Органогенные горные породы. Главнейшие осадочные породы органического и химического происхождения

Химические осадочные породы образуются путем выпадения из водных растворов химических осадков. К этим породам относятся: различные известняки, известковый туф, доломит, ангидрит, гипс, каменная соль и др. Общей особенностью являются их растворимость в воде и трещиноватость.

Органогенные осадочные породы образуются в результате накопления и преобразования остатков животного мира и растений, отличаются значительной пористостью, растворяются в воде. К органогенным породам относятся: известняк-ракушечник, диатомит и др.

Подавляющее большинство пород этих двух групп имеют смешанное (биохимическое) происхождение.

Группы химических и органогенных пород обычно делятся на подгруппы по составу:

карбонатные,

кремнистые,

железистые,

галоидные,

сернокислые,

фосфатные и др.

Особо выделяются горючие породы, или каустобиолиты .

Карбонатные породы

Известняк – порода, состоящая из минерала кальцита. Он определяется по бурно протекающей реакции с HСl. Цвет белый, желтоватый, серый, черный. Известняки бывают органогенного и химического происхождения.

Органогенные известняки состоят из остатков организмов, которые редко сохраняются полностью, чаще они раздроблены а также изменены последующими процессами. Если известняк состоит из целых раковин, его называют известняк-ракушечник, а если из битых – детритусовый известняк.

Разновидностью органогенного известняка является мел , состоящий главным образом из мельчайших раковин фораминифер, порошковатого кальцита и панцирей простейших микроскопических морских водорослей. Мел – белая землистая порода, широко использующаяся в качестве сырья для портландцемента, побелочного материала и пишущего мела.

Известняки химического происхождения встречаются в виде плотных тонкозернистых масс:

оолитовые известняки – скопления мелких шариков скорлуповатого или радиально-лучистого строения, соединенных известковым цементом;

известковый туф (травертин) – сильнопористая порода, образующаяся в местах выхода на земную поверхность богатых растворенной двууглекислой известью подземных вод, из которых при улетучивании углекислоты или при остывании воды быстро выпадает избыток растворенного углекислого кальция;

Натечные образования кальцита – сталактиты, сталагмиты (рис. 9).

Известняки применяются в качестве строительного материала, удобрения, в цементной промышленности, в металлургии (в качестве флюса).

Доломит CaMg(CO 3) 2 – состоит из минерала того же названия. Внешне похож на известняк, отличается от него реакцией с соляной кислотой (реагирует в порошке), желтовато-белым, иногда буроватым цветом, большей твердостью (3,4–4). Доломиты образуются в морских бассейнах главным образом как вторичные продукты за счет известняков: растворенный в воде магний взаимодействует и вступает в соединение с кальцитом известняка. Этот процесс, называемый доломитизацией, ведет к полному уничтожению органических остатков. Для доломитов не типична тонкая слоистость; они часто слагают мощные скальные утесы. Доломиты применяются в качестве флюса, огнеупора и для удобрений.

Мергель – известково-глинистая порода, состоящая из кальцита и глинистых частиц (30–50 %). Цвет ее палево-желтый, коричневато-желтый, белый, серый. Внешне мергель мало отличим от известняка; распознается он по характеру реакции с соляной кислотой, от капли которой на поверхности мергеля остается грязно-сырое или обеленное пятно, обусловленное концентрацией на ме­сте реакции глинистых частиц. Образуется мергель в морях и озерах (рис. 10).

Kpe мнистые породы

Они могут быть и химического (кремнистый туф), и органогенного происхождения (кремень, диатомит, опока).

Кремнистый туф (гейзерит) состоит из пористой (реже плотной) массы опала. Цвет породы светлый, иногда пестрый. Образуется туф при выходе на поверхность горячих источников, в воде которых растворен кремнезем.

Кремень – тонкозернистый пятнистый или полосчатый агрегат халцедона, скрытокристаллической разновидности кварца. Образуется из распавшихся скелетных остатков кремневых организмов, то есть из геля кремнезема, который, постепенно теряя воду и уплотняясь, превращается в опал и затем в халцедон. Часто содержит включения органических остатков. Цвет преимущественно серый до черного или бурый, встречается в виде конкреций (желваков) в меловых известняках, никогда не образуя связных пластов . В каменном веке кремень благодаря высокой твердости (равной 7) служил важным материалом для изготовления оружия и орудий труда. В настоящее время используется как шлифовальный и полировальный материал.

Диатомит – пористая, легкая, белая, светло-желтая рыхлая или сцементированная порода, легко растирается в тонкий порошок, жадно поглощает воду. Состоит из мельчайших опаловых скорлупок диатомовых водорослей, скелетов радиолярий и игл губок, встречаются зерна кварца, глауконита, глинистых минералов. Применяется как фильтрующий материал и для получения жидкого стекла. Образуется диатомит из диатомового ила, находящегося на дне озер и морей.

Опока – кремнистая, пористая порода белого, серого, черного цвета, обладающая часто раковистым изломом. Наиболее твердые ее разновидности при ударе раскалываются с характерным звенящим звуком. Она состоит из зернышек опала и незначительной примеси остатков кремневых скелетов организмов, сцементированных кремнистым веществом.

Железистые породы

Среди пород этой подгруппы наиболее распространены сидерит (FeCO 3 – железный шпат) и лимонит.

Лимонит – механическая смесь гидроокисла железа с песчаным или глинистым материалом. По внешнему виду это чаще всего бобовые (оолитовые) или натечные массы. Цвет желтый, бурый, накапливается в болотах и озерах, поэтому часто называется болотной или озерной рудой.

Галоидные породы

Из галоидных пород наиболее распространена каменная соль , состоящая из минерала галита (NaCl), в природе она обычно окрашена в серый, рыже-желтоватый или красноватый цвет. Каменная соль обычно залегает слоями, имеет крупнозернистую структуру и блестит на солнце. Треть всей добываемой соли идет в пищу людям и животным, остальная часть используется в промышленности, для технических целей. В месторождении слои каменной соли нередко чередуются со слоями сильвина (KCl).

Сернокислые породы

Наиболее широко распространены гипс и ангидрит . Они образуются при выпадении из водных растворов в мелководных озерах, лагунах засушливых зон, где благодаря интенсивному испарению возникают перенасыщенные растворы.

Галоидные и сернокислые соли залегают обычно в виде пластов среди глинистых пород; последние их предохраняют от растворения подземными водами.

Гипс (CaSO 4 ∙ 2H 2 O) – белого цвета или слегка тонированный; крупнозернистый или волокнистый, с шелковистым блеском. От сходного ангидрита, имеющего твердость 3–4, отличается более низкой твердостью, равной 1,5–2. Широко применяется в строительстве. Путем обжига гипса из него удаляется 75 % кристаллизационной воды, но если к обожженному строительному гипсу добавить воду, то он быстро вновь поглощает ее, восстанавливая свое первоначальное водосодержание, что сопровождается увеличением объема. На этом основывается техническое использование гипса в качестве цемента и вяжущего материала.

Ангидрит (CaSO 4) – так называется как сама соляная порода, так и минерал, слагающий ее, похожа на каменную соль, белесовато-серого, желтоватого, голубоватого цвета, но имеет мелкозернистую структуру и не обладает соленым вкусом. Применяется в производстве минеральных удобрений и в строительстве. Ангидритовые слои представляют опасность при строительстве туннелей, так как при поступлении воды они чрезвычайно сильно разбухают и вследствие этого могут сдавить стены туннеля.

Фосфатные породы

К ним относятся многие осадочные породы, обогащенные кальциевыми солями фосфорной кислоты с содержанием Р 2 О 5 до 12–40 % и более. Фосфаты кальция представлены чаще апатитом .

В составе фосфоритов наблюдаются примеси кварца, кальцита, глауконита, остатки радиолярий, диатомей и других органических веществ. Фосфатные породы встречаются в виде конкреций и пластов. Образуются они как хемогенным, так и биогенным путем в морях и на континентах (в озерах, болотах, пещерах). В морях фосфориты возникают при выпадении химического осадка на глубинах от 50 до 150 м. Цвет фосфоритов серый, темно-серый, черный. Применяются как сырье для удобрения (суперфосфат) и получения фосфора.

Каустобиолиты

Это большая группа горючих углеродистых пород органического состава и органогенного происхождения, и потому, согласно строгому определению, не являются настоящими горными породами. Но, с другой стороны, они представляют собой составную часть твердой земной коры и частично бывают изменены в такой степени, что их органическую природу уже невозможно установить, а потому их причисляют к осадочным породам.

Каустобиолиты возникают путем углефикации скоплений растительного материала. Процесс углефикации состоит в постепенном повышении относительного содержания углерода в органическом веществе вследствие его обеднения кислородом (и в меньшей мере водородом). Повышенные давления и температуры, связанные с горообразующими и вулканическими процессами, вызывают диагенетические и метаморфические преобразования углей.

Каустобиолиты бывают твердыми (торф, бурый уголь, каменный уголь, антрацит, графит, горючие сланцы, асфальт, озокерит), жидкими (нефть) и газообразными (горючие газы). Свойства твердых каустобиолитов приведены в табл. 8.

Таблица 8

Свойства твердых каустобиолитов

Каустобиолиты			Плотность, г/см 3	Теплотворная способность
		(без блеска)		1500–2000 кал (6280–8374 Дж)
Бурый уголь	Буровато-черный			2000–7000 кал (8374–29 308 Дж)
Каменный уголь				7000–8500 кал (29308–35588 Дж)
Антрацит		металловидный		8500–9000 кал (35588–37681 Дж)
		Металлический

Торф состоит из полуразложившихся болотных и древесных растительных остатков, содержащих в своем составе углерод (35–59 %), водород (6 %), кислород (33 %), азот (2,3 %). Торф – рыхлая, буровато-коричневая или черная порода. В зависимости от того, из каких растительных остатков состоит торф, различают сфагновый, осоковый и тростниковый торф. В сыром виде торф содержит до 85–90 % воды, при высушивании его до воздушно-сухого состояния в нем остается еще до 25 % воды. Торф используется для приготовления удобрений и технического воска.

Бурый уголь содержит 67–78 % углерода, 5 % водорода и 17–26 % кислорода. Это плотная темно-бурая или черная масса с землистым изломом, матовым блеском, черта темно-бурая. Твердость 1–1,5; плотность 1,2 г/см 3 . В составе бурых углей имеются примеси глинистых минералов, обусловливающие их высокую зольность.

Каменный уголь содержит углерода до 82–85 %. Порода черного цвета, плотная, блеск матовый, черта черная. Твердость от 0,5 до 2,5; плотность 1,1–1,8 г/см 3 .

Антрацит содержит углерода 92–97 %. Это твердая хрупкая порода серовато-черного цвета с сильным полуметаллическим блеском. Излом зернистый, раковистый. Твердость 2,0–2,5; плотность антрацита 1,3–1,7 г/см 3 . Цвет черты светло-черный. Образуется при высоких давлении и температуре (не ниже 300 °С).

Графит – кристаллический углерод; это высокометаморфизованный уголь, но он может иметь и неорганическое происхождение.

Горючие сланцы – сланцеватые, глинистые или мергелистые породы, в состав которых входит органическое вещество в виде рассеянного сапропеля (гнилостного ила). Горючие сланцы тонкослоисты, обладают темно-серым или бурым цветом; образовались они в процессе накопления отмерших микроводорослей и планктона. Применяются в качестве местного топлива и для получения жидких и газообразных летучих веществ, из которых получают нефтепродукты, газ, серу, олифу, дубильные экстракты, краски, ядохимикаты для защиты растений.

Нефть представляет собой смесь жидких и газообразных углеводородов. На долю других элементов (азота, кислорода, серы и др.) приходится 1–2 %. По внешнему виду это маслянистая жидкость, цвет изменяется от почти белого, желтого до темно-коричневого; соответственно меняется и плотность – от 0,76 до 1,0 г/см 3 . Лишь асфальтовые нефти имеют несколько большую плотность.

Янтарь (C 10 H 16 О) – затвердевшая смола хвойных деревьев, произраставших 25–30 млн. лет назад. Янтарь аморфен. Цвет его белый, желтый, коричневатый. Твердость 2–2,5. Прозрачен или просвечивает. Блеск жирный или матовый. Плотность 1,05–1,1 г/см 3 , плавится при температуре 300 °С. Горит, выделяя приятный запах. При трении легко электризуется. Встречается в виде глыб среди песчаных пород. Применяется в ювелирной промышленности и в отдельных медицинских препарата.

Основные осадочные породы органического и химического происхождения приведены в табл. 9.

Таблица 9

Основные породы органического и химического происхождения

Название подгрупп	Органогенные породы	Хемогенные породы
Карбонатные	известняк коралловый, изве­стняк-ракушечник, известняк детритусовый, мел, мергель	известняк плотный, известняк оолитовый, известковый туф, натечный известняк, доломит, сидерит, мергель
Кремнистые	диатомит, опока	трепел, кремнистые туфы, кремень
Железистые
Галоидные		каменная соль
Сернокислые		гипс, ангидрит
Алюминиевые
Фосфатные		фосфориты
Каустобиолиты	торф, ископаемые угли, горючие сланцы, нефть, асфальт, озокерит, янтарь

ОРГАНОГЕННЫЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ (от греч. organon — орган и -genes — рождающий, рождённый, биогенные горные породы * а. organogenic rocks, biogenic rocks; и. organogene Gesteine; ф. roches organogenes, roches biogenes; И. rocas organogenicas) - осадочные горные породы , состоящие из остатков животных и растений и продуктов их жизнедеятельности. Организмы обладают способностью концентрировать определённые вещества, не достигающие насыщения в природных водах , образуя скелеты или ткани, которые сохраняются в ископаемом состоянии.

По вещественному составу среди органогенных горных пород можно выделить карбонатные, кремнистые, некоторые фосфатные породы, а также угли (см. ), Горючие сланцы , нефть , твёрдые битумы. Органогенные горные породы карбонатные () состоят из раковин фораминифер, кораллов, мшанок, брахиопод, моллюсков, водорослей и других организмов.

Своеобразными их представителями являются рифовые известняки , слагающие атоллы, барьерные рифы и другие, а также писчий мел. К органогенным горным породам кремнистым относятся: диатомит , спонголит, радиолярит и др. Диатомиты состоят из опаловых скелетов диатомовых водорослей, а также спикул кремнёвых губок и радиолярий. Спонголиты — породы, содержащие обычно более 50% спикул кремнёвых губок. Цемент у них кремнистый, из опаловых округлых телец, или глинистый, слегка известковистый, нередко включает вторичный халцедон . Радиоляриты — кремнистые породы , более чем на 50% состоящие из скелетов радиолярий, которые в современных океанах образуют радиоляриевый ил . Помимо радиолярий в них входят спикулы губок, редкие скорлупки диатомовых водорослей, кокколитофориды, опаловые и глинистые частицы. Многие яшмы имеют основу из радиолярий.

Органогенные горные породы фосфатные не имеют большого распространения. К ним относятся ракушечники из фосфатных раковин силурийских брахиопод — оболид, скопления костей ископаемых позвоночных (костяные брекчии), известные в отложениях разного возраста, а также гуано . Органогенные горные породы углеродистые — ископаемые угли и горючие сланцы — встречаются часто, но масса их в земной коре невелика по сравнению с карбонатными породами . Нефть и твёрдые битумы — своеобразные породы, основным материалом для образования которых послужил фитопланктон.

По условиям образования (главным образом применительно к карбонатным породам) можно различать биогермы — скопление остатков организмов в прижизненном положении, танато- и тафроценозы — совместное захоронение мёртвых организмов, живших здесь же или перенесённых волнами и течениями; породы, возникшие из планктонных организмов, называются планктоногенными (например, диатомит, мел, фораминиферовый известняк).

Если органические остатки подвергаются раздроблению в результате действия волн и прибоя, образуются органогенно-обломочные породы, состоящие из обломков (детрита) раковин и скелетов, скреплённых каким-либо минеральным веществом (например, ).

Горные породы представляют собой минералы и их соединения. Невозможно представить нашу планету без минералов, фактически формирующих ее.

Система классификации

Выделяют огромное число видов пород, подразделяемых на группы. Генетически различают:

• осадочные;
• метаморфические;
• магматические.

Последние делят еще на три класса:

• плутонические;
• гипабиссальные;
• вулканические.

Подгруппы можно разделить на:

• кислые;
• средние;
• основные;
• ультраосновные.

Практически нереально составить полный список горных пород, учитывая все существующие на Земле виды, так их много. В рамках этой статьи мы предпримем попытку структурировать информацию о наиболее интересных и часто встречающихся типах.

Метаморфические горные породы: список

Таковые формируются под влиянием свойственных земной коре Поскольку преобразования происходят, когда вещества в твердой фазе, визуально они незаметны. Во время перехода меняются структура, текстура, состав исходной породы. Чтобы такие перемены происходили, необходимо удачное сочетание:

• нагрева;
• давления;
• влияния газов, растворов.

Существует метаморфизм:

• региональный;
• контактовый;
• гидротермальный;
• пневматолитовый;
• динамометаморфизм.

Амфиболиты

Эти минералы сформированы и плагиоклазом. Первая классифицируется как ленточный силикат. Визуально амфиболиты - это сланцы либо массивы цветов от темного зеленого до черного. Цвет зависит от того, в каком соотношении в составе минерала присутствуют темноцветные компоненты. Второстепенные минералы этой группы:

• гранат;
• магнетит;
• титанит;
• цоизит.

Гнейсы

По своей структуре гнейс исключительно близок граниту. Визуально отличить эти два минерала друг от друга возможно далеко не всегда, так как гнейс копирует гранит и близится к нему по физическим параметрам. А вот цена гнейса существенно ниже.

Гнейсы широко доступны, поэтому применимы в строительстве. Минералы разнообразны и эстетичны. Плотность высока, поэтому можно использовать камень в качестве бетонного заполнителя. При небольшой пористости и малой способности поглощать воду гнейсы имеют повышенную стойкость к вымораживанию. Так как выветривание также мало, допускается использование минерала в качестве облицовочного.

Сланцы

Составляя список горных пород, из числа метаморфических обязательно нужно упомянуть сланцы. Выделяют такие их виды, как:

• глинистые;
• кристаллические;
• тальковые;
• хлоритовые.

Благодаря необычной структуре и эстетичности этого камня, в последние годы сланец стал незаменимым декоративным материалом, используемым при строительстве.

Сланцы - это довольно большая группа, которую составляют горные породы. Список названий разновидностей, активно используемых человечеством в разных целях (в основном в строительстве, ремонте, реконструкции):

• алевролит;
• златалит;
• серпантинитовый;
• гнейсовый;
• и филлитовый сланцы.

Кварцит

Этот камень известен своей прочностью, так как сформирован кварцем с добавлением примесей. Формируется кварцит из песчаника, когда исходные элементы минерала заменяются кварцем при региональном метаморфизме.

В природе кварцит встречается сплошным пластом. Нередки примеси:

• гематита;
• гранита;
• кремния;
• магнетита;
• слюды.

Самые богатые залежи найдены в:

• Индии;
• России;
• Канаде.

Основные особенности минерала:

• стойкость к морозу, влаге, температурам;
• прочность;
• безопасность, экологическая чистота;
• долговечность;
• стойкость к щелочам, кислотам.

Филлит

Не последнее место в списке горных пород принадлежит филлитам. Они занимают промежуточную позицию между глинистыми и слюдяными сланцами. Материал плотный и тонкозернистый. При этом камни очевидно кристаллические, им свойственна ярко выраженная сланцеватость.

Филлиты обладают шелковистым блеском. Цветовая гамма - черный, оттенки серого. Минералы раскалываются на тонкие плиты. В составе филлитов выделяют:

• слюду;
• серицит.

Могут быть зерна, кристаллы:

• альбита;
• андалузита;
• граната;
• кварца.

Богаты залежи филлитов во Франции, Англии и США.

Осадочные горные породы: список

Минералы этой группы расположены преимущественно на поверхности планеты. Для формирования должны соблюдаться следующие условия:

• низкие температуры;
• осадки.

Выделяют три генетических подвида:

• обломочные, представляющие собой грубые камни, сформированные при разрушении породы;
• глинистые, происхождение которых связывают с преобразованием минералов групп «силикатные» и «алюмосиликатные»;
• биохемо-, хемо-, органогенные. Такие формируются в процессах осаждения при наличии соответствующих растворов. В этом принимают активное участие также микроскопические и не только организмы, вещества органического происхождения. Немаловажна роль продуктов жизнедеятельности.

Из хемогенных выделяют:

• галоидные;
• сульфатные.

Список горных пород этой подгруппы:

• гипс;
• ангидриты;
• сильвинит;
• каменная соль;
• карналлит.

Самые важные осадочные горные породы:

• Доломит, подобный плотному известняку.
• Известняк, состоящий из углекислого калия с примесью такого же магния и ряда включений. Параметры минерала варьируются, определяются составом и структурой, а также текстурой минерала. Ключевая особенность - повышенные показатели прочности на сжатие.
• Песчаник, сформированный минеральными зернами, связанными между собой веществами природного происхождения. Прочность камня зависит от примесей и того, какое именно вещество стало связующим.

Вулканические горные породы

Обязательно должны быть упомянуты вулканические горные породы. Список таковых создают, включая сюда минералы, сформированные в ходе При этом выделяют:

• излившиеся;
• обломочные;
• вулканические.

• андезит;
• базальт;
• диабаз;
• липарит;
• трахит.

К пирокластическим, то есть обломочным, причисляют:

• брекчии;
• туфы.

Практически полный алфавитный список пород вулканического типа:

• анортозит;
• гранит;
• габбро;
• диорит;
• дунит;
• коматит;
• латит;
• монцонит;
• обсидиан;
• пегматит;
• перидотит;
• перлит;
• пемза;
• риолит;
• сиенит;
• тоналит;
• фельзит;
• шлак.

Органические горные породы

Из останков живых существ формируются органические горные породы, список которых по праву начинается с наиболее значимого вещества - мела. Эти породы принадлежат к уже рассмотренной выше группе осадочных, и важны не только с точки зрения применимости для решения разных задач человека, но и как богатый археологический материал.

Наиболее важный подвид этого типа горных пород - мел. Он широко известен и активно применяется в повседневности: именно им пишут на досках в школах.

Мел сформирован кальцитом, из которого ранее состояли панцири обитавших в древних морях водорослей кокколитофорид. Это были микроскопические организмы, в обилии населявшие нашу планету около ста миллионов лет тому назад. В тот период водоросли могли беспрепятственно плавать по огромным территориям теплого моря. Погибая, микроскопические организмы падали на дно, формируя плотный слой. Некоторые местности богаты залежами таких осадков, в толщину насчитывающими сотню метров и больше. Наиболее известны меловые холмы:

• поволжские;
• французские;
• английские.

Изучая меловые породы, ученые находят в них следы:

• морских ежей;
• моллюсков;
• губок.

Как правило, эти включения - это лишь несколько процентов от общего объема разведанного мела, поэтому такие компоненты не влияют на параметры породы. Изучив меловые отложения, геолог получает информацию о:

• возрасте породы;
• толще воды, что была тут прежде;
• особых условиях, которые ранее существовали в изучаемой местности.

Магматические горные породы

Под магматизмом принято понимать совокупность явлений, обусловленных магмой и ее деятельностью. Магма - это силикатный расплав, в природе присутствующий в жидкой форме, близкой к огню. В составе магмы присутствует высокий процент летучих элементов. В некоторых случаях встречаются виды:

• несиликатные;
• низкосиликатные.

Когда магма остывает и кристаллизуется, появляются магматические горные породы. Их также именуют изверженными.

Выделяют породы:

• интрузивные;
• эффезивные.

Первые сформированы на большой глубине, а вторые - при извержении, то есть уже непосредственно на поверхности планеты.

Нередко в составе магмы есть разнообразные горные породы, расплавившиеся и смешавшиеся с силикатной массой. Это провоцируется:

• повышением температуры в толще земли;
• нагнетенным давлением;
• сочетанием факторов.

Классический вариант магматической горной породы - гранит. Уже само его наименование на латыни - «огонь», отображает то, что порода в первоначальном состоянии была исключительно горячей. Гранит высоко ценится не только за счет своих технических параметров (этот материал невероятно прочный), но также из-за красоты, обусловленной кристаллическими вкраплениями.

В класс карбонатных пород входят известняки, доломиты, мергели и сидиритовые породы. Между первыми двумя типами существует сравнительно небольшое количество переходных пород.

Классификация пород, переходных между чистыми известняками и доломитами, производится по содержанию в них кальцита и доломита. К группе известняков или доломитов относятся породы, сложенные более чем на 50% одним из этих минералов.

Среди пород, переходных между чистыми известняками и доломитами, выделяют доломитистые и доломитовые известняки, известковые и известковистые доломиты.

В карбонатных породах обычно наблюдается значительная примесь песчаных и глинистых частиц. Чистые известняки и доломиты содержат примесь других минералов в количестве не более 5%.

Некоторые доломиты содержат значительную примесь гипса и ангидрита. Такие породы обычно называются сульфатно-доломитовыми. Наблюдается также переходы между карбонатными и кремнистыми породами.

Породы промежуточные между глинами и чистыми карбонатными породами, называются мергелями.

Схема классификации карбонатно-глинистых пород по С.Г Вишнякову иллюстрируется рисунком.

Глины: 1- некарбонатные, 2- известковисто-доломитистые (или доломитисто-известковистые).

Глинистые мергели: 3 - глинистый мергель, 4 - доломитистый глинистый мергель, 5 - известковисто-доломитовый глинистый мергель, 6 - доломитовый глинистый мергель.

Мергели: 7 - типичный, 8 - доломитистый, 9 - известковисто-доломитовый, 10 - доломитовый.

Известняки: 11 - глинистый, 12 - доломитисто-глинистый, 13 - доломитово-глинистый, 14 - чистый, 15 - доломитистый, 16 - доломитовый.

Доломиты: 17 - известково-глинистый, 18 - известковисто-глинистый, 19 - глинистый, 20 - известковый, 21 - известковистый, 22 - чистый.

Минералогический и химический состав

Главными минералами, слагающими карбонатные породы, являются: кальцит, кристаллизующийся в тригональной сингонии, арагонит - ромбическая разновидность СаСО3 и доломит, представляющий собой двойную углекислотную соль кальция и магния (СаСО 3 *MgCO 3). В современных осадках встречаются также порошковатые и коллоидальные разновидности кальцита (дрюит или надсонит, бюглеит и др.).

Определение минерального и химического состава карбонатных пород производится в шлифах, а также при помощи термического и химического анализов и по методу Щербины.

В полевых условиях определяется по реакции с разбавленной HCl. Доломиты вскипают только в порошке.

Теоретический химический состав кальцита и известняка ~ СаО - 56%, СО 2 - 44%, в доломитах - 22-30% СаО и 14-21% MgO.

Естественно, что если в породах присутствует обломочный материал, то резко будет увеличиваться содержание SiO 2 (иногда до 26%).

Главные типы пород

Известняки - окраска известняков разнообразна и определяется, в первую очередь, характером примесей. Чистые известняки окрашены в белый, желтоватый, серый, темно-серый, а иногда и черный цвета.

Важной особенностью известняков является их излом, характер которого определяется строением породы. Очень мелкозернистые известковые породы при слабой связности зерен (например - мел) обладают землистым изломом. Крупнокристаллические - обладают сверкающим изломом, м/з породы - сахаровидным изломом и т.д.

Для известняков можно выделить следующие главные типы структур:

Кристаллическая зернистая структура, среди которой различают несколько разновидностей в зависимости от поперечников зерен: крупнозернистые (размер зерен в поперечнике 0,5мм), среднезернистые (от 0,5 до 0,1мм), мелкозернистые (от 0,10 до 0,05мм), тонкозернистые (от0,05 до 0,01мм) и микрозернистую (меньше 0,01мм) структуры.

Органогенная структура, в которой выделяют три наиболее существенные разновидности:

а). собственно органогенная, когда порода состоит из известковых органических остатков (без признаков их переноса), вкрапленных в т/з карбонатный материал;

б). органогенно-обломочная, когда в породе присутствуют раздробленные и часто окатанные органические остатки, находящиеся среди т/з карбонатного материала;

в). детритусовая, когда порода сложена только раздробленными органическими остатками без заметного количества т/з карбонатных частиц.

Обломочная структура, наблюдается в известняках, образованных путем скопления обломков, возникающих за счет разрушения более древних карбонатных пород. Здесь, также как и в некоторых органических известняках, кроме обломков отчетливо видна известковая цементирующая масса.

Оолитовая структура, характеризующаяся наличием концентрически сложенных оолитов, обычно часто присутствуют обломочные зерна.

Иногда оолиты приобретают радиально-лучистое строение.

Наблюдаются также инкрустационная и крустификационная структуры. В первом случае характерно наличие корок концентрического строения, заполняющих прежние крупные пустоты. Во втором случае наблюдаются нарастания удлиненных кристаллов карбонатов, радиально расположенных относительно обломков или органических остатков, слагающих породу.

В процессе перехода из осадка в породу и окаменения многие известняки подвергаются существенным изменениям. Эти изменения проявляются, в частности, в перекристаллизации, окаменении, доломитизации, ожелезнении и частичном растворении с образованием стиллолитов.

Разновидности известняков

Органогенные известняки

Это одна из наиболее широко распространенных разновидностей. Они сложены раковинами бентонных криноидей, водорослей, кораллов и других донных организмов. Значительно реже известняки возникают за счет скопления раковинок планктонных форм.

Типичными представителями органогенных известняков являются рифовые (биогермные), известняки, состоящие в значительной части из остатков рифообразующих организмов и живущих в сообществе других форм.

Писчий мел.

Является одним из весьма своеобразных представителей известковых пород, резко выделяющихся по своему внешнему виду. Он характеризуется белым цветом, однородностью строения, малой твердостью и мелкозернистостью. Сложен - главным образом карбонатом кальция (доломит отсутствует) при незначительной примеси глинистых и песчаных частиц.

Органические остатки слагают большую часть мела. Среди них особенно распространены остатки кокколитофорид - одноклеточных известковых водорослей, слагающих мел и мелоподобные мергели на 10-75% в виде мелких (0,002-0,005мм) пластинок, дисков и трубок. Фораминиферы содержатся в мелу обычно в количестве 5-6% (иногда до 40%). Встречаются также раковины моллюсков (главным образом иноцерамов, реже - устриц и пектинид) и немногочисленные белемниты, а местами также раковины аммонитов. Остатки мшанок, морских лилий, ежей, кораллов и трубчатых червей, хотя и наблюдаются, но не служат породообразующими элементами мела.

Известняки химического происхождения.

Этот тип известняков условно отделяется от других типов, т.к. в большинстве известняков всегда присутствует в том или ином количестве кальцит, выпавших из воды чисто химическим путем. Легко и быстро купить чемодан в Москве вы сможете на сайте caseplus.ru. Также здесь вы найдете множество различных сумок и рюкзаков, различные изделия из кожи и просто необходимые аксессуары.

Типичные известняки химического происхождения микрозернисты, лишены органических остатков и залегают в виде пластов, а иногда скоплений конкреций. Часто в них наблюдается система мелких кальцитовых жилок, образующих при уменьшении объема первоначально коллоидных осадков. Нередко присутствуют жеоды с крупными и хорошо образованными кристаллами кальцита.

Обломочные известняки.

Этот вид известняков содержит значительную примесь кварцевых зерен, и обычно ассоциируются с песчаными породами. Обломочным известнякам свойственна косая слоистость.

Обломочные известняки сложены, карбонатными зернами различного размера, поперечник которых измеряется десятыми долями миллиметра, реже несколькими миллиметрами. Встречаются и конгломератовидные известняки, состоящие из крупных обломков. Обломочные карбонатные зерна, как правило, хорошо округлены и близки по размеру.

Вторичные известняки.

К этой группе относятся известняки, залегающие в верхней части соляных куполов, и известняки, возникающие в процессе преобразования доломитов при их выветривании (раздоломичивание или дедоломитизация).

Раздоломиченные породы представляют собой среднее - или крупнозернистые известняки, плотные, но иногда ноздреватые или кавернозные. Залегают они в виде сплошных масс. В некоторых случаях в них встречаются линзовидные включения мелко- и тонкозернистых доломитов, иногда рыхлых и пачкающих пальцы. Реже они образуют включения и ветвящиеся жилы в толще доломитов.

Доломиты

Представляют собой карбонатные породы, состоящие в основном из минерала - доломита. Чистый доломит соответствует формуле CaMg(CO 3) 2 и содержит 30,4% - CaO, 21,8% - MgO и 47,8% - СО 2 или 54,3% СаСО 3 и 45,7% MgCO 3 . Весовое соотношение СаО:Mg - 1,39.

В доломитах обычно присутствует меньшее количество примесей обломочных частиц, чем в известняках. Характерно также присутствие минералов выпавших чисто химическим путем во время образования осадка или возникших во время его диагенеза (кальцит, гипс, ангидрит, целестин, родохрозит, магнезит, окислы железа, реже кремнезем в виде опала и халцедона, органическое вещество и пр.). В некоторых случаях наблюдается присутствие псевдоморфоз по кристаллам разнообразных солей.

По внешнему виду многие доломиты очень похожи на известняки, с которыми их сближают цвет и невозможность невооруженным глазом отличить кальцит от доломита в мелкокристаллическом состоянии.

Среди доломитов встречаются совершенно однородные разновидности от микрозернистых (фарфоровидных), иногда пачкающих руки и обладающих раковистым изломом, до мелко- и крупнозернистых разновидностей, сложенных из ромбоидов доломита примерно одной и той же величины (обычно 0,25-0,05 мм). Выщелоченные разновидности этих пород по своему внешнему виду несколько напоминают песчаники.

Для доломитов иногда типична кавернозность, в частности за счет выщелачивания раковин, пористость (в особенности в естественных обнажениях) и трещиноватость. Некоторые доломиты обладают способностью к самопроизвольному растрескиванию. Хорошо сохранившиеся органические остатки в доломитах встречаются редко. Окрашены доломиты большей частью в светлые оттенки желтоватого, розоватого, красноватого, зеленоватого и других тонов. Некоторые доломиты по своей окраске и блеску несколько напоминают перламутр.

Для доломитов характерна кристаллическая зернистая (мозаичная) структура, обычная также для известняков, и разного рода реликтовые структуры, вызванные замещением известковых органических остатков, оолитов или карбонатных обломков во время доломитизации. Наблюдается иногда оолитовая, а также инкрустационная структура, образованная в результате разнообразных полостей, обычно в рифовых массивах.

Для пород, переходных от известняков к доломитам, типична порфирообразная структура, когда на фоне мелкокристаллической кальцитовой массы присутствуют отдельные крупные ромбоэдры доломита.

Разновидности доломитов

По происхождению доломиты подразделяются на первично-осадочные, сингенетические, диагенетические и эпигенетические. Три первых типа часто объединены под названием первичных доломитов, а эпигенетические доломиты называют также вторичными.

Первично-осадочные доломиты.

Эти доломиты возникали в морских заливах и лагунах с водой повышенной солености за счет непосредственного выпадения доломита из воды. Эти породы залегают в виде хорошо выдержанных пластов, в пределах которых иногда ясно выражена тонкая слоистость. Первичная кавернозность и пористость, так же как и органические остатки, отсутствуют. Часто наблюдается переслаивание подобных доломитов с гипсом. Контакты слоев ровные, слабоволнистые или постепенные. Иногда встречаются включения гипса или ангидрита.

Структура первично-осадочных доломитов равномерно микрозернистая. Преобладающий размер зерен ~ 0,01 мм. Кальцит встречается лишь в виде незначительной примеси. Иногда наблюдается окаменение, местами интенсивное.

Сингенетические и диагенетические доломиты.

К их числу относится преобладающая часть доломитов. Различить их можно не всегда. Они возникают за счет преобразования известкового ила.

Эти доломиты залегают в виде пластов и линзовидных залежей. Представляют собой крепкие с неровными, шероховатым изломом породы, обычно с неясной слоистостью. Структура сингенетических доломитов чаще равномерно микрозернистая. Для диагенетических более типична неравномерно зернистая (поперечники зерен их меняются от 0,1 до 0,01 мм). Характерна для диагенетических доломитов и неправильно ромбоэдрическая, или овальная форма зерен доломита, часто имеющих концентрически зональное строение. В центральной части зерен имеются темные пылевидные скопления.

В некоторых случаях происходит огипсование породы. При этом замещению гипсом легче всего подвергались наиболее проницаемые для растворов участки карбонатной породы (в частности, органические остатки), а также скопления пелитоморфного доломита.

Вторичные (эпигенетические) доломиты.

Этот тип доломитов образуется в процессе замещения при помощи растворов уже твердых известняков, вполне сформировавшихся как горные породы. Эпигенетические доломиты залегают обычно в виде линз среди неизменных известняков или содержат в себе участки остаточного известняка.

Эпигенетические доломиты характеризуются массивностью или неясной слоистостью, неравномерно-зернистой и неоднородной структурой. Они крупно- и неоднородно пористые. Рядом с участками, полностью доломитизированными, присутствуют участки, почти не затронутые этим процессом. Граница между такими участками извилистая, неровная и проходит иногда посредине раковин.

Мергели

Под мергелями понимаются породы, переходные между карбонатными и глинистыми, содержащие 25-95% CaCO 3 . Наиболее карбонатные их разновидности (75-95% CaCO 3), в случае значительного уплотнения породы, называются глинистыми известняками.

Мергели подразделяются на три основные группы:

1. Собственно мергели, с содержанием CaCO 3 50-70%,

2. Известковые мергели, у которых содержание CaCO 3 изменяется в пределах 75-95%,

3. Глинистые мергели с содержанием CaCO 3 от 25 до 50%.

Типичные мергели представляют собой однородную по структуре очень м/з породу, состоящую из смеси глинистых и карбонатных частиц и часто обладающую во влажном состоянии известной пластичностью. Обычно мергели окрашены в светлые тона, но встречаются и ярко окрашенные разновидности - красные, коричневого, фиолетового цвета (особенно в красноцветных толщах). Тонкая слоистость для мергелей не типична, но многие из них залегают в виде тонких слоев. Некоторые мергели образуют закономерные ритмичные переслаивания с тонкими глинистыми и песчаными прослоями.

В качестве примеси в мергелях присутствуют органические остатки, обломочные зерна кварца и других минералов, сульфаты, окислы железа, глауконит и др.

Сидеритовые породы

Химическая формула сидерита FeCO 3 , при чем железа содержится 48,2%. Само название минерала происходит от греческого "сидерос" - железо.

Сидеритовые породы представляют собой скопление зернистых или землистых агрегатов, плотных, иногда представляющих собой шаровидные конкреции (сферосидерит).

Цвет их буровато-желтый, бурый. Сидерит легко разлагается в HCl, капля при этом желтеет от образования FeCl 3 .

Происхождение.

1. Гидротермальное - встречается в полиметаллических месторождениях как жильный минерал. 2. При замещении известняков образует метасоматические залежи. 3. Сидериты могут быть и осадочного происхождения, они имеют, как правило, оолитовое строение. 4. Встречается сидерит метаморфического происхождения, образующийся при метаморфизме осадочных месторождений железа. В зоне окисления он легко разлагается и переходит в гидраты окислов железа, образуя железные шляпы.

Большая группа пород возникает в различных водоемах и местами на
суше в результате разнообразных химических процессов и жизнедеятельности животных и растений, а также вследствие накопления органических остатков после, отмирания животных и растений. Среди них могут быть выделены карбонатные породы, кремнистые, сернокислые и галоидные, железистые, фосфоритные и каустобиолиты.

К группе карбонатных пород относятся известняки, доломиты и мергель.

Известняки (СаСО 3) имеют наибольшее распространение и образуются как путем химического осаждения, так и главным образом органогенным. Органогенные известняки слагаются обычно из известковых раковин моллюсков, остатков криноидей, известковых водорослей, кораллов и др. В зависимости от преобладания остатков тех или иных морских организмов известняки называют коралловыми, брахиоподовыми, фораминиферовыми и др. Среди известняков химического происхождения известны: оолитовые известняки, представляющие собой скопление шаровидных известковых зерен-оолитов; известковые туфы, отложенные источниками, богатыми растворенной в воде двууглекислой известью.

Писчий мел представляет собой породу, образованную двояким путем Значительную часть его, около 60-70%, составляют остатки скелетных образований планктонных организмов, остальная часть – тонкозернистый, порошкообразный кальцит – возникла химическим путем.

Мергель дает другой пример горной, породы, возникшей двояким путем. Он состоит на 50-70% из СаСО 3 органического происхождения, а остальные 50-30% падают на глинистые частицы, в составе которых, частицы как обломочного, так и химического происхождения.

Доломиты по химическому составу представляют собой (на 90-95%) двойную углекислую соль кальция и магния CaMg(CО 3) 2 . При содержании не менее 50 % СаСО 3 порода называется известковистым доломитом. Они могут образоваться путем выпадения осадка из воды с повышенной соле­ностью, в этом случае пласты доломита нередко чередуются с пластами гипса. Но чаще доломиты образуются вследствие изменения («доломитизации») соответственными растворами известняков (или известковых осадков до превращения последних в горную породу) – так называемое экзогенно-метасоматическое замещение известняков, а также гидротермально-метасоматическим путем (при низкой температуре).

Кремнистые породы

Диатомит – рыхлая, землистая или слабо сцементированная горная порода желтоватого или светло-серого цвета, состоящая из скопления ске­летных остатков, сложенных водным кремнеземом (опалом) и принадле­жащих микроскопическим диатомовым водорослям. В них иногда наблю­дается небольшая примесь глинистых частиц, зерен кварца и глау­конита.

Трепел по своим свойствам аналогичен диатомиту, но отличается от него отсутствием остатков очевидного органического происхождения. Порода слагается из мельчайших опаловых зернышек.

Опока – кремнистая легкая горная порода, состоящая из опалового кремнезема (до 90%) с небольшой примесью остатков радиолярий и пан­цирей диатомей, с зернами кварца, глауконита и глинистых частиц. Чаще всего опоки бывают твердыми, излом – раковистый, цвет – от голу­бовато-серого до почти черного.

Кремневые конкреции (стяжения) широко распространены среди осадоч­ных горных пород. Они образуются различными способами. Одни из них возникают из циркулирующих в породах растворов путем заполнения опалово-халцедоновым веществом имеющихся в породах пустот. Другие образуются в процессе диагенеза (перерождения осадка в горную породу) путем нарастания вокруг какого-либо центра из постороннего вещества в результате действия кристаллизационных сил. Конкреции с пустотами внутри называют жеодами, с твердым ядром внутри – желваками. Крем­нистые конкреции встречаются во многих горных породах, но особенно ча­сты они в толщах известняка.

Сернокислые и галоидные породы , несмотря на разнообразие их хи­мического состава, объединяются общностью своего происхождения. Их родиной являются отделенные от морских водоемов усыхающие лагуны и соленосные озера. К этой группе горных пород относятся такие одноминеральные породы как ангидрит (CaSО 4), гипс (CaSО 4 ·2H 2 О), каменная соль (NaCI).

Железистые породы. Наибольшее распространение и практическое значение среди них имеют оолитовые бурые железняки, состоящие из мел­ких, округлых, концентрически скорлуповатых или радиально-лучистых образований.

Фосфоритовые породы представляют собой осадочные породы, содержа­щие 12-40% Р 2 О 5 . По форме залегания различают фосфориты конкрецион­ные или желваковые, когда они представлены желваками шаровидной или неправильно округлой формы, и пластовые, когда они сцементированы в плиты конгломерата.

Каустобиолиты (органогенные горючие породы). Среди них выделяются каустобиолиты угольного ряда, к которым относятся торф, бурый уголь, каменный уголь, антрацит и каустобиолиты битумного ряда – нефть.

Торф состоит из полуразложившихся растительных остатков, накапли­вавшихся в течение длительного периода в специфических условиях болот и озер. Разложение происходило в воде при участии различных микро­организмов и при недостаточном притоке воздуха. Общая мощность торфа может достигать порой нескольких метров. Органическое вещество торфа содержит углерод (от 28 до 35%), кислород (30-38%), водород (5,5%).

Бурые угли также являются продуктом изменения растительных осадков прежних геологических периодов. Бурые угли тверже и плотнее торфа: удельный вес – 1,1-1,3. В них присутствует при­месь глинистого материала, что обусловливает их высокую зольность. Содержание углерода в них находится в пределах 67-78%. Они представ­ляют собой переходную породу от торфа к каменным углям.

Каменные угли представляют собой следующую стадию в изменении бу­рых углей. Они черного цвета, плотны, обладают жирным или смоляным блеском и составляют на фарфоровой пластинке черную черту. Удельный вес – 1,0-1,8; твердость – 0,5-2,5. Содержание углерода достигает 80-85%.

Антрацит – последняя стадия процесса метаморфизации твердых расти­тельных остатков. Удельный вес антрацитов – 1,3-1,7; твердость – 2,0-2,5; цвет – черный; блеск – полуметаллический; черта – черная. Содержа­ние углерода – 95-97 %.

Нефть – природная горючая маслянистая жидкость коричневого цвета. В состав нефти входят С, О, Н, из которых основная роль принадлежит углероду и водороду. Нефть представляет собой смесь жидких углеводо­родов метанового (С n Н 2 n +2), нафтенового (С n Н 2 n) и ароматического (C n H 2 n -6) рядов. Удельный вес нефти – 0,8-0,9. Нефть образуется в толще накапливающихся на дне водных бассейнов осадочных пород при наличии среди илистых частиц рассеянного органического вещества, преобразую­щегося в нефть при участии органических и неорганических катализаторов, в условиях строго восстановительной среды.

← Вернуться