Геологический Музей НГУ  
  Главная     Витрины     Учебные пособия     Поиск     Фотоальбомы     Фильмы     Ссылки     О проекте    статистика   25730 посещений   2246 образцов 
Учебные пособия

1 курс
Физические свойства минералов
Минеральные агрегаты
Минералы
Учебная коллекция минералов к курсу «Общая геология»
Горные породы
Учебная коллекция горных пород к курсу «Общая геология»
Пособие по минералогической кристаллографии «Кристалл»

2 курс
Минералообразующие процессы
Систематика минералов
Структуры минералов
Местонахождения минералов
Байкальская минералогическая практика
Палеонтология

3 курс
Осадочные горные породы
Магматические горные породы: систематика, номенклатура, структуры и текстуры
Агаты в кислых эффузивах

Пособия - коллекции
Пегматиты
Скарновые месторождения
Месторождения гидротермального генезиса
Месторождения поделочных и декоративно-облицовочных камней

Пособия в формате "pdf"
Минералы и минералообразующие процессы (к курсу "Общая геология")
Горные породы (к курсу "Общая геология")

Авторы: Гаврилов В. И., Лабекина И. А., Середнев М. А., Никитин А. А.
Осадочные горные породы
В учебном пособии дается классификация осадочных горных пород по структурным и вещественным признакам. Пособие проиллюстрировано на примере экспонатов геологического музея НГУ.

На поверхности Земли в результате действия различных экзогенных процессов (процессов внешней динамики) образуются осадки, которые в дальнейшем уплотняются, претерпевают физико-химические изменения – диагенез и превращаются в осадочные горные породы, тонким чехлом покрывающие до 75% поверхности континентов.
Осадки накапливаются обычно в водной среде – озерах, реках, морях, океанах и значительно реже в воздушной среде, например в пустынях.
Материалом для осадков могут быть:

  • обломки разрушенных на суше пород минералов различного генезиса
  • твердые части погибших растений, животных и продуктов их жизнедеятельности
  • химические осадки, образовавшиеся непосредственно из растворов
  • вулканические обломочные образования

В соответствии с этим выделяют четыре группы осадочных пород:

  • обломочные
  • химические (хемогенные)
  • органогенные
  • пирокластические

Обломочные породы

Обломки разрушенных на суше пород и минералов могут накапливаться в местах их первоначального образования или испытать не значительный перенос (например, сползание под действием силы тяжести)  и остаться не окатанными, остроугольными. Транспортировка же рыхлых обломочных продуктов разрушения пород  водами рек, ветром сопровождается их окатыванием.
В основе структурной классификации обломочных пород лежат три признака:

  • форма обломков
  • размеры обломков
  • наличие или отсутствие цемента, скрепляющего обломки

Табл.1. Классификация осадочных обломочных пород
(По схеме Московского нефтяного института без глинистых пород, d < 0,001мм)

 

Рыхлые

Размер
обломков,
мм

Сцементированные

Неокатанные обломки

Окатанные обломки

Неокатанные обломки

Окатанные обломки

Глыбовая
россыпь

Валунник

Более 100

Глыбовая
брекчия

Валунный
конгломерат

Щебень

Галечник

10 –100

Брекчия

Конгломерат

Дресва

Гравий

1–10

Мелко-
обломочная
брекчия

Гравелит

Песок

0,1–1

Песчаник

Алеврит

0,1–0,01

Алевролит

 

Химические (хемогенные породы)

Химическое осаждение минералов может происходить разными способами: в результате коагуляции  коллоидных растворов, при попадании их в морской бассейн;  в результате упаривания морской воды в замкнутых бассейнах; при взаимодействии растворов с газами, выделяющимися в водоемах; в результате химического выветривания пород.

Породы подразделяются по химическому составу:

Глинистые

  • глина* – связанная, не сцементированная порода, с преобладанием глинистых минералов, размер частиц которых не более 0,005 мм. В группу химических осадков отнесены глины, образующиеся в результате химического преобразования пород в коре выветривания, глины коллоидного происхождения, а переотложенные глины относят к группе обломочных пород.

  • аргиллит – камнеподобная глинистая порода, не размокающая в воде. Образуется в результате уплотнения, дегидратации и цементации глин при диагенезе и эпигенезе. Обр. 1285

  • глинистый сланец – плотные сланцеватые глинистые породы, не размокающие в воде и имеющие низкую пористость (1-2%). Являются продуктом преобразования аргиллитов, в минералогическом отношении они представляют собой гидрослюдистые и полиминеральные породы с новообразованиями серицита, хлорита, вторичного кварца и карбонатов.

  • филлит -  плотные сланцеватые породы с хорошо выраженным шелковистым отливом на изломе. Главные породообразующие минералы – серицит, мусковит, хлорит, кварц и карбонаты. Является продуктом преобразования глинистых сланцев. Характерная особенность породы – наличие кливажа течения и кливажа разрыва.

 

Глиноземистые

  • бокситы – порода, состоящая  в основном из гидроксидов алюминия – гиббсита, бёмита и диаспора. Образуется в корах выветривания (латеритные), в морских условиях из коллоидных растворов. Продукты перемыва и переотложения древних латеритных кор выветривания относятся к генетическому типу обломочных пород.

Железистые

  • Источником железа являются кристаллические породы, содержащие железистые минералы. При процессах выветривания железо переходит в гидроокись и перемещается водами в виде взвеси и коллоидов. Частично перенос осуществляется в виде сульфатов и бикарбонатов закисного железа. Далее железо распределяется в водоемах по законам механической дифференциации согласно с гидродинамикой бассейна. Разделяют прибрежно-морские, озерно-болотные, аллювиальные,  подпочвенные руды, а так же руды кор выветривания. Часто образуют конкреции и конкреционные скопления, оолиты. Главные минералы железистых пород – лимонит, гётит, гидрогетит, гематит, лепидокрокит, магнетит, сидерит, анкерит, гидрогематит, вивианит и пр. Например, оолитовые гидрогетит-лептохлорит-сидеритовые руды типа Керченских.

Марганцевые*

  • Породы, состоящие из оксидов, гидроксидов и карбонатов марганца: манганит, пиролюзит, псиломелан, родохрозит и др. Образуются в корах выветривания марганцевых пород, а так же в результате хемогенного и биохемогенного осаждения  из коллоидных растворов в морских и озерно-болотных условиях.

Фосфатные

  • фосфориты * - порода, сложенная более чем на 50% аморфными или микрокристал-лическими фосфатами кальция из гр. апатита и др. Образуются на дне морей и океанов, а так же в фосфатных корах выветривания.

Кремнистые

  •  яшма* – твердая, не прозрачная порода, сложенная криптокристаллическим кварцем с примесью халцедона. Образуется в областях подводного вулканизма. Яшма, содержащая остатки радиолярий относится к биогенным или биохимическим образованиям.

  • гейзериты и кремнистые туфы – светлые пористые породы, состоящие из опала. Образуются из вод горячих источников и гейзеров. Первые обычно называются кремнистыми туфами, вторые – гейзеритами.

 

Карбонатные

  • известняк* – порода, состоящая из кальцита с небольшой примесью обломочных частиц. Образуется преимущественно в морских условиях, как результат взаимодействия морской воды и растворенного в ней СО2 , а так же при упаривании морской воды в замкнутых бассейнах.  

  • мергель – порода смешанного глинисто-карбонатного состава (глинистого компонента 25-50%). В зависимости от типа карбоната делятся на известковые и доломитовые. Образуется в морских условиях.

  • доломит – порода, состоящая преимущественно из доломита. Является химическим осадком бассейнов аридной зоны, преимущественно осолоняющихся, образуется также в результате замещения известняка. Связан переходами с известняками.
  • травертин (известковый туф) – легкая, пористая порода, образовавшаяся в результате осаждения карбоната кальция из горячих или холодных углекислых источников.

Галогенные

  • калийная соль  - порода, состоящая почти целиком из сильвина (KCl). Образуется из пересыщенных растворов в результате упаривания морской воды в замкнутых бассейнах. 

  • каменная соль – порода, состоящая почти целиком из галита (NaCl). Образуется из пересыщенных растворов в результате упаривания морской воды в замкнутых бассейнах.  

Сульфатные

  • гипс - порода, состоящая почти целиком из гипса. Образуется из пересыщенных растворов в результате упаривания морской воды в замкнутых бассейнах.

  • ангидрит -  порода, состоящая почти целиком из ангидрита. Образуется из пересыщенных растворов в результате упаривания морской воды в замкнутых бассейнах.

 

Органогенные и биохимические породы

Органогенные породы образуются в результате захоронения и фоссилизации (окаменения) остатков отмерших животных, чаще всего беспозвоночных (двустворок, гастропод, кораллов, брахиопод и др.) и растений. В ископаемом состоянии обычно сохраняются раковины (минерализованные скелеты) отмерших животных или их отпечатки, а также измененные растительные остатки и их отпечатки.

В зависимости от химического состава раковин и скелетных остатков их подразделяют на
кремнистые,  карбонатные и фосфатные, а внутри этих подразделений породы делят по типу тех ископаемых остатков организмов, которые составляют породу.

Карбонатные породы

    • известняк-ракушечник – порода, состоящая из визуально определимых раковин или их частей в количестве не меньше 25-50%. В зависимости от типа организмов могут быть брахиоподовые ракушняки, гастроподовые, криноидные, фораминиферовые и др.

    • мел – состоит преимущественно из микроскопических кальцитовых остатков морских планктонных водорослей – кокколитофорид

    • коралловый известняк – порода, состоящая на 25-50% и более  из скелетных остатков кораллов (состав - кальцит). Чаще всего встречаются колониальные формы кораллов.
    • мшанковый известняк -  порода, состоящая на 25-50% и более  из скелетных остатков мшанок (состав - кальцит).

    • водорослевый известняк – состоит из тел известковых синезеленых и зеленых водорослей, промежутки между ними заполнены пелитоморфным и зернистым кальцитом.
    • копрогенный известняк (пелетовый) – состоит из овальных комочков пелитоморфного или микрозернистого кальцита, является продуктом жизнедеятельности организмов.

Кремнистые породы

  • диатомит – рыхлая или сцементированная  опаловая порода светлого цвета, состоящая более чем на 50% из панцирей диатомовых водорослей (диатомей). Бывают морского, реже пресноводного (озерного) происхождения. Пористая,  обладает малой плотностью.

  • радиолярит – состоит из опала, в котором рассеяны многочисленные остатки радиолярий, содержит примесь глинистых частиц и органического вещества, сульфидов железа. Связан постепенными переходами с яшмами, содержащими остатки радиолярий.
  • спонголит – порода, состоящая из спикул кремневых губок, сцементированных опалом.
  • опока* – микропористая порода, сложенная аморфным кремнеземом (опалом) с примесью глинистого вещества, скелетных частей микроорганизмов (диатомей, радиолярий, спикул кремневых губок), иногда и минеральных зерен (кварца, полевых шпатов, глауконита)

  • яшма* – твердая, непрозрачная порода, сложенная криптокристаллическим кварцем с примесью халцедона и реликтами раскристаллизованных остатков радиолярий.

  • трепел* – рыхлая или слабосцементированная опаловая порода, тонкопористая, легкая. Сложена преимущественно глобулями опала, реже халцедона и панцирями диатомовых водорослей. Обычно в небольшом количестве содержит глинистое вещество, зерна кварца, глауконита, полевых шпатов. В отличие от диатомита содержит мало органических остатков.

Фосфатные породы

  • фосфориты* – порода, сложенная более чем на 50% аморфными или микрокристал-лическими фосфатами кальция из гр. апатита и др. Образуются на дне морей и океанов, в карстовых полостях  при процессах изменения отмерших организмов.

Марганцевые*

  • Породы, состоящие из оксидов, гидроксидов и карбонатов марганца: манганит, пиролюзит, псиломелан, родохрозит и др. Образуются  в результате хемогенного и биохемогенного осаждения  из коллоидных растворов в морских и озерно-болотных условиях.

 

*Породы  могут иметь биогенное, химическое и биохимическое происхождение

 

Каустобиолиты

Торф – представляет собой скопление растительных остатков разной степени разложенности и гелификации. Образуется в болотах, где в условиях затрудненного доступа кислорода и при участии бактерий разлагается.

Сапропель – это ил, содержащий большое количество органического вещества. Основная масса состоит из тонкого и грубого детрита водорослей, различных микроорганизмов, насекомых и растений. Всегда содержит терригенные примеси и минеральные новообразования до 30-50%.

Горючие сланцы – это глинистые или известковистые, часто тонкослоистые породы, содержащие органическое вещество  от 20 до 60%. Органическое вещество это остатки водорослей и животного планктона, преобразованные процессами гниения и последующими изменениями в сапропелитовую коллоидную массу. Встречаются также сланцы, пропитанные нефтяными битумами. Образуются  в пресноводных озерах, лагунах и морях.

Ископаемые угли

По генезису делятся на:

  • гуммиты (гумусовые угли)  – угли, образовавшиеся из остатков древесной растительности; липтобиолиты – угли,  образовавшиеся из спор, кутикулы, пробки, коры и других смолистых частей древесных растений
  • сапропелиты – угли из скоплений водорослей

По степени метаморфизации растительного вещества и продуктов его разложения выделяют:

  • бурые угли – бурого или коричневого цвета породы, матовые или слабо блестящие. Содержат 60-75% углерода на органическую массу.

Среди них выделяют лигнит – уголь с древесным строением, представляющий собой целые стволы и обломки хвойных растений
землистый бурый уголь – состоит из тонкой смеси мелко раздробленных гелефицированных и фюзенизированных компонентов и бесструктурной массы.

  • каменные угли – темно-серые, до черного цвета породы, блестящие, реже матовые. Содержание углерода от 75 до 92% на органическую массу.

  • антрациты – наиболее высокометаморфизованные угли, темно-серые, с сильным металлическим блеском. Содержание углерода 91-97% на органическую массу.

  • Нефть

Это маслянистая жидкость, обычно черного или темно-бурого цвета, реже бесцветная. Состоит из различных углеводородов: насыщенных (парафиновых), ненасыщенных (нафтеновых) и ароматических, а так же  О2, S и N-содержащих соединений.
Парафиновые нефти – светлые и легкие,  нафтеновые нефти – темные и тяжелые, ароматические нефти – содержат много асфальтенов, часто в них входят 2-3 типа углеводородов.

Углеводороды, входящие в состав нефти, представляют собой газы, жидкости и твердые вещества. Следовательно, нефть – это сложный раствор углеводородов, где в жидкой фазе растворены твердые и газообразные вещества.

По составу углеводородов нефти разделяют на шесть типов:

  • метановые
  • метано-нафтеновые
  • нафтеновые
  • нафтено-метано-ароматические
  • нафтено-ароматические
  • ароматические

 

Твердые битумы

Представляют собой продукты изменения (окисления) нефтей. Продуктами первой стадии окисления нефти являются мальта и кир, затем следуют асфальты и озокериты.

  • озокерит – порода буровато-желтого, зеленовато-желтого, бурого цвета. Состоит из смеси твердых углеводородов парафинового ряда с небольшой примесью жидких и газообразных; плавится при  Т 58-85о С.

  • асфальт – порода почти черного цвета, твердая, вязкая. Состоит из смеси смол (40-50%), масел (до 40%) и асфальтенов. Содержит углерода 80-85%, водорода до 12%, серы, кислорода и азота до 2-19%. Плотность 1,0-1,2, твердость 3.
  • кериты – высокометаморфизованное органическое вещество нефтяного ряда, встречающееся в метаморфизованных осадочных породах. Отличается от других битумов более высоким содержанием углерода и нерастворимостью в органических растворителях.

 

Горючие газы

  • газы, связанные с угольными месторождениями – метановые
  • газы, связанные с нефтяными месторождениями – метановые со значительным содержанием тяжелых углеводородов

 

По количеству тяжелых углеводородов различают

  • сухие газы – тяжелые углеводороды составляют доли процента
  • жирные газы – тяжелых углеводородов от нескольких процентов до десятков процентов

 

Пирокластические породы

Породы, генетически связанные с магматическими процессами, по условиям образования и внешнему облику относятся к осадочным. Продукты вулканических извержений, выброшенные в атмосферу, падают на землю и становятся обычными обломками.

Пирокластические породы классифицируют по величине обломков:

  • вулканический пепел –  менее 1мм. 

  • вулканический песок – 1-2мм.

  • лапилли 2-30мм. 

  • вулканические бомбы – более 30мм.

Этот материал в процессе диагенеза превращается в горные породы:

  • туф -  продукт консолидации пирокластических материалов, состоящих из мелких обломков. Цемент обычно представлен продуктами вторичных изменений вещества породы.

  • туфобрекчия – порода, образованная в результате цементирования вулканическим пеплом не сортированного грубообломочного материала, неокатанного или слабоокатанного.

  • игнимбрит – порода, образовавшаяся в результате выпадения пирокластического материала из эруптивных облаков и спекания после отложения при высоких температурах.

Нередко вулканический материал смешивается в потоках воды с осадочным и образуются породы смешанного типа – туффиты.