Минералогия с основами кристаллографии и петрографии

2.2.2. Процессы осадконакопления

Осадочные горные породы можно разделить на 3 группы:
1. обломочные
2. химические
3. органогенные.

Обломочные породы возникают из механических обломков пород:
- несцементированных (глины, пески, гальки, щебни);
- сцементированных (аргиллиты, алевролиты, песчаники, брекчии, конгломераты).

Новые минералы в результате этого процесса не образуются.

Обломочные породы являются наиболее распространенными среди осадочных пород. Классификация обломочных пород основана на величине обломков. Выделяют следующие виды обломочных пород:
1. крупнообломочные породы или псефиты - размер обломков более 1 мм. Это валуны, галька, гравий и другие.
2. среднеобломочные породы или псаммиты - размер зерен от 0,1 до 1,0 мм. Это пески и песчаники.
3. мелкообломочные породы или алевриты и алевролиты - размер зерен от 0,01 до 0,1 мм. Это лесс, лессовидные суглинки.
4. тонкодисперсные глинистые породы или пелиты - размер зерен менее 0,01 мм. Это различные глины.

Галечник образуется при переносе обломков водными потоками или в результате прибоя. В процессе переноса обломки окатываются, приобретая хорошо отполированные округлые формы. Галечник имеет размер галек от 10 до 100 мм, гравий - от 1 до 10 мм. Мелкий гравий называют так же грубым песком. По своему происхождению галечник и гравий могут быть речными, озерными, морскими, ледниковыми.

Брекчия представляет собой сцементированные неокатанные обломки, размер которых более 2 мм. Цемент может быть различный, а обломки как однородные, так и неоднородные по составу.

Конгломерат - сцементированный галечник и гравий. Состав гальки и цемента может быть различный.

Пески по величине зерна разделяются на крупнозернистые (0,5 - 1,0 мм), среднезернистые (0,25 - 0,5 мм) и мелкозернистые (0,1 - 0,25 мм). Минеральный состав их различен. Наиболее распространенным минералом песков является кварц. Часто встречаются чисто кварцевые пески. По своему происхождению пески могут быть речными, морскими, озерными. Степень окатанности зерен различная: от угловатых до хорошо окатанных (морские пески). В зависимости от того, сколько минералов входит в состав песка различают мономинеральные, состоящие из одного минерала, и полимиктовые пески, состоящие из нескольких минералов.

Песчаники представляют собой сцементированные пески. Среди них выделяют те же разновидности, что и у песков. В определение песчаников обычно включают так же состав цемента: известковый, глинистый, кварцевый, битуминозный и другие.

Лесс - это однородная порода, состоящая из кварца, глины и кальцита. Кварц составляет примерно 50%, глина 20% и более, кальцит - 20-30%. В небольших количествах присутствуют некоторые другие минералы. Для лесса характерна высокая пористость и водопроницаемость. Лесс легко растирается в пыль.

Алевролиты представляют собой сцементированный лесс. Они похожи на глинистые породы. Имеют преимущественно известковый или кремнистый цемент. В обнажениях иногда слоисты. В воде не размокают.

Глины - наиболее тонкодисперсные осадочные породы. В сухом виде они характеризуются землистым строением и легко растираются пальцами. При впитывании влаги глины становятся вязкими и пластичными, при высыхании сохраняют приданную им форму, а после обжига приобретают высокую твердость. Глинистые пласты водоупорны. По происхождению выделяют остаточные глины, образовавшиеся на месте разрушения пород, и осадочные или переотложенные глины, образующиеся в результате отложения из воды тонковзмученного материала. Среди осадочных глин различают глины морские и континентальные. По минеральному составу среди глин выделяются каолинитовые, монтмориллонитовые и другие разновидности. Глины часто содержат примесь кварца, халцедона, опала и гидроксидов железа.

В природе широко распространены смешанные песчано - глинистые породы. К ним относятся супеси и суглинки. Супеси содержат до 20 - 30% глинистых частиц, суглинки до 40-50%.

Химические осадки образуются из химических истинных и коллоидных растворов. К химическим породам относятся соли, некоторые известняки, доломиты, бокситы, кремнистые породы.

Карбонатные породы наиболее распространены среди осадочных пород химического и биохимического происхождения. Oни представлены известняками, доломитами, мергелями.

Известняк - широко распространенная осадочная горная порода, состоящая из кальцита.

Доломит - осадочная горная порода, состоящая из доломита. В доломитах часто содержится примесь кальцита и глинистого материала, иногда отмечаются гипс, целестин, флюорит, опал. Между доломитами и известняками имеются промежуточные разности - доломитизированные известняки.

Мергель представляет собой известково-глинистую породу с содержанием глинистого материала около 30 - 50%. В зависимости от содержания глинистого материала различают известковистую глину, мергель и глинистый известняк. По происхождению они являются морскими или озерными осадками.

Процесс отложения солей называется галогенезом и происходит в строго определенном порядке. Этот порядок зависит от физико-химических условий минералообразования: расторимоcти солей, их концентрации в растворе, температуры раствора и времени кристаллизации, присутствия других солей. В этом процессе мы имеем дело с насыщенными сложными водными растворами. Осаждение солей может происходить в результате сезонного высыхания водоема, изменения уровня воды, что в свою очередь приводит к повышению концентрации вещества в растворе. Минералы, возникающие в результате этого процесса приведены в таблице 9.

                                                                    Таблица 9.  Минералы химических осадков

Органогенные породы образуются в результате жизнедеятельности организмов. Это известняк, диатомит, мел, каустобиолиты (уголь, нефть).

Диатомиты - это сцементированные или рыхлые кремнистые породы, состоящие из остатков диатомовых водорослей. В диатомитах встречаются скелеты радиолярий и иглы губок, часто присутствует глинистое вещество, зернышки кварца и глауконита. Это легкая пористая, мягкая на ощупь и липнущая к языку порода белого или светло-желтого цвета. Диатомиты образуются на дне морей и озер. Иногда они слагают достаточно крупные залежи.

Трепел - порода очень похожая на диатомит, но состоящая не из органических остатков, а из мелких (0,01 - 0,001мм) опаловых или кремнистых зернышек. Происхождение трепелов не вполне ясно. Предполагают их образование биохимическим путем.

К органогенным известковым породам принадлежит так же мел. Мел - белая землистая порода, сложенная из мелких частиц порошковатого кальцита, раковин фораминифер и одноклеточных морских водорослей с известковым панцирем.

Большое практическое значение среди пород биогенного происхождения имеют железистые и марганцевые осадочные руды (табл. 10).

                                           Таблица 10.  Минералы железных и марганцевых пород и руд

Осаждение железистых пород происходит из оллоидных растворов. При этом большое значение имеет кислородный режим среды. В зависимости от наличия свободного кислорода выпадают окисные (гидрогетит, гематит), карбонатные (сидерит) или силикатные (железистые хлориты) руды. Наиболее распространены различные лимониты, представляющие собой полиминеральную смесь гидроксидов железа с глинистым и, частично, песчанистым веществом. 30% мировой добычи железных руд приходится на долю осадочных месторождений железа. В промышланном отношении также чрезвычайно важны марганцевые осадочные месторождения. Марганец, также как железо, переносится и отлагается из коллоидных растворов, но осаждается на больших глубинах, чем железо. К биохимическим осадкам принадлежат также и фосфориты, в составе которых обычно преобладает фосфат - апатит. Биохимическим, путем образуются осадочные месторождания урана, некоторых сульфидов молибдена, свинца и цинка. Месторождения приурочены обычно к углистым породам и углистым прослоям в породе, углистым сланцам и битуминозным породам. Это связано с высокой адсорбционной способностью органического вещества.

Оглавление| Назад| Следующая страница

См. также Четвериков Сергей Дмитриевич