Классификация осадочных пород

Осадочные породы принято подразделять на три основные группы:1) обломочные; 2) химического происхождения (хемогенные); 3) органогенные, возникшие в результате жизнедеятельности организмов. Это деление несколько условно, так как многие породы имеют смешанное происхождение, например отдельные известняки содержат в своем составе материал органогенного, химического и обломочного характера.

Способы образования (наименование пород)	Наименование и размер обломков, мм	Породы
Неокатанные обломки	Окатанные обломки
рыхлые	сцементированные	рыхлые	сцементированные
Обломочные накопления (обломочные)	Грубые, более 2	Глыбы, щебень, дресва	Брекчии	Валуны, галечники, гравий	Конгломераты
Песчаные, 2 – 0,05	Пески	Песчаники
Пылеватые, 0,05 – 0,005	Суглинки	Алевролиты
Глинистые, менее, 0,005	Глины	Аргиллиты
Вулканогенные (пирокластические)	Вулканический туф и др.
Химические осадки (хемогенные)	Каменная соль, гипс, известняки, доломиты, мергель
Органические образования (органогенные)	Известняки-ракушечники, диатомиты, трепел, опока, торф, каменный уголь

 

 

Вопрос 2. Осадочные породы в силу специфических условий образования приобретают ряд особенностей, которые существенно отличают их от магматических и метаморфических пород. Это проявляется в минеральном и химическом составе, структурах, слоистости, пористости, зависимости состава и свойств пород от климата, в содержании органических остатков.

Минеральный состав ОГП разнообразен: обломки различных пород; первичные минералы, сохранившиеся после разрушения исходных пород (кварц, полевые шпаты, слюды); вторичные минералы, которые образовались из продуктов разложения первичных минералов (глинистые минералы, типичные только для осадочных пород); минералы, формировавшиеся в ОГП в периоды диагенеза и эпигенеза (гипс, кальцит, галит, опал, магнетит).

Осадочные породы разнообразны по химическому составу. Это могут быть алюмосиликаты (например, в песке, глине), карбонаты (известняки), оксиды и гидрооксиды (опока, трепел), сульфаты (гипс), галоиды (галит) и др.

Пористость типична для всех ОГП. Исключение составляют лишь некоторые породы химического происхождения (известняки, гипсы). Поры бывают различного размера – мелкие (типичны для глин); крупные (лессовидные породы, пески); каверны (известняки-ракушечники). Общий размер пористости составляет, %: в песках – 30 – 40; в лессовых суглинках – 40 – 55; в глинах - 70

Слоистость. Осадочные породы залегают в виде слоев, которые образуют в процессе периодического накопления осадков в водной и воздушной среде. Микрослоистость характерна для озерных и речных отложений. В слое осадочных отложений иногда встречаются тонкие слои других пород. Их называют прослоями. Например, в слое песка может быть прослой глины.

При резком различии слоев по составу, например, слой песка лежит на слое известняка, постоянной мощности и сравнительно большой занимаемой площади, слои называют пластами. В таких случаях слои (пласты) обычно ограничены с двух сторон четко выраженными поверхностями, которые называют плоскостями (поверхностями) напластования, в том числе верхнюю плоскость называют кровлей, нижнюю – ложе или подошва, а расстояние между ними – мощностью слоя (пласта). Наибольшей мощностью пластов обладают морские отложения (до сотен метров). Континентальные образования, залегающие непосредственно под слоем почвы, имеют, как правило, относительно небольшую мощность (10-50 м).

Комплекс слоев, объединенных сходством состава или возраста, или один слой, по значительной мощности, нередко называют толщей. Примером могут служить толщи лессовых пород, мощность которых может достигать десятков метров.

Форма слоев осадочных пород:

1 – нормальный слой; 2 – линза; 3 – выклинивание слоя; 4 – несогласное залегание слоев; К – кровля; П – подошва; М – мощность слоя

 

Складчатые дислокации слоев:

1 – моноклинали; 2 – антиклинали; 3 –синклинали; 4 – сброс; 5 – грабен; 6 – горст; 7 – плоскость разрыва слоев; 8 – направление тектонического движения

 

Структура осадочных пород разнообразна. Почти каждый тип породы имеет свою, присущую только ему структуру. Для рыхлых пород характерны обломочные структуры, для сцементированных – брекчиевидные и т.д.

Обломочные породы

Породы обломочного происхождения состоят из продуктов механического разрушения магматических и метаморфических пород, а также ранее образовавшихся осадочных пород (песчаников, известняков и др.).

В табл. приведена основная классификация обломочных пород. В ее основе: размеры обломков - грубые, песчаные, пылевидные, глинистые; внешние очертания обломков (угловатые и окатанные) и наличие структурных связей между обломками (рыхлые скопления или сцементированные между собой обломки).

Таблица

Классификация обломочных осадочных пород.

 

Размер обломков, мм.	Обломки	Обломочные породы	Фракции по ГОСТ 25100-95
углова-тые	окатан-ные	рыхлые	сцементированные из частиц
углова-тых	окатан-ных
>200	глыбы	валуны	грубообломочные	брекчии	конгломераты	валунная (каменистая)
200-40	щебень	галька				галечная (щебенистая)
40-2	дресва	гравий				гравийная (дресвяная)
2-0,05	песчаные	песчаные		песчаники	песчаная
0,05-0,005	пылеватые	пылеватые		алевролиты	пылеватая
<0,005	глинистые	глинистые		аргиллиты	глинистая

 

В природе чаще всего встречаются скопления, состоящие из обломков разного размера. Название обломочной породе при этом дается по обломкам, которые в породе занимают более 50%. Окатанность возникает в процессе переноса обломков водой.

 

Рыхлые обломочные породы

Грубообломочные породы. В их состав входят угловатые (глыбы, щебень, дресва) и окатанные (валуны, галька, гравий) обломки различных горных пород. Обломки пород могут иметь различный петрографический состав и различную форму, степень обработанности, что, с одной стороны, определяется составом пород, а с другой стороны (и это главное) – генезисом крупнообломочных пород. Наибольшее количество их приходится на горные районы, морские побережья, речные долины, районы ледниковых отложений.

Песчаные породы – рыхлые накопления, состоящие из обломков минералов песчаного размера (2-0,05мм). Таких частиц в породе должно быть не менее 50%. По крупности частиц пески подразделяются на крупные (2-0,05мм), средние (0,5-0,25мм), мелкие (0,25-0,1мм) и пылеватые (менее 0,1мм). В песках преобладают минералы, наиболее устойчивые к выветриванию (кварц, слюды и др.).

Пески имеют чрезвычайно широкое распространение. Площадь, которая занята в СНГ песками, равняется примерно 2 млн. км² , из которых чуть меньше трети (600 тыс. км²) приходится на территорию Европейской части СНГ. Интенсивное использование песков в строительной практике в различных целях предопределяет необходимость тщательно их изучения.

Мономинеральные пески, например кварцевые, встречаются редко. Вредными в строительном отношении примесями песков являются оксиды железа, гипс, слюды, глинистые частицы. Происхождение песков – речное, ветровое, морское и т.д.

Глинистые породы. К связным грунтам относят различные глины, суглинки, супеси, лессы и лессовидные породы. Все они формируются преимущество под влиянием процессов выветривания и денудации (хотя имеются и морские глины различных генетических типов), когда наряду с агентами физического выветривания активно действуют агенты химического выветривания. Благодаря этому изменяется не только минеральный состав пород, но и степень их дисперсности.

Глинистые частицы формируются, в основном, в процессе химического выветривания. Наличие этих частиц в породах в значительном количестве обуславливает проявление нового характера связей между всеми элементами (частицами).

Это коллоидные связи, которые являются следствием действия сил молекулярного и электростатического притяжения как непосредственно между самими частицами, так и между частицами и молекулами воды, содержащейся в породе.

Связные грунты обладают целым рядом свойств, значительно отличающих их от других грунтов. К числу наиболее характерных особенностей следует отнести изменение их свойств в зависимости от влажности. Так, с ростом влажности прочность их резко снижается, в сухом же состоянии эти породы способны выдерживать без разрушения значительной нагрузки.

По петрографическому составу глинистые грунты можно разделить на глины, суглинки, супеси.

К глинам относят породы, у которых содержание глинистых частиц превышает 30%. Как правило, в глинах содержится много коллоидов. Среди глин преобладают полиминеральные.

Содержание глинистых частиц у суглинков в пределах 10-30%, в связи с этим количество коллоидов также не велико. Мономинеральных разностей среди суглинков не встречается. Супеси содержат от 3 до 10% глинистых частиц, вследствие чего по своим свойствам они занимают промежуточное положение между глинистыми и песчаными грунтами.

Глинистые породы составляют около 50% общего объема осадочных пород и часто вовлекаются в сферу интересов инженеров-строителей. В этой связи необходимо достаточно серьезное к ним отношение, с учетом того, что состав глинистых грунтов, структурно-текстурные особенности, а также строение слагаемых ими толщ определяется генезисом. Кроме того, ощутимое влияние на свойства глинистых грунтов оказывают их возраст и условия залегания.