Лабораторная работа № 3. Изучение осадочных горных пород

Целью работы является знакомство студентов с основными типами осадочных горных пород, их классификацией, минералным составыом, структурно-текстурными особенностями, научиться диагностировать породы по генетическим типам.

Оборудование: раздаточные коллекции образцов осадочных горных пород.

Задание: определить характерные признаки и минеральный состав пород раздаточной коллекции и с помощью определений найти их название.

Характеристика осадочных горных пород. Осадочными называются горные породы, образующиеся при осаждении и накоплении в той или иной среде (водной, воздушной) продуктов физического и химического разрушения (выветривания) исходных пород с последующим уплотнением и нередко цементацией осадка. Состав осадочных пород, условия залегания и мощность в значительной мере предопределяются составом исходных пород, характером продуктов разрушения, за счет которых образовались осадочные породы, и, наконец, условиями, в которых происходило это осаждение и дальнейшее формирование пород.

Отличительными признаками осадочных пород являются: слоистость – чередование слоев различного состава, цвета, сложения и мощности, пористость, наличие ископаемых органических осадков животного и химического происхождения, меньшая прочность по сравнению с магматическими породами. Форма залегания осадочных горных пород – слой пласт линза и др.

В зависимости от того, где происходит накопление осадков, горные породы по происхождению делятся на морские и континентальные.

По своему составу и происхождению осадочные породы делятся на три генетические группы:

1) Обломочные породы представляют собой скопление продуктов непосредственного разрушения исходных пород, часто связанное с их перемещением и переотложением.

2) Органогенные (биохимические) породы образовались в результате деятельности тех или иных организмов.

3) Хемогенные породы связаны с выпадением в осадок из водных растворов солей как конечных продуктов физико-химического выветривания исходных пород.

Некоторые виды осадочных пород приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 – Некоторые виды осадочных пород

Обломочные осадочные породы могут быть подразделены на следующие категории:

- собственно обломочные с дальнейшим подразделением на рыхлые  зернистые (песок, щебень, гальку) и сцементированные (песчаники, конгломераты);

- глинистые породы, которые нередко выделяют в самостоятельную группу. Среди них различают мягкие породы (например, различные глины, суглинки, супеси) и сцементированные (например, алевролиты и аргиллиты).

Наиболее прочным цементом является кремнистое, а наиболее слабым  глинистое вещество. Известны и другие природные цементы: известкожелезистые и даже гипсовые.

Органогенные породы разделяются по химическому составу: карбонатные (известняк – ракушечник, мел); кремнистые (диатомит, трепел, опока); углеродистые (торф, угли, горючие сланцы).

Хемогенными являются карбонатные (известняки, мергели, глины карбонатные), сульфатные (гипс) и галоидные породы.

Структура осадочных пород разнообразна. Почти каждый тип породы имеет свою, присущую только ему структуру. Для рыхлых пород характерны обломочные структуры, для сцементированных – брекчиевидные. Для обломочных пород выделяются структуры, в зависимости от величины обломков (псаммитовая, пелитовая и др. – таблица 3.2). Для хемогенных пород (известняк, доломит, гипс) характерна кристаллически-зернистая структура. Выделяют также оолитовую структуру (скопление мелких шаровидных стяжений различного размера – оолитовые известняки, бокситы). Структура органогенных пород зависит от степени сохранности и количества остатков.

Текстуры осадочных пород – слоистая, пористая, массивная (хемогенные породы), рыхлая (несцементированные породы).

По минералогическому составу обломочные зернистые породы всегда родственны своим исходным материнским породам. В обломочных породах наиболее распространены кварц, полевые шпаты, слюды. В химических и органогенных – карбонаты (кальцит, доломит), сульфаты (гипс, ангидрит),галоиды, окислы, гидроокислы и глинистые минералы.

Характерной особенностью осадочных пород из группы обломочных является их повышенная пористость, доходящая до 40% и более. В порах может быть вода, газ, органический материал.

Классификации осадочных пород. В таблице 3.2 приведена классификация обломочных пород.

Таблица 3.2 – Классификация обломочных пород

Структура	Размеры частиц, мм	Наименование породы
Несцементированные	Сцементированные
угловатые	окатанные	угловатые	окатанные
Грубообломочные (псефиты) > 50%	> 200 > 10 > 2	Глыбы, Щебень, Дресва	Валуны Галечник Гравий	Брекчия	Конгломерат, Гравелит
Песчаные (псаммиты) >50%	> 2 (>25%) > 0,5 > 0,25 > 0,1 (>75%) > 0,1 (<75%)	Песок гравелистый Песок крупный Песок средний Песок мелкий Песок пылеватый	Песчаники
Пылеватые (алевриты)	0,05 – 0,005	Алевриты, лесс	Алевролиты
Глинистые (пелиты)		Глин, суглинки, супеси	Аргиллиты, глинистые сланцы

В таблице 3.3 приведена классификация хемогенных пород.

Таблица 3.3 – Классификация хемогенных осадочных пород

Название	Химический состав
Галоиды: галит сильвин	NaCL KCl
Сульфаты: гипс ангидрит
Карбонаты: известняк плотный оолитовый известковый туф   долмит

Классификация органогенных пород приведена в таблице 3.4.

Таблица 3.4 – Классификация органогенных осадочных пород

Название	Химический состав
Известковые: известняк-ракушечник известняк битуминозный мел
Кремнистые: трепел опока диатомит
Углеродистые: торф уголь нефть сапропелиты	Органические соединения углерода

Порядок выполнения работы. Рекомендуется следующая последовательность выполнения работы.

1) Визуально определить структуру и текстуру породы.

2) Установить генетическую группу породы (обломочные, хемогенные, органогенные).

3) Визуально определяются минеральный состав породы.

4) По размеру, форме и сложению обломков определяется название обломочной породы (таблица 3.2).

5) Определение органогенных и хемогенных пород осуществляется с использованием соляной кислоты и точным опрелделением структуры и твердости породы.

6) С использхованием подробных описаний [1] уточняется название породы и заполняется таблица 3.5.

7) Проверяется правильность определений у преподавателя.

8) Формируется отчет по лабораторной работе.

Таблица 3.5 – Определение названия осадочных пород

Контрольные вопросы

1) На какие группы по способу образования подразделяются осадочные породы?

2) Каковы отличительные признаки осадочных пород?

3) Какие структуры характерны для осадочных пород?

4) Какие минералы преобладают в обломочных породах?

5) Какие минералы преобладают в химических и органогенных породах?

6) Что положено в основу классификации обломочных пород?

7) Как влияет минеральный состав осадочных пород на гранулометрическому составу?

8) Какие минералы встречаются в глинных породах?

9) Чем отличаются монтмориллонитовая глина от каолинитовой?

10) Чем отличается гипс от известняка?