ЛЕКЦИИ ЛИТОЛОГИЯ

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Р.А. Щеколдин Литология. Конспект лекций

Рис. Гранулометрическая классификация обломочных пород

Г р у б о о б л о м о чн ые п оро ды

Грубообломочные породы образуются за счет скопления крупных обломков,

возникших в процессе физического выветривания. В соответствии с преобладанием в породе обломков того или иного размера следует различать гравийные, галечные и щебенчатые, валунные и глыбовые грубообломочные породы. По форме обломков грубообломочные породы подразделяют на конгломераты, сложенные в той или иной степени окатанными гальками или валунами, и брекчии, состоящие из остроугольных обломков.

По петрографическому составу грубообломочные породы подразделяются на

олигомиктовые и полимиктовые. Олигомиктовые характеризуются сравнительно однообразным составом. Местами они сложены лишь гальками пород, наиболее устойчивых против выветривания. Полимиктовые, наоборот, состоят из галек весьма разнообразных по составу пород.

19

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Р.А. Щеколдин

Литология. Конспект лекций

Г л а в н ы е т и п ы п о р од

Брекчии. Брекчии могут быть осадочными, вулканическими и тектоническими.

Среди брекчий осадочного происхождения следует различать брекчии: а) обвалов и оползней, б) осыпей, в) селевых потоков, г) ледниковые, д) прибрежные, е) донные,

ж) элювиальные, з) карстовые, и) диагенетические.

Рис. Брекчия

Брекчии обвалов и оползней свойственны обычно континентальным отложениям, но иногда встречаются и среди морских отложений (подводные оползни).

Сложены они обломками самой разнообразной величины, среди которых наблюдаются мелкие частицы. Для брекчий данного типа характерно однообразие петрографического состава и сходство его с местными породами.

Брекчии осыпей часто отличаются от предыдущей группы меньшим количеством мелкообломочного (в особенности глинистого) материала, удаляемого с поверхности осыпи дождевыми и талыми водами. Поэтому брекчии осыпей (в

частности, так называемые каменные реки) иногда сложены только крупнообломочным материалом. Петрографический состав обломков обычно однообразен.

Брекчии селевых потоков, так же как и брекчии обвалов и оползней,

характеризуются большим разнообразием величины слагающих их обломков. Крупные глыбы обычно имеют следы округления. Петрографический состав, как правило, более разнообразен, чем в предыдущем случае. Иногда наблюдается продольная, по отношению движения потока, ориентировка крупных обломков.

20

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Р.А. Щеколдин

Литология. Конспект лекций

Ледниковые брекчии по обилию тонкозернистого материала и плохой сортировке близки к брекчии обвалов, оползней и селевых потоков. Отличием является иногда наблюдающаяся штриховка на гранях крупных глыб. Петрографический состав может быть очень разнообразным.

Прибрежные брекчии образуются в береговой зоне морских или озерных бассейнов при размыве крутых (скалистых) берегов. Внешний облик их может быть очень разнообразным. При медленном поступлении обломочный материал подвергается сортировке, крупные обломки окатываются и сглаживаются водой.

Подобные переработанные брекчии часто содержат в цементе остатки морских организмов и связаны постепенным переходом с прибрежными конгломератами. В

случае же быстрого поступления обломочного материала (обвалы прибрежных скал) он не успевает перерабатываться волнами, и подобные брекчии близки к наземным брекчиям обвалов и оползней.

Донные брекчии образуются на дне морских или крупных озерных бассейнов за счет подводного размыва дна. Характеризуются они почти всегда очень малой мощностью (менее 0,5—1,0 м), полной тождественностью петрографического состава с подстилающими породами, присутствием в большинстве случаев следов жизнедеятельности донных организмов (следы прирастания и сверления, наличие раковин и пр.).

Элювиальные брекчии образуются на суше в коре выветривания. Вниз они постепенно переходят в подстилающие материнские породы, но, в отличие от донных брекчий, характеризуются обычно наличием следов интенсивного химического выветривания. В них отсутствуют органические остатки, за исключением корней растений.

Карстовые брекчии приурочены лишь к породам, подверженным карсту

(карбонатные и соляные породы). Образуются в результате обрушивания кровли пещер и состоят главным образом из пород, слагающих кровлю.

Диагенетические брекчии образуются не в процессе осаждения, а во время преобразования уже сформировавшихся отложений. Причиной образования

21

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Р.А. Щеколдин

Литология. Конспект лекций

разновидности, не содержащие пылеватых частиц. Некоторые грубообломочные породы представляют особый интерес в связи с тем, что в их цементе встречаются ценные полезные ископаемые (золото, платина, алмазы).

Вопросы для самопроверки.

1.Гранулометрическая классификация обломочных пород.

2.Как подразделяются грубообломочные породы по форме обломков?

3.Как подразделяются грубообломочные породы по петрографическому составу?

4.Как подразделяются брекчии по происхождению?

5.Как подразделяются конгломераты по происхождению?

6.Каково практическое применение грубообломочных пород?

Л е кц ия 4 ( 2 ч а са ) .

Пе сч аны е по ро ды

соответствующей фракции должен превышать 60%.

Характерной особенностью типичных песчаных пород является малое содержание в них пылеватых и глинистых частиц (обычно < 2%).

Минералогический состав песчаных пород может быть весьма разнообразным.

Однако, как правило, в них резко преобладают зерна с относительно небольшим удельным весом (кварц, полевые шпаты, зерна карбонатов, иногда обломки породы и т.

д.), называемые «легкой фракцией», в противоположность тяжелым минералам с удельным весом более 2,8— 2,9. Количество тяжелых минералов невелико (обычно <

1%).

23

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Р.А. Щеколдин

Литология. Конспект лекций

В зависимости от минералогического состава все песчаные породы подразделяются на мономинеральные, олигомиктовые и полимиктовые разновидности.

К л а с с и ф ик а ц ия п о м и не р а л о г и че с к о му с о с тав у з е ре н

По минеральному составу в обломочных зернах необходимо прежде всего выделять три компонента: зерна кварца, полевых шпатов и обломков пород. По преобладанию этих компонентов выделяют группы кварцевых песчаников,

полевошпатовых песчаников и граувакк, а также промежуточные группы (рис. ).

Рис. Треугольная классификационная диаграмма для обломочных пород по их составу В.Н. Шванова (1987)

Особенно часто среди граувакк встречаются кремневые, филлитовые,

вулканогенные и известняковые граувакки. Химический состав кварцевых песков характеризуется значительным содержанием кремнекислоты, достигающим 95—99%.

В олигомиктовых песчаных породах преобладает кварц (60—95%), но присутствует значительная примесь других минералов (обычно полевых шпатов, реже слюд). Полимиктовые песчаные отложения (граувакки, аркозы) сложены в соизмеримых количествах разнообразными минералами (кварцем, полевым шпатом,

цветными минералами) и обломками разнообразных пород. Они характеризуются наименьшим содержанием кремнезема.

24

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Р.А. Щеколдин Литология. Конспект лекций

Рис. Граувакковый песчаник под микроскопом

Т и п ы ц е м е н т о в

Цемент в песчаных породах может быть неодинаков как по своему составу, так и по структуре. Возможно выделение простых, однородных по составу цементов и сложных, состоящих из различных веществ. Цемент может быть сложен глинистыми или слюдистыми минералами, кремнеземом в виде кварца, халцедона или опала,

окислами железа, карбонатами (кальцитом, доломитом, сидеритом) и другими минералами.

Наиболее широким распространением пользуются глинистые цементы. По структуре цемента, по его количеству и распределению в породе различают несколько типов цементов.

Целесообразно цементы разделить на два главных типа — базальный и поровый.

Базальный цемент образуется при одновременном осаждении песчаных зерен и цементирующих веществ. Поровый возникает уже после накопления осадка в его порах из циркулирующих растворов.

По степени однородности вещества цементы различают однородные и неоднородные разновидности. По степени перекристаллизации цемента нужно

25

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Р.А. Щеколдин Литология. Конспект лекций

выделять неперекристаллизованные (тонкозернистые) и перекристаллизованные разновидности.

По ориентировке частиц цемента относительно обломочных зерен нужно различать безразличный цемент, у которого частицы не образуют какой-либо ориентировки, пленочный (цемент концентрически облекает обломочные зерна),

крустификационный (кристаллики цемента располагаются перпендикулярно контуру обломочных зерен) и регенерационный (частицы цемента обладают той же оптической ориентировкой, что и окруженные ими обломочные зерна).

По количеству цементирующего вещества в поровых цементах выделяют следующие разновидности: обильный (цемент заполняет все поры), пятнистый (цемент данного состава присутствует лишь в отдельных участках шлифа) и соприкосновения

(цемент присутствует лишь в местах соприкосновения зерен). Цементация песчаных пород существенным образом уменьшает их пористость, снижая их коллекторскую

(для нефти и газа) способность.

Г л ав н ые т и пы п о ро д

Кварцевые пески и песчаники сложены не менее чем на 95% из зерен кварца и содержат лишь небольшую примесь зерен полевого шпата (<5%). Количество тяжелых минералов ничтожно, и среди них присутствуют исключительно зерна устойчивых минералов. В некоторых случаях наблюдается примесь глауконита. Зерна кварца характеризуются часто прекрасной округленностью, одинаковым размером и матовой поверхностью

26

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Р.А. Щеколдин

Литология. Конспект лекций

Рис. Среднекембрийские кварцевые пески Ленинградской области под микроскопом. Преобладающий размер зерен около 0,3 м м .

Олигомиктовые песчаники являются промежуточными между кварцевыми и полимиктовыми. Они сложены сравнительно хорошо окатанными зернами более или менее однородной величины, а по минералогическому составу характеризуются преобладанием кварца при умеренном (5—25%) содержании зерен других минералов или обломков пород. Цемент большей частью железистый, карбонатный, реже — кремнистый.

Граувакки. К грауваккам относят песчаники, состоящие меньше чем на половину из резко угловатых зерен кварца (обычно 25—40%), из полевых шпатов,

слюды, обломков пород (главным образом основных изверженных, филлитов,

кремнистых сланцев), иногда глауконита, вкрапленных в мелкозернистый глинистый цемент, который при слабом метаморфизме превращается в смесь зерен хлорита и серицита (25—50%), и частично карбонатов. Для граувакк характерно наличие зерен основных эффузивных и туфогенных пород, угловатая форма обломочных зерен,

обилие цементирующего вещества (базальный цемент) и очень плохая сортировка.

Аркозы. Под аркозами принято понимать породы, в которых содержится значительное количество полевых шпатов. Типичные аркозы состоят главным образом из обломочных зерен кварца и кислых полевых шпатов. Полевые шпаты, содержание которых превосходит 40%, представлены обычно калиевыми или натриевыми разновидностями. Встречается иногда примесь обломков пород (мелкозернистые граниты, сланцы, песчаники). Аркозы окрашены в светло-коричневый, красноватый

27

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

или серый цвет и иногда очень напоминают по внешнему виду граниты. Величина слагающих их обломочных зерен, как правило, разнообразна, среди них резко преобладают угловатые зерна. Цементом в аркозах служат обычно карбонаты или гидроокислы железа с примесью мелких зерен кварца и глинистых минералов. Аркозы образуются за счет отложения продуктов разрушения кислых изверженных пород

П р о и с х о ж д е н и е и г е о л о г и че с к о е р ас п р ос т р ан е н ие

Песчаные отложения широко распространены среди древних осадочных пород,

составляя около 15—20% их объема. Они могут образовываться в самых разнообразных континентальных и морских условиях. Генезис этих пород определяется по характеру органических остатков, косой и градационной слоистости,

гранулометрическому составу и разнообразным знакам на пластовых поверхностях, а

также по составу минералов, образовавшихся в процессе отложения песков. Наиболее четко выделяются прибрежные, донные, речные и эоловые генетические разновидности песчаных пород, а также отложения мутьевых потоков.

П р а кти че с кое п р им ен ени е

Наибольшее практическое значение имеют кварцевые пески. Из песков другого минералогического состава важны пески, обогащенные рудными минералами.

Кварцевые пески употребляются в стекольном и фарфорово-фаянсовом производстве,

при изготовлении растворимого стекла, динаса и строительного кирпича, в литейном производстве (формовочные пески), при изготовлении бетона, как железнодорожный балласт и т. д. При производстве обычных красных строительных кирпичей песок добавляется в глинистую массу как отощающая добавка.

В большом количестве кварцевые пески используются как формовочный материал в литейном производстве. Для изготовления бетона употребляются разнозернистые пески с незначительным содержанием пылеватых и глинистых частиц,

а также органического вещества. Пески, употребляемые в качестве балласта при железнодорожном строительстве, должны быть крупнозернистыми с минимальным содержанием глинистых частиц.

Цементированные песчаные породы применяются в качестве облицовочного,

строительного и дорожного материала. Кварцитовидные песчаники и кварциты,

28