Обломочные породы сформированы при выветривании уже существующих горных пород, которые были перенесены в различные местности оттуда, где они были первоначально, и затем превратились в горные породы. Они имеют обломочную структуру, сложенную обломками (большие обломки, подобные песку или гравию), и классифицируются по размеру зерен. В таблице 7.1 перечислены различные обломочные породы вместе с размерами их частиц.

Обломочные породы сложены обломками других пород. Эти обломки пород возникли при выветривании и затем были снесены в пониженные участки местности или в расщелины, где попались в ловушку в качестве осадков. Если осадок оказался достаточно глубоко погребенным, он становится уплотненным и сцементированным, образуя осадочную породу.

Обломочные осадочные породы выстраиваются в ряд по размеру частиц от микроскопических глинистых пород до валунов. Их названия основаны на размере их обломков или зерен. Начиная с самых мельчайших зерен, каковыми являются глины, затем алевриты, затем песок. Обломки больше чем 2 мм называются галькой или щебнем.

Аргиллит – это порода, сложенная в основном глинистыми частицами, алевролит сложен зернами алевритового размера, песчаник – зернами песка, а конгломерат – галькой, засыпанной песком или илом.

Грубозернистые обломочные породы

Гравий (размер зерен больше 2 мм; округлые обломки = конгломерат; угловатые обломки = брекчия).

Среднезернистые обломочные породы Песок (размер зерен от 0,05 до 2 мм).

Песчаник (в основном кварцевые зерна = кварцевый песчаник или кварцевый аренит; в основном полевошпатовые зерна = аркоз; в основном зерна фрагментов горных пород размером с песок = лититовый песчаник, литаренит или гравуакка).

Цемент (клей, который удерживает все это вместе), подобный кальциту, окислам железа, кремнезему.

Тонкозернистые обломочные породы

Алеврит и алевролит (размер зерен от 0,005 до 0,05 мм). Глина, аргиллит и глинистый сланец (размер зерен < 0,005 мм).

Отложение этих типов осадочных пород различными потоками – это то, о чем вы могли бы догадаться. Крупный гравий и галька переносятся только сильными потоками. Есть стремительные горные потоки, скалистые берега с высокими волнами и талые воды ледников. Сильные ледниковые потоки также переносят песок. Это то, почему вы обычно видите песок между гравием и гальками. Гальки и маленькие камешки спотыкаются друг о друга и очень быстро становятся гладкими, подпрыгивая по земле или в воде. Береговые гальки и осколки битого стекла, постоянно перекатываемые прибоем взад и вперед, также становятся гладкими и округлыми.

Грубообломочная порода, которая не так явно гладкая и перемытая – это не конгломерат, а брекчия. Эти остроугольные фрагменты пород встречаются вблизи их источника, где осадочные породы были напластованы друг на друга до того, как были перемещены очень далеко. Хотя некоторые брекчии осадочные по происхождению, другие образуются из магматических пород при вулканизме. Они были отложены на слое осадочных пород после первого выброса во время извержения или были мгновенно раздроблены вдоль разлома во время землетрясения.

К этим классам относятся всем хорошо знакомые сыпучие по-роды — песок, щебень, галечник, гравий; сцементированные по-роды, среди которых самым известным является песчаник, а также глинистые породы — глина, суглинки, супеси.

Названные породы сильно отличаются друг от друга по составу и свойствам, но в природе переход от обломочных пород к гли-нистым очень постепенный, с большим количеством смешанных разностей, что задает необходимость рассмотрения данных классов в рамках одного раздела.

Классификация

В разделе рассматривается пять классов по-род — крупнообломочные, песчаные, мелкообломочные, глинис-тые и смешанные. Для краткости условимся называть их всех вмес-те обломочными и глинистыми. Как можно видеть, все они класси-фицируются по размеру, форме обломков, цементации и связности.

Осадочные обломочные, глинистые и смешанные породы

Структура и размер частиц, мм	Название породы
	Текстура
	Несцементированная		Сцементированная		Связная
	Угловатые обломки	Округлые обломки	Угловатые обломки	Округлые обломки
1. Крупно-обломочные: более 1000	Неока- танные глыбы	Глыбы	Глыбовая брекчия	Глыбо-вый кон-гломерат
200-1000	Неока- танные валуны (камни)	Валуны	Валунная брекчия	Валун-ный кон-гломерат
10-200	Щебень	Галечник	Бре^ия	Конгло- мерат
2-10	Дресва (мелкий щебень)	Гравий	Мелкая брекчия	Гравелит
2. Среднеобло-мочная — песча-ная (0,05-2):	Пески (по преоб-ладающей фрак-ции): гравелистый (грубый)		Песчаники (по пре-обладающей фрак-ции): гравелистый (грубый)
0,5-1	крупный		крупный
0,25-0,5	средний		средний
0,1-0,25	мелкий		мелкий
0,05-0,1	пылеватый (тонкий)		пылеватый (тонкий)
3. Мелкообломоч-ная — пылеватая: 0,002...0,05	Алеврит		Алевролит		Лёсс
4. Микрозернис- тая — глинистая: менее 0,002 (0,005)	Глина		Аргиллит		Глина
5. Смешанная	Песок пылевато-гли- нистый со щебнем и гравием, галечник с песчаным гравий-ным заполнителем и др.		Конгломерат песча-нистый, гравелит песчанистый и др.		Глина, сугли- нок, супесь

Состав

Эти породы состоят из продуктов механического и хи-мического разрушения и преобразования других пород на поверх-ности земли. В подавляющем большинстве случаев они являются почвообразующим материалом, на них осуществляется большая часть строительства и прочего природообустройства, их чаще других называют словом «грунт».

В составе обломочных и глинистых пород выделяется три ос-новные составные части — обломки, цемент и глинистый материал.

Обломочный материал

Обломочный материал — главная составная часть обломочных пород — каменный материал в составе глыб, валунов, гальки, гравия, щебня, песчинки, образующие песок, кварцевая мине-ральная пыль. Все это может быть представлено различными скаль-ными или полускальными породами, и название исходной породы может быть только упомянуто — щебень гранитный, галечник из-вестняковый, песок кварцевый. Булыжник, бут, голыш, брус-чатка — естественный или специально обработанный и подоб-ранный камень размером в десятки сантиметров, применяемый в строительстве для мощения дорог и кладки фундамента.

По форме выделяют два основных типа обломков — угловатые и округлые, также существует несколько переходных типов между ними.

Каменные обломки различной формы

а — угловатые; б — округлые (окатанные); в — полуокатанные

Широко распространенную морену принято называть щеб-нистым суглинком, в то время как имеющиеся в ней каменные включения скорее ближе к округлой гальке, чем к угловатому щебню.

Обломки угловатой формы. Они образуются при выветри-вании и отламывании кусков от коренной монолитной породы. В природе данный процесс интенсивнее всего развит на склонах; образующиеся в результате него обломки скапливаются у подножья склонов, образуя каменные осыпи. При горизонтальном рельефе угловатые обломки остаются на своем месте, и процесс выветри-вания быстро затухает с глубиной. Так образуются коры выветри-вания.

Угловатые обломки в составе коры выветривания и каменной осыпи

Породы осыпей и кор выветривания в зависимости от размеров обломков называют глыбами, щебнем, дресвой, хрящом. Они могут служить строительным материалом в местах своего распростра-нения, хотя реально используемые в строительстве щебень, глыбы и т.п. значительно чаще являются искусственно дроблеными кам-нями, добываемыми в карьерах при помощи взрывов. На их основе можно получить более прочные материалы для строительства, чем при использовании выветрелого и трещиноватого естественного камня, тем более что большинство населения России проживает на равнинных.территориях, где эти осыпи и коры выветривания практически отсутствуют.

Округлые (окатанные) обломки приобретают такую форму в результате обработки водой (морским прибоем, реками, водно-ледниковыми потоками), реже — ветром. Из угловатых глыб обра-зуются валуны, из щебня — галька, из дресвы (мелкого щебня) — гравий. Чем мельче обломки, тем чаще они бывают округлыми. Например, пески с угловатыми обломками в природе встречаются, но крайне редко. Пылеватая фракция — кварцевые обломки раз-мером 0,002—0,05 мм всегда округлые. Из-за мелких размеров они начинают демонстрировать коллоидные свойства — легко слипаются между собой, а будучи взмученными, медленно оседают в воде.

Цемент

Некоторые породы в природе напоминают по своему сложению такие известные искусственные материалы, как отвер-девший цементный раствор или бетон, тем, что состоят из камен-ных обломков, скрепленных между собой цементом. Не исклю-чено, что идея создания бетона была заимствована людьми в при-роде. Природный цемент сходен по составу с некоторыми химическими осадочными породами. Он бывает карбонатным, кремнистым, сульфатным, железистым и глинистым — тогда его называют глинистым заполнителем. Карбонатный цемент сходен по составу с химическим известняком и определяется по реакции с кислотой. Кремнистый — наиболее прочный и твердый из цемен-тов, иногда он имеет жирный блеск, с кислотой не реагирует. Суль-фатный — не прочен, он царапается ногтем, изредка на нем видны сахаровидные кристаллы. Железистый цемент узнается по ржавому цвету. Глинистый цемент царапается ногтем, размокает в воде.

Образование цемента возможно двумя путями:

• в морских условиях при одновременной аккумуляции хими-ческого осадка вместе с обломками;
• за счет выпадения в осадок химического материала из под-земных вод внутри обломочной толщи после ее накопления.

Породы с различными типами цемента

а — базальный цемент; б — поровый цемент; в — контактовый

Глинистые минералы

В крупнообломочных породах гли-нистые минералы могут играть роль заполнителя между каменными частицами и фактически являться цементом. При смешении гли-нистых минералов с песчаным и мелкообломочным материалом образуются так называемые глинистые породы — суглинки, супеси и природные глины. Глинистые минералы приобретают при этом роль главного компонента, придавая всей смеси свойства гли-нистых пород, главные из которых — влагоемкость, водонепрони-цаемость и связность — способность делаться пластичной при ув-лажнении и твердой при высыхании.

Структура, гранулометрический и минеральный состав

Эти харак-теристики тесно связаны между собой. Структура материала опре-деляется в зависимости от размеров частиц. Частицы определенного размера принято называть фракциями. Границы фракций взяты по ГОСТ 25100—2011 «Грунты», они с очень небольшими измене-ниями повторяют границы, принятые в геологической литературе, отличаются лишь названия фракций; геологические даны в скобках.

Структуры и примерный состав обломочных, глинистых и смешанных пород

Структура и фракция — размер частиц	Примерный состав
1. Крупнообломочная (псефиты) — крупнее 2 мм	Обломки любых скальных пород
2. Среднеобломочная — песчаная (псаммиты) — 0,05-2 мм	Преобладает кварц, может присут-ствовать полевой шпат, прочих минералов совсем мало
3. Мелкообломочная — пылеватая (алевриты) — 0,002-0,05 мм	Кварц — практически вся фракция
4. Микрозернистая — глинистая (пелиты) — менее 0,002 мм (менее 0,005 мм)	Каолинит, монтмориллонит, глау-конит и другие глинистые мине-ралы, кварц, лимонит
5. Смешанная — обломочно-пес-чаная, песчано-глинистая и др.	Различные смеси частиц 1—4-й фракций

Известна, что чем мельче раздроблен материал, тем быстрее он растворяется и вступает в химические реакции. Поэтому среди об-ломков крупного размера (глыб, валунов, щебня, гальки) встреча-ются почти все породы за исключением наиболее растворимых — гипса, ангидрита, каменной и других солей. Среди обломков средних размеров встречаются в основном кварц — самый устой-чивый к выветриванию минерал, реже полевой шпат, еще реже другие минералы. Среднеобломочные породы — это пески.

Среди мелкообломочных (пылеватых) частиц почти не встреча-ются другие минералы, кроме кварца. Породы — лёсс, алеврит, алевролит.

Микрозернистые породы сложены каолинитом, монтморилло-нитом, гидрослюдами и другими глинистыми минералами. По-роды — чистые глины.

Смешанные породы — чаще всего смесь песчаной, пылеватой и глинистой фракции — это глины, суглинки и супеси. Широко используются термины «песчано-глинистые» и «глинистые по-роды», употребляемые как синонимы.

Процентное весовое содержание частиц различных фракций на-зывается гранулометрическим составом (грансоставом) . Для его определения образец грунта пропускается через набор сит с даль-нейшим взвешиванием каждой фракции. Далее по небольшому на-бору правил породе дается формально правильное название. Это относится к несцементированным крупнообло-мочным, песчаным и отчасти некоторым глинистым породам, о чем речь пойдет ниже.

Подразделение крупнообломочных и песчаных грунтов

Разновидности крупнообломочных грунтов и песков	Размер частиц, мм
Крупнообломочные:
валунный (глыбовый)	>200	> 50
галечниковый (щебнистый)	> 10	> 50
гравийный (дресвяный)		> 50
Пески:
гравелистый
крупный	>0,50	> 50
средней крупности	>0,25	> 50
мелкий	> 0,10
пылеватый	>0,10	< 75

Правильное присвоение названия песчаным и глинистым грунтам — важная задача геологии и грунтоведения. От типа грунта (фактически от наименования) зависят различные табличные зна-чения параметров, входящих в расчеты оснований, что важно для проектировщиков. Поэтому грансостав наряду с другими лабора-торными свойствами грунтов является одним из важнейших пока-зателей свойств и в массовом порядке определяется при прове-дении изысканий.

Как можно видеть, все начинается в горных условиях с выветри-вания, обвалов и осыпания угловатых каменных обломков — так образуются природные глыбы и щебень. В процессе выветривания (химического) образуются также глинистые минералы , которые легко уносятся водой, а если разрушаются очень распространенные в природе граниты и гнейсы, то образуется также обломочный кварц с частицами песчаного и пылеватого размера.

Схема образования обломочных пород

За счет силы тяжести, склоновых процессов, временных водных потоков и рек угловатый обломочный материал попадает на мор-ское побережье. Здесь к нему добавляется материал, образующийся за счет разрушения берега волнами. В зоне прибоя каменный мате-риал дополнительно дробится, обломки округляются, образуются валуны , галечник , гравий , песок и кварцевая пыль — материал алев-ритов. Часть материала растворяется. Волнением и морскими тече-ниями осадки относит на большую глубину, где, возможно, проис-ходят цементадия и превращение в сцементированные аналоги — конгломераты , гравелиты , песчаники , алевролиты.

Аналогичные процессы в меньших масштабах могут происхо-дить за счет геологической работы горных рек, ледников и водно-ледниковых потоков. Если отсутствует фаза округления, то при це-ментации угловатого материала могут возникать осадочные брекчии.

Тектонические брекчии образуются в зонах тектонических нару-шений. Обломочный материал получается при перемещении тек-тонических блоков вдоль плоскостей разломов, а цементация — за счет выделения химического осадка из подземных вод, легко циркулирующих по раздробленной зоне.

(а. clastic rock, fragmented rock, detrital rock; н. klastische Gesteine, Trummergesteine; ф. roches detritiques, roches clastiques, roches agregees; и. rocas detriticas, rocas clasticas), — осадочные горные породы , состоящие целиком или преимущественно из обломков различных горных пород (магматических, метаморфических или осадочных) и минералов ( , полевые шпаты , слюды , иногда глауконит , вулканическое стекло и др.).

Различают обломочные горные породы сцементированные и несцементированные (рыхлые). В сцементированных обломочных горных породах связующим веществом служат карбонаты (кальцит, доломит), оксиды кремния (опал, халцедон , кварц), оксиды железа (лимонит, гётит и др.), глинистые минералы и ряд других. Облицовочные горные породы часто содержат органические остатки: целые раковины или их обломки — моллюсков, кораллов, криноидей и другие, стволы и ветви деревьев и т.п.

В основу классификации облицовочных горных пород положен структурный признак — размер обломков. Выделяются: грубообломочные породы, или псефиты , с размером обломков более 1 мм (несцементированные — глыбы , валуны , галька , щебень , дресва , гравий; сцементированные — конгломераты , брекчии , гравелиты и др.); песчаные породы, или псаммиты , с размером частиц 1-0,05 мм, по другой классификации, 1-0,1 (2-0,05 мм) (пески и песчаники); пылеватые породы, или алевриты , с размером частиц 0,05-0,005 мм (алевриты и алевролиты); глинистые породы, или пелиты , с размером частиц менее 0,005 мм (глины, аргиллиты и др.). Граница между алевритами и пелитами проводится по размеру частиц 0,005 (0,01 в других классификациях) мм. Глинистые породы могут быть как химические, так и обломочного происхождения. Выделяются также обломочные горные породы смешанного состава, сложенные обломками различной размерности, — песчаными, алевритовыми и глинистыми. К ним относятся широко распространённые, особенно среди современных континентальных отложений , различные суглинки и супеси . Дальнейшее подразделение обломочных горных пород в пределах структурных подтипов производится по минеральному составу обломков и другим признакам. К обломочным горным породам принадлежат также продукты вулканических извержений: вулканический щебень, пепел (рыхлые породы и их сцементированные разновидности — туфы), туфобрекчии и породы, переходные между обломочными и вулканогенными — туффиты и туфогенные породы (см. вулканогенно-осадочные породы).

При расчленённом рельефе и высокой динамике среды образуются грубообломочные породы, в условиях равнинного рельефа и небольшой скорости водных и воздушных потоков — песчаные, алевритовые и глинистые породы. Глинистые частицы осаждаются главным образом в спокойной воде . В прибрежной части морей и океанов на пляже и мелководье отлагаются галька и гравий , по мере движения вглубь бассейна они сменяются

Осадочные породы по способу образования можно разделить на четыре группы: 1) обломочные; 2) органического происхождения (органогенные); 3) химического происхождения (хемогенные) и 4) смешанного происхождения.

Обломочными называются породы, которые произошли из осадков, представляющих собой механические продукты разрушения ранее существовавших пород.

Обломочные породы можно подразделить на грубообломочные (псефиты), песчаные (псаммиты), мелкоземистые (алевриты) и глинистые (пелиты).

Грубообломочные породы (псефиты). Состоят из отчетливо видимых невооруженным глазом рыхлых или сцементированных обломков горных пород и минералов (главным образом кварца или его разновидностей) размером более 2 мм в поперечнике. Среди грубообломочных пород выделяют рыхлые и сцементированные породы, которые различаются по характеру обломков (угловатые или окатанные) и по их размерам.

Рыхлые угловатые породы делятся на глыбы (обломки больше 10 см в поперечнике), щебни (10 - 1см), дресву (1 см - 2 мм); рыхлые окатанные - на валуны (более 10 см в поперечнике), галечники (10 - 1 см), гравий (1 см - 2 мм). Учебник «Общая и историческая геология». М.М. Чарыгин, Ю.М. Васильев. - М.: Недра, 1968. - стр. 49.

Сцементированные скопления угловатых обломков называются брекчией, сцементированные скопления окатанных обломков - конгломератом.

По составу цемента брекчии и конгломераты бывают кремнистыми (цемент из SiO2 или SiO2*nH2O), известковыми (цемент из CaCO3), железистыми (цемент из Fe2O3*nH2O или FeCO3), глинистыми (цемент из глинистого вещества).

При описании брекчий и конгломератов обращают внимание на то, из каких пород и минералов состоят обломки, на их размер, степень угловатости, окатанности, состав цемента и т.д.

Органические остатки (фауна и флора), находимые в цементе, могут характеризовать геологическое время образование брекчии и конгломерата. Органические остатки, встречающиеся в самых обломках, характеризуют геологическое время образования тех пород, в результате разрушения которых образовались данная брекчия или данный конгломерат.

Песчаные породы (псаммиты). Состоят из обломков минералов или горных пород размером от 2 до 0,1 мм в поперечнике. Такие обломки хорошо видны невооруженным глазом или в лупу. Среди песчаных пород различают рыхлые и сцементированные; к рыхлым относятся пески.

Пески. В зависимости от состава минеральных зерен бывают кварцевыми и полимиктовыми. Первые состоят из зерен кварца, вторые из зерен разных минералов. Полимиктовые пески, кроме кварца, могут состоять из зерен слюды, роговой обманки, пироксена, хлорита, полевых шпатов, глауконита, магнетита, мелких обломков известняков, сланцев и других горных пород.

В зависимости от того, какой минерал преобладает над остальными, полимиктовые пески называют слюдистыми, роговообманковыми, хлоритовыми, полевошпатовыми и т.д. полевошпатовые пески часто называют аркозовыми. Все пески содержат, кроме минеральных обломков, небольшое количество глинистых частиц и других примесей, придающих им ту или иную окраску.

При рассмотрении песков в лупу в них можно определить степень угловатости или окатанности отдельных зерен - песчинок.

Пески различают также по размеру зерен: грубозернистые (размер зерен 2-1 мм), крупнозернистые (1-0,5 мм), среднезернистые (0,5-0,25 мм); мелкозернистые (0,25-0,1 мм), однородные (размер зерен постоянен) и разнозернистые (размер зерен разный).

Сцементированные песчаные породы (псаммиты) называются песчаниками.

Песчаники. Различаются по составу образующих их минералов, по размеру зерен и по связывающему их цементу.

Песчаники, как и пески, бывают кварцевыми и полимиктовыми. Полимиктовые песчаники, так же как и пески, могут быть слюдистыми, роговообманковыми, полевошпатовыми (аркозовыми) и т.д.

В зависимости от размера зерен песчаники подразделяют на грубозернистые (размер зерен 2-1 мм),крупнозернистые (1-0,5 мм), среднезернистые (0,5-0,25 мм), мелкозернистые (0,25-0,1 мм), равномернозернистые (или однородные) и разнозернистые. Учебник «Общая и историческая геология». М.М. Чарыгин, Ю.М. Васильев. - М.: Недра, 1968. - стр. 50.

В зависимости от состава цемента песчаники бывают кремнистыми, известковыми, железистыми, глинистыми.

Мелкоземистые породы (алевриты). Состоят из обломков диаметром от 0,1 до 0,01 мм. Занимают промежуточное положение между песчаными и глинистыми породами. К алевритам относятся главным образом осадки континентального происхождения: супеси, суглинки и лёсс.

Супеси и суглинки отличаются от песков свойственной глинам способностью при смачивании водой приобретать пластичность. В отличии от глин при растирании в смоченном состоянии пальцами шероховаты на ощупь.

Супеси и суглинки могут быть известковистыми и неизвестковистыми. Первые вскипают от соляной кислоты.

Лёсс. Представляет собой глиноподобную породу светло-бурой и желтоватой окраски. В сухом виде легко растирается пальцами в тонкий порошок. Порода пористая. Поры нередко видны невооруженным глазом. Лёсс почти всегда содержит углекислый кальций, а потому бурно вскипает от соляной кислоты. При размывании лёсса водными потоками образуются высокие, хорошо сохраняющиеся, почти вертикальные обрывы.

В лёссе нередко встречаются белые и серые известковистые образования шарообразной, эллипсоидальной и неправильной формы (0,1 см и более в поперечнике). Они называются известковистыми дутиками, куклами и т.д.

Нередко в лёссе встречаются наземные фауна и флора, особенно часты Helix, Planordis, Pupa.

Глинистые породы (пелиты). Подразделяются на глины, аргиллиты и глинистые сланцы.

Глины отличаются от других обломочных пород не только тем, что состоят из очень мелких частиц (меньше 0,01 мм в поперечнике), но и тем, что частицы их, как правило, не представляют собой механических обломков породообразующих минералов, а являются новообразованиями, химически существенно отличающимися от минералов, в результате разрушения которых они образовались. Многие из них находятся в коллоидном состоянии.

Микроскопичность глинистых частиц не позволяет классифицировать глинистые породы по величине, форме обломков и состава цемента.

Глины при смачивании водой образуют пластичные массы.

При растирании влажной глины пальцами не ощущается шероховатости.

Удельный вес глин около 2,5.

Цвет глин различный: красный, бурый, желтый, синеватый, зелено-серый, черный, но никогда не белый.

Некоторые глины в заметном количестве содержат углекислый кальций (мергелистые и известковистые глины), серный колчедан, углистые вещества и битумы (битуминозные глины), гипс, ангидрит, галит (гипсоносные и соленосные глины).

Глины со сланцеватой структурой называются сланцеватыми. Они также становятся пластичными при смачивании водой. Глины различают по применению: огнеупорные, сукновальные, горшечные, красочные, лепные, цементные и т.д.

Аргиллиты. Твердые глины, имеющие вид глинистых пород. Поддаются царапанию ножом, не размокают от воды и не вскипают от кислоты. При обогащении СаСО3 аргиллиты переходят в мергели.

Глинистые сланцы. Плотные нерастирающиеся, поддающиеся царапанию ножом и не размокающие от воды породы, разделяющиеся на плиты по плоскостям слоистости или сланцеватости. Цвет от светло-серого до черного. Примеси окислов железа и других металлов придают глинистым сланцам фиолетово-красные, зеленоватые и бурые оттенки.

Глинистые сланцы со значительным количеством обугленных растительных остатков называются углистыми, а содержащие до 75% битуминозного вещества и способные гореть - горючими или битуминозными сланцами.

Углистые и горючие сланцы твердые, чем другие глинистые сланцы, что приближает их к сланцеватым глинам.

Осадочные обломочные горные породы – это породы, которые образовались в результате переноса и переотложения, ранее существовавших магматических и метаморфических горных пород, в результате физического выветривания (перепада температур), действия ветра, постоянных и временных водотоков, ледников и живых организмов.

Осадочные обломочные горные породы классифицируются по: размеру обломков, виду обломков, по связи между обломками ( частицами) .

По размеру обломков – делятся на грубообломочные, среднеобломочные,

мелкообломочные, тонкообломочные.

По связи между частицами – делятся на:

рыхлые – связь между твёрдыми частицами отсутствует;

связные – породы состоят из столь мелких частиц, что между этими частицами возникают силы меж молекулярного притяжения, силы Вандер-Ваальса (присуще осадочным мелко- и тонкообломочным горным породам);

сцементированные – поры в породе заполнены цементирующим веществом, при этом ранее рыхлая порода становится скальной или полускальной.

По виду обломков – разделяются на окатанные и неокатанные.

Сцементированные обломочные осадочные горные породы – это породы, у которых поры заполнены полностью и частично природными цементами.

Природные цементы в сцементированных обломочных осадочных породах бывают различные, например, глинистые, известковые (карбонатными),кремнистые, железистые, фосфатные, гипсовые и др. Самый прочный природный цемент - кремнистый; самый не прочный – глинистый.

По количеству и текстуре цемента различают обломочные породы с базальным, поровым и контактовым цементом.

Базальный цемент - это такой вид цемента при, котором отдельные обломки породы не соприкасаются друг с дру-

гом, а как бы плавают в массе цемента.

Поровый цемент - это такой вид цемента при, котором все поры заполнены цементирующим веществом.

Контактовый цемент - это такой вид цемента при, котором цемент присутствует только на контакте между твердыми частицами.

Осадочные обломочные горные породы по размерам обломков подразделяются н а:

грубообломочные осадочные горные породы (псефиты) – все осадочные обломочные горные породы у которых обломки из которых они состоят больше 2мм. Эти породы могут состоять из окатанных и неокатанных обломков, находиться в рыхлом или сцементированном состоянии.

К рыхлым окатанным

валуны, состоят из обломков размером более 200 мм;

галька, состоят из обломков размером более от 200 до 40 мм;

гравий, состоят из обломков размером более от 40 до 2 мм.

К рыхлым неокатанным грубо обломочным горным породам относятся:

глыбы, состоят из обломков размером более 200 мм;

щебень, состоят из обломков размером более от 200 до 40 мм;

древа, состоят из обломков размером более от 40 до 2 мм.

К сцементированным окатанным грубо обломочным горным породам

относятся:

конгломерат, состоит из обломков размером 100 -10 мм;

К сцементированным неокатанным грубо обломочным горным породам относятся:

брекчия, состоит из обломков размером 100 -10 мм;

гравелит, состоит из обломков размером 40 - 2 мм.

Среднеобломочные осадочные горные породы ( псаммиты) – это все об-

ломочные горные породы, которые имеют размер частиц от 2 – 0,05 мм. Эти по-

роды могут состоять находиться в рыхлом или сцементированном состоянии.

К сцементированным среднеообломочным горным породам относится

песчаник.

К рыхлым среднеообломочным горным породам относится песок. Песок

по зерновому (гран) составу подразделяется на такие виды:

Гравелистый, состоит из частиц размером от 2 – 1 мм;

Крупнозернистый, состоит из частиц размером от 1 – 0,5 мм;

Среднезернистый, состоит из частиц размером от 0,5 – 0,25 мм;

Мелкозернистый, состоит из частиц размером от 0,25 – 0,1 мм;

Тонкозернистый, состоит из частиц размером от 0,1 – 0,05 мм.

Мелкообломочные осадочные горные породы ( пылеватые или алеври-

ты) – это связные или сцементированные осадочные горные породы, у которых

размер частиц от 0,05 до 0,005 мм.

Частицы с размерами от 0,05 – 0,005 называются пылеватыми. Мелкооб-

ломочные горные породы бывают в связанном или в сцементированном состоя-

нии. В рыхлом состоянии в природном сложении эти породы находиться не мо-

гут. Это объясняется малыми размерами частиц составляющих мелко обломоч-

ные горные породы.

К связным мелкообломочным осадочным горным породам относятся:

лессовидный суглинок.

К сцементированным мелкообломочным осадочным горным породам

относятся алевролит.

Тонкообломочные осадочные горные породы ( пелиты) – это все горные

породы, которые находятся в связанном или сцементированном состоянии(не

бывают в рыхлом), и имеют размер частиц преимущественно менее 0,005 мм.

Частицы размером менее 0,005 мм называются глинистыми частицами. Их

размер столь мал, что между ними возникают силы меж молекулярного притя-

жения (силы Вандервальса), это и объясняется то, что эти породы не могут на-

ходиться в рыхлом состоянии.

К связным тонкообломочным осадочным горным породам относятся:

супесь содержит глинистых частиц от 3% до 10%;

суглинок содержит глинистых частиц от 10% до 30%;

глина содержит глинистых частиц более 30%.

К сцементированным тонкообломочным осадочным горным породам

относится – аргиллит.

Глина – это осадочная тонкообломочная горная порода, которая состоит

из частиц размером менее 0,01 мм, но среди них должно быть не менее 30%

частиц размером менее 0.005 мм.

Супесью – называется осадочная тонкообломочная горная порода, которая

состоит из песчаных и глинистых частиц, но песчаных частиц в ней должно

быть больше чем глинистых, а глинистых частиц (менее 0,005 мм) среди них

должно быть от 3% до 10% по массе.

Суглинком – называются осадочная тонкообломочная горная порода, ко-

торая состоит из песчаных и глинистых частиц, но песчаных частиц в ней

должно быть меньше чем глинистых, а глинистых частиц (менее 0,005 мм) сре-

ди них должно быть от 10% до 30% по массе.

Глинистые частицы предают некоторые специфические свойства тонко-

обломочным горным породам: пластичность, набухание ( при увлажнении),

усадка ( уменьшаться в размере при высыхании), пластичность, ползучесть,

коррозионная активность и др.

За счёт большого количества глинистых частиц, глина является водоупор-

ной породой, которая не пропускает через себя воду.

Мелкообломочные осадочные горные породы, такие как лёсс, или лессо-

видный суглинок обладают большой пористостью (большие, крупные, верти-

кально расположенные поры). В сухом состоянии эти породы обладают связно-

стью (именно за счет этого хорошо держат вертикальный откос), достаточно

большой прочностью. При увлажнении связь между пылеватыми частицами на-

рушается, происходит оплывание пылеватых частиц в крупные поры при этом

объем породы резко уменьшается и в ней проявляются просадочные свойства.

Минеральный состав осадочных обломочных горных пород

Грубообломочные осадочные горные породы состоят из различных по ве-

личине и виду магматических и метаморфических горных пород, поэтому их

минеральный состав соответствует минеральному составу тех пород из облом-

ков которых они состоят.

Среднеобломочные осадочные горные породы состоят из такие минера-

лов, как кварц, полевые шпаты, слюда. В них могут присутствовать различные

цветные минералы, например, глауконит.

Мелкообломочные осадочные горные породы состоят из тонкодисперс-

ного кварца, кальцита, глинистых минералов, в них может присутствовать гипс.

Тонкообломочные осадочные горные породы состоят:

такие, как супесь, суглинок - из песчаных и глинистых минералов;

такие, как глина – из глинистых минералов (каолинит, гидрослюда,

монтмориллонит) .

Структуры и текстуры осадочных обломочных горных пород.

У грубообломочных осадочных горных пород структура - грубообломоч-

У среднеобломочных осадочных горных пород структура песчаная (песок,

песчаник).

У мелкообломочных осадочных горных пород структура - пылеватая

У тонкообломочных осадочных горных пород структура - песчано-

глинистая (супесь), глинисто-песчаная (суглинка), глинистая (глина).

Осадочным обломочным горным породам свойственны такие текстуры:

плотная или массивная;

рыхлая или беспорядочная;

слоистая;

макропористая;

микропористая;

кавернозная.

Осадочные грубообломочные и среднеобломочные горные породы чаще

всего являются хорошим основанием для зданий и сооружений. Осадочные

тонко обломочные горные породы в твердом, полутвердом, тугопластичном со-

стоянии могут служить достаточно надежным основанием для зданий и соору-

жений, однако при увлажнении их прочностные и деформационные характери-

стики резко снижаются. Осадочные мелкообломочные горные породы в сухом

состоянии хорошо держат откос, обладают достаточно высокими прочностны-

ми характеристиками, но при увлажнении размягчаются, проявляют просадоч-

ные свойства.

Осадочные обломочные горные породы широко используются в строи-

тельстве. Щебень, дресва – используются как наполнитель бетонов, подсыпка

под дорожное полотно. Сцементированные осадочные породы используются

(конгломерат__________, брекчия, песчаник) используются как строительный камень. Пе-

сок применяется для производства силикатного кирпича, стекла, строительных

растворов, как подсыпка под дорожное полотно, для устройства песчаных по-

душек под фундаменты. Лёсс, супесь, суглинка, глина – используются для про-

изводства кирпича; глина как наполнитель строительных растворов.

Осадочные химические горные породы – это все осадочные горные по-

роды, которые образовались в результате выпадения пород солей из перенасы-

щенных водных растворов, в результате коагуляции коллоидных растворов и в

результате химического выветривания.

Осадочные химические горные породы это вторичные горные породы.

Часто осадочные химические горные породы являются мономинеральными.

Все осадочные химические горные породы по химическому составу де-

лятся на семь классов: карбонатные, сульфатные, галоидные, фосфатные,

железистые, алюминиевые, кремнистые.

К карбонатным осадочным химическим породам относятся такие поро-

ды, как известняк химический, доломит, известковый туф, травертин. Эти по-

роды состоят преимущественно из минерала кальцита химического происхож-

дения. Известняки химические - образовались в результате выпадения кальци-

та в закрытых водоёмах при повышении концентрации растворов, в теплом

климате. В состав известняков входят различные примеси, чаще всего обло-

мочный материал. Доломиты – породы, состоящие преимущественно из мине-

рала доломита, образуются так же как известняки химические. Известковый

туф – породы, которые образуются в месте выхода подземных источников, на-

сыщенных углекислым кальцием, на поверхность земли, эти породы обычно

пористые, ноздреватые, часто имеют аморфное строение. Туфы, имеющие по-

вышенную плотность и тонкопористость, часто кристаллическое строение, на-

зываются травертинами.

К сульфатным осадочным химическим породам относятся гипс и ангид-

рит. Обычно они залегают в земной коре совместно, ангидрит сверху перекры-

вается шапкой гипса. Эти породы так же образуются в результате выпадения

солей из перенасыщенных водных растворов. Благодаря тому, что ангидрит при

попадании в него влаги переходит в гипс, и увеличивается в объёме на 33% мо-

гут, происходить поднятия перекрывающих ангидрит пород с нарушением их

первоначального залегания.

К галоидным осадочным химическим породам относятся каменная соль и

сильвин. Каменная соль – породы, которые образуются в результате выпадения

пород солей из перенасыщенных водных растворов, эти породы мономине-

ральные. Каменная соль состоит из минерала галита. Каменная соль и сильвин

легко растворяются в воде, если бы эти породы не были перекрыты глинистыми

породами, то они бы уже растворились под действием подземных и поверхно-

стных вод.

К фосфатным осадочным химическим породам относятся различные

фосфориты. Могут образовываться в результате химического выветривания и

выпадения пород солей из перенасыщенных водных растворов.

К железистым осадочным химическим породам относятся рудные поро-

ды, например, бурый железняк.

К алюминиевым осадочным химическим породам относятся бокситы

(алюминиевые руды). Образуются в результате химического выветривания.

К кремнистым осадочным химическим породам относится кремень и

кремнистый туф.

Структуры осадочных химических горных пород: кристаллическая,

аморфная.

Текстуры осадочных химических горных пород: плотная ( массивная),

полосчатая, кавернозная, пятнистая.

Применение осадочных химических горных пород в строительстве

Осадочные химические горные породы могут использоваться, как осно-

вание для зданий и сооружений. Однако, благодаря их высокой растворимости

в них могут образовываться каверны, пустоты, трещины, пещеры т.е. происхо-

дить карстообразование.

Карстообразованием называется процесс растворения горных пород

подземными водами с образование в них трещин, пустот, пещер. Процесс рас-

творения горных пород протекает тем быстрее, чем выше коэффициент фильт-

рации подземных вод.

В результате наличия в осадочных химических горных породах трещин,

пустот их прочные свойства резко снижаются, и поэтому прежде чем использо-

вать их необходимо исследовать на наличие пустот, каверн, трещин.

Кроме этого осадочные химические горные породы могут использовать-

ся, как строительный материал, например, доломит – как строительный камень,

известняковый и кремнистый туф – как отделочный материал, бокситы – для

производства алюминия, бурый железняк – для производства чугуна, железа.

Органические ( или органогенные) осадочные горные породы

Органические или органогенные горные породы это горные породы, ко-

торые образовались в результате жизнедеятельности живых организмов.

Органогенные горные породы по образованию делятся на два класса:

фитогенные и зоогенные.

Фитогенные это осадочные органические горные породы, которые обра-

зовались в результате жизнедеятельности растений.

Зоогенные это осадочные органические горные породы, которые образо-

вались в результате жизнедеятельности животных.

По химическому составу органические горные породы делятся на четыре

класса: карбонатные, кремнистые, углеродистые, железистые.

Карбонатные – к ним относится известняк органогенный, ракушечник,

мел, жемчуг.

Кремнистые – к ним относится диатомит, трепел; и та и другая порода

состоит из кремнистых остатков диатомовых водорослей и кремния химическо-

го происхождения (опала).

Углеродистые ( каустобиолиты) – к ним относится торф, угли (камен__________-

ный уголь, бурый уголь и антрацит), некоторые виды нефти.

Железистые – к ним относятся железные бабовины (найдены только на

дне Черного моря в прибрежной полосе в районе Керчи). Эта порода образовы-

вается за счет жизнедеятельности бактерий, которые поглощают железо из мор-

ских вод, а затем отмирая, скопления этих бактерий выпадают на дно моря в

виде конкреций, содержащих железо органического происхождения.

Структуры и текстуры осадочных органических горных пород

Структуру осадочных органических горных пород определяются по пре-

имущественному остатку организмов, из которых они образовались. Например,

у мела структура – фораминиферовая, у диатомита – диатомовая. Также струк-

туру в органических горных породах можно определять и по размеру обломков,

остатков живых организмов из которых состоят породы. Таким образом выде-

ляют три структуры осадочных органических горных пород: макроорганоген-

ную, микроорганогенную, детритусовую.

Макроорганогенная – состоит из больших, крупных остатков живых

организмов (торф, бурый уголь, ракушечник).

Микроорганогенная – состоит из мельчайших живых организмов или

их остатков (мел, известняк органический, диатомит, трепел).

Детритусовая – промежуточная между макро- и микроорганогенны-

ми структурами. В составе имеются крупные и мелкие частицы, об-

ломки живых организмов.

Основными текстурам осадочных органических горных пород являются:

плотная ( массивная), полосатая, кавернозная, рыхлая, пористая.

Смешанные осадочные горные породы

Смешанные осадочные горные породы – породы, которые имеют в своем со-

ставе частицы органического, химического происхождения, а также обломочный ма-

териал. К смешанным осадочным горным породам относятся некоторые виды из-

вестняков, доломитов, опока, мергель.

Опока – кремнистая горная порода, она состоит из диатомовах водорослей и

кремнезема химического происхождения. Мергель – карбонатная горная порода.

Она состоит из углекислого кальция химического и органического происхождения и

глинистых частиц механического происхождения. Это порода разнообразно окра-

шенная, в естественном состоянии может обладать значительной прочностью, одна-

ко при многократно повторяющемся намокании и высыхании растрескивается, пере-

ходит из массивной породы в отдельные обломки, а нередко в грязеподобную массу.

Применение в строительстве осадочных

органических горных пород

Осадочные органические горные породы могут применяться как строи-

тельный камень в малоэтажном строительстве. Мел входит в состав строитель-

ных растворов, торф – изоляционный материал.

12 Метаморфические горные породы - происхождение, состав, строение, особенности залегания в земной коре, физические свойства и применение

Метаморфические горные породы – породы, которые образовались в результате процесса метаморфизма. Эти породы являются вторичными горные породами, так как они образовались из ранее существовавших пород.

Процесс метаморфизма – процесс глубинного преобразования ранее существовавших осадочных и магматических горных пород под действием факторов метаморфизма.

Факторами метаморфизма являются высокие температуры (порядка 1000 - 1500o С), высокого давления (порядка 1000 атм.) и химически активные вещества.

В зависимости от основного фактора, воздействующего на горные породы, различают следующие виды метаморфизма: контактный ( контактовый), динамический ( динамометаморфизм), региональный.

Контактный метаморфизм – это процесс глубинного преобразования магматических и осадочных горных пород под действием в основном высоких температур, а также химически активных веществ. При внедрении магматического вещества во вмещающие горные породы (чаще всего осадочного происхождения) на контакте этих пород происходит их оплавление. На некотором расстоянии наблюдается перекристаллизация пород под воздействием, как высоких температур так и химически активных веществ поступающих из магмы.

Зона распространения контактового метаморфизма составляет несколько километров. По мере отдаления от магматических интрузий породы остаются менее преобразованными. При контактовом метаморфизме в породах чаще всего изменяется как структура, текстура и минеральный состав.

Динамический метаморфизм – процесс преобразования ранее существовавших магматических и метаморфических горных пород на больших глубинах под действием больших давлений (основной фактор). При динамометаморфизме структура и текстура метаморфических горных пород меняется, а минеральный состав остается неизменным. Динамометаморфизм связан с горообразовательными процессами.

Региональный метаморфизм – процесс глубинного преобразования горных пород под действием всех трёх факторов: высокого давления, высоких температур и химически активных веществ. Отличительная особенность этого вида метаморфизма является то, что он происходит на больших глубинах и охватывает огромные районы в земной коре. Предполагают, что эта форма метаморфизма связана с погружениями целых регионов земной коры на большие глубины в недра Земли в области очень высоких температур. С этим видом метаморфизма связано происхождение гранито-гнейсового Украинского кристаллического массива. При региональном метаморфизме структура, текстура и минеральный состав по отношению к ранее существовавшим горным породам меняется.