3. Лабораторная работа диагностика осадочных горных пород по образцам

Цель работы: знакомство с основными типами осадочных горных пород, их классификацией, минеральным составом, структурно-текстурными особенностями. Научиться диагностировать породы по генетическим типам.

Оборудование: лотки с образцами осадочных горных пород, керамические пластинки, магниты, 10 %-ный раствор соляной кислоты, лупа, шкала Мооса, стеклянные пластинки.

3.1. Общие сведения

Осадочные горные породы представляют собой скопления минерального или органического вещества, которые образуются в результате экзогенных процессов в пределах земной поверхности – на дне водоёмов или на поверхности суши. Они покрывают около 75 % поверхности Земли, при этом, составляя всего 5 % земной коры, в связи, с чем строительство производится в основном на осадочных породах.

Образование осадочных пород (литогенез) представляет собой совокупность ряда последовательных стадий:

- выветривание (физическое разрушение, дробление пород и последующее химическое разложение до состояния глин), которое приводит к разрушению верхней части всей континентальной коры;

- перенос преимущественно речными потоками, а также ветром, ледниками, временными водотоками. Продукты выветривания при этом продолжают измельчаться, истираться, сортироваться;

- отложение или седиментация рыхлых осадков в водных бассейнах с проявлением процессов дифференциации;

- диагенез включает в себя процессы уплотнения осадка, его цементацию и дегидратацию (удаление воды) вследствие постепенного погружения на большие глубины, увеличения лито- и гидростатической нагрузки, а также повышения температур за счет геотермического градиента. Вследствие диагенеза песок превращается в песчаник, глина в аргиллит, дресва и щебень в брекчию.

3.2. Классификация осадочных горных пород

Осадочные породы принято подразделять на три основные группы: обломочные (терригенные), химического происхождения (хемогенные) и органогенные, которые возникли в результате жизнедеятельности организмов. Деление это весьма условно, так как многие породы имеют смешанное происхождение, примером могут служить мергели, известковистые песчаники и т.д.

К осадочным горным породам также относят пирокластические породы (продукты извержения вулканов – пепел и песок), осевшие на поверхности земли, и со временем преобразовавшиеся в туфы и туфобрекчии.

Классификация обломочных (терригенных) пород основана на различии пород по крупности зерен, по степени окатанности, по степени сцементированности, табл. 4.

Таблица 4

Классификация терригенных осадочных пород

Терригенные породы	Размеры частиц, мм	Рыхлые породы (несцементированные)		Сцементированные породы
		окатанные	угловатые	окатанные	угловатые
Грубообломочные (псефиты) > 50 %	> 200 >10 > 2	Валуны Галечник Гравий	Глыбы Щебень Дресва	Конгломерат Гравелит	Брекчия
Песчаные (псаммиты) > 50 %	> 2 (> 25 %) > 0,5 > 0,25 > 0,1(> 75 %) > 0,1(< 75 %)	Песок гравелистый Песок крупный Песок средний Песок мелкий Песок пылеватый		Песчаники
Пылеватые (алевриты)	0,05-0,005	Пыль (алевриты), лесс		Алевролиты
Глинистые (пелиты)	< 0,005	Глины, суглинки, супеси		Аргиллиты, глинистые сланцы

Хемогенные породы образуются при химическом разрушении и растворении минералов материнских пород и последующим выпадением новых минералов в осадок из пересыщенных растворов (табл. 5).

Таблица 5

Классификация хемогенных осадочных пород

Название	Химический состав
Галоиды: галит сильвин	NaCl КCl
Сульфаты: гипс ангидрит	CaSO4 ·2H2O CaSO4
Карбонаты: известняк плотный, оолитовый известковый туф доломит	CaCO3 CaCO3 CaMg(CO3)2

Органогенные образования представляют собой продукты жизнедеятельности и отмирания живых организмов. Сюда относятся известняки – продукты отмирания организмов, извлекающих из среды обитания СаСО₃, опоки, имеющие состав SiO₂·nH₂O и угли, представляющие собой различные углеродистые соединения. При классификации органогенных и хемогенных пород определяющим является их химический состав (табл. 6).

Таблица 6

Классификация органогенных осадочных пород

Название	Химический состав
Известковые: известняк-ракушечник известняк битуминозный мел	CaCO3
Кремнистые: трепел опока диатомит	SiO2·nH2O
Углеродистые: торф уголь нефть сапропелиты	Органические соединения углерода