авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 11 |

«н. В. ЛОГВИНЕНКО ПЕТРОГРАФИЯ ОСАДОЧНЫХ ПОРОД (С ОСНОВАМИ ...»

-- [ Страница 4 ] --

Г р у б о о б л о м о ч н ы е п о р о д ы — п с е ф и т ы. К псефи там относятся различные рыхлые (гравий, галька, щебень) и сцементированные (конгломераты, брекчии) продукты физиче­ ского выветривания. Они бывают поликомпонентные или поли­ минеральные (из обломков различных пород и минералов), оли гомиктовые (из компонентов 2—3 видов) и мономинеральные (из обломков одной породы или минерала). Полиминеральные разности наиболее широко распространены.

Структуры грубообломочных пород псефитовые и псаммо псефитовые с различной структурой цемента. Цемент может быть Таблица Классификация обломочных пород по структурным признакам Метаморфизованные Литифицированные Размер частиц сцементированные рыхлые Подгруппы в MM угловатые окатанные окатанные угловатые окатанные угловатые Глинистые* 0,001 Г л и н и с т ы й сланец т о н к и й Глина тонкая Аргиллит топкий —пелиты Г л и н и с т ы й сланец г р у б ы й 0,001—0,005 Глина грубая Аргиллит грубый Пылева- А л е в р о л и т о в ы й сланец т о н ­ Алеврит тонкий Алевролит тонкий 0,005-0, тые — алев­ кий риты 0,01—0,05 А л е в р о л и т о в ы й сланец г р у ­ Алеврит грубый Алеврит грубый бый Песчаные — 0,05-0,25 Песчаник (песчаник — квар­ Песчаник мелкий Песок мелкий цит) мелкий псаммиты Песчаник ( п е с ч а н и к — к в а р ­ Песчаник средний 0,25-0,5 Песок средний цит) средний Песчаник крупный Песчаник (песчаник — к в а р ­ Песок крупный 0,5—1, цит) к р у п н ы й Дресвяная 1,0-5,0 Гравий мелкая Гравийный Дресвяная Гравийный Дресва мелкий конг­ мелкий конг­ б р е к ч и я мел­ мелкий б р е к ч и я мел­ ломерат— ломерат — Грубообло­ кая — дресвит кая — дресвит гравелит гравелит мочные — Гравийный Гравийный псефиты 5,0—10,0 Гравий Дресвяная Дресвяная Дресва к р у п ­ крупный кон­ крупный конг­ крупный брекчия круп­ брекчия круп­ ная гломерат—гра­ ломерат— ная — дресвит ная — дресвит велит гравелит * Глинистые породы бывают как о б л о м о ч н о г о, так и хемогенпого происхождения.

П р о д о л ж е н и е табл. Метаморфпзованные Литифицированные Размер частиц рыхлые сцементированные Подгруппы в MM 1/4TO]IIlJJA угловатые U K d I d Il Xl Dt С окатанные угловатые угловатые окатанные Галька 10,0-50,0 Щебеночная Галечниковый Щебень Галечниковый Щебеночная мелкая мелкий конг­ мелкая брек­ мелкий кон­ мелкий мелкая ломерат гломерат чия брекчия 50,0—100,0 Галька Галечниковый Галечниковый Щебеночная Шебеиь Щебеночная крупный крупный кон­ крупная к р у п н а я брек­ крупный крупная конгломе­ гломерат чия брекчия рат 100,0-500,0 В а л у н мел­ Н е о к а т а н н ы й В а л у н н ы й мел­ Валунная Валунный Валунная кий кий конгломе­ валуи мелкий мелкий кон­ б р е к ч и я мел­ б р е к ч и я мел­ Грубооб к а я (из неока- рат кая гломерат ломочны е — танных валу­ псефиты нов) 500,0— Валун Неокатанный Валунный Валунная Валунный Валунная 1000,0 к р у п н а я брек­ крупный валун к р у п н ы й крупный к о н ­ брекчия к р у п ­ к р у п н ы й чия ная (из н е о к а - к о н г л о м е р а т гломерат танных валу­ нов) 1000,0 Глыбы Глыбовая Неокатанные Глыбовый Глыбовый кон­ Глыбовая брекчия глыбы конгломерат гломерат б р е к ч и я (из неокатаиных глыб) Примечания. П о р о д а п о л у ч а е т с о о т в е т с т в у ю щ е е н а з в а н и е прн с о д е р ж а н и и той или иной ф р а к ц и и в количестве б о л е е 50%.

Если нн о д н а и з ф р а к ц и й не с о д е р ж и т с я в т а к о м количестве, к н а з в а н н о й п о р о д е п р и б а в л я е т с я « р а з н о з е р н и с т ы й » о б я з а т е л ь н о с у к а з а ­ нием н а и б о л е е р а с п р о с т р а н е н н о й ф р а к ц и и, н а п р и м е р « п е с о к р а з н о з е р н н с т ы й к р у п н о з е р н и с т ы й ». Е д и н с т в е н н о е исключение с д е л а н о д л я гли­ н и с т ы х п о р о д. Глиной н а з ы в а е т с я п о р о д а, с о д е р ж а щ а я ф р а к ц и и d 0,005 мм в количестве б о л е е 30%. Такое и с к л ю ч е н и е в ы з в а н о с л е д у ю ­ щ и м и с о о б р а ж е н и я м и : I) у ж е прн с о д е р ж а н и и ч а с т и ц d 0,005 мм в количестве 30% п о р о д а п р и о б р е т а е т черты глины по ф и з и ч е с к и м и в о д н ы м с в о й с т в а м ( п л а с т и ч н о с т ь, р а з м о к а н и е, р а з б у х а н и е, пористость, к о м п р е с с и о н н ы е свойства и т. п.);

2) широко р а с п р о с т р а н е н н а я к л а с с и ф и к а ц и я н е с ч а н о - г л и н и с т ы х п о р о д ( с р е д и г е о л о г о в, г и д р о г е о л о г о в, п о ч в о в е д о в, д о р о ж н и к о в, с т р о и т е л е й н д р. ) по с о д е р ж а н и ю гли­ ны, пыли и песка у к а з ы в а е т т а к и е ж е п р е д е л ы. Ч т о б ы учесть интересы э т и х о т р а с л е й науки и практики, с л е д у е т не и з м е н я т ь п р е д е л о в.

Таблица Классификация обломочных частиц по размеру Размер Наименование Примечание частиц в мм Глыбы Схема Крупные валуны 10000-500 Москов­ Средние валуны 500—250 ского Мелкие валуны 250-100 нефтяного 100-50 Крупная галька института 50—25 Средняя галька 25—10 Мелкая галька Крупный гравий 10- 5—2,5 Средний гравий 2,5-1 Мелкий гравий 1-0,5 К р у п н ы й песок 0,5-0,25 Средний песок М е л к и й песок 0,25-0. К р у п н ы й алеврит 0,1—0, 0, 0 5 - 0, 0 2 5 Средний алеврит М е л к и й алеврит 0,025-0, 0,01—0,001 Крупный пелит (глина) Мелкий пелит 0, (глина) известковым, кремнистым, железистым, фосфатным, глинистым, песчаным.

Текстуры грубообломочных пород слоистые (часто косо и диагонально слоистые) и неслоистые.

Грубообломочные породы залегают в виде слоев, пластов, линз различной мощности.



Галечники и конгломераты образуются в морях и озерах, в речных долинах, в результате перемыва морены, в области пред­ горий, иногда благодаря деятельности ветра.

Морские галечники и конгломераты образуются в области прибоя, в дельтах и в местах развития сильных донных течений.

Галька в морских осадках обычно хорошо окатана и рассорти­ рована по размеру. Размер частиц —от валунов до мелкой галь­ ки и гравия. Удлиненные гальки прибойной полосы наклонены в сторону моря, углы наклона пологие. Морские галечники зале­ гают в виде пластов, небольшой мощности, но распространены они обычно на большой площади. Пласты морских галечников и конгломератов свидетельствуют о трансгрессии моря. Они зале­ гают в основании осадочной толщи, являются базальными го­ ризонтами и называются базальными галечниками или конгло­ мератами. Имеются также специальные местные стратиграфиче­ ские и фациальные названия конгломератов (веруккано, нагель флю и др.).

о У.

т т м X м м •а и я я •а я аз сз о о о Я tr О о Ja Я s j:

S и и ч я я S о о о К о э ф ф и ц и е н т фильт­ Максимальная высо­ Максимальная моле­ Содержание облом­ \ Свойства кулярная влагоем ков г о р н ы х п о р о д та капиллярного рации в м/сут поднятия в M Общая поверх­ Минеральный Форма частиц Пластичность ность частиц Связность кость в % состав в CM Размер \ частиц \ в мм \ Высокая (ребро ку­ Держится До 10, Преоблада­ Чешуйча­ 0,001 44, 0, D C в куске, пластич­ бика ют глинис­ тая с большим ность 0,005 мм) тые мине­ трудом раз 2 400 000 см?

ралы, иног­ да доволь­ \niia Q T f C f fi но много слюды Чистая (ребро ку­ I Держится Около 10,0 До 2, Преоблада­ Изометри­ 3,005-0, D C алеврито­ в куске, бика 0, ют кварц, ческая вая фрак­ ио очень 0, полевой мм) ция без легко раз­ 24 000 см* шпат, реже примеси рушается глауконит, глины, не пальцами довольно пластична много слюды Коэффициент фильт­ Максимальная в ы с о ­ Максимальная моле­ Содержание облом­ \ Свойства кулярная влагоем ков горных п о р о д та капиллярного рации в м/сут поднятия в M Общая поверх­ Минеральный Связность Пластичность Форма частиц ность частиц кость в % состав в CM Размер \ частиц \ в мм \ Рыхлый у Преоблада­ Изометри­ Пластич­ Обычно Макси­ Макси­ 2- о" во о о о ют кварц, ность от­ ческая мум мум мало полевой сутствует 4,0, 1,05, i шпат, минимум минимум " реже 0, 1, глауконш Рыхлые Изометри­ Пластич­ Много, 50-100 Макси­ Преоблада­ V о ческая мум 0,06 ность от­ обычно ют кварц, и более сутствует 50% полевые шпаты, обломки горных пород I Ш Кроме чисто обломочных накоплений, в море образуются обломочно-химические конгломераты: фосфоритовые, глауконито фосфоритовые, возникающие при частичном перемыве затвер­ девших морских осадков.

Озерные галечники и конгломераты отличаются от морских небольшим площадным распространением, небольшой мощ­ ностью и только в дельтах горных рек, впадающих в озера, они имеют значительную мощность. В небольших озерах при рав­ нинном рельефе суши происходит накопление только мелкой гальки и гравия.

Речные галечники и конгломераты, встречаются главным об­ разом в долинах горных рек. Они характеризуются плохой сор­ тировкой и недостаточно хорошей окатанностью. Размер частиц изменяется в широких пределах — от валунов до гравия. Удли­ ненная галька обычно располагается с наклоном против тече­ ния, углы наклона крутые. Галечники и конгломераты речных долин залегают в виде пластов и линз большой мощности (де­ сятки и сотни метров). Распространены они полосами или лен­ тами, вытянутыми вдоль речной долины, обычно прерыви­ стыми.

Флювио-гляциальные галечники и конгломераты встречаются в областях развития ледниковых отложений, образуются в ре­ зультате перемыва морен. Залегают они в виде линз небольшой протяженности и изменчивой мощности. Иногда галечниковый материал слагает озы и камы. В этом случае галечники образу­ ют линзы и в плане представляют вытянутые изгибающиеся ленты. Степень обработки и сортировки недостаточно высокая.

Галька и валуны несут следы ледниковой обработки (леднико­ вые шрамы). По простиранию водноледниковые галечники сме­ няются песками или мореной.

Потоковые галечники и конгломераты встречаются в области предгорий. Они характеризуются несовершенной сортировкой и недостаточно хорошей окатанностью. Удлиненная галька накло­ нена в сторону гор (против течения потоков), углы наклона крутые.

Потоковые галечники залегают в виде пластов и линз боль­ шой мощности (сотни метров) и распространены полосами и лентами.

Эоловые галечники и конгломераты. Грубообломочные нако­ пления эолового генезиса встречаются сравнительно редко. Они образуются в некоторых пустынях, где во время частых бурь и ураганов ветер достигает огромной силы. В современных отло­ жениях они встречены в пустыне Гоби и на Тихоокеанском бере­ гу Южной Америки.

Щебенистые отложения и брекчии отличаются от галечников и конгломератов угловатой формой частиц. Это связано с тем, что частицы щебня не подвергались механической обработке или она была слабой. Накопление его происходит в непосред­ ственной близости к источникам разрушения. Щебень и брекчии образуются чаще всего на склонах, берегах озер и морей и т. п.

Имеются и особые типы брекчий: вулканические, тектонические и даже органогенного генезиса ('костяные). Сортировка мате­ риала в брекчиях почти отсутствует, они содержат частицы са­ мого различного размера — от неокатанных глыб до мелкого щебня, дресвы и песчано-глинистого материала (брекчии подно­ жий гор, селевых потоков и др.).

Не имея возможности подробно описывать многочисленные генетические типы брекчий, ограничимся их перечислением (по Наливкину, 1956).

I. Обломочные брекчии и щебенистые отложения: 1) назем­ ные — осыпей, потоков, обвалов и оплывин, ледниковые, вывет­ ривания, пещер и подземных обвалов;

2) озерные — прибоя, об­ валов, потоков, подводных оползней, костяные;

3) морские — прибоя, обвалов, потоков, донных течений, подводных оползней, костяные, усыхания, рифовые.

II. Вулканические брекчии и щебенистые отложения: 1) из­ вержений (взрывов), лавовых потоков, интрузий.

III. Сопочные брекчии и щебень: 1) брекчии жерл, потоков грязи.

IV. Тектонические брекчии: 1) брекчии трения, складок, со­ ляных куполов.

V. Химические брекчии: 1) брекчии доломитизации, гидра­ тации, почвообразования.

VI. Литогенетические брекчии: 1) брекчии уплотнения, со­ трясения, замерзания.

Изучение грубообломочных пород производится в поле и в лаборатории. Особенно важно полевое исследование, так как в лаборатории многое невозможно увидеть.

При изучении в поле следует производить такие операции:

а) рассортировку по размерам частиц, если это рыхлые отло­ жения, и определение количества и состава размерных фрак­ ций;

б) отбор проб для петрографического изучения галек и цемента;

в) замеры азимутов наклона удлиненных галек;

г) оп­ ределение степени окатанности галек;

д) наблюдение над усло­ виями залегания пород.

Распространение и практическое применение грубообломоч­ ных пород. Грубообломочные породы встречаются в отложениях самого разного возраста. Обычно они образуются вблизи гор­ ных сооружений во время их интенсивного поднятия. Месторож­ дения галечников и щебня широко распространены в горных местностях и на берегах морей и озер. Конгломераты и брекчии встречаются во многих молодых и древних породах. Галька и Щебень применяются как балластный материал и для приготов­ ления бетона. Некоторые разности брекчий используют как де коративный камень. Конгломераты и брекчии с прочным цемен­ том применяют для мощения дорог и как бутовый камень.

П е с ч а н ы е п о р о д ы — п с а м м и т ы. К песчаным поро­ дам относятся различные пески и песчаники. Породообразующи­ ми минералами песков и песчаников являются кварц, полевые :?

шпаты, слюды, обломки горных пород и глауконит. Второсте­ пенные и акцессорные минералы представлены чаще всего маг­ нетитом, ильменитом, гранатом, цирконом, турмалином, рутилом.

Цемент в песчаниках бывает глинистым (гидрослюды, као­ линит и др.), известковым (кальцит, доломит, реже железистые карбонаты), кремнистым (опал, халцедон, кварцин, кварц), же­ лезистым (окислы и гидроокислы железа), иногда хлоритовым, цеолитовым, фосфатным, сульфатным. Во многих песчаниках цемент полиминеральный (глинисто-известковый, кремнисто глинисто-известковый и т. п.). Целый ряд песчаных пород со­ держит примесь органического углистого или битуминозного вещества.

По количеству и структуре цемента различают песчаники с базальным, поровьш и контактным цементом. По способу обра­ зования цемента — регенерационные (обрастание обломочных зерен тем же минералом с одинаковой оптической ориентиров­ кой каемок), коррозионные (цементация с частичным растворе­ нием обломочных зерен), крустификационные (обрастания зе­ рен), пойкилитовые (цемент состоит из крупных монокристал­ лов, в которых рассеяны обломочные зерна), цементы механического выполнения пор и др.

В химическом отношении песчаные породы характеризуются высоким содержанием кремнезема, иногда повышенным коли­ чеством глинозема и железа (табл. 27 и 28).

В основу минералогической классификации песчаных пород положен состав обломочных зерен. По этому признаку выделя­ ются мономинеральные, олигомиктовые и полиминеральные по­ роды. К мономинеральным относятся широко распространенные кварцевые, сравнительно редко встречающиеся полевошпатовые и глауконитовые пески и песчаники. К олигомиктовым—квар цево-полевошпатовые, полевошпатово-кварцевые, глауконито кварцевые и другие песчаные породы. Полиминеральные разно­ сти представлены аркозами, граувакками и породами смешан­ ного состава (рис. 51).

В зарубежной литературе классификация песчаников основа­ на на несколько иных принципах. Выделяются арениты — хо­ рошо отсортированные песчаники, содержащие немного глины * Г л а у к о н и т бывает обломочным и аутигенным. Обломочный образуется при перемыве г л а у к о н и т о в ы х осадков и пород, зерна его окатаны, размер зе­ рен такой ж е, как и д р у г и х обломочных минералов в породе. В приведенных здесь примерах г л а у к о н и т о в ы х пород г л а у к о н и т в основном обломочный. А у т и генный г л а у к о н и т слагает цемент пород.

Таблица Химический состав некоторых обломочных пород в % J Окис ты ' Растворимая SiO TiO Ai O Na O Fe O FeO CaO MgO KO ПШ1* Возраст часть 2 2 2 3 2 3 Порола. 98,50— 0,01 — 0, 0 3 — 0,02— 0, 0 2 - 0,02— 0, 0 8 Песок кварцевый, Люберецк I 99,50 0,06 0,24 0,10 0,15 0, 0, Песок г л а у к о и и т о в о - к в а р ц е в ы й, — — — г. З м и е в, Х а р ь к о в с к о й обл.. 82,64 6,03 4,57 0,80 0,85 0,95 2,36 6, Песок г л а у к о н и т о в ы й, с. Л о н а — 48,76 7, 20,10 10,87 1,82 0,38 2,09 7,93 5,67 P O =-=!,24 I 2 0 — — — — — П е с ч а н и к к в а р ц е в ы й, Д о н б а с с. 93,04 3,08 0,82 0,36 0,52 0,90 C Песчаник полевошпатово-квар Со — — 81,80 сл. 8,60 1,83 0,95 0,75 1,58 1,57 2, — — П е с ч а н и к а р к о з о в ы п, Д о н б а с с. 73,81 0,10 14,07 2,85 0,98 0,83 2,38 1,57 3,37 C 9,40-CaCo 2,50—MnCo П е с ч а н и к г р а у в а к к о в ы й, Вест- C — — — — 0, фалня ( Р о з е и б у ш, 1932)... 75,73 5,57 0,16 0,30 0,32 6,00—FeCo 17, Глауконитовый песчаник, с.

Глинск, Л ь в о в с к о й обл. (Ла — 44,97 16,40 0,98 5,61 3,32 7,12 6,83 7,55 Р.,О --=4, 9, з а р е п к о, 1958) ь Алевролит полеиошпатово-квар­ — 63,47 11,53 2,69 2,83 6,15 1,26 2,99 9, цевый, Д о н б а с с — — — Q 78,16 7,43 2,40 3,91 1,03 2,21 4, Л ё с с, г. Н о в г о р о д - С е в е р с к и й.

Л ё с с о в и д н ы й с у г л и н о к, Волын Q 72,17 0,68 8,44 2,83 5,40 1,65 1,67 7, * плл — п о т е р я при п р о к а л и в а н и и.

Минеральный состав некоторых обломочных пород в % бломки гор рочие мине гидроокис о примечание арбонаты линистые лауконит ых пород л железа У Минералы Oj о инералы алцелон хлорит олевые 3" ю кислы SH ЛЮДЫ опал паты КU а со О) 1ЛЫ Породы rt И С а U s Xк О кч Оя О С а. С 1й О D с 0, Песок кварцевый, Люберецк... 99,00 0, 0, Песок глауконитово-кварцевый, — — — — — г. З м и е в, Х а р ь к о в с к о й о б л.... Pg * 16,27 20,26 1, 0, 62,16 П е с о к г л а у к о н и т о в ы й, с. Л о п а т и — —.— — — — 10,00 50, 38,00 2,00 I — — — — 0, — Песчаник кварцевый. Донбасс.. 0,57 12, 85,15 1,69 C Песчаник полевошпатово-кварце — — — 3,70 0, 65,92 19,03 10,00 сл. 1, — 0, 2,00 1,80 0, Песчаник аркозовый, Донбасс.. 2 7, 1 3 10,17 сл.

53,05 - с.

— — — — 0, Песчаник г р а у в а к к о в ы й, Донбасс. 0,76 1,50 42, 39,20 5,18 10, Песчаник глауконитовый, — — — — — — — с. Г л и н с к, Л ь в о в с к о й о б л.... до до т •— г 90, 10, Алевролит по л е в о ш п а т о в о - к в а р ­ — — — цевый. Донбасс 6,37 2,34 3,20 1, 1, 58,38 8, 0 0 19,35 C Алевролит аркозовый, А п ш е р о н 0, скин полуостров 4, 35,00 60,50 — Pg дЯ JIUM — — Хадум Л ё с с, г. Н о в г о р о д - С е в е р с к и й... 6, 3,00 6, 70,00 11, Глинистый кварцево-глауконито в ы й а л е в р и т, с. И г н а т о в о, М о с ­ 1, к о в с к о й о б л. ( Л а з а р е н к о, 1958). 25,00 2,00 37,00 35,00 I ( 1 0 % ) и в а ш и — несортированные песчаники с значительным содержанием глины (Вильяме, Тернер, Гильберт, 1962) или квар­ циты— ортокварциты, аркозы и граувакки (Петтиджон, 1957;

рис. 52). В том и другом случае учитываются условия образова­ ния и цементирующее вещество.

кварц 1007, Рис. 5 1. К л а с с и ф и к а ц и я песчаных и алевритовых пород:

м о н о м и н е р а л ь н ы е или мономиктовые: / — кварцевые, 2 — п о л е в о ш п а т о ­ вые, 3— л и т о и д и ы е ;

олигомиктовые: 4 — п о л е в о ш п а т о в о - к в а р ц е в ы е, 5 — кварцево-полевошпатовые, 6 — кварцево-литоидиые;

полимииеральиые:

7 — а р к о з о в ы е, 8 — л и т о и д и ы е аркозы, 9 — граувакковые, 10 — п о р о д ы смешанного состава — аркозограувакки Овломочная основная теса / \ Песчаный аргиллит / Лолевошпото вый кЬариит_ Ортоква) цит Полевой, Квари Кремень шпат Протоквариит Обломки пород Рис. 52. К л а с с и ф и к а ц и я песчаников (по П е т т и д ж о н у ) 5 Логвииеико Н. В.

В составе мономинеральных и многих олигомиктовых пород обычно преобладает кварц (до 80—99%)—полтавские пески и песчаники неогена Украины, современные пески аллювия Днеп­ ра и северного берега Азовского моря и др. Мономинеральные и олигомиктовые породы другого состава встречаются значи­ тельно реже. Как пример подобного рода пород можно назвать некоторые песчаники карбона Прибалхашья, содержащие до 80—97% полевых шпатов, песчаник из с. Глинск, Львовской об­ ласти, содержащий до 90% глауконита.

Аркозами, или аркозовыми песчаниками, называют песчаные породы, состоящие из кварца, полевых шпатов и слюды. Они представляют собой продукты разрушения гранитов и гнейсов.

Содержание полевых шпатов в аркозах более 20%, присутству­ ют также обломки пород (небольшое количество) и цемент, ко­ торый обычно представлен гидрослюдой, каолинитом или карбо­ натами.

Граувакками первоначально называли песчаники, состоящие из обломков основных изверженных пород, имеющие крупный размер частиц и плохую сортировку материала. Такие предста­ вления сохранились и у ряда современных авторов. Американ­ ские исследователи под граувакками понимают песчаники, со­ держащие помимо кварца и полевых шпатов значительное коли­ чество обломков горных пород независимо от их состава, а также значительное количество глины (см. выше вакки). Термин грау вакка заметно эволюционировал, и в настоящее время под грау ваккой следует понимать песчаники, содержащие кварц, поле­ вые шпаты, слюды, обломки различных горных пород и цемен­ тирующее вещество. Обломков горных пород содержится не менее 20%, цементом служит глина и продукты изменения обломочных зерен: серицит, хлорит, цеолиты и др.

Переходные породы между аркозами и граувакками пред­ ставляют собой литоидные (или литические) аркозы, или поле­ вошпатовые граувакки (субграувакки американских авторов).

Песчаные породы, в составе которых все три компонента (облом­ ки пород, кварц и полевой шпат) содержатся в количестве более 20%, относятся к смешанным и могут быть названы аркозо-грау вакками.

Структуры песчаных пород — псаммитовые, псаммо-псефито вые, псаммо-алевритовые, псаммо-пелитовые. В измененных и метаморфизованных песчаниках наблюдаются мозаичные кон формно-регенерационные, стилолитовые, шиловидные и бластоп саммитовые структуры.

Текстуры — слоистые: косо и диагонально-слоистые, волни­ стые, горизонтально-слоистые.

Кварцевые песчаники обычно светлые, белые, редко темные (с магнетитом или органическим веществом), бурые и красно бурые (с железистым цементом), полевошпатовые и аркозовые—• розовые и красные, граувакковые — зеленовато-серые, темно-се­ рые, до черных;

глауконитовые песчаники окрашены в зеленые тона.

Песчаные породы образуются в различных условиях. Ниже дается краткая характеристика основных генетических типов пе­ счаных пород.

Морские пески и песчаники характеризуются хорошей сорти­ ровкой и окатанностью зерен, плотной упаковкой, наличием диа­ гональной слоистости прибрежно-морского типа, знаков волн, потоковой слоистостью.

Песчаные породы морского генезиса образуются в мелковод­ ной области шельфа, на литорали и сублиторали, реже в глубо­ ководных обстановках. Они часто содержат морскую фауну и растительный детрит, снесенный с суши, глауконит и иногда фос­ форитовые конкреции, отличаются широким площадным распро­ странением и значительной мощностью пластов. В области пля­ жа они часто являются вместилищем ценных полезных ископа­ емых: ильменита, граната, монацита, касситерита, золота и др.

Озерные пески и песчаники сходны с морскими. Основные от­ личия заключаются в ином составе фауны, небольшом площад­ ном распространении, мощности и наличии в кровле и почве дру­ гих озерных осадков. Диагональная слоистость озерных песков часто имеет такой же рисунок, но отличается меньшими разме­ рами пачек и слоев. В озерных песках чаще встречается примесь глины и глинистые прослои.

Речные пески и песчаники характеризуются плохой сортиров­ кой материала и сравнительно худшей окатанностью песчинок.

Упаковка песчаных осадков в речных отложениях менее плот­ ная, пористость более высокая. В речных песках развита диаго­ нальная слоистость речного и потокового типа, перекрестная ко­ сая слоистость прирусловых валов и косо-волнистая слоистость на пойме.

Обычно песчаные породы речного генезиса содержат крупный растительный (стволы, ветки деревьев) и мелкий растительный детрит и иногда — пресноводную фауну (пелециподы) и кости Позвоночных.

Песчаные породы речного генезиса встречаются в виде полос или лент, вытянутых в направлении речных долин. В русловых песках равнинных рек присутствует мелкая галька и гравий, в песчаных осадках горных рек галька является обычным компо­ нентом.

Аллювиальные пески часто содержат золотоносные, платино •носные, монацитовые, шеелитовые и другие россыпи, а также россыпи драгоценных камней.

Флювио-гляциальные песчаные породы образуются в резуль­ тате перемыва талыми водами ледника моренных отложений. Они ассоциируются, с одной стороны, с ледниковыми, с другой — с. аллювиальными осадками, отличаются сравнительно хорошей сортировкой, невысокой степенью окатанности, наличием диаго­ нальной слоистости потокового и речного типа. Обычно флювио гляциальные пески отличаются некоторой грубостью — содержат примесь гравия и гальки. Распространены они в виде пятен не­ правильной формы и небольшой площади, реже в виде полос.

Эоловые пески и песчаники характеризуются прекрасной сор­ тировкой и окатанностью, а также полировкой поверхности пес­ чинок, пользуются широким площадным распространением, отли­ чаются значительной мощностью, наличием диагональной слоис­ тости эолового типа, почти полным отсутствием органических ос­ татков.

Распространение и практическое применение песчаных пород.

Песчаные породы пользуются широким распространением в от­ ложениях самого различного генезиса. Они являются обычным компонентом многих терригенных формаций: угленосных, фли­ шевых, молассовых, кварцево-песчаных и др.

Песчаные породы геосинклиналей отличаются полимиктовым составом и примесью вулканогенного материала, песчаные отло­ жения платформ обычно мономинеральные или олигомиктовые.

Месторождение песков и песчаников известны в отложениях разного возраста. Так, например, крупные месторождения песков известны в полтавской серии неогена Украины, песков и песча­ ников — в юрских, триасовых, пермских и каменноугольных от­ ложениях Донецкого бассейна, палеозое Подолии, Урала, Тима на, Средней Азии и др. Многочисленны месторождения песков в четвертичных ледниковых отложениях Севера нашей страны, в современных осадках пляжа озер и морей, в речных осадках и т. п.

Месторождения глауконитовых песчаных пород известны в кембрии и силуре Прибалтики, в юрских отложениях Подмосков­ ной котловины и Поволжья, в третичных отложениях восточного склона Урала, Поволжья, Украины и др.

Пески находят применение в производстве стекла, фарфора, фаянса, в литейном деле, при мощении дорог, в строительстве (для бетона, штукатурки и др.). Песчаники используются как бутовый камень, для производства щебенки, для мощения дорог.

Крепкие песчаники применяются для кладки стен, песчаники с кремнистым цементом (осадочные «кварциты») — для изготовле­ ния огнеупорного кирпича — динаса.

Глауконитовые породы используют для извлечения глауко­ нита, который находит широкое применение в производстве зеле­ ной краски, для смягчения воды (употребляется в фильтрах как адсорбент) и для удобрения полей (калийные удобрения).

Пылеватые породы — алевриты. Это различные рыхлые образования (лёссы, илы) и сцементированные породы (алевролиты). Аллотигенные минералы пылеватых пород пред ставлены кварцем, полевыми шпатами, слюдами и глауконитом.

Цемент — глинистыми, карбонатными, железистыми и кремни­ стыми минералами, реже хлоритами, цеолитами, фосфатами и сульфатами.

Алевритовые породы очень сходны с песчаными. Основные различия заключаются в меньшем р а з м е р е л е р н а и~-« связи с этим несколько ином минералогическом составе. В алевритах в больших количествах накапливаются глинистые минералы, слю­ ды и мало или нет обломков горных пород.

По'количеству и структуре выделяются все те же ^шпы це­ мента, что и в песчаных породах: контактовый, поровый, базаль­ ный, регенерационный, коррозионный, крустификадионный, пой килитовый и цемент механического выполнения пор.

По минералогическому составу среди алевритовых пород, так же как и среди песчаных, можно различать мономинеральные, олигомиктовые и полиминеральные разности (см. рис. 51). Од­ нако они не содержат литоидных пород, настоящих граувакк и значительно реже среди них встречаются аркозы.

. Структуры пылеватых пород алевритовые (грубые и тонкие), алевро-псаммитовые, алевро-пелитовые. Дополнительная харак­ теристика дается по структуре цемента. Часто встречаются ми крослоистые и ориентированные структуры, благодаря парал­ лельному расположению глинистых и слюдистых минералов своими длинными размерами. Текстуры алевритовых пород сло­ истые и неслоистые: горизонтально-слоистые, волнисто-слоистые, ^косо- и диагонально-слоистые. Размеры пакетов и слойков в алевритовых породах значительно меньше, чем в песчаных. Алев­ ритовые породы залегают в виде слоев, пластов, линз. Мощность. пластов обычно небольшая — сантиметры, метры, несколько мет­ ров и лишь в редких случаях достигают сотни метров (лёсс).

По внешнему виду и окраске пылеватые породы весьма раз­ нообразны и часто похожи на песчаные. Зернистость в пылева­ тых породах различима обычно только в лупу, образуются они в морях, озерах, в речных долинах, на склонах (делювий) и особенно часто эоловым путем.

Рыхлые алевритовые породы широко развиты среди совре­ менных отложений — различные водные илы (морские, озерные) И лёссы. Сцементированные алевритовые породы — алевроли­ ты-— широко развиты среди отложений геологического прош­ лого.

Лёсс — порода желтовато-серого, буровато-серого цвета, со­ стоящая из частиц диаметром 0,05—0,005 мм (до 60—95%). Ча­ стицы держатся в куске благодаря межмолекулярным силам и Цементации, но легко растираются между пальцами и легко рас­ падаются в воде. Пластичность лёсса невысокая, порядка 3—5.

В обнажениях лёсс обладает столбчатой отдельностью и обра­ зует вертикальные откосы. Пористость его очень высокая, более 50%, причем различают макро- и микропоры. По минералогиче­ скому составу это преимущественно кварцевая порода с неболь­ шим содержанием полевых шпатов и акцессорных минералов.

Из аутигенных образований присутствуют кристаллы и конкре­ ции кальцита и гипса. Глинистые минералы содержатся в не­ большом количестве и представлены в основном гидрослюдами и монтмориллонитом.

При увлажнении лёссов грунтовыми или поверхностными во­ дами они дают значительные по величине и неравномерные осад­ ки (просадки, благодаря уменьшению объема).

По поводу генезиса лёсса существуют разные гипотезы: эоло­ вая, аллювиально-делювиальная, почвенная, элювиальная и др.

Наиболее обоснованной является эоловая гипотеза. Сущность ее сводится к следующему. В пустынях происходит интенсивное развевание, тонкие пылеватые частицы выносятся за пределы пустыни и откладываются по периферии пустынных областей.

Так образовался типичный лёсс Китая и Средней Азии. Лёсс широко распространен в Китае, Средней Азии, Предкавказье, Украине, Средней Европе и в других странах. Мощность лёсса от нескольких до сотни метров. Еще более широко распростра­ нены различные лёссовидные породы: глины, суглинки, супеси и др. Последние имеют различное, чаще всего делювиально пролювиальное или речное происхождение.

Алевролиты — плотные сцементированные породы. По внеш­ нему виду и окраске они весьма разнообразны: серые, темно серые, бурые, красные, зеленовато-серые, пестрые и т. п., часто тонкослоисты или плитчаты (раскалываются на плитки), реже однородны, обычно переслаиваются с песчаными или глинисты­ ми породами.

Алевролиты широко распространены среди древних палео­ зойских отложений, встречаются также среди мезозойских к третичных отложений различных областей.

В угленосной толще среднего карбона Донбасса описаны так называемые алевролиты переслаивания — переслаиваются тон­ кие слойки алевритового и глинистого материала (отложения ваттов?).

Распространение и практическое применение пылеватых по­ род. Пылеватые породы пользуются широким распространением в отложениях самого различного возраста и генезиса. Они яв­ ляются обычными компонентами различных терригенных фор­ маций. Практическое значение их также достаточно велико. Лёсс и лёссовидные породы широко применяются для изготовления самана и кирпича. Алевролиты с прочным цементом используют как камень для мощения дорог и строительства зданий.

Обломочные породы смешанного состава (песчано-алеврито-глинистые). Между песком и глиной сущест­ вует целый ряд переходных пород с переменным содержанием песчаного, алевритового и глинистого материала. Эти породы получили название суглинков и супесей. Они состоят из песча­ ных, алевритовых и глинистых частиц, благодаря сцеплению между частицами и некоторой цементации держатся в куске, т. е. представляют собой связные породы.

Классификация смешанных пород основана на содержании песка, алеврита и глины, а также на свойстве пластичности (чис­ ле пластичности;

табл. 29). Породы, содержащие глинистых ча­ стиц более 30%, относятся к глинам, при содержании глинистых частиц от 30 до 10% — к суглинкам, от 10 до 5% — к супесям, менее 5% — к алевритам или пескам. В зависимости от содержа­ ния песчаных и алевритовых частиц они получают названия суглинков и супесей или алевритовых суглинков и супесей (ког­ да алевритовых частиц больше, чем песчаных).

Приведенная классификация предложена инженерами-геоло­ гами и дорожниками и применяется также почвоведами. С целью устранения излишнего дробления и лучшего согласования пока­ зателей гранулометрии и пластичности нами внесены в эту клас­ сификацию некоторые изменения: вместо трех типов суглинков выделяется только два, вместо двух типов супесей — один и при­ няты иные пределы по числу пластичности (глины — число пла­ стичности более 22, суглинки — 22—10, супеси—10—0).

Аллотигенные минералы в смешанных породах представлены кварцем, полевыми шпатами, слюдами, глинистыми минералами, второстепенные и акцессорные — глауконитом, обломками гор­ ных пород, цирконом, турмалином, гранатом, магнетитом, гема­ титом и др., аутигенные — карбонатами (главным образом каль­ цитом), глинистыми минералами (гидрослюды, монтмориллонит, реже каолинит), окислами.и гидроокислами железа, реже суль­ фатами (липе). Карбонаты встречаются в виде разнообразных конкреций: журавчиков или дутиков, погрымышей, миццел, псев домицел и т. п. В странах с сухим жарким климатом суглинки и супеси содержат выделения гипса, а иногда и галита.

Структуры смешанных пород алевро-пелитовые, псаммо-алев ритовые, псаммо-алевро-пелмтовые.

Текстуры смешанных пород слоистые и неслоистые, пятни­ стые и др. Супеси и суглинки являются типичными полимине­ ральными и разнородно-зернистыми породами. Некоторые уче­ ные (подобные породы 'Называют мусорными или хлидолитами (Пустовалов, 1940).

Смешанные породы пользуются широким распространением среди четвертичных континентальных отложений. Месторожде­ ния суглинков и супесей встречаются почти повсеместно в Ев­ ропейской части СССР в Западной Сибири, Средней Азии, в Средней Европе и других странах.

Суглинки и супеси находят широкое применение для изго­ товления строительного кирпича. Некоторые разности суглинков Таблица Классификация смешанных песчано-алеврито-глинистых пород С о д е р ж а н и е частиц Литифицированные Число пластичности 0,005- Метаморфизованные 0, 0 0 5 мм, 0,5—1,0 мм, (для рыхлых 0,05 мм, рыхлые сцементированные глина, % песок пород) алеврит 30 Больше Меньше Алевритовая глина 22 Алевритовый аргиллит С л а н е ц г л и н и с т ы й алев­ ритовый 30 Меньше Больше Глииа Аргиллит Г л и н и с т ы й сланец 20—30 Больше Меньше Суглинок Песчанистый аргилли тяжелый Песчаный аргиллито то-алевролитовый алевролит алевритовый сланец 22-10 20-30 Меньше Больше Суглинок тяжелый Алевритовый аргилли Алевритовый аргилли то-песчаник то-песчаиик 10-20 Больше Меньше Суглинок легкий алев­ Г л и н и с т ы й Глинистый песчано песчаник ритовый алевролитовый сла­ алевролит нец Глинистый алеврито 10—20 Меньше Больше Суглинок легкий Глинистый алеврито песчаиик песчаник Больше Меньше 10—5 Супесь алевритовая Глинисто-песчаный Глинисто-песчаный 10- алевролитовый сла­ алевролит нец Больше Глинисто-алевритовый Меньше Супесь 10-5 Глинисто-алевритовый песчаник песчаник Больше Меньше Песчаный алеврит Песчаный алевритовый 5 Песчаный алевролит сланец Алевритовый песок Меньше Больше Алевритовый песчаник 5 Алевритовый песчаник Примечание. 1) н а з в а н и е п о р о д ы — «глина и песок» п р и м е н я е т с я д л я о т л о ж е н и й в с е х с и с т е м от четвертичных д о кембрийских, н а п р и м е р « с и н я я к е м б р н й с к а я г л и н а » и д р. ;

н а з в а н и е п о р о д ы — « с у г л и н о к и супесь» б е з о с о б ы х о с н о в а н и й п р и м е н я е т с я только д л я пород четвертичного в о з р а с т а ;

с л е д у е т у с т р а н и т ь т а к у ю д и с к р и м и н а ц и ю и п р и м е н я т ь н а з в а н и я — « с у г л и н о к и с у п е с ь » д л я о т л о ж е н и й в с е х сис­ т е м ;

2) о б ы ч н о к л а с с и ф и к а ц и я с у п е с е й и с у г л и н к о в по пластичности и по г р а н у л о м е т р и ч е с к о м у с о с т а в у не с о в п а д а е т ;

т я ж е л ы е суглинки по г р а н у л о м е т р и ч е с к о м у с о с т а в у по п л а с т и ч н о с т и о к а з ы в а ю т с я г л и н а м и, с у п е с и — л е г к и м и с у г л и н к а м и и т. д., п о э т о м у принята классифи­ к а ц и я но п л а с т и ч н о с т и, р е к о м е н д о в а н н а я г е о т е х н и ч е с к и м о т д е л о м с т р о и т е л ь с т в а канала М о с к в а - В о л г а (22,22—10,10—0).

применяются для получения легкого наполнителя бетона — ке­ рамзита. Тяжелые суглинки могут быть использованы для про­ изводства грубой керамики '(гончарная посуда, канализацион­ ные трубы, метлахские плитки).

Переходные типы пород между обломочны­ ми и вулканогенными, карбонатными, угли­ стыми. Между обломочными породами и вулканогенными, i карбонатными, углистыми наблюдаются постепенные переходы, ' имеется целый ряд типов с переменным содержанием двух ком­ понентов. Д л я пород, переходных между обломочными я карбо­ натными, существует целый ряд детально разработанных клас jC-ификаций. Так, например, С Г. Вишняков и Л. Б. Рухин ('1953) ] предлагают различать: известковистые песчаники и глины пр,и !содержании кальцита (доломита) от 5 до 2 5 % ;

известковые пе­ счаники и глинистые мергели доломита — от25 до50%';

песчаные !известняки и мергели — 50—75% кальцита (доломита);

песча­ нистые известняки и известковые мергели — 75—95% кальцита ;

(доломита).

;

Однако все эти классификации весьма сложны и иногда из­ лишне детальны. Предлагается более простая и однообразная !система терминов и !количественных !границ.

При наличии в обломочной породе примеси вулканогенного, карбонатного, углистого материала до 5% сохраняется назва­ ние обломочной породы, только в описании указывается присут­ ствие примеси.,При наличии примесей от 5 до 50% обломочная (порода получает соответствующее прилагательное: туфогенный песчаник, углистая глина, известковая глина и т. д. При наличии !вулканогенного, карбонатного материала от 50 до 95% название дается не по обломочному, а по соответствующему материалу:

^алевритовый туф или туффит, песчаный известняк и т. д. Со­ д е р ж а н и е обломочного материала отражается в прилагательном 1(глинистый, песчаный). При наличии обломочного материала до \Ъ% название устанавливается по соответствующему материалу, |;

а содержание обломочной примеси отмечается только в описа­ нии (табл. 30). Исключение составляют только угли, к которым Sможно относить породы, содержащие примесь обломочного ма­ териала до 25%.

!' Породы, переходные между обломочными и в у л к а н о г е н н ы м и. Одним крайним членом этого ряда яв­ л я ю т с я обломочные породы, другим — вулканогенные, или пиро *|кластические. Первые описаны выше, здесь ж е дадим краткую !{Характеристику вторым.

|: Пеплы — рыхлые скопления материала, выброшенного вул­ канами. IB составе пеплов преобладают обломки вулканического,!стекла (витрокластические пеплы), обломки кристаллов вулка яичесжих пород (кристаллокластические) и обломки эффузивных пород (литокластические). Если обломки имеют основной состав Классификация ^^^^ Приме- Карбонатное в е щ е с т в о (кальцит, доломит) си в % Обломочные ^^^^ 5- 5 50-95 породы ^^^^ Глинистый Глина Известко­ Известняк Глинистые породы, известняк вая г л и н а d 0, 0 0 5 мм (доломит) мергель (доломито­ вый мер­ гель) Аргиллит Известко­ To же То ж е вый аргил­ лит Глинистый Известко­ • * вый глини­ сланец стый сланец Известняк Алевритовые породы, Известко­ Алеврито­ Алеврит в ы й алев­ вый извест­ (доломит) 0,005-0,05 мм рит няк (доло­ мит) Алевролит Известко­ To ж е То же вый алевро­ лит Известко­ Алеврито­ вый алев­ в ы й сланец ритовый сланец Песок Песчаный Известняк Песчаные породы, Известко­ известняк 0, 0 5 — 1, 0 мм (доломит) вый песок (доломит) Песчаник Известко­ To ж е То же вый песча­ ник Таблица 3ft переходных пород Вз'лканическнй материал Углистое вещество 50-95 5 5-50 5 5- 50-75 Глини­ Угли­ Вулка­ Глина Уголь Глина Туфо Глини­ стая стый ниче­ стый генная вулкани­ ский глина уголь глина ческий пепел пепел Угли­ Аргил­ Аргил­ Глини­ To ж е То ж е Туфо- ТуФ лит стый лит генный стый аргиллит аргиллит туф— туффит Глини­ Угли­ Глини­ Туфо- To же То ж е стый стый стый генный сланец сланец глини­ глини­ стый стый сланец сланец Алеври­ Алеврит Вулка­ Алеврит Угли­ Алеври­ Уголь Туфо стый товый генный товый ниче­ алеврит вулкани­ ский алеврит уголь ческий пепел пепел Алеври­ Алевро­ Угли­ To ж е Алевро­ Туфо To же ТуФ лит стый лит гепный товый алевро­ алевро­ туф— лит лит туффит „ Алеври­ Угли­ Алеври­ Туфо- To ж е То же товый стый товый генный сланец алеври­ сланец алеври­ товый товый сланец сланец Песок Угли­ Песча­ Уголь Вулка­ Песок Туфо- Песча­ стый ный генный ный вул­ ниче­ песок уголь песок каниче­ ский пепел ский пепел Песча­ Угли­ То ж е To ж е Песча­ Туфо- Песча­ ТуФ ник ник генный ный стый туф— песча­ песча­ туффит ник ник и гидратизированы (подводные извержения), породы, образо­ ванные ими, называют палагонитовыми. Форма обломков обыч­ но угловатая, реже каплевидная и шарообразная (пизолиты).

Сортировка материала несовершенная или отсутствует. Часто пеплы содержат обломки разного рода и примесь настоящего обломочного материала.

Сцементированные пеплы называют туфами. Цемент туфов обычно представлен продуктами вторичных изменений вещества породы. В цементе туфов часто присутствуют хлориты, эпидот, карбонаты, цеолиты и др. По размеру частиц различают тонко обломочные (диаметр частиц 0,1 мм), мелкообломочные (диа­ метр частиц до 1 мм), крупно- и грубообломочные (диаметр частиц 1 мм). Туфы заметно изменены вторичными процесса­ ми (воздействием гидротермальных растворов или выветрива­ ния). Конечным продуктом выветривания туфов являются монт мориллонитовые глины — бентониты.

Туффиты. состоят из обломков вулканического стекла, эффу­ зивных пород и минералов (полевых шпатов, пироксенов, амфи­ болов и др.). Содержание песка, алеврита или глинистых частиц обломочного происхождения до 50%.

Сцементированные породы называют туффитами, рыхлые — пеплами глинистыми, алевритовыми и песчаными. Пеплы и туффиты характеризуются слоистостью, иногда содержат орга­ нические остатки. Структуры и текстуры у них осадочные (псам­ митовые, алевритовые, пелитовые). Макроскопически туффиты весьма разнообразны, чаще всего они окрашены в бурые и зеленоватые тона. Цементирующее вещество представлено гли­ нистыми минералами, хлоритами, карбонатами и цеолитами и часто имеет вторичное происхождение (изменение вулканоген­ ных и обломочных компонентов). Образуются они в водных бассейнах и на суше.

Туффогенные породы представляют собой нормальные оса­ дочные образования — глинистые, песчаные, содержащие неболь­ шую примесь (20—30, иногда до 50%) вулканогенного материа­ ла (обломки вулканического стекла, эффузивных пород и минералов). Обломочные частицы окатаны, вулканогенные — угловаты или слегка окатаны. Текстуры и структуры — нормаль­ ные осадочные, обычна слоистость, часто содержатся органиче­ ские остатки. Макроскопически не всегда удается установить принадлежность пород к этому типу, для этого требуется микро­ скопическое изучение в шлифах.

Породы, переходные м е ж д у о б л о м о ч н ы м и и к а р б о н а т н ы м и. К этому типу пород относятся различные известковые глины, алевриты, аргиллиты, песчаники, содержа­ щие более 50% обломочного материала, и глинистые, алеврито­ вые и песчаные известняки и доломиты, содержащие более 50% карбонатного материала.

Первые представляют собой скопление глинистого и обло­ мочного материала с карбонатным цементом и скелетами изве­ стковых организмов. Вторые — концентрацию карбонатного ве­ щества (хемогенного и биогенного), в котором содержится боль­ шое количество как бы взвешенных глинистых и обломочных примесей.

Из перечисленных выше пород наибольшее практическое зна­ чение имеют глинистые известняки — мергели. Описание мерге­ лей см. ниже IB главе, посвященной карбонатным породам.

Породы, переходные м е ж д у о б л о м о ч н ы м и и у г л и с т ы м и. К этому типу относятся различные углистые глины, аргиллиты, сланцы, алевриты, алевролиты, пески, песча­ ники и глинистые алевритовые и песчаные угли. Чаще других встречаются углистые глинистые породы и глинистые угли.

Они являются спутниками угольных пластов, залегая в кровле и почве или замещая их по простиранию. Обычно это слоистые и тонкослоистые породы, представляющие собой переслаивание углистого и глинистого материала, содержащие многочисленные растительные остатки часто хорошей сохранности (веточки, ли­ стья — в кровле и остатки корней — в почве). Мощность угли­ стых пород небольшая, порядка нескольких сантиметров, редко достигает метра и нескольких метров. Образуются они в боло­ тах, торфяниках, озерах, реже в заливах и лагунах.

Глинистые угли содержат 50—75% углистого вещества, гли­ нистые примеси распределены в них равномерно, как бы взве­ шены в основной углистой массе, реже сконцентрированы в виде тонких прослоек. Встречаются в кровле и почве угольных пла­ стов, в некоторых угольных бассейнах часто слагают целые пласты.

Углистые породы и глинистые угли — обычные компоненты угленосных формаций.

Глинистые породы К глинистым породам относятся различные гли­ ны, аргиллиты, глинистые сланцы и некоторые другие. Они со­ ставляют больше половины всех осадочных пород стратисферы и имеют большое значение для человека.

Классификация глинистых пород основана на их свойствах, генезисе и минеральном составе. Среди глинистых пород выде­ ляются две подгруппы.

/ подгруппа — глины — связные породы, держатся в куске благодаря межмолекулярным силам и сцеплению между тончай­ шими частицами, имеют высокую пористость, достигающую 50 и даже 60%. Глины обладают свойством пластичности: порошок глины, замешанный с водой, образует вязкое тесто, способное формоваться и сохранять приданную ему форму. Обожженное в огне тесто приобретает каменистую твердость и крепость. Это свойство используется при изготовлении из глин различных из­ делий: фарфора, фаянса и другой керамики.

// подгруппа — аргиллиты и глинистые сланцы — сцементиро­ ванные и метаморфизованные породы, плотные, с незначительной пористостью (несколько или 1—2%), плохо размокающие или не размокающие в воде и не обладающие пластичностью.

Глины, аргиллиты и глинистые сланцы по их происхожде­ нию можно подразделить на породы обломочные и химические, каолинит ЮО % Рис. 53. Классификация глинистых пород:

мономи'неральные — / — каолииитовые, 2 — г и д р о с л ю д и с т ы е, 3 — м о н т м о р и л лонитовые, переходные, 4 — гидрослюдисто-каолинитовые, 5 — каолииито гидрослюдистые, 6 — гидрослюдисто-монтмориллонитовые;

полиминераль­ ные — 7 — м о н т м о р и л л о и и т - г и д р о с л ю д и с т о - к а о л и н и т о в ы е, 8 — каолинит гидрослюдисто-монтмориллонитовые, 9 — гидрослюдисто-каолииит-монтмо р и л л о н и т о в ы е, 10 — п о р о д ы с м е ш а н н о г о с о с т а в а по обстановкам осадконакопления — на морские, лагунные, дель­ товые, озерные, речные, водно-ледниковые и элювиальные (коры выветривания). По минеральному составу различают каолинито вые, пидрослюдистые, монтмориллонитовые и полиминеральные глины (см. рис. 53). Встречаются также хлоритовые и палыгор скитовые глины, однако значение их невелико по сравнению с другими минеральными типами.

Главными в глинистых породах являются глинистые мине­ ралы группы каолияита, гидрослюд, монтмориллонита и смешан но-слойные образования, обнаруженные в последнее время во многих глинах и глинистых породах.

Наряду с глинистыми минералами важными компонентами некоторых глин являются хлориты, минералы группы палыгор скита и сепиолита, окислы и гидроокислы алюминия (гидраргил лит), а также глауконит и опал.

Второстепенные минералы представлены кварцем, халцедо­ ном, слюдами, полевыми шпатами.

Таблица Химический состав наиболее распространенных глинистых пород ^Скислы TiO S j 0 a + AbO HO Fe O Na O HO FeO CaO KO SO MgO 2 3 2 3 2 2 Породы 3, 52,96 23, 0,46 5,74 0, Аргиллит, C, Донбасс,84 2,90 7, 1, Глина каолнпитовая, Новоселицкого м е с т о р о ж д е н и я У С С Р (с г п д р а р г и л 47,55 19, литом) 32,34 0, 1,14 3,12 0, 1,00 0,42 8, Г л и н а г и д р о с л ю д и с т а я, Ч а с о в Яр.. 52,62 29,48 0,55 0,46 2, Глина гидрослюдистая, Косулино, 0, 1,40 0,10 10, 47,80 0,44 35,20 0,26 0, У р а л ( П е т р о в, 1947) 3, Глина каолииитовая, первичный као­ 0, 1,02 0,50 0,56 6, лин, У р а л, Полетаево 0,33 20,12 0,02 1, 69, Глина каолииитовая, вторичный као­ 1, 0,34 1, 29,27 1,65 0,37 10,98 0, л и н, К ы ш т ы м ( П е т р о в, 1947).... 0, 55, ( п. п. п.) Глина монгмориллонмтовая, Аскана, 7, 3,96 2, 0,15 25,12 5,22 2, Грузия 53,50 0, Глина вйлиминеральная, Майкоп, 6, 4,29 8, 0,84 1,03 1,26 0, 20,29 1,66 2, Кавказ 53, Ю р с к и е г л а у к о н и т о в ы е г л и н ы, с. И г ­ 17,19 10. 0,16 2,00 0,30 9, 0,69 5, 3, натове, М о с к о в с к о й обл 48, I Таблица Минеральный состав наиболее распространенных глинистых пород ОрГЁ!Иическое (аргиллит юслюды Мои тморил­ и »оиаты ^^­^^^ Минералы а 1ИНИТ вещеJCTBO к V H 25« C Q S я =• о.


лоикIT « т 5= Квар Слю, и.

и к ^ « о о о. Йs Породы — 3 S х & ОG U X СS U о са — — сл. 4,45 6, 4,50 24,58 сл. 0, 32,16 4. 23, — — — — — сл.

30­35 65—70 сл.

1­2 сл. сл.

Г л и н а г и д р о с л ю д и с т а я, Ч а с о в Яр..

Глина каолинитовая, Новоселицкого — — — — — — 1,0 65­70 25—30 1, — — месторождения, УССР Глина гидрослюдистая, Косулино, 5,0 85, 10, сл. сл. сл.

— — —' У р а л ( П е т р о в, 1947) Глина каолинитовая, первичный као­ — — — — — — 44,50 25,40 28,50 1, Глина каолинитовая, вторичный као­ — — — — — — — — 3, 37,00 12, 48, л и н, К ы ш т ы м ( П е т р о в, 1947)....

Глина монтмориллонитовая, Аскана, преобладает монтмориллонит Глина полиминеральная, Майкоп, гидрослюдисто­бенделлитовая с примесью монтмориллонита В виде новообразований в порах и в виде конкреций в гли­ нах присутствуют карбонаты (кальцит, доломит, сидерит и др.), сульфаты (гипс), сульфиды (пирит, марказит и др.), окислы и гидроокислы железа и марганца.

В химическом отношении глинистые породы отличаются вы­ соким содержанием глинозема (20—50%) и незначительным — щелочей (3—5%) (табл. 31 и 32).

Структуры глинистых пород пелитовые, алевропелитовые, псаммопелитовые. В зависимости от расположения и формы час­ тиц, а также учитывая другие признаки, можно различать такие структуры.

1. Ориентированные — микрослоистая, микрослоисто-сланце ватая, сланцеватая.

2. Неориентированные — беспорядочно-зернистая, хлопьевид­ ная, ооидная, волокнистая, конгломератовидная, брекчиевидная.

По степени кристалличности глинистого вещества различают кристаллические и аморфные структуры.

Текстуры глинистых пород слоистые и неслоистые, преоблада­ ют первые. Слоистые текстуры чаще всего горизонтально-слои­ стые. Среди неслоистых текстур различают пятнистые, сетчатые, контломератовидные, брекчиевидные и др.

Условия залегания глинистых пород весьма разнообразны.

Это слои, пласты, линзы различной мощности и протяженности.

В коре выветривания наблюдаются неправильные формы зале­ гания.

Выше были выделены два основных генетических типа глини­ стых пород — обломочные и хемогенные.

Обломочные глины образуются в результате разрушения и пе реотложения коры выветривания *, а также осадочных пород бо­ лее древнего возраста. Образование обломочных глин происхо­ дит в речных, озерно-болотных, лагунных и морских обстановках.

Хемогенные глины формируются в результате химического выветривания кристаллических пород. Типичные примеры хими­ ческой глины-—первичный каолин, монтмориллонит-нонтронито «ые продукты выветривания на эффузивных и ультраосновных породах и т. п.

Возможен и другой способ образования глинистых минера­ лов — путем совместного осаждения в водоемах суши и морях коллоидов глинозема и кремнезема и адсорбцией ими из раство­ ров катионов. Глины коллоидного генезиса отличаются тонким размером частиц и имеют раковистый излом.

Глины. К а о л и н и т о в ы е г л и н ы. К каолинитовьш гли­ нам относятся первичные (хемогенные) и вторичные (обломочно * Н е к о т о р ы е исследователи с ч и т а ю т, что глинистые минералы к о р ы вывет­ ривания образовались химическим п у т е м, следовательно, все г л и н ы хемоген­ ные. Если т а к р а с с у ж д а т ь, то аркозовые песчаники магматогенные, они обра­ зовались из п р о д у к т о в разрушения гранитов.

ного генезиса) каолины. Первые развиты в коре выветривания кристаллических пород. По составу это главным образом каоли нитовые породы. Второстепенными минералами являются гидро­ слюды, галлуазит, кварц и ряд устойчивых акцессорных минера­ лов. В первичных каолинах часто наблюдаются крупные «верми кулитоподобные», или «воротничковые», агрегаты и отдельные кристаллы каолинита. По гранулометрическому составу и плас­ тичности они обычно представляют собой породы, переходные между глиной и песком с большим количеством песчано-алеври товых примесей.

По внешнему виду первичные каолины жирные на ощупь, по­ ристые породы белого и серовато-буровато-белого цвета. При растирании пальцами всегда обнаруживаются песчинки кварца.

Вторичные каолины—глины обломочного генезиса, образу­ ются в результате перемыва первичных каолинов. В процессе размыва, переноса и отложения происходит их обогащение в природных условиях — удаление песчано-алевритовой примеси и тя!желых минералов. По гранулометрии и пластичности вторич­ ные каолины почти всегда являются настоящими глинами. В их составе содержится 30% (иногда 7 5 % ) глинистых частиц (диаметром 0,005 мм), пластичность более высокая, чем у пер­ вичных каолинов.

В минералогическом составе вторичных каолинов преобла­ дает каолинит, имеются небольшие примеси гидрослюды, иногда галлуазита и пылеватого кварца, очень часта примесь органиче­ ского углистого вещества и сульфидов железа.

В ряде вторичных каолинов имеется значительная примесь гидраргиллита. Гидраргиллит может быть обломочного проис­ хождения — попадал в глину в результате перемыва латеритной коры выветривания. Мог он образоваться и на месте. Глины с гидраргиллитом встречаются в соседстве с угольными пластами, содержащими сульфиды железа. При окислении пирита образу­ ется серная кислота, которая, взаимодействуя с каолинитом, дает начало гидраргиллиту.

По внешнему виду вторичные каолины плотные, жирные на ощупь породы, окрашенные в серовато-белые, белые и серые тона. При растирании пальцами наличие обломочной примеси не обнаруживается. Глина, замешанная с водой, дает вязкое тесто и раскатывается в гонкую нить.

При несовершенной сортировке в процессе переноса и отло­ жения, а также при смешении материала, поступавшего из раз­ личных источников, образуются «аолинитовые глины, со­ держащие много примесей, и глины переходного состава:

каолинит-гидрослюдистые и др.

Каолинитовые глины обладают высокой огнеупорностью — температура плавления многих глин выше 1700° С, температура спекания — 1300—1400° С Месторождения первичного каолина известны на Украине (Глуховецкое, Просяное и др.), на Урале, в Западной Сибири, на Дальнем Востоке и др. Месторождения вторичных каолинов — в палеогене Украины (Новосилцевское, Кировоградское и др.), на Урале, в Средней Европе и др.

Каолинитовые глины — ценное полезное ископаемое. Они при­ меняются для изготовления огнеупорного кирпича — шамота, фарфора, фаянса и др., используются в бумажной промышлен­ ности в качестве наполнителя бумажной массы (20—40% от ее состава), в резиновой промышленности как наполнитель в соста­ ве резины, а также при производстве мыла, карандашей и др.

Г и д р о с л ю д и с т ы е г л и н ы. По генезису многие гидро­ слюдистые глины близки к каолинитовым и связаны с ними пос­ тепенными переходами. Выделяется ряд переходных типов глин:

гидрослюдисто-каолинитовые, каолинито-гидрослюдистые.

Гидрослюдистые глины образуются в результате выветрива­ ния силикатных пород в условиях влажного климата и представ­ ляют собой продукты первой стадии химического выветривания.

При перемыве коры выветривания, богатой гидрослюдами (глу­ боких горизонтов коры выветривания), образуются вторичные гидрослюдистые глины.

К гидрослюдистым глинам относятся и глауконитовые глины, так как глауконит в кристаллохимическом отношении представ­ ляет собой типичную гидрослюду. Генезис их иной. Глауконит является типичным диагенетическим минералом, возникающим при диагенезе морских осадков гумидной зоны.

Главные породообразующие минералы в гидрослюдистых гли­ н а х — гидрослюды, в том числе и глауконит. Второстепенные ми­ нералы представлены каолинитом, реже монтмориллонитом, смешанно-слойными образованиями и некоторыми другими. Гид­ рослюдистые глины часто содержат значительное количество обломочных примесей: кварца, полевых шпатов, слюд и др., а также различные аутигенные новообразования (карбонаты, сульфиды и др.). Многие вторичные (обломочные) гидрослюди­ стые глины содержат примесь или обогащены органическим ве­ ществом.

В химическом отношении они отличаются от каолинов повы вышенным содержанием щелочей.

Макроскопически гидрослюдистые глины представляют собой пористые или более или менее плотные породы серого, темно-се­ рого, белого, буровато-серого, зеленого и пестрых тонов, имеют землистое сложение, однородные или слоистые. Адсорбционная способность (емкость поглощения) выше, чем у каолинитов и ниже, чем у монтмориллонитов.

Первичные гидрослюдистые глины встречаются в коре вывет­ ривания кристаллических пород. Месторождения их известны на Урале, Украине и в ряде других районов.

Вторичные гидрослюдистые глины представляют собой раз­ личные континентальные осадки — озерные, речные, ледниковые и морские (шельфовые) и лагунные отложения. Месторождения их известны в Сибири, Средней Азии, на Урале, Украине, в Под­ московном бассейне и др.

К наиболее ценным месторождениям гидрослюдистых глин высокой огнеупорности относится Часовярское и Дружковское месторождения в полтавской серии неогена Донбасса. Эти глины состоят из монотермита. Новейшие исследования показали, что монотермит не является самостоятельным минералом, а пред­ ставляет смесь каолинита и гидрослюды.

Гидрослюдистый состав имеет синяя кембрийская глина окрестностей Ленинграда, многие ледниковые глины, большин­ ство четвертичных глин Европейской части СССР. Глауконито вые глины обнаружены в юрских отложениях Подмосковной котловины.


Гидрослюдистые глины монотермитового типа (гидрослюди сто-каолинитовые) обладают высокой огнеупорностью (до 171O C) и применяются для изготовления огнеупорного кирпича и тонкой керамики. Рядовые гидрослюдистые глины используют для изготовления грубой керамики — метлахских плиток, кана­ лизационных труб, кислотоупорных изделий (тугоплавкие глины), строительного кирпича и черепицы (легкоплавкие глины). Гид­ рослюдистые глины с примесью карбонатного материала находят себе применение в цементной промышленности, глауконитовые — для изготовления зеленой краски.

М о н т м о р и л л о н и т о в ы е г л и н ы в старину называли сукновальными, так как они применялись для обезжиривания шерсти, а также отбеливающими глинами или фулеровьши зем­ лями. В настоящее время их называют бентонитами и флориди­ нами. Р я д глин получили названия по наиболее известным место­ рождениям, например гумбрин (по месторождению Гумбри в Грузии) и др.

Бентониты обладают способностью быстро и сильно разбу­ хать в воде. Капля воды, упавшая на поверхность глины, вызы­ вает ее вспучивание. Флоридины слабее разбухают в воде, но быстро распадаются на угловатые обломки при погружении в воду.

Монтмориллонитовые глины образуются в коре выветрива­ ния эффузивных пород, богатых вулканическим стеклом, сред­ них и ультраосновных пород (железистые монтмориллониты и нонтрониты). Возникают они также в обломочных и зффузивно обломочных породах, содержащих пирокластический материал, в лагунных и морских водоемах путем преобразования вулкани­ ческого стекла и глинистых минералов в стадию диагенеза и при перемыве монтмориллонитсодержащих кор выветривания и осадочных пород, богатых монтмориллонитом.

Главным породообразующим минералом является монтмо­ риллонит. Второстепенными — гидрослюды, различные смешан но-слойные минералы, аллофан, опал и др.

Макроскопически монтмориллонитовые глины напоминают воск, жирны на ощупь, светлого, серовато-белого, зеленоватого и желтоватого тона, отличаются от других глин высокой пластич­ ностью, способностью в воде разбухать, высокой адсорбционной способностью и т. п. Эти свойства глин обусловлены строением кристаллической решетки — слои решетки могут раздвигаться, а промежутки между ними заполняться водой и катионами.

Месторождения монтмориллонитовых глин известны у с. Гум бри в Грузии, вблизи г. Нальчик на Северном Кавказе и других (флоридины), у с. Аскани в Грузии, в меловых породах Крыма (кил), в третичных отложениях Средней Азии, Азербайджана, Прикарпатья и Закарпатья и других (бентониты).

Монтмориллонитовые глины (главным образом флоридины) применяются в пищевой промышленности для очистки масел, жиров, соков и т. п. Особенно много глин потребляет нефтяная промышленность для очистки нефтепродуктов. Бентониты при­ меняются в качестве формовочных глин, для приготовления бу­ ровых промывочных растворов, в мыловаренной промышленно­ сти и в парфюмерии. Обработанные кислотами бентониты стано­ вятся хорошими адсорбентами и применяются для очистки неф­ тепродуктов.

П о л и м и н е р а л ь н ы е г л и н ы образуются в том случае, когда осадочная дифференциация вещества проходит недостаточ­ но совершенно и при смешивании материала, поступающего из разных источников. Большинство полиминеральных глин имеет обломочное происхождение. Они широко развиты в делювиаль­ ных-склоновых осадках, в отложениях предгорий, в речных до­ линах и озерах, реже в морских осадках, иногда присутствуют и в коре выветривания.

Главными породообразующими минералами в них являются каолинит, монтмориллонит, гидрослюда, кварц, слюды. Обычно в полиминеральных глинах одновременно присутствует два-три глинистых минерала и довольно часто встречаются смешанно слойные образования. Второстепенные минералы — глауконит, хлориты и ряд акцессориев. Полиминеральные глины содержат также ряд аутигенных новообразований — карбонатов, сульфа­ тов, сульфидов, окислов и гидроокислов железа и марганца. Не­ которые из них содержат примесь или обогащены органическим веществом.

Макроскопически эти глины весьма разнообразны. Обычно это связные, пористые породы, окрашенные в светло-бурые, бу­ рые, коричневые, серые, темно-серые и зеленоватые тона. В зави­ симости от наличия песчаной и алевритовой примеси и мине рального состава они обладают высокой (мало примесей) или низкой пластичностью (много примесей).

Полиминеральные глины пользуются широким распростране­ нием в четвертичных континентальных осадках и покрывают ог­ ромные пространства равнин Европейской части СССР, Запад­ ной Сибири, Средней Европы и др. Месторождения полимине­ ральных глин весьма многочисленны и встречаются повсеместно.

Они применяются для изготовления строительного кирпича и гру­ бой керамики. Некоторые разности этих глин пригодны для по­ лучения керамзита.

Аргиллиты и глинистые сланцы. Аргиллиты — сцементиро­ ванные и уплотненные глинистые породы слоистой или неслои­ стой текстуры. Окрашены в серые, темно-серые, зеленовато-се­ рые, бурые, коричневые, реже красные и пестрые цвета. Как правило, они не размокают в воде и лишены пластичности. Неко­ торые типы аргиллитов размокают в воде, последнее связано с их минералогическим составом (наличие разбухающих минера­ лов). Пористость аргиллитов невысокая: от 10—12 до 1—2%. По минеральному составу они весьма разнообразны. Наибольшим распространением пользуются гидрослюдистые и полиминераль­ ные аргиллиты. Глинистые минералы в аргиллитах имеют обло­ мочное и аутигенное происхождение. Обломочные минералы в процессе катагенеза подвергаются существенным изменениям.

Особенно широко развит процесс гидрослюдизации каолинита.

В аргиллитах наблюдаются ориентированные структуры — па­ раллельное расположение чешуек глинистых минералов и слюд своими длинными размерами, обусловливающее одновременное угасание их в шлифе при скрещенных николях микроскопа. По­ мимо глинистых минералов в аргиллитах всегда присутствуют кварц, слюды, полевые шпаты, иногда глауконит, карбонаты, опал, халцедон, окислы железа и целый ряд акцессорных мине­ ралов. Многие аргиллиты обогащены органическим веществом.

Сланцеватые аргиллиты представляют собой еще более изме­ ненные глинистые породы, характеризующиеся наличием сланце­ ватости, которая обычно совпадает с напластованием и обязана своим происхождением давлению нагрузки вышележащих толщ.

Глинистые сланцы — плотные сланцеватые глинистые поро­ ды, не размокающие в воде и имеющие ничтожную пористость (обычно менее 1—2%). Окрашены они в различные тона серого, темно-серого цвета, редко светлые и пестрые.

Благодаря хорошо выраженной сланцеватости легко раска­ лываются на тонкие плитки толщиной в несколько миллиметров.

Сланцеватость может совпадать и не совпадать с напластова­ нием. Излом сланцев ровный — гладкий по сланцеватости и неровный — занозистый поперек сланцеватости. Поверхность излома имеет шелковистый отлив. Темный цвет сланцев обус­ ловлен наличием органического углистого и высокометаморфизо ванного битуминозного вещества. В минералогическом отноше­ нии глинистые сланцы представляют собой гидрослюдистые и полиминеральные породы с новообразованиями серицита, хло­ рита, вторичного кварца и карбонатов (чаще всего кальцита, реже доломита, анкерита и др.). Структуры сланцев ориенти­ рованные— сланцеватые;

глинистые минералы и новообразова­ ния располагаются параллельно своими длинными размерами и перпендикулярно давлению стресса (кливаж течения).

К этому же типу пород относятся аспидные, кровельные и филлито-подобные сланцы, представляющие переходные типы пород между осадочными и метаморфическими.

Аспидные сланцы — плотные сланцеватые породы темно-се­ рого до черного цвета, обогащенные углистым веществом.

Кровельные сланцы — плотные сланцеватые породы серого, зеленовато-серого, буровато-серого цвета, обладают способно­ стью раскалываться на плитки толщиной 3—5 мм и не ломаются при пробое.

Филлитоподобные сланцы — плотные сланцеватые породы с хорошо выраженным шелковистым отливом на изломе, имеют часто сегрегационно-линзовидные структуры и содержат секу­ щие жилки кварца и других минералов. Главные породообразу­ ющие минералы — серицит, мусковит, хлорит, кварц и карбонаты.

Характерная особенность этих сланцев — наличие кливажа течения (параллельной ориентировки чешуйчатых минералов, перпендикулярно давлению стресса) и кливажа разрыва. Аспид­ ные и филлитоподобные сланцы встречаются в нижнем и среднем структурных ярусах геосинклиналей.

Глава шестая ГЛИНОЗЕМИСТЫЕ, ЖЕЛЕЗИСТЫЕ, МАРГАНЦЕВЫЕ, ФОСФАТНЫЕ И КРЕМНИСТЫЕ ПОРОДЫ Глиноземистые породы — аллиты Состав, строение и классификация аллитов. К глиноземистым породам относятся латериты и бокситы. Латери­ ты — продукты глубокого выветривания кристаллических пород (кора выветривания), бокситы бывают остаточными или лате ритными, осадочными платформенными и осадочными геосинк­ линальными. Залегают они в виде пластов, пластообразных за­ лежей, линз, гнезд среди карбонатных, обломочных и глинистых пород. Латеритные бокситы разделяют на остаточные и метасо матические. У первых наблюдается постепенный переход в поро­ ды коры выветривания, вторые сохраняют структуру материн­ ской породы. Осадочные платформенные бокситы приурочены к делювиальным, аллювиальным и котловинным (озерным) отло­ жениям. Геосинклинальные бокситы обычно залегают на закар стованной поверхности известняков и покрываются карбонатны­ ми породами с морской фауной. Остатки морской фауны (пеле циподы, гастроподы, гониатиты и др.) нередко встречаются и в пластах бокситов.

Классификация глиноземистых пород основана на генетиче­ ском, минералогическом и текстурно-структурных признаках (табл. 33).

Породообразующими минералами в бокситах являются гид раргиллит, бемит, диаспор, лимонит, гетит, гидрогетит, гидроге матит, каолинит. В метаморфизованных разностях встречается гематити корунд. Второстепенными минералами являются кварц, опал, халцедон, аллофан, галлуазит, хлориты, минералы двуоки­ си титана и терригенные примеси (табл. 34 и 35).

Текстуры и структуры бокситов: землистые, пористые и кавер­ нозные, оолитовые, бобовые, конкреционные, афанитовые, обло­ мочные, микрозернистые и пелитоморфные. По внешнему макро­ скопическому виду и окраске они весьма разнообразны — обыч­ но бурые, красно-бурые, красные, реже белые, серые, зеленовато серые и пестрые. Латериты окрашены в кирпично-красные тона и представляют собой пористую породу, напоминающую кирпич (от later — кирпич). В свежем состоянии режутся ножом, на воз­ духе твердеют. Бокситы иногда напоминают латериты, в других случаях подобны аргиллитам, глинистым сланцам, железным ру­ дам, яшмам и не обладают пластичностью.

Таблица Классификация глиноземистых пород Минеральный Гидраргиллитовые состав Бемит — д и а с п о р о в ы е (главным о б р а з о м (главным о б р а з о м п а л е о з о й ­ мезокайнозойские) ские) Генезис Хемогенные:

Латериты (современ­ Бокситы древних кор а) к о р ы в ы в е т р и в а н и я ные) выветривания(напри­ остаточные мер, подкарбоновые Б е л г о р о д с к о й обл.) Б о к с и т ы А р к а н з а с а по б) м е т а с о м а т и ч е с к и е нефелиновым сиени­ там и Британской Гвианы по эпидото зитам Оолитовые, бобовые, Оолитовые, бобовые, в) озерно-болотные афанитовые с расти­ афанитовые с расти­ тельными остатками, тельными остатками, иногда прослоями уг­ иногда прослоями ля угля Афанитовые глинопо- Афанитовые глинопо г) морские добные, оолитовые, добные, оолитовые, бобовые с морской бобовые с морской фауной фауной Продукты перемыва П р о д у к т ы перемыва, Обломочные:

или д р е в н и х бокси­ или д р е в н и х б о к с и ­ а) д е л ю в и а л ы ю - п р о л ю тов, или латеритной тов, или латеритной виальные коры выветривания. коры выветривания.

С обломочной струк­ С обломочной струк­ турой: алевритовой, турой: алевритовой, п е с ч а н о й и т. п. п е с ч а н о й и т. п.

П р о д у к т ы перемыва ла­ П р о д у к т ы перемыва ла­ б) а л л ю в и а л ь н ы е теритной коры вы­ теритной коры вывет­ ветривания и древних ривания и древних бокситов. С обломоч­ бокситов. С обломоч­ ной с т р у к т у р о й ной структурой То же R) к о т л о в а н н ы е (в ос­ Т о ж е новном озерные) Происхождение и распространение латеритов и бокситов.

Латериты — продукты современной коры выветривания сили­ катных пород, образующиеся в условиях тропического и субтро­ пического климата.

В латеритной профиле выветривания различают следующие зоны (по материалам латеритной коры выветривания Индии и Эфиопии).

1. Поверхностная зона. Сложена сверху красной глиной, ни­ ж е плотной железистой коркой, состоящей из гидроокислов (и частью окислов) железа и гидр аргиллита красного или красно бурого цвета.

Таблица Минеральный состав глиноземистых пород Е о, S E ^^-^^ Минералы о а) п E CX с Ea S. E- О SoQ S S о S ai Породы и та U Сs a Плитняково - яшмовид ный боксит, Север­ ный Урал, Красная Шапочка, (Швецов, — 1, 60, 1958) 8,8 25,3 3, 0, О о л и т о в ы й б о к с и т, Се­ верный Урал, Крас­ ная Ш а п о ч к а ( Ш в е ­ — 1, 0,5 26,3 66,8 2, ц о в, 1958) 8, Каменистый боксит, Урал, Соколовское месторождение ( Ш в е ­ 0,5 15,7 30,6 5, — 30,7 17, ц о в, 1958) Рыхлый боксит, У р а л, Соколовское место­ рождение (Швецов, 3, — 0,1 7,6 46,0 2, 1958) 40, Латеритиая кора выве­ тривания базальтов — — 28,81** 0,90 6,02* 35, 7, + 19, гетита * Каолинит, метагаллуазит, ферригаллуазит.

** Опал н х а л ц е д о н — 0,16%, ильменит — 3,86% и л е й к о к с е н — 2%.

2. Нижележащая зона обогащения, пятнистая, сложена пре­ имущественно гидраргиллитом с примесью тидроокислов железа.

3. Зона пер1вичного разложения, сложенная главным образом каолинитом, вверху с примесью кремнезема (кремнисто-каоли ниговая).

4. Каолинизированные кристаллические породы.

5. Неизменные кристаллические породы.

Латеритная кора выветривания образуется при интенсивном промывании почвы дождевыми водами, в результате чего выно­ сится кремнезем и большинство катионов. На месте остаются на­ именее подвижные соединения. Возможно, что в этом процессе принимают участие микроорганизмы.

По поводу происхождения бокситов существуют следующие гипотезы.

1. Бокситы — хемогенный осадок, образовавшийся в морских и озерных водах благодаря коагуляции и осаждению гелей гли­ нозема.

2. Бокситы образуются в результате воздействия серной.кис T а б л и ца Химический состав глиноземистых пород в % Окислы Na, ппп + MgO CaO PO FeO MnO Fe-O TiO SiO AI O 2 2 2 KO Породы •— Плитннкоко-ямшовидный боксит, Северный 12, 0,37 0, 0,16 0, 1,02 0, 52,87 25, 2, У р а л, К р а с н а я Ш а п о ч к а ( Ш в е ц о в, 1958). 5, Оолитовый боксит, Северный Урал, Крас 11, 0,07 0,06 0, 0,07 0, 0, 2,16 26, 52, 4, К а м е н и с т ы й б о к с и т, У р а л, С о к о л о в с к о е ме 19, 0,24 0, 0, 0, 5,38 0, 30, 27, 12,06 3, Рыхлый боксит, Урал, Соколовское место 18, 0,01 0, 0,17 0, 0,87 0, 31,67 40, 4, 3, Латеритная кора выветривания базальтов 18,7S 0, Сле­ 1, 4,12 32,74 27, 14, ды лоты на каолинитовые минералы. Серная кислота возникает при окислении пирита.

3. Бокситы — хемогенное образование — ископаемая кора вы­ ветривания латеритного типа.

4. Бокситы — результат размыва латеритной коры выветрива­ ния и переотложения продуктов выветривания в морских и озерных водоемах.

5. Бокситы образуются в болотно-озерных условиях в резуль­ тате концентрации глинозема растениями.

6. Образование бокситов связано с подводной вулканической деятельностью — выносом в морские воды глинозема и затем осаждение !гидроокислов алюминия химическим путем.

Освобождающийся при выветривании глинозем (разложение каолина) подвижен только в резко кислых и резко щелочных ус­ ловиях, которые редко встречаются в природе. Гидроокись алю­ миния может образовать устойчивые в растворе коллоиды с гу­ мусовыми веществами. В таком виде они выносятся речными во­ дами в озера и моря, где и происходит ее отложение в виде геля гидроокисла.

Однако образование бокситов путем хемогенной садки в вод­ ных бассейнах (гипотеза А. Д. Архангельского) вряд ли имело большое значение из-за малой подвижности соединений алюми­ ния. Открытие и изучение новых месторождений бокситов за по­ следние два десятилетия показало, что большая часть бокситов представляет собой либо латеритную кору выветривания (Белго­ родские, Криворожские и др.), либо водно-осадочные образова­ ния, возникшие в результате размыва,и переотложения латерит­ ной коры выветривания в озерных и морских бассейнах (Тихвин­ ское, Североонежские и др.).

'Бокситы — трудный объект для изучения вследствие малых размеров частиц глиноземистых минералов и часто,интенсивной окраски тонкодисперсными окислами железа. Основные методы исследования бокситов •— термический, рентгеновский и химиче­ ский анализы. Изучение их в шлифах и иммерсии представляет важный, но в общем подсобный метод исследования.

Наиболее крупные залежи бокситов в СССР обнаружены в полосе бокситовых месторождений Восточного склона Северного Урала (Красная Шапочка и др.) девонского возраста, Тихвин­ ские бокситы северо-западной окраины Подмосковного бассейна каменноугольного возраста, мезокайнозойские бокситы Мугод жар и Казахстана, Криворожские третичного возраста и др. За границей крупные месторождения бокситов известны в Югосла­ вии, Греции, Южной Франции, Северной Америке (третичные бокситы Арканзаса) и др.

Основная масса добываемых бокситов применяется для полу­ чения алюминия, некоторая часть для изготовления огнеупоров и адсорбентов.

Железистые породы Состав, структуры и классификация железистых пород. К железистым породам относятся железные руды осадоч­ ного генезиса окисные, карбонатные, силикатные и различные железистые образования—оргшейны, орзанды и т. п., а также россыпи песков, богатые железистыми минералами. Они залега­ ют в виде,пластов, пропластов, прослоев, линз, гнезд и в виде об­ разований неправильной формы (кора выветривания). Класси­ фикация железистых пород основана на генезисе, минеральном составе и текстурно-структурных признаках (табл. 36).

Главные минералы железистых пород — лимонит, гетит, гид рогетит, гематит, гидрогематит, лепидокрокит, магнетит, сидерит, пистомезит, сидероплезит, анкерит, тюрингит, шамозит, вивиа­ нит, керчинит, окислы и гидроокислы марганца, сульфиды желе­ за;

второстепенные—кальцит, глауконит, хлориты, глинистые минералы и терригенные примеси—кварц, полевые шпаты, слю­ ды и др. (табл.37).

Текстуры и структуры железистых пород слоистые и неслоис­ тые, землистые, оолитовые, бобовые, конкреционные, брекчие видные, конгломератовидные, различные коллоидные и метакол лоидные, оферолитовые, радиально-лучистые, коррозионные и др.

По внешнему виду и окраске железистые породы весьма раз­ нообразны: окисные и гидроокисные породы окрашены в бурые, охристо-бурые, красно-бурые, вишнево-красные до красных то­ нов. Хлоритовые и хлорито-сидеритовые — в зеленовато-серые табачные тона. Сидеритовые породы окрашены в темно-серый до черного цвет. Темную (до черной) окраску имеют и матнетито вые пески.

Происхождение и распространение железистых пород. Ис­ точником железа являются кристаллические породы, содержа­ щие многочисленные железистые минералы. При процессах вы­ ветривания железо переходит в гидроокись и перемещается вода­ ми в виде механической взвеси и коллоидов гидроокиси железа.

Частично перенос осуществляется в виде сульфатов и бикарбо­ натов закисного железа. Принесенное таким путем железо рас­ пределяется в водоемах по законам механической дифференциа­ ции, согласно с гидродинамикой бассейна. Поскольку частицы взвеси и коллоиды имеют малые размеры, наибольшие (кларко вые) количества железа наблюдаются в глинистых осадках.



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 11 |
 



Похожие работы:





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.