3.3 Осадочные горные породы

Осадочные горные породы имеют вторичное происхождение. Их образование происходило как на поверхности Земли из продуктов разрушения ранее существовавших горных пород, так и на дне водных бассейнов из остатков отмерших организмов, растительного мира (водорослей и т.п.). Такие породы отличаются многообразием структур и текстур, с широким варьированием формы и размеров частиц. В зависимости от условий образования различают осадочные горные породы химического, механического (обломочного) и органогенного происхождения.

3.3.1. Породы химического происхождения

Породы химического происхождения образовались в результате осаждения минеральных веществ из водных растворов с последующим уплотнением и цементацией.

К ним относят доломит (CaCO₃·MgCO₃), гипс (CaSO₄·2H₂O), ангидрит (CaSO₄), магнезит (MgCO₃) и др.

Доломит – состоит из минерала доломита CaCO₃·MgCO₃ с примесями других веществ. По структуре плотная порода. Применяют для изготовления облицовочных плит, щебня для бетона, огнеупоров и минеральных вяжущих веществ. Месторождения доломита имеются в Витебской и Могилёвской областях Республики Беларусь.

Гипс – плотная порода. Состоит из минерала того же названия – гипса (CaSO₄·2H₂O). Содержит в своём составе кристаллизационную воду, способную выделяться при нагревании с образованием полуводного или безводного гипса. Имеет белый или слегка окрашенный цвет. Легко растворяется в воде. Твёрдость – 1,5-2. Основное применение – сырьё для производства гипсовых вяжущих веществ (ГОСТ 4013). Применяется ещё в виде плит для внутренней облицовки зданий, а так же как добавка к цементам для регулирования сроков схватывания.

3.3.2. Породы органогенного происхождения

Органогенные горные породы образовались в результате отложения и уплотнения (цементации) отмерших организмов, водорослей и других растений. Они могут быть кремнистого и карбонатного составов. К первым относятся диатомиты, трепелы, опоки. Ко вторым – известняк, мел и др.

Известняк – образовался в водных бассейнах из остатков животного и растительного мира, или как продукт химических осадков. Рыхлые скопления этих осадков уплотнялись давлением воды и скреплялись углекислым кальцием. Состоит в основном из минерала кальцита CaCO₃ и примесей глины, кварца, доломита и др.

В зависимости от условий образования различают известняки плотные и пористые. Плотность плотных известняков составляет 2000…2400кг/м³, прочность при сжатии 20…50МПа. Твёрдость известняков невелика, поэтому они хорошо поддаются обработке. Используется для производства извести, портландцемента, а также щебня и облицовочных плит. Однако для облицовки зданий и изготовления архитектурно-строительных изделий больше используются мраморизованные известняки.

Известняк-ракушечник – пористая порода, состоящая из раковин и их обломков, сцементированных известковым веществом. Он хорошо пилится и обрабатывается. В нём очень много сердцевидных пустот, оставшихся от растворения раковин. Пустоты в данном случае играют положительную роль. Они способствуют лучшему сцеплением с раствором при облицовке плиткой и кладке блоков. Небольшая плотность и малая теплопроводность позволяют использовать известняк-ракушечник для изготовления стеновых блоков.

Используется также и как отделочный стеновой материал. В г. Минске таким материалом облицован кинотеатр «Октябрь». Считается, что пустоты и раковины придают облицовке очень эффектный вид, т.е. пористые камни загрязняются и становятся чёрными, а плотные сохраняют свой цвет. В результате полосчатость камня становится гораздо ярче и не обезображивает облицовку. Это в известной степени напоминает старые здания Лондона, т.е. создаётся лондонский стиль «блэк энд уайт» («чёрное и белое»), который считается совершенством архитектурной красоты.

Травертин представляет собой известковые отложения углекислых источников и является самым распространенным отделочным и строительным материалом со времен Римской Империи. Имеет мелконоздреватое строение и высокую прочность при сжатии (до 80МПа). Порода мягкая, легко пилится, шлифуется, полируется. На рынок поставляется однородных пастельных оттенков белого, бежевого, коричневого, желтого и др. Используется в архитектуре больших и малых форм – фасады, цоколи, колоны, тротуары, внутренние стены, полы и т.п. В Минске травертином частично облицован кинотеатр «Октябрь».

Мергель – представляет собой механическую смесь известняка и глины в различных соотношениях. Средняя плотность их составляет 1900…2500кг/м³, а прочность при сжатии- до 60МПа. При соотношении 3:1 мергели используют для производства цементов.

Мел – порода белого цвета, состоящая из мельчайших остатков раковин простейших организмов. По химическому составу почти целиком состоит из минерала кальцита (СаСО₃). Отличается пористой структурой, имеет небольшую прочность. Используется для приготовления красок, замазок, шпаклёвок, а так же при производстве извести, цементов и стекла. В Республике Беларусь разведано 33 месторождения мела.

Диатомиты и трепелы представляют собой породы с большим содержанием аморфного кремнезёма. Они образовались из панцирей диатомитовых водорослей, одетых тонкой прочной кремниевой оболочкой. После отмирания растений панцири оставались на дне водоёмов и уплотнялись вместе с осаждавшимися между ними глиной и илом. Как трепелы, так и диатомиты имеют почти одинаковый химический состав и физические свойства. Пористость их составляет 60…70 %, плотность – 350…950 кг/м³.С течением времени трепел превращается в тонкопористую или плотную породу, почти полностью состоящую из аморфного кремнезёма – опоку.

Используются диатомиты и трепелы в качестве активной минеральной добавки к цементам и как теплоизоляционный материал. После термообработки породы 1,5…2 раза снижают плотность. Продукт термообработки используется в качестве заполнителя для бетона, и получил название термолита.