Несцементированные обломочные породы

Глыбы. Угловатые обломки размером >100 мм. Состав и цвет непостоянные. ОП: несцементированные, угловатые обломки больших размеров. Применение – см. щебень.

Валуны. Окатанные обломки > 100 мм. Состав, цвет непостоянные. ОП: несцементированные, окатанные обломки больших размеров. Применение: в строительстве.

 

Таблица 5 – Классификация кластических пород

 

Размер об-ломков, мм	Рыхлые (несцементиро-ванные, сыпучие)	Компактные (сцементированные и уплотненные)
Угловатые	Скатанные	Угловатые	Окатанные
Более 100	Глыба	Валун	Глыбовая брекчия	Валунный конгломерат
100–10	Щебень	Галечник	Брекчия	Конгломерат
10– 2	Дресва	Гравий	Дресвелит	Гравелит
2–0,1	Песок	Песчаник
0,1–0,05	Алеврит	Алевролит
Менее 0,05	Пыль	Лёсс

 

Щебень. Угловатые обломки 10-100 мм. Состав и цвет непостоянные. Отличительные признаки: несцементированность обломков, их остроугольная форма и большие размеры. Применение: балластный материал для железнодорожных насыпей, в строительстве шоссейных дорог, для бетонных работ.

Галечник. Окатанные обломки - 10-100 мм. Состав, цвет непостоянные. Отличительные признаки: несцементированность, окатанность, большие размеры обломков. Применение – см. щебень.

Дресва. Угловатые обломки размером 1,0-10 мм. Состав и цвет непостоянные. Отличительные признаки: несцементированность, форма и небольшие размеры обломков. Применение – см. щебень.

Гравий. Окатанные обломки размером 1,0-10 мм. Состав и цвет непостоянные. Отличительные признаки: несцементированность, окатанность и небольшие размеры обломков. Применение – см. щебень.

Пески и алевриты. Размеры обломков 1,0-0,01 мм. Состав (в основном из зерен кварца) и цвет непостоянные. Отличительные признаки: несцементированность, размеры зерен. Применение: в строительстве, при производстве фарфора, фаянса, для изготовления огнеупорных кирпичей, стекла, химической посуды, обладающей кислото-, огнеупорностью и устойчивостью к изменению температуры, в медицине (кварцевые лампы).

Сцементированные и уплотненные

Обломочные породы

Брекчия. Строение обломочное. Крупные остроугольные обломки (щебень, дресва) сцементированы в сплошную массу. Цементирующие вещества: известняк (вскипает при действии HCI), гипс (ноготь оставляет царапину), глина (если подышать на породу, издает землистый запах), кварц, халцедон, опал (не царапаются ножом), водные окислы железа (придают ржаво-бурую, охряно-желтую окраску, и порода становится более тяжелой), битумы (порода имеет черную, темно-бурую окраску, при нагревании выделяет запах нефти). ОП: обломочное, сцементированное строение, остроугольная форма и крупные размеры обломков.

Конгломерат. Строениекрупнообломочное - галька, гравий сцементированы в сплошную массу. Отличительные признаки: обломочное, сцементированное строение, окатанная форма и крупные размеры обломков. Отличается от брекчии тем, что обломки имеют скатанную форму. Применение: мраморовидные цветные конгломераты декоративный облицовочный материал.

Песчаник – сцементированный песок. Строение обло-мочное. Грубый на ощупь. Окраска различная. Бывают кремнистые (кварцевый или опаловый цемент), известковые (цементом служит известняк), железистые (содержит много окислов железа), глинистые (глинистый цемент), глауконитовые (глауконитовый цемент), фосфатные, углистые (в цементе углистые частицы) и др. Разновидность: глауконитовый песчаник – содержит глауконит. Окраска зеленая. Применение – строительный материал; для мощения улиц, облицовки набережных. Кварцевые песчаники – в стекольной, абразивной, керамической, металлургической промышленности.

Лёсс – уплотненные пылеватые частицы. Строение землистое, нежный на ощупь, легкий, легко растирается в тончайшую пыль, образуя мучнистую массу, легко режется ножом. Видны тонкие полые канальчики. Состав: мелкие зерна песка, глины, кальцит, бурый железняк и др. Цвет желтовато-палевый, серый, светло-желтый. Вскипает при действии HCI. Мелкопористый. Имеет запах глины. С водой дает малопластичную массу, теряет структурность, распадается, не разбухает. При увлажнении объем уменьшается (происходят просадки). В естественных обнажениях дает крутые отвесные стенки. ОП: землистое строение, содержание тонких пылеватых частиц, светло-бурый, светло-желтый цвет, реакция с HCI, мелкопористость, запах глины и способность терять структурность при смачивании водой. Происхождение - имеется несколько теорий (эоловая, леднико-эоловая, почвенная). Применение: для изготовления кирпичей и цемента.

ГЛИНИСТЫЕ ПОРОДЫ

Очень тонкозернистые образования (размер зерен меньше одной сотой доли миллиметра – их нельзя рассмотреть невооруженным глазом), состоящие из глинистых минералов трех главных групп: каолинита, монтмориллонита и гидрослюды (различают глины каолиновые, монтмориллонитовые и гидрослюдистые). Встречаются глины, состоящие из смеси многих глинистых минералов. Глинистые минералы состоят из силикатов алюминия, магния, кальция, натрия, калия и других катионов; содержат много воды.

Глины. Белого цвета; содержащие: органические вещества – черного, темно-серого; окислы железа и марганца – желто-бурого, буро-красного цвета; глауконит и хлорит – голубовато-зеленого цвета. Глина рилипает к языку; смоченная водой, скатывается в жгутик. На сухой поверхности жирных глин, при проведении ногтем, остается блестящий след. Тощие глины не полируются ногтем. При намокании разбухает, усыхая, уменьшается в объеме. Если подышать на нее – издает землистый запах. «Каменеет» при обжиге. Отличительные признаки: землистое строение и запах, образование пластичной массы, разбухание при смачивании водой. Глину можно спутать с бокситом (тощий на ощупь и не образует пластичной массы с водой). Глина размокает в воде, аргиллит не размокает. Разновидности: тощие глины содержат значительное количество частиц кварца, халцедона, опала; жирные (огнеупорные) глины богаты каолином, жирны на ощупь; цвет серый, желтоватый; сукновальная глина в воде не размягчается, а распадается в порошок, впитывает жиры и масла; белая глина – цвет белый, розоватый, жирна на ощупь; бентонитовая глина – блеск восковой, цвет белый, серый, оливково-желтый. Применение: строительный, огнеупорный, поделочный материал; для изготовления цемента, фарфора и фаянса, гончарных, керамических изделий; повышает качество стального и чугунного литья.

Аргиллит – камнеподобная глинистая порода плотного строения. Имеет большую твердость, чем глина. Не размокает в воде. Излом неровный. Цвет различный. Отличительные признаки: плотный, неровный излом, запах глины, неразмокаемость. При увлажнении имеет запах глины. Применение – в строительстве.

ХЕМОГЕННЫЕ ПОРОДЫ

Известковый туф. Состоит из кальцита. Строение пористое, плотное. Ноздреватый. Цвет белый, сероватый, желтоватый, бурый. Бурно вскипает при действии HCI. Легко рассыпается. Отличительные признаки: пористое, плотное строение, ноздреватость, небольшая твердость (не оставляет царапину на стекле), светлая окраска, реакция при действии HCI. Похож с известняком. Отличие – строение у известкового туфа ноздреватое, у известняка – плотное. Разновидность – травертин – плотный известковый туф. Происхождение: образуется у выходов источников, богатых растворенным углекислым кальцием; выделяется также из подземных вод в пещерах, образуя сталактиты и сталагмиты. Применение: строительный, облицовочный и декоративный материал, для известкования почвы. Травертин строительный и облицовочный камень.

Кремнистый туф (гейзерит). Состоит из опала. Строение пористое, плотное. Цвет белый, сероватый, желтый, бурый, красный, пестрый. Напоминает известковый туф. Не реагирует с HCI. Встречается в вулканических областях, у выходов горячих источников – гейзеров. Отличительные признаки: пористое, плотное строение, большая твердость (оставляет царапину на стекле), белый, сероватый, желтоватый, бурый, красный, пестрый цвет. Кремнистый туф напоминает известковый туф. Отличается тем, что кремнистый туф не реагирует HCI и обладает большей твердостью – царапает стекло. Происхождение: выделяется в виде химического осадка у выходов горячих источников и гейзеров, содержащих растворенный кремнезем. Применение: как строительный материал.

ОРГАНОГЕННЫЕ (БИОГЕННЫЕ) ПОРОДЫ

Известняки. Состоят из кальцита – скелетных остатков (раковин) вымерших морских животных. Строение плотное. Цвет различный. Вскипают при действии HCI. Отличительные признаки: плотное строение, обладают небольшой твердостью, бурно вскипают при действии HCI. Разновидности: фузулиновый известняк состоит из твердых скелетных остатков мелких морских животных – фузулин, имеющих продолговатую форму; цвет белый, желтоватый, серый; нуммулитовый – из скелетных остатков нуммулитов, имеющих округлую форму; цвет белый, желто-серый, розовый; известняк-ракушечник (ракушняк) – скопление ракушек; рифовый (коралловый) – постройки коралловых полипов (сетчатой, решетчатой, волокнистой), цвет белый, сероватый, желтоватый, розовый. Происхождение – органогенное или биохимическое. Применени е: строительный материал, в производстве цемента, соды, для получения карбида кальция, в стекольной, сахарной промышленности, для нейтрализации кислых (болотных) почв.

Мел. Состоит из кальцита. Строение землистое. Цвет белый, желтоватый, зеленоватый. Бурно вскипает при действии HCI. Отличительные признаки: землистое строение, белый цвет, реакция с HCI. Похож на диатомит и трепел (они не реагируют с HCI и очень легкие). Похож на белую глину. Отличие – глина не реагирует с HCI. Происхождение – органогенное; образуется в теплых морях в результате накопления на дне известковых панцирей планктонных одноклеточных водорослей. Применение: в цементной, металлургической, сахарной, бумажной, резиновой, стекольной, химической, медицинской и пищевой промышленности; для изготовления белил, мастики, керамики, красок, лаков, глазури, взрывчатых веществ, пластмассовых изделий, тонкой полировки; пишущий материал. Ценное сырье для производства стекла, извести, шин, кабелей; в сельском хозяйстве для известкования почвы. Мел – хороший поглотитель, сорбент. Он обладает способностью разделять сложные смеси на компоненты (хроматография).

Диатомит и трепел. Состоят из опала. Строение землистое. Цвет белый, сероватый, желтоватый, темный. Мелоподобный или напоминает муку. Не реагирует с HCI. Отличительные признаки: землистое строение, белый, сероватый, желтоватый, темный цвет, небольшая плотность. Напоминают мел. Отличие – диатомит и трепел не реагируют с разбавленной HCI и легче мела. Разновидности: горная мука – рыхлая, рассыпчатая; полировальный сланец – плотный, сцементированный, тонкослоистый; кизельгур (земля диатомовая) – рыхлый мучнистый, мелоподобный диатомит. Происхождение – образуются в морских и пресноводных бассейнах. Озерный трепел называют кизельгуром или инфузорной землей. Применение: в красочной, химической и керамической промышленности, производстве динамита; в качестве отбеливающего материала, для тепло- и звукоизоляции; наполнитель для придания плотности канцелярской резинке, сургучу, папье-маше, гипсу; добавка к цементу, мылу; при изготовлении огнеупорных и легких кирпичей, жидкого стекла; в производстве спичек, мягкий шлифующий материал; при очистке нефтепродуктов и кислот; для изготовления синтетического каучука; в производстве спичек, химической, пищевой, целлюлозно-бумажной промышленности, медицине и как удобрение.

Нефть (С_nН_m) – жидкая, маслянистая порода черного, коричневого, желтого цвета (бывает бесцветная, белая), легкая (всплывает на поверхность воды). Горит коптящим пламенем. Имеет запах керосина. Происхождение: образуется на дне морей, озер из остатков водорослей и планктона, которые накапливались, смешивались с неорганическим илом и образовали гнилостный ил - сапропель, затем под действием анаэробных бактерий, давления вышележащих слое, высокой температуры органические остатки преобразовались в нефть. Применение – для получения бензина, керосина, смазочных масел, мазута, парафина, взрывчатых веществ, синтетического каучука, текстильных волокон, красителей, лекарственных препаратов, моющих средств, пластмасс.

Горючий газ – применяется для газификации зданий и предприятий; используется в химической промышленности: для получения синтетического каучука, искусственного меха, пластмасс, минеральных удобрений; искусственных алмазов.

Торф. Состоит из полуразложившихся растительных остатков. В сухом торфе С - 28-35%, О - 30-38%, Н - 5,5%. Физические свойства: м атовый, мягкий. Цвет бурый, желто-, черно-бурый. Легкий, в воде не тонет. ОП: строение (состоит из измененных растительных остатков), небольшую твердость, бурый цвет. Химические свойства: в сухом состоянии загорается от спички. Воду окрашивает в бурый цвет. Происхождение – в результате постепенного накопления и разложения органических остатков растений в условиях повышенной влажности и слабого доступа воздуха (в стоячей воде при участии анаэробных бактерий). Применение – получение тепла, электричества, производство удобрений, корма для скота, изготовления изоляционной плитки; строительный материал; в металлургии (торфяной кокс); для получения этилового спирта, фенолов, воска, органических кислот.

Ископаемые угли

Образовались из растительных остатков прежних геологических периодов путем сложных изменений (обогащение углеродом материнского вещества угля). По характеру исходного материала выделяют сапропелевые угли, возникшие из спор (кеннельские угли) или из водорослей (богхеды), и гумусовые угли - из древесной растительности. Качество углей зависит от характера исходного материала, условий разложения органического вещества и геологических процессов. Под действием высокого давления и высокой температуры органические остатки, обогащенные углеродом, метаморфизовались и возникли новые измененные разности каменных углей. Это привело к преобразованию бурых углей в каменные и в антрацит. Угли различаются по химическому составу и физическим свойствам.

Бурый уголь. Содержит в среднем С - 69,0; Н - 5,5; О - 25,0; N 0,5%. Физические свойства: матовый или имеет жирный блеск. Мягкий. Цвет бурый, черно-бурый. Черта бурая. Спайность отсутствует. Сплошной плотный или землистый. Аморфный. Легкий. Отличительные признаки: плотный, землистое строение, мягкий, бурый или черный цвет, бурая черта и горит. Химические свойства – от спички загорается, горит сильно коптящим пламенем с неприятным запахом. При кипячении порошка с КОН дает бурое окрашивание. Разновидности: лигнит – сохранивший строение дерева; гагат – черный, плотный, блестящий. Излом раковистый.

Каменный уголь (сапропелевый, сапропелит). Содержит в среднем С - 82,0; Н - 5,0; О - 13,0% и N – в небольшом количестве. В отличие от бурого угля углерода содержит не менее 80%. Физические свойства: матовый. Мягкий, средней твердости. Цвет темно-коричневый. Черта темно-бурая. Спайность отсутствует. Сплошной плотный. Аморфный. Легкий. Отличительные признаки: плотное строение, темно-коричневый цвет, темно-бурая черта и способность гореть. Химические свойства: загорается от спички. Разновидности: богхед – образовался за счет водорослей и кеннельский уголь – за счет спор.

Каменный уголь (гумусовый, гумолит). Содержит в среднем С - 82; Н - 5; О - 13%, N - в небольшом количестве. Углерода содержит не менее 80%. Физические свойства. Матовый. Твердость средняя. Цвет черный. Черта черная. Пачкает руки. Спайность отсутствует. Сплошной плотный, полосчатый, слоистый. Аморфный. Отличительные признаки: плотное строение, черный цвет и черта, способностью гореть. Химические свойства: воспламеняется от свечи и горит ярким пламенем.

Антрацит. Содержит в среднем С - 95,0; Н - 2,5; О - 2,5%; N – в небольшом количестве. Углерода всегда более 90%. Физические свойства: блестящий. Твердость средняя, мягкий. Цвет черный. Черта черная. Рук не пачкает. Спайность отсутствует. Сплошной плотный. Аморфный. Хрупкий. Отличительные признаки: плотное строение, металловидный блеск, черные цвет и черта, способностью гореть. Происхождение: в результате физико-химических изменений прибрежно-морских и континентальных растений, захороненных в земной коре. Применение – горючее полезное ископаемое.

СМЕШАННЫЕ ПОРОДЫ

Суглинок – глина, содержащая песок. Строение землистое. Легко растирается между пальцами (чувствуются песчинки). Цвет светло-бурый, желтый. Имеет запах глины. С водой дает пластичную массу. При отмачивании в воде оседают песчинки, а затем глинистые частицы. Отличительные признаки: землистое строение, содержание в глинистой массе песчинок, светло-бурый, желтый цвет, запах глины, образование пластичной массы с водой. Разновидности: валунный суглинок – содержит крупные валуны: происхождение ледниковое; лёссовидный суглинок – цвет желтый, бурый, сероватый; легко растирается между пальцами в тонкий порошок; вскипает при действии HCI. При отмачивании в воде песчаных частиц почти не оседает. Применение: для изготовления кирпича, в силикатной промышленности.

Супесь – в отличие от суглинка содержит больше песка и меньше глины.

Мергель (рухляк) – глина, содержащая до 50% известняка. Строение плотное, землистое. Вскипает при действии HCI, остается грязное пятно после реакции. Цвет белый, серый, желтоватый, буроватый, красноватый, зеленоватый, черный, пестрый. Легко выветривается и распадается на мелкие угловатые обломки. При растворении в HCI дает много мути и образует осадок глинистого вещества. Имеет запах глины. Отличительные признаки: плотное, землистое строение, реакция НСI, глинистый запах. Образуется при одновременном отложении известкового и глинистого осадка в морях и озерах. Применение: в цементной промышленности; как удобрение.

Контрольные вопросы и задания

1. Как делятся рыхлые обломочные породы по размерам обломков?

2. Чем отличаются конгломераты от брекчий, алевриты от алевролитов?

3. Какие разновидности известняка вам известны?

4. Какие имеются кремнистые осадочные породы?

 

Лабораторная работа №7

МЕТАМОРФИЧЕСКИЕ ПОРОДЫ

Образовались в глубинных зонах Земли из осадочных и магматических пород путем видоизменения их под действием высокого давления и температуры, химического влияния магмы, горячих вод и газов, идущих из магматических очагов. Большинство имеет сланцеватое, зернисто-сланцеватое строение, поэтому эти породы называют кристаллическими сланцами (гнейс, слюдяные сланцы, хлоритовые сланцы, тальковые сланцы, филлит и др.) Некоторые метаморфические породы имеют зернистое строение (мрамор, кварцит).

Гнейс. Строение зернисто-сланцеватое. Состав: кварц, полевые шпаты, слюды, иногда роговая обманка. Отличительные признаки: зернисто-сланцеватое строение, содержание полевого шпата, кварца. Напоминает гранит (отличается строением). Происхождение: парагнейсы образовались из осадочных пород, ортогнейсы - из магматических. Применение – для изготовления щебня, плит.

Слюдяной сланец. Строение сланцеватое, зернисто-сланцеватое. Состоит из слюды или из слюды и кварца. Цвет белый, бурый, черный. Отличительные признаки: сланцеватое, полосчатое строение, содержание слюды. Разновидности: мусковитовый, биотитовый и двуслюдяной сланцы (представлены и мусковит и биотит). Применение: см. мусковит и биотит.

Хлоритовый сланец. Строение сланцеватое, зернисто-сланцеватое. Легко раскалывается. Состоит из хлорита или хлорита и кальцита. Окраска – зеленая различных оттенков. Легко царапается ножом. Встречаются включения кристаллов магнетита. Отличительные признаки: строение, содержание хлорита.

Тальковый сланец. Строение сланцеватое. Легко колется на плитки. Тальковый сланец состоит из одного минерала – талька. Отличительные признаки: сланцеватое строение, содержание талька. Применение: см. тальк.

Филлит. Строение тонкосланцеватое. Поверхности сланцеватости блестящие (наличие тонких чешуек серицита), имеют шелковистый блеск. Окраска серая, зеленоватая, красноватая, бурая, черная, фиолетовая. Отличительные признаки: строение, блестящая поверхность сланцеватости. Разновидность: кровельные сланцы – раскалывающиеся на тонкие, ровные плитки. Применение – материал для крыш.

Глинистый сланец. Строение сланцеватое. Состоит из тонких глинистых частиц с примесью пылеватых частиц кварца, иногда хлорита. Тусклый. Окраска зеленоватая, сероватая, черноватая, желтоватая, бурая, красноватая. Если подышать - издает землистый запах. Легко распадается на плитки. Не размокает в воде. Отличительные признаки: строение, тусклая поверхность сланцеватости, запах глины, окраска. Разновидность. Кровельный сланец (естественный шифер) – плотный, легко раскалывается на тонкие, ровные плитки. Применение: кровельный материал, в производстве линолеумов, изоляционных материалов и резиновых изделий.

Горючий сланец. Строение сланцеватое. Глинистые или мергелистые сланцы, обогащенные органическими веществами имеют черный цвет; иногда желтый. Легко распадается на плитки. Легкий. Загорается от спички и издает запах жженой резины, сильно коптит. Отличительные признаки: сланцеватое строение, черный, желтый цвет. Напоминают глинистые сланцы, отличаются тем, что обладают способностью гореть и более легкие. Происхождение – образовались на дне морей. Применение – топливо, технологическое сырье для получения бензина, бытового газа, фенола, ароматических углеводородов, электродного кокса, бензола, пластмасс, гербицидов, дорожных битумов.

Мрамор. Строение крупно-, средне-, мелко- и тонкозернистое. Состоит из кальцита. Бурно вскипает при действии HCI. Не оставляет царапины на стекле. Поверхности зерен ровные (спайность совершенная). Цвет различный; нередко пестро окрашен и имеет затейливый рисунок. Отличительные признаки: зернистое строение, небольшая твердость, реакция с HCI. Мрамор можно спутать с более твердыми породами – кварцитом и яшмой. Применение – облицовочный, декоративный, скульптурный материал; в металлургии, стекольной, электротехнической промышленности; удобрение.

Кварцит - зерна кварца, скрепленные кремнеземом Строение мелко- и тонкозернистое. Цвет различный. Имеет монотонную окраску. Твердый. Крепкий, звонкий. Поверхности зерен неровные (спайность отсутствует). В изломе блестящий. Отличительные признаки: зернистое строение, большая твердость, неровные поверхности зерен, блестящая поверхность в изломе. Напоминает мрамор (отличается большей твердостью и не реагирует с HCI). Применение: долговечен – не боится огня, горячих щелочей, едких газов, кислот и «царской водки»; изготовление огнеупорного кирпича, точильных камней, жерновов, плит и щебня; облицовочный, декоративный материал.

Контрольные вопросы и задания

1. Дайте определение понятия "метаморфизм".

2. Какие структуры и текстуры характерны для метаморфических пород?

3. За счет метаморфизации каких минералом или горных пород образовались сланцы, мрамор, кварц?