Страницы Список страниц 34 35 36 37 38 · · ·  42                    

§ 4. ОСАДОЧНЫЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

а) ПРОИСХОЖДЕНИЕ ОСАДОЧНЫХ ПОРОД И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ

Осадочные горные породы представляют продукты механического или химического разрушения существовавших раньше магматических, осадочных или метаморфических пород, отложившиеся в водных бассейнах или на поверхности суши; реже осадочные породы образуются в результате жизнедеятельности организмов.

От магматических и большинства метаморфических пород они резко отличаются благодаря условиям своего образования в поверхностной зоне земной коры. Химический состав продуктов изменения магматических пород подвергается своеобразной дифференциации, впервые указанной в нашей литературе Л. В. Пустоваловым. Сложные по своему составу магматические породы дают начало осадочным породам значительно более простого состава, что сказывается и в тех минералах, которые характерны для них. Сложение и строение осадочных пород характеризуются слоистостью, являющеюся следствием образования преимущественно в водной среде, путем механического осаждения. Сохранившиеся в погребенных осадках остатки организмов являются также весьма существенными компонентами породы, позволяющими достаточно обоснованно судить о способе образования породы, о времени ее образования, что, в свою очередь, позволяет сопоставлять породы различных районов между собой. Существенно важно здесь применение микропалеонтологии, а также споро-пыльцевого анализа, получившего за последнее время широкое распространение (С. Н. Наумова и др.).

По работам советских петрографов осадочных пород (литоло-гов), например П. М. Страхова, удалось выявить определенные закономерности в чередовании осадочных пород в связи с развитием тех или иных геологических процессов, связанных с движениями земной коры. Образование химических солевых и несолевого характера осадков детально изучено Н. С. Курнаковым и его учениками, а также А. Д. Архангельским (бокситы) и А. В. Казаковым (фосфориты). Крупные работы по изучению образования углеродистых осадков (каустобиолитов) проведены такими известными советскими учеными как П. И. Степанов и А. А. Гапеев (уголь), И. М. Губкин (нефть и газ).

В зависимости от способа образования их в природе осадочные породы делятся на:

1) механические осадки, представляющие продукты механического разрушения и переотложения разрушенных частей различных горных пород;

2) химические осадки, образовавшиеся при осаждении различных кристаллических и коллоидных веществ в водных бассейнах;

3) органогенные породы, являющиеся продуктами жизнедеятельности организмов — животных или растений.

б) МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ОСАДОЧНЫХ ПОРОД

Кроме детального исследования осадочных пород в поле и установления основных моментов их соотношений современная литология (петрография осадочных пород) прибегает к целому

ряду камеральных исследований, основанных на изучении осадочных горных пород более углубленными методами. Кроме обычных для петрографа изучений пород в шлифах или пришлифовках, для исследования осадочных пород применяется и ряд самостоятельно разработанных методов. Так, изучение обломочных, особенно рыхлых пород, требует проведения как исследования гранулометрического (зернового) состава, так и детального минералогического. При этом обращается особое внимание на исследование «тяжелой фракции», т. е. минералов, обладающих более высоким удельным весом, чем кварц и полевые шпаты. Сюда попадают все цветные минералы, а также те, которые в магматической петрографии получили название акцессорных: циркон, апатит, турмалин, гранат и ряд других. Так как содержание в породах этих минералов незначительно, то приходится прибегать к обогащению при помощи тяжелых жидкостей (делительные воронки или центрифугирование). К сходным операциям обращаются и при выделении спор, пыльцы или малораспространенных скелетных остатков организмов (диатомей, радиолярий, корненожек и др.). Гранулометрический анализ производится преимущественно разработанными советскими исследователями методами (Сабанин, Мошев и др). Минералогический анализ отдельных фракций ведется при помощи иммерсионного метода или непосредственным определением минеральных зерен «на глаз» (шлиховой метод). В тех случаях, когда оптические методы недостаточны для уверенного и точного определения минералов, прибегают к термическому анализу (исследованию кривых нагревания) или рентгеноскопическому (метод порошков).

Естественно, что химический анализ, а иногда и спектроскопический дают также весьма важные сведения о составе пород уже в более детальном виде.

Применение указанных методов естественно требует уже более глубоких знаний. Рассмотрение приведенных камеральных методов исследования не входит в задачу данного курса, желающие познакомиться с ними более детально, должны обратиться к специальным руководствам.

в) ОПИСАНИЕ ОСАДОЧНЫХ ПОРОД

1. Механические осадки и породы На поверхности земли, под действием сил природы — колебаний температуры, текучей воды, ветра, а также и деятельности растений и животных, горные породы постепенно разрушаются и распадаются на кучи обломков и щебня.

1c383d3540303b3e33384f-1

Одновременно с разрушением механическим идет и химическое «выветривание», в котором главным деятелем являются поверхностные воды, содержащие кислород, углекислоту и другие активные вещества. Воды выщелачивают из пород растворимые вещества и уносят их с собою благодаря чему разрушенная порода по составу сильно отличается от породы первоначальной. Нерастворимые продукты разрушения переносятся водными потоками, сортируются при этом по крупности зерен и по удельному весу и отлагаются по большей части в виде слоев на дне рек и ручьев или в морях и озерах.

Конгломерат

Рис. 124. Конгломерат

На вершинах гор и в полярных районах работу переноса разрушенных пород выполняют ледники, а в степях и пустынях — ветер. Таким образом, получаются породы, носящие название механических осадков или обломочных пород.

Крупные остроугольные обломки и осколки, образующиеся в результате механического разрушения горных пород, называют щебнем. В высокогорных областях, где механическое выветривание особенно сильно, щебень образует кучи осыпей у подножия горных склонов.

Если обломки горных пород переносятся водою реки или подвергаются действию прибоя, что всегда бывает у крутых берегов моря, они окатываются при трении друг о друга, острые углы сглаживаются и получаются округленные обломки различной формы, называемой галькой или гравием, в зависимости от их величины. Галька представляет более крупные обломки размером 10—100 мм, а гравий имеет размеры 2—10 мм.

Брекчия

Рис. 125. Брекчия

Обломочную породу, состоящую из зерен величиною 2—0,1 мм, называют песком. Тонкообломочный материал размером 0,1—0,01 мм называют алевритом.

Более детальная классификация пород по размерам зерен может быть дана, следуя М. С. Швецову (табл. 12).

Галька, гравий или щебень нередко бывают сцементированы каким-либо веществом — известковым, кремнистым, глинистым. В результате получается более или менее плотная порода, называемая конгломератом, если она состоит из гальки и гравия (рис. 124) или брекчией, если она образована остроугольными кусками щебня (рис. 125).

Размеры и состав обломков и гальки, слагающих такие породы, бывают очень различны; таким же разнообразием отличаются и цементирующие вещества. Подобные породы часто характеризуют наступательное движение моря (трансгрессию) и образуются н ее начале (базальные конгломераты).

Структуры обломочных и глинистых пород.

Размеры обломков или зерен, слагающих породы, являются признаками первостепенной важности, так как характеризуют условия накопления осадка (скорость течения воды и отсортиро-ванность материала, т. е. постоянство режима). Обычно различают:

1) п с е ф и т о в у ю структуру (грубообломочную);

2) псаммитовую структуру (песчаную);

3) алевритовую (иловатую);

4) пелитовую (глинистую);

5) смешанную (псефито- псаммито-пелитовую), т. е, плохо сортированную.

Границы этих классификационных типов не всегда определенны и иллюстрируются приведенной табл. 12.

36

35 37