Файл: Федеральное государственное бюджетноеобразовательное учреждение высшего образованияТульский государственный университет.pdf

оолитов различают три типа:
- типичные оолиты - с центральным ядром, ясными концентрами, с четкими границами, небольшого размера (около 0,5 мм), более крупные (2-10 мм) - пизолиты;
- крупные образования того же типа, но обычно менее правильной формы, с нечеткими контурами, волнистой границей слоев, часто без центрального ядра - бобовины;
- образования, похожие на типичные оолиты, но без концентрического строения и центрального ядра - псевдооолиты.
Образуются в результате кристаллизации в движущейся воде, возможно,
образование идет во взвеси; при коагуляции; в результате периодичности жизненного цикла бактерий.
3.2. Бобовая - структура, характерная для некоторых осадочных пород
(бокситов, железистых и т.д.), сложенных бобовинами, которые бывают сцементированы коллоидным веществом,
иногда раскристаллизованным.
Возникновение обусловлено коллоидными и
химическими процессами,
протекавшими, по-видимому, в стадии сингенеза и раннего диагенеза.
3.3. Сферолитовая - любая структура с концентрическим или радиальным расположением составных частей породы вокруг некоторых центров.
4. Интракластовые - структура,
сформированная интракластами
- специфическими продуктами перемыва осадков, образовавшихся чуть раньше.
Спорно обособление этой группы. Р. Фолк (Folk, 1959) к интракластовым карбонатам относит все породы, кроме каркасных, микрита и спарита.
Описываемая зона сложена осадочными породами палеозоя,
дислоцированными в складки северо-северо-западного простирания. Более высокие увалы приурочены к восточной половине зоны, сложенной более плотными и устойчивыми породами песчаниками, конгломератами и глинистыми сланцами. Пологие и более мягкие формы рельефа характерны для западной половины зоны, состоящей из карбонатных пород, в которых широко развиты карстовые явления. Мезозойские и третичные отложения этой зоны ясно
25

выражены в понижениях и представлены континентальными породами, среди которых встречаются глинистые образования мезозойской коры выветривания.
4.2Изучение песчаных пород
В общем ряду осадочных образований песчаные породы представляют собой часть более обширного класса обломочных, или терригенных, отложений,
сложенных обломками горных пород и минералов, возникших преимущественно за счет механического разрушения существовавших ранее магматических,
осадочных и метаморфических пород. Физическое разрушение материнских пород и механическое перераспределение образовавшихся при этом обломочных продуктов является главным процессом, определяющим наиболее характерные черты обломочных пород.
Песчаные породы состоят из

3. Специфическая форма зерен, изменяющаяся в диапазоне от угловатой до округлой. Другой форма обломков быть не может. Если в шлифе вы видите зерна (кристаллы) с хорошо выраженными кристаллографическими формами или,
наоборот, с неясными, расплывчатыми, неправильными, лапчатыми контурами,
то, скорее всего, перед вами аутигенные минералы, не обломочного, а вторичного, эпигенетического происхождения.
Исключения, связанные со случаями, когда обломочные зерна не имеют угловатую или округлую форму:
1. Конформнозернистые структуры, свойственные обломочнымпородам,
находящимся на стадии метагенеза и метаморфизма.
2. Коррозия, растворение обломочных зерен, замещение цементирующей массой или вторичными минералами, развивающимися по обломкам, вплоть до полного их исчезновения (уничтожения). И, как следствие, изменение формы обломков, контуры которых становятся неясными или неправильными,
волнистыми. Правильно распознать обломочную часть в этом случае можно по общей структуре породы, минеральному составу, реликтам первичной структуры и другим прямым и косвенным признакам. Все это требует детального и внимательного изучения шлифа и соответствующего опыта, который приходит со временем.
3. Специфический облик самих обломочных (как правило, второстепенных и акцессорных) минералов, например слюд, которые имеют пластинчатую форму.
В шлифах их обычно можно наблюдать в поперечных плоскости спайности срезах в виде удлиненных тонких чешуек. Кроме того, поскольку слюды являются мягкими минералами, их пластинки, чешуйки могут приобретать изогнутые формы под давлением более твердых породообразующих (кварц и пр.) минералов.
Такому же эффекту сдавливания может быть подвержен глауконит и некоторые другие минералы.
II. Цемент. Цементирующая масса, или цемент обломочных пород — это вещество, заполняющее промежутки между зернами и обломками в породах,
превращающее рыхлый осадок в обломочную породу (Геологический словарь,
27

1955).
Цемент представлен вторичными
(аутигенными),
в основном диагенетическими и катагенетическими минералами, которые показывают историю становления и преобразования породы. Цемент заполняет пространство между зернами и, как правило, выглядит как однородная масса. Но в состав цемента могут входить два и более минералов, каждый из которых обладает своим структурным типом. В природе встречаются также бесцементные породы.
В
литологии существует понятие
- заполнитель, или матрикс,
свойственный очень многим песчаным породам складчатых областей. Под матриксом понимается тонкое глинистое вещество, в котором «плавают», не соприкасаясь друг с другом, обломочные зерна. Особенностью образования матрикса является одновременное осаждение глинистых частиц с песчаными обломками.
В этом разделе уместно перечислить признаки, по которым может быть установлена аутигенная природа минералов. Надо иметь в виду, что цемент, как правило, состоит из аутигенных минералов, которые не обязательно являются цементом. Они могут развиваться по обломочным зернам, остаткам организмов,
самому цементу, а также заполнять пустоты и трещины. Итак, признаки аутигенных минералов следующие:
1.
Идиоморфизм
- существование совершенных кристаллических ограничений зерен, лишенных следов механической обработки.
2. В случае неправильных кристаллических очертаний - подчинение контурам расположенных рядом и образованных ранее кристаллов или обломков.
3. Выстилание и выполнение пор, каверн и трещин.
4. Присутствие в виде инкрустирующих (выполняющих, заполняющих пустоты кристаллов), крустификационных (обрастающих, например, остатки организмов кристаллов) или регенерационных (обрастание кристаллами кварца кварцевых зерен) каемок.
5. Замещение обломочных зерен веществом, имеющим отчетливую связь с цементом.
28

6. Характерная форма кристаллических агрегатов, свидетельствующая об образовании их по органическим остаткам.
7. «Чистые», прозрачные зерна без следов выветривания или растворения,
но часто содержащие включения, захваченные в процессе роста, что характерно для вторичных минералов.
III. Поровое пространство, или пустоты, поры. Это промежутки между отдельными зернами, слагающими породы, а также пустоты размером до 1 мм в твердых породах (Геологический словарь, 1955).
Поры бывают первичные и вторичные. В процессе отложения чистый песчаный осадок, как правило, является сильно пористым. Но даже в этом случае поры могут заполняться более мелким алевритовым или глинистым материалом.
Оформившиеся песчаные породы обычно хорошо сцементированы и не имеют пор или малопористы. Но все-таки из-за участкового развития цемента или его отсутствия поровое пространство часто может быть широко распространено.
Поры - важный структурный элемент песчаных пород, который несет информацию о вторичных процессах, развивающихся в диа- и катагенезе, а также о том, может ли порода являться вместилищем жидких и газовых полезных ископаемых. Поэтому в шлифе необходимо оценивать размеры пор, их форму и площадь, которую они занимают.
4.3Изучение глинистых пород
Глинистые породы
–
группа осадочных пород,
образованных мелкодисперсными минералами слоистых и слоисто-ленточных силикатов,
определяющих характерные свойства пород этой группы.
Процесс формирования глин, как и других осадочных пород, состоит из нескольких последовательных стадий:
- образование осадочного материала;
- перенос, или миграция, вещества;
- накопление осадка (седиментация);
29

- преобразование осадка в осадочную горную породу (литогенез).
К этому классу относятся породы с преобладающим размером частиц менее
0,01 мм; значительная часть представлена тонкодисперсными частицами размером менее 0,001 мм. Классификация глинистых пород основана на их минеральном составе. Основными минеральными типами глин являются каолинитовый, гидрослюдистый и монтмориллонитовый (иногда важную роль играет ещё один глинистый минерал – палыгорскит). В качестве примесей могут присутствовать карбонатные,
терригенные или иные компоненты.
Их присутствие, как и у описанных выше пород, отражается в названии (например,
песчанистая глина).
Вблизи поселка Усть-Манья находится месторождение бентонитовых глин.
Общие прогнозные ресурсы бентонитовых глин Усть-Маньинской площади оцениваются в 25,3 млн. куб м.
Бентонитовые глины относятся к востребованным полезным ископаемым,
это обусловлено широким спектром применения данного вида полезных ископаемых в народном хозяйстве. К основным направлениями применения бентонитовых глин относятся: бентопорошки для приготовления буровых растворов; в металлургии для окомкования железорудных окатышей, формовки в литейном производстве; приготовления смесей для экологических целей,
применяемых при разливах нефти и
нефтепродуктов;
в пищевой промышленности для очистки и рафинирования в производстве растительного масла и вина; в сельском хозяйстве как БАД (биологически активные добавки) и др.
В настоящее время на территории Березовского района ведется подготовка к введению в эксплуатацию Усть-Маньинского месторождения бентонитовых глин. Подготовлена проектно-сметная документация на разведку этого месторождения, которое в настоящее время проходит государственную экспертизу. При благоприятном инвестировании проекта выпуск готовой продукции в объеме 300 тыс. тонн в год может начаться через 3-4 года.
30

5. Роль процессов выветривания
Выветривание
–
открытая динамическая система механических,
физических, химических и биологических преобразований и новообразования горных пород и осадков в условиях поверхностной части литосферы.
Изверженные горные породы в условиях земной поверхности (наличия свободного кислорода, воды, углекислоты и других агентов выветривания)
переходят в устойчивые минеральные формы.
При выветривании изверженных пород основные изменения происходят за счет полевых шпатов с образованием скрыто- или тонкокристаллических минералов: серицита, каолина, соссюрита, цеолитов и пр. Хорошо известно изменение альбита (а) и анортита (б), сопровождающееся появлением каолинита:
а) 2NaAlSi
3
O
8
+ 3H
2
O + 2CO
2
→ Al
2
Si
2
O
5
(OH)
4
+ 2Na+ + 2HCO
3
– +4SiO
2
;
б) CaAl
2
Si
2
O
8
+ 3H
2
O + 2CO
2
→ Al
2
Si
2
O
5
(OH)
4
+ Ca(HCO
3
)
2
Главной особенностью процесса выветривания является постепенное и постоянное разрушение верхних слоев литосферы. В результате; этого горные породы и материалы дробятся, изменяют свой химико-минеральный состав,
вследствие чего ухудшаются их строительные свойства или они полностью разрушаются.
Интенсивность проявления выветривания зависит от многих причин —
«мощи» агентов выветривания, состава пород, геологического строения местности и т. д. Наиболее сильно выветривание проявляется на поверхности земли, куда облегчен доступ агентам выветривания. Глубина проникновения в толщу земли агентов выветривания завис от степени трещиноватости пород,
раскрытия и глубины трещин. Наиболее глубоко они проникают при наличии тектонических трещин и
разломов.
Область активного современного выветривания достиг; глубины 5—10 м. Проникновению агентов способствует инженерная деятельность человека (проходка тоннелей, шахт и т. д.).
Интенсивность выветривания находится в зависимости от состава пород.
Разрушению способствуют разнозернистость и крупнозернистость пород,
32

качество природного цемента.
Воздействие на земную поверхность, на толщи скальных горных пород процесса выветривания приводит к образованию коры выветривания, которая состоит из видоизмененных выветриванием горных пород или продуктов их разрушения. Продукты выветривания горных пород, остающиеся на месте их образования, носят название элювия. Всегда видно, как элювий постепенно переходит в свою «материнскую» породу. По составу он представляет собой смесь с обломков этой породы и глинистого материала. Нескальные породы,
залегающие на дневной поверхности, также имеют кору выветривания, но она в большинстве случаев не имеет четкой зональности. Верхняя часть коры обычно бывает представлена песчано-пылевато-глинистой массой, а нижняя —
обломочным материалом.
Виды выветривания:
Процесс выветривания протекает при одновременном участии многих агентов, но роль их при этом далеко неодинакова. По интенсивности воздействия тех или иных агентов выветривания и характеру изменений горных пород принято выделять три вида выветривания: физическое,
химическое и биологическое {органическое).
Физическое выветривание выражается преимущественно в механическом дроблении пород без существенного изменения их минерального состава. Породы дробятся в результате колебания температур, замерзания воды, механической силы ветра и ударов песчинок, переносимых ветром, кристаллизации солей в капиллярах, давления, которые возникает в процессе роста корней растений и т. д.
Большую роль в этом разрушении играют температурные явления. В
условиях земной поверхности, особенно в пустынях, суточные колебания температур довольно значительны. Так, летом в дневное время породы нагреваются до + 80 °С, а ночью их температура снижается до + 20 °С. Кроме попеременного нагревания и охлаждения разрушительное действие оказывает также неравномерное нагревание пород, что связано с различными тепловыми свойствами, окраской и размером минералов, которые составляют горные породы.
33

На контактах отдельных минералов образуются микротрещины и порода постепенно распадается на отдельные блоки и обломки различной формы.
Химическое выветривание выражается в разрушении горных пород путем растворения и изменения их состава. Наиболее активными химическими реагентами в этом процессе являются вода, кислород, углекислота и органические кислоты.
Простейшим видом химического выветривания является растворение в воде. Легко растворяются каменная соль, гипс. Разрушительное действие оказывает процесс гидратации. Примером может служить переход ангидрита в гипс CaSO
4
+ 2Н
2
О = CaSO
4
'2H
2
O. Этот процесс сопровождается резким увеличением объема (до 50—60 %), что вызывает разрушительное давление гипса на окружающие его породы.
Биологическое (органическое выветривание).
Проявляется в разрушении горных пород в процессе жизнедеятельности живых организмов и растений. Породы дробятся и в значительной мере подвергаются воздействию органических кислот.
Растения и животные, особенно микроорганизмы (бактерии, микробы и др.)
и низшие растения (водоросли, мхи, лишайники), вьщеляют различные кислоты и соки, которые, в свою очередь, весьма активно взаимодействуют с минералами горных пород, разрушают их, формируют минеральные новообразования.
34