Осадочные горные породы презентация

факультета ПГНИУ

Кафедра динамической геологии и гидрогеологии

Часть 5
ОСАДОЧНЫЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

ПГНИУ, 2018

пород, образовавшийся в результате разрушения первичных (материнских) пород, осаждения в морской, континентальной или воздушной обстановке, жизнедеятельности организмов, в условиях нормальных (поверхностных) температур и давлений.

ОСАДОЧНЫЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

ОБЛОМОЧНЫЕ

ХЕМОГЕННЫЕ

ОРГАНОГЕННЫЕ

по генезису подразделяются

Смешанные: хемо-биогенные, хемогенно-обломочные, органогенно-обломочные.

ГРУПП

ОБЛОМОЧНЫЕ
ГЛИНИСТЫЕ
КАРБОНАТНЫЕ
СОЛЯНЫЕ
ЖЕЛЕЗИСТЫЕ

КРЕМНИВЫЕ
ГЛИНОЗЕМИСТЫЕ
ФОСФАТНЫЕ
МАРГАНЦЕВЫЕ
ОРГАНИЧЕСКИЕ

осадочной оболочки Земли

и осадочные породы, состоящие из обломков и зерен более 0,01 мм, являющиеся продуктами физического выветривания различных магматических и метаморфических ГП, а также осадочных.
ОСАДОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ обычно отлагается в осадок после переноса в водной или воздушной среде.

КЛАССИФИКАЦИЯ
обломочных ГП основана на следующих основополагающих признаках:
По структурному признаку
По степени окатанности обломков
Характеру цементации

4 группы:
ПСЕФИТОВЫЕ (грубообломочные), не менее 50 % массы обломков имеют размер более 1 мм;
ПСАМИТОВЫЕ (песчаные), не менее 60 % зерен крупностью от 1,0 мм до 0,1 мм;
АЛЕВРИТОВЫЕ (пылеватые), не менее 60 % зерен крупностью от 0,1 мм до 0,01 мм;
ПЕЛИТОВЫЕ (глинистые), 50 % частиц и более сложены частицами более 0,01 мм. Подразделяется на:
а) пелитовую фракцию 0,01-0,001 мм
б) собственно глинистую фракцию менее 0,001 мм

на:
Полимиктовые (поликомпонентные), состоящие из обломков разного состава
Олигомиктовые, состоящие из обломков 2-3 компонентов
Мономиктовые или однокомпонентые

Генезис (происхождение) – отлагаются на горных реках, берегах океанов, морей и озер, а также являются продуктом деятельности ледников.

Конгломераты и галечники. Морские – характерны для морских побережий (зон прибоя, сильных течений). Галечный материал хорошо окатан, обломки имеют гладкую блестящую поверхность, отмечается хорошая сортировка материала. Петрографически представлены кварцем, яшмой, кварцитом.
Пластовые залежи конгломерато-галечников, залегающие в основании осадочных толщ называют – базальными, они часто залегают со стратиграфическим несогласием.

горных рек, отличаются плохой сортировкой, присутствием обломков разной сортировки и окатанности, присутствием разнородного петрографического материала (в том числе неустойчивых пород – известняков, гнейсов, сланцев, песчаников), обломки – гальки как правило удлиненной формы.
Флювогляциальные - распространены по периферии зон материкового оледенения. Галька и валуны несут следы ледникового переноса (шрамы), степень сортировки материалапо крупности – несовершенная. Моренный конгломерат называют тиллит.
Пролювиальные – приурочены к предгорным зонам, отличаются слабой сортировкой, и невысокой степенью окатанности.
Эоловые – встречаются очень редко, на участках пустынь с частыми ураганами.

характерны для предгорий и гор, формируются при слабом участии водного потока на обломочный материал. Сортировка по крупности - отсутствует.
Выделяют:
обломочные – образованные в процессе осыпей, обвалов, физического выветривания;
вулканические – результат смешения обломочных и вулканических пород;
сопочные – формируются после грязевых потоков;
тектонические – приурочены к зонам разломов;
химические – образуются в процессе гидратации, почвообразования;
литогенетические – образуются в результате уплотнения пород на разных стадиях катагеназа и метагенеза.

Под каркасом понимается наиболее крупный обломочный материал, составляющий основу породы.
Заполнителем (матриксом). Заполнитель по составу отвечает песчаным или гравийным, реже глинистым частицам.
Цементом. Материал цемента заполняет пустоты и связывает обломки породы в единый агрегат.

ТИП заполнителя по происхождению: песчаный, песчано-алевритовый, песчано-алевритово-глинистый, глинистый и прочее.
ТИП цемента по составу: известковистый, кремнистый, железистый, фосфатный, глинистый, смешанный (глинисто-карбонатный, карбонатно-глинистый и т.п.) и т.д.

обломки

цемент

матрикс

поры

характеру распределения:

Аморфный

Виды кристаллических типов цемента
Беспорядочно-зернистый – частицы цемента не имеют определенной формы и ориентировки
Пойкилитовый – частицы ориентированы в одном направлении
Радиально-лучистый – зерна цемента имеют радиально-лучистое строение
Волокнистый – зерна цемента имеют волокнистое строение

ТЕКСТУРЫ: слоистая (косослоистая); неяснослоистая; массивная (неслоистая)

Брекчия

Брекчия

Щебень

Дресва

полевые шпаты: ортоклаз и микроклин
Плагиоклазы: альбит и анортит;
Слюды: мусковит и биотит;
Обломки горных пород и глауконит.

ЦЕМЕНТ в песчаных породах бывает: глинистый, карбонатный, кремниевый, железистый, хлоритовый, сульфатный, фосфатный. Часто встречается смешанный или полиминеральный: например - глинисто-карбонатный и пр.

По минеральному составу песчаные породы подразделяются на:
Полимиктовые: аркозы, грауваки и породы смешанного состава
Олигомиктовые: представлены 2-3 видами минералов
Мономиктовые (мономинеральные): Q, ПШ, глауконит

характеризует изменение формы зерна вследствие истирания под влиянием его движения в среде седиментации. Выделяют (Айнемер, Яхнин, 1964):
Угловатые
Почти угловатые
Почти окатанные
Окатанные
Весьма окатанные

(Рухин, 1961):

хорошей сортировкой по крупности, высокой степенью окатанности, присутствием слоистости (диагональной). Образуются в мелководной зоне шельфа (литораль и сублитораль), реже в глубоководных обстановках – подводные русла, морские течения. Содержат глауконит и железистые хлориты.
ОЗЕРНЫЕ ПЕСКИ (песчаники) – аналогичны морским по многим показателям. Отличаются небольшой площадью и мощностью. Характерна диагональная слоистость, содержат глинистый материал.
РЕЧНЫЕ ПЕСКИ (песчаники) или аллюваильные – имеют не столь высокую степень сортировки по крупности как морские, меньшую окатанность. Присутствует косая слоистость.
ФЛЮВИОГЛЯЦИАЛЬНЫЕ ПЕСКИ (песчаники) – образуются в результате перемыва моренных отложений. Представляют собой преходную разность между аллювиальными и ледниковыми. Содержат примесь крупнообломочного материала (гравий и мелкая галька), присутствует диагональная слоистость.
ЭОЛОВЫЕ ПЕСКИ (песчаники) – характерны для зон пустынь и полупустынь. Отличаются хорошей сортировкой, окатанностью и полировкой поверхности. Присутствует диагональная слоистость, отсутствуют органические осадки.
КВАРЦЕВЫЕ ПЕСКИ (песчаники) – сложены на 95 % кварцем и более, на остальную долю приходятся ПШ и глинистые минералы.
ОЛИГОМИКТОВЫЕ ПЕСКИ (песчаники) – характеризуются преобладанием зерен Q хорошей степени окатанности, 5-25% содержится ПШ и обломков пород. Цемент железистый, карбонатный.
ГРАУВАКИ – песчаные породы сложного состава. Сложены обломками пород, зернами кварца, ПШ, слюдами, хлоритами. Типична слабая окатанность.
АРКОЗЫ – отличаются повышенным содержанием ПШ (>25%). По внешнему виду напоминают граниты. Отличаются плохой сортировкой и угловатыми обломками. Продукты разрушения кислых ГП.

АРКОЗА ГРАУВАККА

алевролитами и алевролитовыми сланцами.

По минеральному составу аналогичны песчаникам, характерным отличием является отсутствие обломков пород и грауваковых алевролитов.

ТЕКСТУРЫ: массивные и тонкослоистые (горизонтально-слоистые, косо- и волнослоистые).
СТРУКТУРЫ: алевропелитовая

СОСТАВА:

Широкое распространение в природе получили породы:

1. СМЕШАННОГО СОСТАВА
а. Песчано-галечно-валунные и прочие
б. Песчано-алевритисто-глинистые и прочие

2. ПЕРЕХОДНОГО СОСТАВА
а. Карбонатно-обломочные
б. Углисто-обломочные

похожи на обломочные горные породы, но отличаются по вещественному составу, генезису и свойствам.
Основную часть глинистых пород (>50%) составляют минералы семейства глин: каолинита, гидрослюд, монтмориллонита и других.
По гранулометрическому составу глинистые породы на 50% и более сложены частицами менее 0,01 мм: пелитовая фракция (0,01-0,001 мм) и глинистая фракция (менее 0,001 мм), и подразделяются на грубодисперсные и тонкодисперсные.
Генезис глинистых осадков – хемогенный или хемогенно-обломочный.

ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ свойства – резко отличаются от обломочных частиц. Для них характерна невысокая твердость, совершенная спайность, пластичность, спекаемость и прочее.

осадков:
Глинистые осадки: илы, глины, суглинки;
Сцементированные глинистые породы: плотные глины, аргиллиты, сланцевые аргиллиты;
Метаморфизированные глинистые породы: глинистые, аспидные, кровельные и филлитоподобные сланцы. Доля 3 группы более 50 % от объема всех глинистых пород.
Важной особенностью глинистых образований является их поведение в воде:
Глинистые осадки легко размокают и проявляют пластические свойства. Их пористость может достигать 60 %.
Осадочная плотная глина имеет пористость 25-30 %, очень слабо размокает в воде. Аргиллиты отличаются высокой плотностью, пористостью 5-7 %, они обладают высокой прочностью и отсутствием пластичности.
Глинистые сланцы – не размокают в воде, очень прочные и плотные (пористость <1%), хрупкие, растрескиваются по направлению сланцеватости.

остаточные (элювиальные)
1. Водоосадочные образуются при коагуляции (связывание, сцепление, слипание) коллоидных (дисперстных) растворов и частично в процессе осаждения глинистых минералов:
морские
лагунные
дельтовые
озерные
речные
водно-ледниковые
2. Остаточные образуются в процессе химического выветривания кристаллических горных пород.
По минеральному составу различают глины: каолины, гидрослюды, монтмориллониты (бентониты, флоридины), полиминеральные глинистые осадки.
По химическому составу преобладает: кремнезем - SiO2 (до 70 %), глинозем - Al2O3 (15-40 %), оксид железа до 10 %, оксид титана до 2 % и другие.

(горизонтально-слоистые, тонкослоистые, неяснослоистые)
Массивные (не слоистые)

СТРУТУРЫ глинистых пород:
На основании гранулометрического состава: пелитовые, алевропелитовые, алевропсамопелитовые;
С учетов взаимного расположения (ориентирования) минеральных частиц и форм минералов:
ориентированные (сланцеватые, микрослоистые, смешанные)
неориентированные (беспорядочно-зернистая, оолитовая, волокнистая, сферолитовая, реликтовая)
По степени кристалличности: кристаллические, полукристаллические, аморфные

слоистые породы, окрас – серый, бурый, коричневый, красный, зеленый. Не размокают в воде, не пластичны. Исключение составляют монтмориллонитовые глины, способные медленно размокать.
Сланцеватые аргиллиты: отличаются более высокой степенью изменения исходной породы, представляют собой переходную разность к сланцам.
Глинистые сланцы: не размокают в воды, имеют низкую пористость (<1%), часто содержат углистый материал или метаморфизированные битумы.
Аспидные сланцы: плотные сланцеватые породы темно-серого, черного цвета, содержащие углистое вещество.
Кровельные сланцы: Плотные породы обладающие сланцевой текстурой, раскалываются на тонкие плитки 3-5 мм. Окрас буровато-серый, зеленовато-серый.
Филлитоподобные сланцы: плотные сланцеватые породы, с шелковистым отливом. Содержат характерные детали текстур: кливаж течения и кливаж разрыва.

породы обогащенные оксидом алюминия Al2O3/SiO2 >1. Аллиты родственны глинам, но в них соотношение Al2O3:SiO2 <1. Породы содержащие Al2O3 > 28 % относят к алюминиевым рудам – БОКСИТАМ.
БОКСИТЫ – основная глиноземистая порода, образуются в корах выветривая (остаточные бокситы) или при выпадении в прибрежной зоне морей (хемогенные бокситы). Кроме того выделяют обломочные бокситы, возникающие при переотложении продуктов разрушения «первичных бокситов».

Тестуры бокситов: масивные, конкреционные, обломочные, брекчиевидные, пористые, кавернозные, реликтовые.
Структуры бокситов: афанитовые, микрозернистые, пелитоморфные, оолитовые, бобовые, землистые.

По внешнему виду – это массивные (рыхлые) породы буровато-красной, бурой, красной, серой, серовато-зеленой окраски, имеют сравнительно невысокую твердость и плотность. От глинистых пород отличаются отсутствием пластичных свойств. Черта – бурая, иногда царапают стекло, изредка магнитны, не вскипают с соляной кислотой, часто пористые. ВОДОПРОНИЦАЕМЫ.
Минеральными компонентами являются каолинит и гематит. Наиболее типичная структура – бобовая, оолитовая. Размеры бобовин достигают 1-15 мм. Форма стяжений от правильной – до неправильной

целиком кремнезем хемогенного или хемобиогенного происхождения и склетами кремневых организмов. Классификация пород основана на генезисе и минеральном составе.

правило светлой окраской (кроме яшмы и кремня) и пониженной прочностью. Высокая твердость только у халцедоновых разностей. Породы в целом отличаются высокой пористостью, прилипают к языку.

Текстуры – самые разнообразные в зависимости от генезиса: конкреционная, массивная, полосчатая, слоистая, пористая.

Структуры – зависят от генезиса и вещественного состава, степени метаморфизма. Типичны органогенные (биоморфные), натечные, микрозернистые, порошковатые и другие.

породы светлой окраски с низкой объемной плотностью (0,7-1,4 и 1,1-1,8 г/дм3). Сложены из мельчайших зерен опала, частично остатков скелетов водорослей. Структура тонкозернистая (размер частиц 0,01-0,001 мм); текстура - однородная, слоистая. Не вскипает с НСl - главное отличие от карбонатов (мел, известняк). В отличие от глин - не размокает в воде.
Опока - каменистая, крепкая порода, окрас разнообразен. Чистые разновидности светлые (серые, желтоватые, зеленоватые); распространены опоки, обладающие пятнистой окраской, темно-серые и черные. Легкая, пористая, липнет к языку. Твердость средняя (нож оставляет царапину).

опока

легкостью, низкой твердостью и маркостью, а также характером излома. При ударе молотком опока раскалывается со звоном, трепел и диатомит - издают глухой звук.

Трепел

сцементированные опалом. Назван по составу (диатомеи - мельчайшие водоросли, имеющие кремнистый скелет). Морфологические признаки: состоят из частиц размером 0,01-0,001 мм. Трепел от диатомита неотличим без применения микроскопа.
По составу диатомит - это сцементированные опалом остатки панцирей диатомей; трепел - многочисленные микроскопические округлые частички опалового вещества, частично остатки скелетов диатомей.
Цвет белый, светло-серый или желтоватый, либо темно-серый до черного; иногда окраска пятнистая, легкая, пористая, землистая, однородная или слоистая. Диатомит - рыхлый; трепел - землистый, кусковатый, но весьма слабо связанный. Твердость низкая. Легко растираются пальцами в порошок; маркие. Трепел прилипает к языку и жадно впитывает воду. В воде не тонет.

породы, сложенная сильно изменёнными кремнистыми образованиями (халцедоном с примесью кварца)не содержат опал.
Характерна различная пестрая окраска – красная, зеленая, бурая, серая, малиновая

По характеру окраски выделяют одноцветные и пёстроцветные разновидности, а среди последних -пейзажные, цветовой узор которых легко сопоставляется с искусными видовыми зарисовками.
Встречаются остатки морских животных с кремнистым или известковым скелетом.
Порода каменистая, очень плотная.
Твердость высокая.
Излом ровный или раковистый (роговиковый); осколки острые с режущими краями.
Блеск на свежей поверхности матовый.

минералами кальцита, доломита, реже арагонита и анкерита. Имеют широкое распространение на земном шаре, образуют значительные толщи.
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ: преобладают оксиды кальция (известняках) и магния (в доломитах), доля оксида углерода достигает 40 %.
ТЕКСТУРЫ: массивные и слоистые (тонко- и грубослоистые), а также комковатые, ололитовые, конгломератовидные, стилолитовые, пористые, кавернозные.
СТРУКТУРЫ
Обломочные:
Псефитовые с размером обломков > 1 мм;
Псамитовые: крупнозернистые 0,5-1 мм; среднезернистые 0,25-0,5 мм; мелкозернистые 0,25-0,1 мм; микрозернистые 0,1-0,01 мм;
Пелитоморфные с размером частиц < 0,01 мм
Органогенные:
Цельнораковинные
Детритовые
Обломочно-органогенные. Характерны перекристаллизованные структуры: кристалло-зернистые и гиганто-зернистые.

и составе.

и составе.

и составе.

горных пород (известняков) и известняковых организмов. При преобладании обломков раковин относят к органогенно-обломочным. Название породы дается по роду организмов: фораминиферы, криноидеи, моллюски и т.д.
Биогенные - состоят из остатков организмов в виде раковин различной сохранности или их обломков. Среди ракушечников широко распространены: фораминиферы, пелециподовые, брахиоподовые, криноидные. Часто распространены смешанные: фораминиферо-водорослевые.
Рифовые и биогермные состоят из продуктов замещения прикрепленных организмов – кораллы, мшанки, водоросли. Формой их залегания являются массивы большого размера.
Хемогенные представлены микрозернистыми, пелитоморфными, оолитовыми разностями и др. Пелитоморфные состоят из частиц кальцита менее 0,005 мм. Оолитовые из мелких шарообразных выделений (до 1 мм). Микрозернистые состоят из частиц менее 0,1 мм.
Известковые туфы образуются в близи минеральных источников и характеризуются структурой натечного строения.
Окремнелые известняки содержат включения халцедонового состава и отличаются повышенной прочностью.
Вторичные образуются в процессе растворения соляных залежей, при выветривании доломитов и т.п. Представляют собой средне- и крупнозернистые известняки, как правило кавернозные и пористые.
Углистые – содержат значительную примесь (до 50 %) углистого материала.

и по своему составу относящиеся к классам: хлоридов и сульфатов (часто объединяют в группу «эвапоритов»). Залегают в виде пластов разной мощности и протяженности.
Классификация основана на генезисе и минеральном составе:

мирабилит, тенардит и другие.
Хлориды: галит, сильвин, карналлит, бишофит и прочие.

Текстуры: массивные, слоистые, полосчатые, слоисто-плосчатые, узловатые, пятнистые, брекчиевидные, капельные.
Структуры: кристаллически-зернистые, волокнистые, натечные и прочие.

(каустобиолитов) выделяют 3 подгруппы:
Каустобиолиты угольного ряда: торф, сапропель, горючие сланцы и ископаемые угли
Каустобиолиты нефтяного ряда: нефть, битумы, газы;
Липтобиолиты: янтарь, воск, смола.

Для первой группы характерно залегание в твердом состоянии, для второй – жидком и газообразном, третьей – полутвердом.

пористая. СТРУКТУРА - волокнистая. Состоит из остатков растений, в разной степени разложившихся и обугленных, перемешанных с глиной и песком. Содержание углерода - около 60 %, водорода - 20 %, зольность до 60–70 %. Цвет бурый до черного. Торф обычно кусковатый, слабо связанный, легко ломается руками. Плотный либо пористый. Твердость низкая. В сухом состоянии очень легок (удельный вес 0,70–0,75). Горюч.
По составу растительных остатков различают: моховой, сфагновый, осоковый, травянистый, деревянистый. По структуре и текстуре различают разновидности: бумажный – тонкослоистый, легко расслаивающийся; волокнистый – сохранивший слабо разложенные волокнистые растительные остатки в однородной массе; смоляной – однородный землистый, тяжелый, черного цвета, с восковым блеском в изломе, почти лишенный растительных остатков; сланцеватый – с четко выраженной сланцеватостью; грязевой – влагоемкая кашеобразная разновидность. По условиям образования различают: болотный (с содержанием воды до 90 %), лесной – рассыпчатый сухой материал, состоящий в основном из гуминовых кислот, и луговой (по составу – травянистый) торф, образовавшийся из осок на затопляемых пойменных луг.

озер и болот, содержащие большое количество органического вещества. Состав – детрит водорослей, организмов и растений. Содержание углерода достигает 60-70 %. По внешнему виду мягкая, жирная масса однородного или слоистого строения.
Горючие сланцы – плотные породы тонкослоистой структуры, оразованные органическими, глинистыми и карбонатными веществами. Содержание углерода – 60-80 %, водорода до 10 %.
По составу выделяют: глинистые и известковистые.
По внешнему виду буровато-серые, зеленовато-серые слоистые образования, плотность малая, горючие, горят коптящим пламенем с запахом жженой резины.

породы органического происхождения, в которых органическое вещество достигло высокой степени преобразования. По степени преобразования выделяют:
Бурый уголь
Каменный уголь
Антрацит

осадочную породу (переходную от торфа в состояние каменного угля).
Бурый уголь (суббитуминозный уголь или черный лигнит «дерево»). Определение лигнит указывает на то, что это самый «молодой» вид угля, и его структура похожа на волокнистую структуру древесины.
Окраска: от светло-бурого цвета до почти черного, черта на фарфоре - всегда бурая.

на древних торфяных болотах, где накапливались углеродные соединения, а доступ кислорода практически отсутствовал.
Различают 3 основных разновидности бурого угля:
лигнит (с ясно различимой древесной структурой материнских растений),
рыхлый землистый
и плотный блестящий.

полезное ископаемое растительного происхождения, промежуточная стадия между бурым углём и антрацитом. Каменный уголь - плотная порода чёрного иногда cepo-чёрного цвета, дающая на фарфоровой пластинке чёрную черту.
В органическом веществе содержится 75-92 % углерода, 2,5-5,7 % водорода, 1,5-15 % кислорода.

каменистому облику и сравнительно высокой (для угля) твердости. Морфологические признаки: структура – аморфная, текстура - полосчатая, слоистая, часто тонкослоистая, обусловленная многократным чередованием блестящих и матовых разновидностей, иногда однородная. Черта черная. Блеск - матовый, шелковистый, до стеклянного и металлического (антрацит). Плотный, прочный, нередко - хрупкий, легко раскалывается по многочисленным трещинам отдельности на толстые плитки или прямоугольные бруски. Удельный вес - 1,2. По сравнению с бурым углем каменный более крепкий, твердый и тяжелый. Характерны черный цвет угля и особенно черты, для антрацита - сильный блеск.