті породи, утворені в результаті діагенезу глин. Їх склад відповідає гідрослюдистим і рідше полімінеральним глинам. На відміну від глин, аргіліти крихкі і під дією внутрішніх або зовнішніх напруг (тектонічних, гідророзриву) в них утворюються тріщини, які в більшості випадків заповнюються карбонатами, сульфатами, кремнеземом тощо. За певних умов тріщини можуть залишатися розкритими.

Органогенні і хемогенні породи.

Утворюються вони як у водному середовищі, так і на поверхні суші в результаті життєдіяльності тварин і рослинних організмів, або хімічних процесів. Часто обидва процеси проходять одночасно, а тому утворені ними породи розглядаються сумісно. Їх класифікують за хімічним складом і виділяють карбонатні, кремнисті, сірчанокислі, галогенні, фосфатні, вуглеводневі (горючі) породи.

Карбонатні породи.

Серед карбонатних порід найбільш розповсюдженими є вапняки і доломіти.

Вапняки – найбільш розповсюджені породи даної групи. Вони складані в основному кальцитом. За вмістом глинистих домішок розрізняють глинисті вапняки (глини 10 %), вапнякові мергелі (20 %), і мергелі (30-50 %) і вапнякові глини (глини 50 %). При збільшенні кількості піску у вапняках їх називають піщаними вапняками або вапняковими пісковиками. Характерною особливістю є їх активна взаємодія із соляною кислотою, котра супроводжується інтенсивним виділенням вуглекислого газу. Забарвлення вапняків може бути різноманітним. Найчастіше бувають світло-сірі, сірі, та сірувато-жовті кольори.

За походженням вапняки поділяють на органогенні та хемогенні, але в більшості випадків вони мають органогенно-хемогенне походження. Типовим представником таких порід є звичайна письмова крейда.

Мергелі – це щільні вапнякові породи з раковинними або нерівними зламами переважно білого або різноманітного сірого забарвлення. З розведеною соляною кислотою мергелі сильно реагують, при чому на поверхні породи залишається брудна пляма.

Доломіти – породи, що містять не менше 95 % мінералу доломіту. Чисті доломіти зустрічаються рідко. В основному спостерігаються різні переходи від вапняків до доломітів, та й вапнякові доломіти вміщують більше 50 % доломіту, а доломітові вапняки – менше 50 %. Макроскопічно відрізнити доломіти від вапняків практично неможливо. Їх діагностичною ознакою є реакція з розведеною соляною кислотою. Доломіти «киплять» тільки після розтирання їх в порошок.

Кремнисті породи.

Породи, складені переважно кремнеземом, можуть мати як органічні, так і хімічне походження. Із кремнистих порід органічного походження найбільше розповсюдження мають діатоміти, що являють собою скупчення мікроскопічних скелетів діатомітових водорослей. Діатоміти – білі або світло-жовті, м’які і легкі рихлі породи, часто подібні на письмову крейду, але, на відміну від неї, не реагують із соляною кислотою.

До кремнистих порід також відносяться опоки, яшми, кремнисті конкреції. Вони мають значно менше розповсюдження, ніж діатоміти і трепели.

Сірчанокислі і галоїдні породи.

Сірчанокислі і галоїдні породи розрізняють за хімічним складом, але вони близькі за умовами формування. Серед цих порід найбільш розповсюджені кам’яна сіль, гіпс і ангідрит.

Кам’яна сіль являє собою зернисто-кристалічну або зливну масу. Забарвлення її змінюється від білого до червоного в залежності від домішок. Діагностичні ознаки солі: солена на смак, легко розчиняється у воді, має невелику густину. Буває як у суцільних масах, так і у вигляді домішок в уламкових породах і глинах. При вивітрюванні на поверхні таких порід виникають білі плями солі.

Гіпс, як і кам’яна сіль, трапляються у вигляді зернисто-кристалічних мас. Чистий гіпс сніжно-білий, жовтий або рожевий, але його забарвлення у залежності від складу домішок може бути різноманітним. Гіпс легко розпізнається за невеликою твердістю і малою густиною, яка не перевищує 2,4.

Ангідрит – сіра або голубувато-сіра щільна порода з густиною до 3 і твердістю до 3,5 за шкалою Маоса, чим різко відрізняється від гіпсу. Ангідрит трапляється на глибинах більше 70 м. На поверхні він внаслідок гідратації переходить в гіпс.

Залізисті породи.

Найбільше розповсюдження із залізистих порід мають: 1) оксиди і гідроксиди заліза; 2) карбонати заліза; 3) сульфіди заліза.

Серед порід першої групи є оолітові залізні руди. Утворюються вони при випаданні гідроксидів заліза із морської або прісної води.

До складу другої групи входять сидерит, який трапляється у вигляді мінеральних включень в осадових породах або, рідше, утворює невеликі лінзи.

До третьої групи відносяться пірит і марказит. Вони іноді складають пласти і лінзи, але практичного значення в промисловості не мають.

Фосфатні породи.

Осадові породи, багаті фосфатами кальцію (апатит), називають фосфоритами. Вони містять фосфат кальцію в аморфному виді, домішки глини або піску. Якість фосфоритів оцінюється за вмістом фосфорного ангідриту. За місцем утворення розрізняють фосфорити морські і континентальні, а за умовами залягання – пластові та конкрекційні. Фосфорити із великим вмістом оксиду фосфору, є цінною рудою для хімічної промисловості і сільського господарства при виробництві добрив.

Вуглеводневі породи.

До названої групи входять як органогенні так і хемогенні породи. Найбільш широке розповсюдження мають торф, викопне вугілля, горючі сланці, бітумінозні породи і нафта.

Торф являє собою буру або чорну масу не до кінця розкладеного рослинного матеріалу, обвугленого і збагаченого органічними кислотами. Торф рихлий, ріжеться лопатою. Утворюється переважно на болотах з відмираючих рослин.

Викопне вугілля складене залишками рослинності, яка накопичувалась в мілководних водоймах і болотах. В подальшому цей матеріал зазнав складного хімічного процесу вуглефікації, в результаті котрого органічна речовина поступово втрачала кисень і водень, а збагачувалась вуглецем. При цьому утворилося буре вугілля, кам’яне вугілля і антрацит.

Горючі сланці – сланцеваті темно-сірі, бурі або коричневі породи, котрі горять кіптявим полум’ям із виділенням густого диму із запахом бітуму. Утворюються вони при накопиченні бітумів з одночасним відкладанням тонкого мулу.

Бітуми являють собою нафти і летучі горючі речовини. Утворюються вони в умовах ускладненого доступу кисню до захоронених органічних залишків.

Бітумінозні породи – це просочені або вміщуючі розсіяні включення нафти, яка знаходиться в них у загустілому стані в результаті окислення. Це в більшості темні породи із сильним запахом нафти на свіжому зламі. Поміщений уламок породи в пробірку з бензином або бензолом, розчиняючи бітумну частину, надає їм темно-коричневого забарвлення.

Нафта являє собою рідину від світло-жовтого до коричневатого кольору із специфічним запахом бітуму і масляним блиском. Невелика кількість нафти на воді утворює райдужну плівку. Поклади нафти формуються у пористих і тріщиноватих породах, які в цих випадках відіграють роль колекторів.

Вулканогенно-осадові породи. Являють собою утворення проміжного складу між уламковими і вулканогенними (пірокристалічними) породами. За співвідношенням між собою і вулканогенною частиною у цій групі гірських порід розрізняють наступні типи порід: туфітові породи, в яких уламковий матеріал складає 10-15 %, а вулканогенний – 50-90 %, і туфогенні породи, уламкова частина в котрих складає 50-90 %, а вулканогенна – 10-50 %.

Розмір і форма вулканогенних частинок можуть бути різними, в зв’язку з чим подальший розподіл головних груп вулканогенно-осадових порід, як і уламкових осадових, проводиться за цими ознаками.

Уламкова частина може бути представлена кварцом, польовими шпатами, слюдами та ін., також уламками порід, перенесеними до місця накопичення осаду різними поверхневими агентами транспортування. Вулканогенна частина, яка є продуктом діяльності наземних і підземних вулканів, складається із вулканічного скла, уламків мінералів, та ефузивних порід. Форма частинок в переважній більшості кутовата, іноді краплеподібна.

У туфах цементувальний матеріал міститься у невеликій кількості. Виражений він в основному тонкодисперсною скловатною масою, а іноді вторинними карбонатами, хлоритом, цеолітами. У туфітах і туфогенних породах цемент може складати до 20-30 % і більше. Виражений він головним чином глинистим матеріалом і карбонатами, а також продуктами розкладу теригенних мінералів – хлоритом, серицитом та ін.

Забарвлення вулканогенно-осадових порід надзвичайно різноманітне. При високому вмісті вулканогенного матеріалу переважають бурі і сірувато-зелені кольори різних відтінків. Іноді бувають гірські породи жовтого, фіолетового, чорного та ін. кольорів.

Породи даної групи утворюються в областях з інтенсивною вулканічною діяльністю в результаті одночасного накопичення і подальшого перетворення пірокластичного і уламкового матеріалу.