Породообразующие минералы и горные породы. Учебно-методическое пособие

Магматические горные породы

21

Магматические горные породы

Форма отчета по лабораторной работе:необходимоописать восемь образцов (см. пример в табл. 7), дать оценку их прочности и стойкости, а также характеристику по ГОСТ 25100–2011 «Грунты. Классификация» (соответствующая таблица имеется в ауд. 206-Е).

Контрольные вопросы

1.  Дайте определение горной породе.

2.  Какие породы называются магматическими?

3.  Какие структуры и текстуры свойственны глубинным (интрузивным) магматическим породам?

4.  Укажите структурно-текстурные особенности излившихся (эффузивных) магматических пород.

5.  Какие минералы характерны для кислых магматических пород?

6.  Как визуально различить глубинную и излившуюся магматические породы?

7.  Как отличить по внешним признакам кислую магматическую породу от ультраосновной?

23

Лабораторная работа № 3 ОСАДОЧНЫЕ ОБЛОМОЧНЫЕ И ГЛИНИСТЫЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

Цели работы – ознакомиться с основными разновидностями осадочныхобломочныхиглинистыхгорныхпородиихсвойствами, а также научиться определять породы по внешним признакам.Врезультатевыполненияработыстудентыдолжныполучить представление об отличительных особенностях указанных пород и освоить их классификацию.

Несмотря на то что в общем объеме земной коры на долю осадочных пород приходится чуть более 5 %, эти породы – самые распространенные у поверхности Земли: они занимают около 75 % площади суши. Осадочные горные породы образуются при накоплении минеральных и органических веществ на дне морей, возерах,реках,болотахинасуше.Исходнымматериаломдляних служат продукты разрушения магматических, метаморфических и осадочных пород, которые остаются на месте или перемещаются водой, льдом, ветром либо непосредственно под действием силы тяжести и осаждаются в водоемах и на суше. К осадочным породам условно отнесены также осажденные продукты вулканических выбросов в атмосферу (пирокластические породы).

Основная форма залегания массивов осадочных пород – слой (пласт).Слоистость(неоднородностьвразрезеповертикалипри однородном сложении по горизонтали) является одним из отличительных свойств осадочных пород. Почти для всех разновидностей осадочных пород характерна большая пористость. Многие образцы содержат отпечатки флоры и фауны. Поскольку осадочные породы образуются у поверхности Земли, на их составиобликвлияютклиматическиеусловия.Всоставосадочных

24

Осадочные обломочные и глинистые горные породы

пород входят первичные (магматические) минералы, содержащиеся в обломках магматических пород (кварц, полевые шпаты, слюды и др.), и вторичные минералы, образовавшиеся при накоплениииуплотненииосадка(кальцит,гипс,глинистыеминералы и др.). Структура и текстура осадочных горных пород тесно взаимосвязаны и весьма разнообразны: почти каждый тип породы имеет специфическую, присущую только ему структуру.

Большинство осадочных горных пород состоит из смеси частиц обломочного, химического и биологического происхождения. При наименовании осадочных пород их минералогический состав не является определяющим: название породе дается по компоненту, содержание которого превышает 50 %. Компонент, доля которого составляет от 5 до 50 %, отражается в названии в качестве прилагательного (например, «глина карбонатная»). Наиболее распространены следующие группы осадочных пород: обломочные, глинистые, карбонатные, кремнистые, углеродистые, соли (сульфаты, галогениды).

3.1. Обломочные породы

Обломочные породы представляют собой сочетание обломков пород и минералов разных размеров. Эти породы получают названия в зависимости от размеров, формы и степени сцементированности обломков. Согласно ГОСТ 25100–2011 наименование дается по преобладающей фракции (табл. 8).

Элементы структуры и текстуры обломочных пород тесно взаимосвязаны, и зачастую трудно провести границу между структурными и текстурными признаками: так, форма и размер песчаных зерен – это элемент структуры, а их определенное взаиморасположение в породе – признак текстуры.

Текстуры обломочных пород формируются или одновременно снакоплениемосадка,иливпроцесселитификацииипоследующих преобразованийпороды.Онихарактеризуютсябольшимразнообразием и могут быть описаны в обнажениях. Внутрипластовые текстуры обломочных пород массивные (неслоистые) либо слоистые.

25

Лабораторная работа № 3

Слоистостьосадочныхпородможетвыражатьсясменойминерального состава, структуры (песок – гравий) или текстуры (массивный песчаник сменяется слоистым). Причина возникновения слоистости – изменение параметров процесса осадконакопления, которые зависят от следующих факторов:

1)  механизма образования осадка (в условиях течения, волнения, неподвижной среды; за счет осаждения, выпадения в осадок

26

Осадочные обломочные и глинистые горные породы

из растворов; в результате роста живых организмов, например при образовании рифов, и т. д.);

2)  тектонических условий (поднятия и опускания меняют характер сноса осадочного материала);

3)  периодических изменений климата (количества осадков; наличия растительного покрова, временных потоков; усиления или ослабления деятельности микроорганизмов и т. д.);

4)  уплотнения осадков под давлением вышележащих толщ. При характеристике слоистости используют понятие об эле-

ментах слоистости осадочных толщ.

Похарактерусвязейобломочныепородыделятсянанесцемен-

тированные (без жестких связей) и сцементированные (с жест-

кими связями).

Среди несцементированных обломочных пород выделяют связные (пылеватые) и несвязные (крупнообломочные). Остановимся на пылеватых породах.

Лёссовидные породы (от нем. loss – рыхлый) – это преимущественно кварцевые породы с включениями полевых шпатов, кальцита, гипса и глинистых минералов. Состоят в основном из частицпесчанойфракцииразмеромот0,05до0,005мм.Почислу пластичности – супеси, реже суглинки. Цвет – желтовато- и бу- ровато-серый. Структуры – грубые и тонкие. Текстура – неслоистая. Порода после просушивания частично комковатая. Особенностью некоторых лёссовидных отложений является резкое падение прочности структурных связей при увлажнении, приводящее к просадкам, развитию лёссового псевдокарста, интенсивному оврагообразованию, потере несущих свойств грунтов в основании узких фундаментов и свай и т. д.

Лёсс является материнской породой черноземных и сероземных почв. Он используется для изготовления кирпича (саманного, кирпича-сырца) и цемента, отсыпки тела дамб и плотин.

Супесисостоятизотдельныхнеразличимыхглазомчастиц,которыелегкораздавливаютсяпальцамииоставляютследывпорах кожи. Окраска разнообразная, чаще сероватая. Структура – пелитовая. Текстура – слоистая, пятнистая, сетчатая.

27

Лабораторная работа № 3

Алевритывнешнепохожинасупеси,ноболеетонкозернистые иоднородные.Слоистость–тонкая.Слабосвязные,сильнопачка- ют руки.

Свойства сцементированных обломочных пород обусловле-

ны составом, количеством и типом цементирующего вещества. По характеру взаимоотношений обломков (или зерен) и цементирующего вещества цементы подразделяют на базальный, контактовый и поровый типы. Наиболее прочны породы с базальным цементом, в котором обломки рассеяны в общей массе цементирующеговещества(кремнеземистого, железистого, известкового, глинистого, карбонатного и т. д.). Самой высокой прочностью обладает кремнеземистый цемент, наименее прочен глинистый.

Рассмотримнекоторыеразновидностисцементированныхпород. Конгломераты(отлат.conglomero–скопившийся,собранный)

могут быть сложены как разнообразными породами (полимиктовые), так и обломками одной породы (мономиктовые). Образуютсяприцементациивалунных,галечниковыхигравийныхотложений. Разновидности: гравелиты – конгломераты с преобладанием окатанных обломков размером 2–10 мм (гравия); конгломераты карбонатные (известковые) – образуются из окатанных обломков грунтов карбонатного состава. Тип породы по вещественному составу – силикатная. Цементом в конгломератах обычно являются окислы железа, карбонаты, глинистый материал, реже кремнекислота. Цвет различный, зависит от цвета обломков и цемента, в целом серый, голубоватый, желтоватый, а если цемент сильно железистый, то и красноватый. Структура – крупнообломочная (псефитовая), состоит из окатанных обломков размером от 2 до 200 мм и более. Текстура – однородная.

Отличия конгломератов:

•от брекчий – присутствие в образце окатанных обломков;

•от туфов – в образце больше обломков, чем скрепляющего их цемента;

•от известняков и мергелей – реагируют с HCl; в образце видны обломки и скрепляющий их цемент (возможно, карбонатного состава).

28

Осадочные обломочные и глинистые горные породы

Конгломераты применяются как бутовый камень, облицовочный и декоративный материал, для мощения дорог.

Брекчия (от итал. breccia – щебень) может быть поли- и мономиктовой. Образуется при цементации глыбовых, щебенистых

идресвяныхотложений.Типпородыповещественномусоставу– силикатная. Цемент обычно включает известковый шпат, кварц, глину и гипс. Цвет различный, зависит от цвета обломков и цемента, в целом серый, бурый, вишневый. Структура – крупнообломочная (псефитовая), состоит из окатанных обломков размером от 2 до 200 мм и более. Текстура – однородная.

Отличия обломочной брекчии:

•от конгломератов и гравелитов –в образце присутствуют неокатанные угловатые обломки;

•от туфов – в образце больше обломков, чем скрепляющего их цемента;

•от тектонических брекчий – отсутствие следов дробления

идеформирования;

•от известняков и мергелей – реагирует с HCl; в образце видны обломки и скрепляющий их цемент (карбонатного состава).

Брекчия широко используется как строительный и облицовочный камень. Наиболее предпочтительны легкообрабатывающиеся брекчии карбонатного состава.

Песчаник состоит из кварца, полевого шпата, слюд, глауконита, причем любой компонент может преобладать над другими и определять свойства породы. Часто наблюдается присутствие рудных минералов (магнетита, гематита, лимонита), глинистых и других минералов. Образуется при цементации песчаных отложений различного происхождения и условий образования. Тип породы по вещественному составу – силикатная. Цвет различный, зависит от цвета обломков и цемента, в целом от светлого до бурого. Структура – мелкообломочная (псаммитовая), состоит в основном из частиц песчаной фракции размером от 2 до 0,05 мм. Текстура – однородная, слоистая, пористая.

29

Лабораторная работа № 3

Отличия песчаников:

•от брекчий, конгломератов, гравелитов, алевролитов, аргиллитов – в любом песчанике всегда видны песчаные частицы размером от 2 до 0,05 мм;

•оттуфоввулканических,туффитов–вобразцевиднызерна примерно одинакового размера и формы;

•от кварцитов и опок – при трении обломков друг о друга выкрашиваются зерна.

Песчаник используется как строительный и облицовочный камень, в дорожном строительстве – в качестве щебня, в размолотом виде – как песок.

Алевролиты (от греч. áleuron – мука иlíthos – камень) – это сцементированныеаналогиалевритов,состоящиеизтонкораздробленных зерен кварца, полевого шпата иглинистых минералов; иногда присутствуют карбонаты, реагирующие сHCl, ижелезистые минералы с желтой или бурой окраской. Образуются при цементации дисперсных осадочных пылеватых грунтов – лёссов, лёссовидных грунтов (супесей и суглинков). Тип породы по вещественному составу – силикатная. Цвет – серый, темно-серый, бурый, коричневатый, зеленоватый. Структура – от тонкозернистой до скрытокристаллической;попреобладающемусодержаниюневидимыхглазом пылеватых частиц (от 0,05 до 0,005 мм) – пылеватая (алевролитовая). Текстура – однородная, слоистая, иногда пористая.

Отличия алевролитов:

•от сланцев – неровный излом и отсутствие сланцеватости;

•от аргиллита – твердость (царапает стекло);

•от песчаников – тонкозернистая или скрытокристаллическая структура;

•от более легких и плотных опок – относительная тяжесть. Алевролиты с прочным цементом используются при мощении

дорог и строительстве зданий.

3.2. Глинистые породы

Глинистые породы (от греч. glinе – глина) составляют около 65 % всех осадочных пород. Они формируются как на дне морей

30