Файл: Образовательная автономная некоммерческая организация высшего образования Московский открытый институт.pdf

58
В сухом состоянии глины образуют крепкие агрегаты с пелитоморфной (мучнистой) структурой. Излом их землистый или раковистый, текстура мелкопористая, растираются в порошок. Они впитывают влагу и становятся при этом пластичными и водоупорными.
Окраска разнообразна и зависит как от цвета глинистых минералов, так и в значительной степени от примесей. В зависимости от свойств глинистых минералов некоторые глины при намокании разбухают, другие этим свойством не обладают. При специальных исследованиях выделяются разновидности глин, состоящие из тех или иных глинистых минералов. Применяются глины как огнеупорный материал, как поглотитель, для изготовления кирпича, керамики. Аргиллиты – обладают массивной или тонкоплитчатой текстурой. Обычно окрашены в более темные, чем глины, цвета.
Кроме песчаных, пылеватых и глинистых пород существует еще ряд смешанных пород, состоящих из частиц разных размеров и состава.
К ним относятся супеси, содержащие наряду с песчаными до 20 – 30% глинистых частиц, и суглинки, в которых количество глинистых частиц увеличивается до 40 – 50%. Соответственно с этим меняются и свойства пород, что прежде всего выражается в уменьшении пластичности при намокании от глин к пескам.
Химические и органогенные породы образуются преимущественно в водных бассейнах. Структура химических (хемогенных) пород определяется агрегатным состоянием минералов их слагающих – кристаллическим или аморфным и размерами кристаллических зерен, структура органогенных пород – состоянием слагающих их органических остатков и принадлежностью организмов к тем или иным группам.
Классификация хемогенных и органогенных горных пород обычно производится по химическому составу слагающих их минералов.
На долю карбонатных пород в осадочной оболочке Земли приходится около 14%. Главный породообразующий минерал этих пород
– кальцит, в меньшей степени – доломит. Соответственно, наиболее распространенными среди карбонатных пород являются известняки – мономинеральные породы, состоящие из кальцита. Свойства, присущие этому минералу, могут быть использованы для определения известняков.
Цвет известняков обычно светлый – белый, светло-желтый, светло-серый, но примесями может быть изменен в любой, вплоть до черного.
Известняки бывают химического и органогенного (биогенного) происхождения. Первые образуются при выпадении кальцита из вод морей, озер, подземных вод.

59
Среди них различают:
1) Плотные мелко- и тонкокристаллические массы, в которых кристаллическое строение определяется лишь микроскопически – плотные (пелитоморфные) известняки.
2) Скопление известковых оолитов скорлуповатого или радиально-лучистого строения, соединенных известковым цементом – оолитовые известняки, образующиеся в прибрежной зоне моря.
3) Сильнопористые породы, состоящие из мелкокристаллического или скрытокристаллического кальцита – известковые туфы или травертины – связанные с выходами на поверхность подземных вод.
4) Обломочные известняки, слагающиеся обломками известняков разных размеров и окатанности, скрепленными карбонатным цементом.
Среди биогенных известняков, прежде всего, выделяются известняки, состоящие из цельных остатков органогенных построек или отдельных раковин – известняки-ракушечники и из их обломков – детритусовые известняки.
Следующий признак для подразделения органогенных известняков основывается на систематической принадлежности органических остатков. Например, выделяют известняки коралловые, брахиоподовые, фузулиновые и др. Иногда органические остатки бывают столь мелки, что невооруженным глазом не могут быть обнаружены. В таких случаях макроскопически не удается установить принадлежность породы к тому или другому из названных генетических типов. К таким породам относится, например, мел, состоящий в основном из раковинок фораминифер и остатков кокколитофорид (известковых водорослей), не видимых невооруженным глазом и часто претерпевших значительные изменения.
В известняках обычно присутствуют различные примеси – кремнезем, углистое вещество, терригенный материал и др. Одной из распространенных пород смешанного состава является мергель – порода, состоящая из кальцита и на 25 – 75% из глинистых частиц. Внешне она мало отличима от известняков. Определяющим признаком является реакция с соляной кислотой, после которой на высохшей поверхности породы возникает пятно, вызванное концентрацией глинистых частиц.
Доломиты представляют агрегаты минерала того же названия.
Похожи на известняки и отличаются от них более слабой реакцией с соляной кислотой. Образуются главным образом при химических изменениях известняков, а также путем выпадения из водных растворов.
Карбонатные породы широко используются в различных отраслях промышленности – в металлургии, для изготовления огнеупоров, в строительном деле и др.
Кремнистые породы состоят главным образом из опала и халцедона. Так же, как карбонатные, они могут иметь биогенное, химическое и смешанное происхождение.

60
К биогенным породам относятся диатомиты и радиоляриты, состоящие из мельчайших, не различимых невооруженным глазом скелетных остатков диатомовых водорослей и радиолярий, скрепленных опаловым цементом. Макроскопически это белые, светло-серые или светло-желтые породы, легко растирающиеся в тонкий порошок, пачкающие руки. Очень легкие (объемная масса 0,4 – 0,85), что обусловлено большой микропористостью. С этим связана способность этих пород жадно впитывать влагу (липнут к языку).
К хемогенным и хемобиогенным породам относятся также трепелы и опоки.
Трепелы – породы, состоящие из мельчайших зернышек опала, скрепленных опаловым цементом. В небольших количествах присутствуют опаловые скорлупки диатомовых водорослей и остатки кремнистых скелетов радиолярий и губок. Макроскопически неотличимы от диатомитов.
Опоки, как и трепелы, состоят из зернышек опала и остатков кремневых скелетов организмов, что можно установить только микроскопически. Макроскопически это твердые породы белого, серого до черного цвета, обладающие обычно раковистым изломом. Некоторые при ударе раскалываются с характерным звенящим звуком. Легкие, но обладают большей, чем трепел, объемной массой (1,1 – 1,82).
Химическое происхождение имеют гейзериты и кремнистые туфы, состоящие также из опала. Это светлоокрашенные породы с пористой текстурой. Образуются на поверхности из вод гейзеров и горячих минеральных источников.
Кремни – породы также химического происхождения, состоящие из халцедона, опала, глинистых частиц. Обычно встречаются среди осадочных пород в виде конкреций, возникших в процессе диагенеза.
Кремнистые породы применяются для изготовления кремнистого цемента как тепло- и звукоизоляционный материал. Некоторые разновидности используются как поделочный камень.
Галоидные и сульфатные породы относятся к химическим образованиям, выпадающим в осадок из растворов. Классифицируются по минеральному составу.
Каменная соль – светлоокрашенные полнокристаллические агрегаты галита, образующие слоистые толщи, в которых нередко чередуются с прослоями других, близких по генезису пород (калийных солей, гипса и др.). Легко определяется по признакам, характерным для минерала галита.
Из сернокислых пород наибольшим распространением пользуется гипс, состоящий из минерала того же названия. Встречается в виде полнокристаллических, обычно мелкозернистых светлоокрашенных агрегатов.

61
Каустобиолиты (греч. «каустоо» – горючий, «биос» – жизнь) образуются из растительных и животных остатков, преобразованных под влиянием различных геологических факторов. Эти породы обладают горючими свойствами, чем и обусловлено их важное практическое значение. К ним относятся породы ряда углей (торф, ископаемые угли), горючие сланцы, нефть и газы. Методика изучения двух последних существенно отличается от рассмотренной выше, и на их описании мы не останавливаемся.
Породы ряда углей, представляющие собой разные стадии разложения растительных организмов в условиях с затрудненным доступом кислорода или без него, широко используются в природе.
Торф – более или менее рыхлая, землистая, пористая, гумусовая масса желтого, бурого или черного цвета, содержащая видимые невооруженным глазом растительные остатки, а также терригенный материал.
Он является результатом неполного разложения растительности в болотах при участии бактерий (первая стадия превращения растительного материала по пути его преобразования в уголь). Содержание углерода в торфе 55 – 60%.
Ископаемые угли образуются преимущественно из древесной растительности (гумусовые угли), меньше из водорослей (сапропелевые угли). В углях присутствует терригенная примесь. По степени разложения органического вещества выделяют: бурые угли – плотная, темно-бурая или черная порода с землистым, редко раковистым изломом, матовым блеском. Черта темно-бурая. Неразложившиеся части растений встречаются редко. Содержание углерода 60 – 75%. Каменные угли – результат более глубоко зашедшего процесса преобразования органического вещества. Содержание углерода увеличивается до 90%.
Порода черная, более плотной текстуры, чем бурый уголь, излом землистый, блеск обычно матовый, черта черная (пачкает руки).
Антрацит – результат еще большей переработки ископаемых углей в условиях повышенного давления и температуры. Содержание углерода увеличивается до 97%. Макроскопически плотные, серовато-черные породы с сильным металловидным блеском. Излом неровный, раковистый; рук не пачкает. Плотность углей возрастает от 0,7 у торфа до
1,6 у антрацита. Представляя результат постепенного изменения первичного органического вещества, породы ряда углей макроскопически не всегда легко отличаются друг от друга.
Горючие сланцы – породы смешанного обломочного и органогенного происхождения, образующиеся на дне бассейнов при одновременном осаждении органического вещества (до 20 – 60%) и глинистых или известково-глинистых частиц.

62
Метаморфические горные породы – результат преобразования пород разного генезиса, приводящего к изменению первичной структуры, текстуры и минерального состава в соответствии с новой физико- химической обстановкой.
Главными факторами
(агентами) метаморфизма являются эндогенное тепло, всестороннее
(петростатическое) давление, химическое воздействие газов и флюидов.
Постепенность нарастания интенсивности факторов метаморфизма позволяет наблюдать все переходы от первично осадочных или магматических пород к образующимся по ним метаморфическим породам. Метаморфические породы обладают полнокристаллической структурой. Размеры кристаллических зерен, как правило, увеличиваются по мере роста температур метаморфизма.
Для метаморфических пород наиболее типичны ориентированные текстуры. К ним относятся, например, сланцеватая текстура, обусловленная взаимно параллельным расположением минеральных зерен призматической или пластинчатой форм; гнейсовая, или гнейсовидная текстура, характеризующаяся чередованием полосок различного минерального состава; в случае чередования полос, состоящих из зерен светлых и цветных минералов, текстура называется полосчатой. Внешне эти текстуры напоминают слоистость осадочных пород, но их происхождение связано не с процессом накопления осадков, а с перекристаллизацией и переориентировкой минеральных зерен в условиях ориентированного давления. Если метаморфическая порода мономинеральна и слагающий ее минерал имеет более или менее изометричные формы (кварц, кальцит), то в этом случае порода имеет неупорядоченную массивную текстуру. Все метаморфические породы имеют плотную текстуру.
Поскольку сходные по составу, структурам и текстурам метаморфические породы могут образоваться за счет изменения как магматических, так и осадочных пород, к названиям метаморфических пород, возникших по магматическим породам, прибавляется приставка
«орто» (например, ортогнейсы), а к названиям метаморфических, первично-осадочных пород – приставка «пара» (например, парагнейсы).
Процессы метаморфизма могут быть развиты на огромных площадях в десятки и даже сотни тысяч квадратных километров
(региональный метаморфизм), но могут проявляться и на очень небольших площадях
(локальный метаморфизм).
Наибольшее распространение в земной коре имеют породы регионального метаморфизма, описанные ниже.
Породы регионального метаморфизма. Региональный метаморфизм происходит в диапазоне температур от 300 – 400 ºС до 900 – 1000 ºС, давление меняется в пределах от 3 – 5·10 8
до 10 – 15·10 8
Па. Увеличение температуры и давления приводит к росту интенсивности метаморфизма.
Породы различного первичного состава по-разному реагируют на изменение физико-химических условий. Метаморфизм простых по

63 химическому составу пород, таких, как кварцевые песчаники или известняки, заключается только в изменении структуры и текстуры, а минеральный состав почти не изменяется. Кварцевые песчаники и другие богатые кремнеземом породы при метаморфизме превращаются в кварциты, которые состоят почти полностью из кварца, имеют полнокристаллическую, обычно мелкозернистую структуру. Текстура, как правило, массивная. Цвет кварцитов различен.
Карбонатные породы (известняки, доломиты и др.) превращаются в мраморы, полнокристаллические мономинеральные агрегаты кальцита, обладающие массивной текстурой. Разнообразная окраска мраморов связана с неоднородностями исходных пород.
При метаморфизме карбонатных железисто-магнезиальных осадочных пород, а также основных и, отчасти, средних магматических пород образуются амфиболиты (соответственно пара- и орто-), состоящие главным образом из роговой обманки и среднего плагиоклаза и обладающие полнокристаллической структурой и сланцеватой текстурой.
Постепенное нарастание интенсивности метаморфизма полнее всего можно проследить на примере преобразования первично-глинистых
(пелитовых) пород. К метаморфическим породам, возникшим за их счет и отвечающим сравнительно невысоким температурам, но значительному ориентированному давлению, относятся филлиты. Метаморфические изменения выражены в них появлением мельчайших кристалликов слюд и сланцеватой текстуры. Кристаллы, не различимые невооруженным глазом, придают породам сильный шелковистый блеск, хорошо видимый на плоскостях сланцеватости.
Несколько более глубоко метаморфизованные породы того же глинистого ряда представляют серицит- и хлоритсодержащие сланцы. В этих породах первичные глинистые минералы уже полностью перекристаллизованы и кристаллические зерна новообразованных минералов имеют вполне различимые на глаз размеры, т. е. структура пород полнокристаллическая.
Текстура сланцеватая.
В условиях более высоких температур и давления возникают кристаллические сланцы, существенную роль в которых играют слюды.
Для кристаллических сланцев характерны средне- и крупнозернистая структура и сланцеватая текстура. К ним относятся слюдяные сланцы, состоящие из кварца, слюды и небольшого количества полевых шпатов.
По преобладанию той или иной слюды различают мусковитовые, биотитовые и двуслюдяные сланцы. Если в кристаллических сланцах роль главного минерала играет роговая обманка, сланцы называются роговообманковыми. При дальнейшем нарастании температур слюдяные сланцы переходят в парагнейсы. Гнейсы состоят преимущественно из кварца, полевых шпатов и слюд; меньшая роль принадлежит амфиболам и пироксенам. Породам присущи полнокристаллическая средне- и крупнозернистая структура и гнейсовая (полосчатая) текстура.