On

Осадочные горные породы

Posted by admin

Как образуются горные породы?

Минералы редко встречаются поодиночке. Их совокупности образуют горные породы естественные природные агрегаты множества минералов. Так, очень распространенная горная порода гранит состоит из спаянных между собой минералов кварца, полевого шпата и слюды. По своему происхождению горные породы бывают магматические, осадочные и метаморфические.

Гранит

Магматические и осадочные горные породы изменяются под воздействием высоких температур и давления. Рыхлые известняки превращаются в более плотный и прочный мрамор, глины — в глинистые сланцы, граниты — в гнейсы. Такие горные породы называются метаморфическими (от греч. metamorphosis — «преображение»).

Как образуются магматические горные породы?

Магматические горные породы образуются, когда магма поднимается к поверхности Земли. При медленном застывании магмы внутри земной коры образуются интрузивные горные породы (гранит, диориты, габбро), которые имеют зернистую структуру из-за содержащихся в них крупных кристаллов. Если магма изливается на поверхность в виде потоков лавы, то образуются вулканические, или эффузивные, горные породы. К ним относятся базальт, обсидиан, состоящие из очень мелких кристаллов, — крупные кристаллы просто не успевают вырасти, поскольку лава остывает сравнительно быстро.

Как образуются осадочные горные породы?

Осадочные горные породы образуются в результате накопления на земной поверхности толщ осадков, продуктов разрушения всех других горных пород. Подвижные стихии — вода, ветер, ледники — уносят обломки, и они в виде щебня, гальки, песка и глины откладываются на новом месте, иногда на расстоянии в сотни и тысячи километров от места образования. Такие осадочные горные породы называют обломочными. При испарении растворов минеральных веществ образуются химические осадочные горные породы, к которым относится, например, поваренная соль, образующая мощные залежи на дне высыхающих соленых водоемов.

Из скоплений остатков растений и животных формируются органические осадочные горные породы. Очень интенсивно их образование происходило в теплых богатых жизнью мелководных морях и озерах, на дне которых за миллионы лет накопились мощные отложения известняка, мела, диатомита. На суше со временем из остатков растений образовались угли, горючие сланцы, торф. В органических горных породах довольно часто находят окаменевшие остатки давно вымерших животных, четкие отпечатки частей древних растений. Осадочные породы распространены очень широко, они покрывают 75% поверхности Земли.

Теперь более подробно рассмотрим осадки, оседавшие на морском дне. В течение миллионов лет на дно опускались и накапливались там в огромном количестве панцири и скелеты животных. Их скелеты спрессовывались, склеивались природными веществами Так образовывались мощные слои осадочных пород – известняки, мел, доломиты, трепел, опока. Толщина пластов доходит до нескольких сотен метров. Такие породы называются органическими осадочными породами.

В слоях древних осадочных пород очень часто находят раковины, скелеты, отпечатки организмов, живших в ту эпоху, когда накапливался соответствующий слой. По этим окаменелостям геологи определяют, в каких условиях ( в море или на суше) и в какую геологическую эпоху образовывалась данная горная порода.

Одной из самых распространенных горных пород на Черноморском побережье Кавказа является известняк – древний морской осадок. Как и мел, он состоит из обломков скелетов различных организмов, только более крупных размеров.

Это раковины моллюсков, панцирей и игл морских ежей, скелеты коралловых полипов. В известняке, в отличие от мела, все это можно увидеть невооруженным глазом.

Известковая масса вначале бывает пористой. Затем под влиянием особых бактерий происходит медленная перекристаллизация органических остатков. Пористый известняк превращается в твердую плотную массу. В пластах, где нет бактерий, перекристаллизации на бывает, и остатки организмов сохраняются, что мы и наблюдаем в виде отпечатков древней жизни между пластами мергелей на побережье.

Подобно животным, строителями камней могут быть и растения. В мелководных теплых морях много водорослей. Углекислая клетчатка их остатков затвердевает и со временем превращается в плотные известняки. Именно из таких уплотненных остатков деревьев и кустарников в карбоновый период ( 320 – 270 млн. лет назад) и образовался каменный уголь.

Дата добавления: 2015-05-27; просмотров: 680; Опубликованный материал нарушает авторские права? | Защита персональных данных |

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Читайте также:

Осадочные горные породы

Осадочные породы слагают самые верхние слои земной кроры, покры­вая своеобразным чехлом магматические и метаморфические горные по­роды. Несмотря на то, что осадочные породы составляют всего 5 % земной коры, земная поверхность на 75 % своей площади покрыта именно ими. Строительство производится в основном на осадочных поро­дах. Поэтому осадочным породам инженерная геология уделяет особое внимание.

Образование осадочных горных пород связано с экзогенными процессами, протекающими на поверхности земли и в гидросфере.

Инженерно-геологические свойства осадочных горных пород нахо­дятся в непосредственной зависимости от особенностей их состава, строения и состояния. Эти свойства складываются в результате литогенеза– совокупности геологических процессов, определяющих современный состав, строение, состояние и свойства осадочных горных пород.

Процессы литогенеза условно подразделяют на ряд стадий:

гипергенез (выветривание) – разрушение пород, образование новых минералов, обломков минералов и пород, коллоидных и истинных растворов;

– седиментогенез (стадия образования осадка) – перенос ветром, водами, льдами, организмами и отложение материала;

диагенез – превращение осадка в осадочную породу в процессе уплотнения и физико-химического уравновешивания среды;

катагенез – начальные изменения осадочной породы под влиянием возрастающих температур и давления, иногда под воздействием водных растворов и газов;

метагенез – глубокие изменения осадочной породы (образование метаморфизированных осадочных пород) – начальная стадия метаморфизма;

и снова гипергенез – дезинтеграция образовавшихся пород при изменении условий (поднятия осадочной толщи), т.е. переход к литогенезу новой осадочной породы.

Осадочные породы приобретают ряд особенностей, которые проявляются в составе, структурах, слоистости, пористости, в содержании органических остатков и в зависимости от климата.

Минеральный и химический состав осадочных горных пород представляет алюмосиликаты, карбонаты, оксиды, сульфаты и др.

Структуры разнообразны: обломочные, брекчиевидные и др. Большей частью осадочные горные породы имеют высокую пористость.

Многие из них имеют высокую слоистость и залегают пластами, которые обычно ограничены с двух сторон четко выраженными поверхностями (плоскостями) напластования. Верхнюю плоскость называют кровлей, нижнюю – подошвой, а расстояние между ними – мощностью слоя (пласта).

Наибольшей мощностью пластов обладают морские отложения (до сотен и даже тысяч метров). Континентальные образования четвертичной системы, залегающие непосредственно под слоем почвы, имеют небольшую мощность – 10…50 м.

Комплекс слоев, объединенных сходством состава или возраста, или один слой, но значительной мощности нередко называют толщей. Слои образуются в процессе накопления осадков в морях, озерах, долинах рек. Это обусловливает образование слоев различной формы как по размеру в плане, так и по очертаниям по вертикали. Наиболее обычным является нормальный слой, для которого характерна сравнительно большая мощность и протяженность, параллельность кровли подошве. Для континентальных отложений характерны также линзы – слои, занимающие малые площади с вклиниванием мощности к краям слоя, и выклинивающиеся слои, мощности которых уменьшаются в одну сторону.

Важное практическое значение для инженерной геологии представляет сочетание слоев (рис.. При согласном залегании слои лежат параллельно друг другу, чаще всего они характерны равнинам. В других случаях за счет тектонических движений земной коры возникает несогласное залегание слов. Одна группа слоев при этом залегает не параллельно другой группе.

Формы залегания слоев в осадочных горных породах: 1 – нормальные слои. 2 – линза глины в песке. 3 – выклинивван6ие галечника в песке. 4 – несогласное залегание слоев. 5 – кровля слоев. 6 – ложе. h – мощность слоя

Климатические условия значительно влияют на состав и свойства осадочных горных пород. В пустынях образуются породы обломочного характера, в замкнутых бассейнах накапливаются отложения солей. Породы тропиков обладают красноватой окраской, холодному климату свойственны серые тона.

Осадочные породы принято подразделять на три основные группы: обломочные, хемогенные и органогенные. Деление это условное, так как многие породы имеют смешанное происхождение.

Обломочные породы. Обломочные горные породы являются наиболее распространенными в осадочных породах. Они представляют собой рыхлые или сцементированные механические осадки. Классификация обломочных пород основана на величине обломков (табл.). Примерный разрез обнажения горных пород приведен на рис. 9.

Обнажение горных пород: Слой 1 – суглинки светло-коричневого цвета, плотные, с призматической отдельностью. Слой 2 – Суглинки красно-бурого цвета с включением валунов и галек кристаллических и метаморфических пород, беспорядочно разбросанных в толще суглинков. Слоистости не наблюдается. Слой 3 – Пески кварцевые светло-коричневого цвета, мелко- и среднезернистые, местам ожелезненные с четко выраженной косой и диагональной слоистостью. Слой 4 – Галечник с грубой зернистостью. В состав входят кристаллические породы (гранит, сиенит, гнейс, кварцит) и кварц. Слой 5 – Пески кварцевые, грубозернистые, желто-бурого цвета, влажные, с горизонтальной слоистостью. Слой 6 – Глины черные, сильнослюдистые, влажные, пластичные, с редкими включениями фосфоритов

Классификация обломочных пород

Размер обломков, мм Наименование обломков Наименование обломочных пород
угловатые окатанные рыхлые сцементированные
угловатые окатанные
> 200 Глыбы Валуны Грубообработанные Брекчии   Конгломераты
200-40 Щебень Галька
40-2 Дресва Гравий
2—0,05 Песчаные Песчаные Песчаники
0,05-0,005 Пылеватые Пылеватые Алевролиты
< 0,005 Глинистые Глинистые Аргиллиты

К глинистым грунтам относятся породы, у которых содержание глинистых частиц превышает 3 %. Эти грунты имеют пластинчатую форму, обладают хорошо выраженными пластическими свойствами и способностью к набуханию в воде. По петрографии глинистые грунты можно разделить на глины, суглинки и супеси. Глины содержат глинистых частиц более 30 % и могут достигать 60 %. Суглинки содержат глинистых частиц 10…30 %. В супесях глинистых частиц содержится 3…10 %. В песках содержание глины не превышает 3 %. Породы, состоящие из гальки и гравия, отличаются значительной водопроницаемостью и практически несжимаемы.

Хемогенные породы. Подавляющее количество хемогенных пород образуются на дне водных бассейнов, обладающих в условиях сухого климата повышенной концентрацией солей. К ним относятся известняки, известковый туф, доломит, ангидрит, гипс, каменная соль и др. Каменная соль является наибольшей растворимостью в воде. Гипс и ангидрит относятся с среднерастворимым породам. Менее всего растворимостью обладают доломит и известняк. Несмотря на малую растворимость хемогенных пород вода способна образовывать в их толщах большие каверны и пещеры. Эти образования называются карстовыми и могут достигать больших размеров (длиной на многие километры). Наиболее распространенными хемогенными породами являются известняки, главной составляющей которых является кальцит. Известковые туфы образуются в местах выхода родников. Вода, выходя на поверхность, теряет часть СО2, что сопровождается уменьшением растворимости СаСО3 и его выпадением в виде пористой ноздреватой породы, не обладающей слоистостью. Доломиты являются мономинеральной горной породой. Сульфаты (гипс и ангидрит) также являются мономинеральными горными породами и обладают свойствами соответствующих минералов.

Органогенные породы образовались в результате накопления остатков живых организмов и растений. Они делятся на две группы: зоогенные (известняк-ракушечник, мел и др.) и фитогенные (диатомит, трепел, опока, торф, асфальты). Известняк-ракушечник наиболее распространен в Европейской части России. В его составе преобладает СаСО3. Мел также состоит в основном из СаСО3. Он образовался из панцирей корненожек. Под действием воды мел способен растворяться. В сухом состоянии может быть неплохим основанием сооружений. Диатомит является фитогенной породой, содержащей до 95 % кремнезема.

Трепел отличается от диатомита малым содержанием неизмененных органических остатков. Опока является кремнистой породой, содержащей до 10 % панцирей водорослей и остатков организмов с примесью глины. Также может служить основанием для сооружений.

Дата добавления: 2015-06-27; просмотров: 1604;

ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ:

Осадочные горные породы и их классификация.

Свойства горных пород и их роль в рельефообразовании.

Горные породы имеют разный ююю и минералогический состав, что отражается в их устойчивости, но ююю к внешним силам. Породы бывают стойкие и нестойкие, податливые и неподатливые. В первом случае имеется стойкость пород к процессам выветривания, а во втором воздействие текучих вод, ветра. Так, остаточные горные породы устойчивы к выветриванию, но некоторые из них податливы к воздействию вод и ветра (пески, суглинки). Магматические и метаморфические породы слабо податливы к размыву водами, на что разрушаются под воздействием процесса выветривания в связи с химическими процессами (растворение, гидролиз, гидратация, окислениям).

Существенное влияние на интенсивность процессов физического выветривания оказывают такие свойства горных пород, как теплоемкость и теплопроводность. Так, чем меньше теплопроводность, тем большие температурные различия возникают на соседних участках породы при ее нагревании и охлаждении и, как следствие этого, большие внутренние напряжения, которые и способствуют более быстрому ее разрушению.

Из кристаллических пород более устойчивы к физическому выветриванию мономинеральные породы. Например, гранит разрушается быстрее ,чем кварцит ( мономинеральный).

Большое значение имеет степень проницаемости горных пород для дождевых и талых вод. Участки из легкопроницаемых пород имеют слабое развитие эрозионных форм. Проницаемость горных пород обусловлена их строением:

1) рыхлым (пески)

2) пористым строением (ракушечники, известняки), а также трещеновагостью (известняки-доломиты)

Так большое значение имеет растворимость горных пород.

Относительно легко растворима каменная соль, известняки, доломиты. В этих местах развиваются карстовые процессы, то есть отражается в рельефе просадочность горных пород.

Осадочные горные породы и их классификация.

Осадочные горные породы образуются на поверхности земли … процесса выветривания и отложения продуктов выветривания на дне новых бассейнов и на поверхности суши. Они образуются в результате экзогенных процессов. Важнейший признак строения осадочных пород слоистой текстуры. Мощность слоев может достигать десятки метров и не превышать долей сантиметров. Для многих осадочных пород характерна пористость и устойчивость под нагрузками. По условия образования осадочные породы подразделяются на три группы:

1)Обломочные породы, возникшие в результате тектонического разрушения пород и накопление обломков. Они представлены валунами, глыбами, щебнем, гравием, песками, лесом .

В свою очередь, далее подразделяются по крупности зерен на:

а) грубообломочные или псефиты, состоящие из обломков более 2 мм в поперечнике;
б) среднеобломочные или песчаные, или псаммитовые, состоящие из обломков от 2 до 0,05 мм в поперечнике;
в) мелкообломочные, или пылеватые породы (алевритовые), состоящие из обломков от 0,05 до 0,005 мм в поперечнике.

Грабау предложил следующую, сейчас широко внедряемую за рубежом, номенклатуру обломочных горных пород: для псефитов — рудит, для псаммитов — аренит, для пелитов — лютит.

а) Грубообломочные горные породыпредставляют собой сцементированные неокатанные обломки, называемые брекчиями и дресвяниками; окатанные сцементированные — конгломератами и гравелитами; окатанные несцементированные — гравием, галечником; неокатанные несцементированные — щебнем и дресвой.

При описании грубообломочных (псефитовых) горных пород следует описывать состав, размеры и форму обломков. Для сцементированных пород необходимо давать описание цемента, его состав, прочность, плотность и т. д. В качестве цемента могут быть химические соединения и механические частицы выпадающие из вод, циркулирующих между обломками. Цемент бывает: глинистым — легко размокающим, карбонатным — легко определяемый по реакции с соляной кислотой, кремнистым — характеризующийся большой твердостью и характерным блеском, железистым — хорошо диагностируемый по характерной желто-буро-красной окраске.

б) К среднеобломочным относятся пески и песчаники, среди которых по размерности зерен выделяют — грубо-, крупно-, средне- и мелкозернистые; по составу обломков — мономинеральные (кварцевые), смешанные (полиминеральные), аркозовые, которые содержат продукты разрушения гранитов (полевые шпаты, кварц и слюды), граувакковые, содержащие обломки средних, основных и ультраосновных горных пород, а также метаморфических сланцев.

в) Мелкообломочные рыхлые породыназывают алевритами (размер обломков от 0,05 до 0,005 мм), а сцементированные — алевролитами.

2) Глинистые породы – продукты химического разрушения пород и накопление глинистых минералов ( 0,01 – 0,005-0,001 мм) – марилонит, каолинит. Уплотненные глины называют аргилиты.

3) Химические и биологические породы, образующиеся при химическом разрушении и в результате жизнедеятельности организмов.

Пример: известняки, мергели, опоки, железистые породы ( железные руды), дюсорориты, каменная соль; биогенные – каменный уголь, горючие сланцы.

Их классификация обычно проводится по химическому составу слагающих их минералов:

а) Карбонатные породы, их главным породообразующим минералом является кальцит, в меньшей мере — доломит. Породы, состоящие из кальцита, называются известняками, из доломита — доломитами.

б)Кремнистые породы— состоят из опала и халцедона и могут иметь: биогенное, химическое и смешанное происхождение.

К кремнистым породам биогенного происхождения относятся диатомиты и радиоляриты.

Дата добавления: 2017-02-11; просмотров: 186 | Нарушение авторских прав

Похожая информация:

  1. Анатомическая классификация.
  2. ашель и затрудненное дыхание, оценка и классификация. Лечение. Тактика ведения!!!.
  3. Взлетно-посадочные характеристики
  4. Виды цен и их классификация. Состав и структура цен
  5. Вопрос № 15. Советская тяжеловозная и кабардинская породы
  6. Денежные средства, их характеристика и классификация.
  7. Древесные породы, применяемые в строительстве
  8. ема № 1: Морфологическая характеристика эндокринного аппарата, классификация. Возрастные особенности строения эндокринных желез.
  9. Занятие 11 (II). ГОРМОНЫ. КЛАССИФИКАЦИЯ. ГОРМОНЫ ГИПОТАЛАМУСА, ГИПОФИЗА, ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ, ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ. МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ ПЕПТИДНЫХ ГОМОНОВ.
  10. Источники формирования средств, их классификация.
  11. Клиническая классификация.
  12. Критерии классификации ЧС. ЧС природного, техногенного и военного характера, их классификация.

Поиск на сайте:

ОСАДОЧНЫЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ (а. sedimentary rocks; н. Sedimentargesteine, Sedimentgesteine; ф. roches sedimentaires; и. rocas sedimentarios, rocas de lecho sedimentario) — горные породы, возникшие путём осаждения вещества в водной среде, реже из воздуха и в результате деятельности ледников на поверхности суши, в морских и океанических бассейнах.

Осаждение может происходить механическим путём (под влиянием силы тяжести и изменения динамики среды), химическим (из водных растворов при достижении ими концентраций насыщения и в результате обменных реакций), а также биогенным (под влиянием жизнедеятельности организмов). В зависимости от характера осаждения осадочные горные породы разделяются на обломочные, химические и органогенные (биогенные).

Источником вещества для образования осадочных горных пород являются: продукты выветривания магматического, метаморфического и более древних осадочных пород, слагающих земную кору; растворённые в природных водах компоненты; газы, различные вещества, возникающие при жизнедеятельности организмов; вулканогенный материал (твёрдые частицы, выброшенные вулканами, горячие водные растворы и газы, выносимые вулканическими извержениями на поверхность Земли и в водные бассейны). В современных океанических осадках (красная глубоководная глина, ил и др.) и в древних осадочных породах встречается также космический материал (мелкие шарики никелистого железа, силикатные шарики и т.п.).

Кроме того, в составе осадочных горных пород, как правило, присутствуют органические остатки (растительного и животного происхождения), синхронные времени их образования, реже более древние (переотложенные). Некоторые осадочные горные породы (известняки, угли, диатомиты и др.) целиком сложены органическими остатками. Размер частиц (зёрен), их форма и взаимное сочетание определяют структуру осадочных горных пород.

Осадочные горные породы образуют пласты, слои, линзы и другие геологические тела разной формы и размера, залегающие в земной коре нормально-горизонтально, наклонно или в виде сложных складок. Внутреннее строение этих тел, обусловливаемое ориентировкой и взаимным расположением зёрен (или частиц) и способом выполнения пространства, называется текстурой осадочных горных пород. Для большинства этих пород характерна слоистая текстура: типы текстуры зависят от условий их образования (главным образом от динамики среды).

Образование осадочных горных пород происходит по следующей схеме: возникновение исходных продуктов путём разрушения материнских пород, перенос вещества водой, ветром, ледником и осаждение его на поверхности суши и в водных бассейнах. В результате образуется рыхлый и пористый, насыщенный водой, полностью или частично, осадок, сложенный разнородными компонентами.

Он представляет собой неуравновешенную сложную физико-химическую и частично биологическую систему, с течением времени постепенно превращающуюся в осадочную породу.

Классификация осадочных горных пород основана на их составе и генезисе. В связи с тем, что большинство пород полигенно, т.е. одна и та же осадочная порода может образоваться при различных процессах (например, известняки могут быть обломочными, хемогенными или органогенными), при выделении основных групп пород учитывается их состав. Различают свыше 10 групп осадочных горных пород: обломочные, глинистые, глауконитовые, глинозёмистые, марганцевые, железистые, фосфатные, кремнистые, карбонатные, соли, каустобиолиты и др. Кроме основных групп существуют породы смешанного состава — переходные между обломочными и карбонатными, карбонатными и кремнистыми и т.п., а также вулканогенно-осадочные породы, представляющие собой смесь обломочно-осадочного материала и твёрдых продуктов выбросов вулканов (см. также Пирокластические породы). Более детальное подразделение в пределах выделенных групп проводится по структуре (размеру зёрен), минеральному составу и генезису.

По химическому составу осадочных горных пород отличаются от магматических пород гораздо большей дифференцированностью, широким диапазоном колебаний в содержании породообразующих компонентов, повышенным содержанием воды, углекислоты, органического углерода, кальция, серы, галоидов, а также высокими значениями отношения оксидного железа к закисному.

Среди осадочных горных пород преобладают глинистые (глины, аргиллиты, глинистые сланцы — 48% на платформах, 49% в геосинклиналях), песчаные (пески и песчаники — 23% на платформах, 23% в геосинклиналях) и карбонатные (известняки, доломиты и др. — 29% на платформах, 28% в геосинклиналях). Соли составляют всего 2,8% на платформах и 0,3% в геосинклиналях.

Образование и размещение на поверхности Земли осадочных горных пород определяется главным образом климатическими и тектоническими условиями. Так, в областях гумидного климата (влажного и тёплого) образуются глинозёмистые, железистые, марганцевые породы и различные каустобиолиты; для аридных (засушливых) областей характерны отложения доломитов, гипса, галита, калийных солей, красноцветных пород; для нивальных областей (полярных и высокогорных) — продукты физического выветривания, представленные различными обломочными породами. Влияние тектонического режима не менее важно. В геосинклиналях накапливаются мощные толщи осадочных горных пород, которые, как правило, характеризуются изменчивостью в пространстве и пёстрым (многокомпонентным) составом обломочного и другого материала, наличием пластов вулканогенно-осадочных пород и т.п. Наоборот, на платформах залегают небольшие по мощности толщи осадочных горных пород, часто с пластами, выдержанными в пространстве, с более однородным (однокомпонентным) составом обломочного материала и т.п. Условия осадконакопления в прежние геологические эпохи (особенно в течение фанерозоя) были близки или аналогичны современным. Поэтому распределение типов пород на поверхности Земли в древние геологические периоды позволяет восстанавливать палеогеографическую и палеотектоническую обстановку геологического прошлого.

Осадко- и породообразование — процесс периодический; формирование сходных типов пород и их парагенетических ассоциаций (формаций) многократно повторяется во времени, что связано с периодическими (долговременными) изменениями климата и режима геотектонических движений. Наряду с этим наблюдается также постепенное изменение условий осадконакопления на протяжении всей истории развития земной коры. Эволюция осадконакопления связана с изменением состава вод Мирового океана, атмосферы, эволюцией органического мира, а также с изменением (увеличением) общего количества осадочных горных пород на поверхности Земли.

Осадочные горные породы составляют около 10% массы земной коры и покрывают 75% поверхности Земли. Основная их масса сосредоточена на материках (752 млн. км3), шельфах и континентальных склонах (158 млн. км3), тогда как на дно океанов приходится 190 млн. км3. В пределах материков около 20% объёма всех осадочных горных пород залегает на платформах и 48% в геосинклиналях. Свыше 75% всех полезных ископаемых, извлекаемых из недр Земли (уголь, нефть, соли, руды железа, марганца, алюминия, россыпизолота и платины, фосфориты, нерудные строительные материалы и др.), заключено в осадочных горных породах. Изучением осадочных горных пород занимается литология.

Осадочные горные породы

Осадочные породы слагают самые верхние слои земной кроры, покры­вая своеобразным чехлом магматические и метаморфические горные по­роды. Несмотря на то, что осадочные породы составляют всего 5 % земной коры, земная поверхность на 75 % своей площади покрыта именно ими. Строительство производится в основном на осадочных поро­дах. Поэтому осадочным породам инженерная геология уделяет особое внимание.

Образование осадочных горных пород связано с экзогенными процессами, протекающими на поверхности земли и в гидросфере.

Инженерно-геологические свойства осадочных горных пород нахо­дятся в непосредственной зависимости от особенностей их состава, строения и состояния. Эти свойства складываются в результате литогенеза– совокупности геологических процессов, определяющих современный состав, строение, состояние и свойства осадочных горных пород.

Процессы литогенеза условно подразделяют на ряд стадий:

гипергенез (выветривание) – разрушение пород, образование новых минералов, обломков минералов и пород, коллоидных и истинных растворов;

– седиментогенез (стадия образования осадка) – перенос ветром, водами, льдами, организмами и отложение материала;

диагенез – превращение осадка в осадочную породу в процессе уплотнения и физико-химического уравновешивания среды;

катагенез – начальные изменения осадочной породы под влиянием возрастающих температур и давления, иногда под воздействием водных растворов и газов;

метагенез – глубокие изменения осадочной породы (образование метаморфизированных осадочных пород) – начальная стадия метаморфизма;

и снова гипергенез – дезинтеграция образовавшихся пород при изменении условий (поднятия осадочной толщи), т.е. переход к литогенезу новой осадочной породы.

Осадочные породы приобретают ряд особенностей, которые проявляются в составе, структурах, слоистости, пористости, в содержании органических остатков и в зависимости от климата.

Минеральный и химический состав осадочных горных пород представляет алюмосиликаты, карбонаты, оксиды, сульфаты и др.

Структуры разнообразны: обломочные, брекчиевидные и др. Большей частью осадочные горные породы имеют высокую пористость.

Многие из них имеют высокую слоистость и залегают пластами, которые обычно ограничены с двух сторон четко выраженными поверхностями (плоскостями) напластования. Верхнюю плоскость называют кровлей, нижнюю – подошвой, а расстояние между ними – мощностью слоя (пласта).

Наибольшей мощностью пластов обладают морские отложения (до сотен и даже тысяч метров). Континентальные образования четвертичной системы, залегающие непосредственно под слоем почвы, имеют небольшую мощность – 10…50 м.

Комплекс слоев, объединенных сходством состава или возраста, или один слой, но значительной мощности нередко называют толщей. Слои образуются в процессе накопления осадков в морях, озерах, долинах рек.

Это обусловливает образование слоев различной формы как по размеру в плане, так и по очертаниям по вертикали. Наиболее обычным является нормальный слой, для которого характерна сравнительно большая мощность и протяженность, параллельность кровли подошве. Для континентальных отложений характерны также линзы – слои, занимающие малые площади с вклиниванием мощности к краям слоя, и выклинивающиеся слои, мощности которых уменьшаются в одну сторону.

Важное практическое значение для инженерной геологии представляет сочетание слоев (рис.. При согласном залегании слои лежат параллельно друг другу, чаще всего они характерны равнинам. В других случаях за счет тектонических движений земной коры возникает несогласное залегание слов. Одна группа слоев при этом залегает не параллельно другой группе.

Формы залегания слоев в осадочных горных породах: 1 – нормальные слои.

2 – линза глины в песке. 3 – выклинивван6ие галечника в песке. 4 – несогласное залегание слоев. 5 – кровля слоев. 6 – ложе. h – мощность слоя

Климатические условия значительно влияют на состав и свойства осадочных горных пород. В пустынях образуются породы обломочного характера, в замкнутых бассейнах накапливаются отложения солей. Породы тропиков обладают красноватой окраской, холодному климату свойственны серые тона.

Осадочные породы принято подразделять на три основные группы: обломочные, хемогенные и органогенные. Деление это условное, так как многие породы имеют смешанное происхождение.

Обломочные породы. Обломочные горные породы являются наиболее распространенными в осадочных породах. Они представляют собой рыхлые или сцементированные механические осадки. Классификация обломочных пород основана на величине обломков (табл.). Примерный разрез обнажения горных пород приведен на рис. 9.

Обнажение горных пород: Слой 1 – суглинки светло-коричневого цвета, плотные, с призматической отдельностью. Слой 2 – Суглинки красно-бурого цвета с включением валунов и галек кристаллических и метаморфических пород, беспорядочно разбросанных в толще суглинков. Слоистости не наблюдается. Слой 3 – Пески кварцевые светло-коричневого цвета, мелко- и среднезернистые, местам ожелезненные с четко выраженной косой и диагональной слоистостью. Слой 4 – Галечник с грубой зернистостью. В состав входят кристаллические породы (гранит, сиенит, гнейс, кварцит) и кварц. Слой 5 – Пески кварцевые, грубозернистые, желто-бурого цвета, влажные, с горизонтальной слоистостью. Слой 6 – Глины черные, сильнослюдистые, влажные, пластичные, с редкими включениями фосфоритов

Классификация обломочных пород

Размер обломков, мм Наименование обломков Наименование обломочных пород
угловатые окатанные рыхлые сцементированные
угловатые окатанные
> 200 Глыбы Валуны Грубообработанные Брекчии   Конгломераты
200-40 Щебень Галька
40-2 Дресва Гравий
2—0,05 Песчаные Песчаные Песчаники
0,05-0,005 Пылеватые Пылеватые Алевролиты
< 0,005 Глинистые Глинистые Аргиллиты

К глинистым грунтам относятся породы, у которых содержание глинистых частиц превышает 3 %. Эти грунты имеют пластинчатую форму, обладают хорошо выраженными пластическими свойствами и способностью к набуханию в воде. По петрографии глинистые грунты можно разделить на глины, суглинки и супеси. Глины содержат глинистых частиц более 30 % и могут достигать 60 %. Суглинки содержат глинистых частиц 10…30 %. В супесях глинистых частиц содержится 3…10 %. В песках содержание глины не превышает 3 %. Породы, состоящие из гальки и гравия, отличаются значительной водопроницаемостью и практически несжимаемы.

Хемогенные породы. Подавляющее количество хемогенных пород образуются на дне водных бассейнов, обладающих в условиях сухого климата повышенной концентрацией солей. К ним относятся известняки, известковый туф, доломит, ангидрит, гипс, каменная соль и др. Каменная соль является наибольшей растворимостью в воде. Гипс и ангидрит относятся с среднерастворимым породам. Менее всего растворимостью обладают доломит и известняк. Несмотря на малую растворимость хемогенных пород вода способна образовывать в их толщах большие каверны и пещеры. Эти образования называются карстовыми и могут достигать больших размеров (длиной на многие километры). Наиболее распространенными хемогенными породами являются известняки, главной составляющей которых является кальцит. Известковые туфы образуются в местах выхода родников. Вода, выходя на поверхность, теряет часть СО2, что сопровождается уменьшением растворимости СаСО3 и его выпадением в виде пористой ноздреватой породы, не обладающей слоистостью. Доломиты являются мономинеральной горной породой. Сульфаты (гипс и ангидрит) также являются мономинеральными горными породами и обладают свойствами соответствующих минералов.

Органогенные породы образовались в результате накопления остатков живых организмов и растений. Они делятся на две группы: зоогенные (известняк-ракушечник, мел и др.) и фитогенные (диатомит, трепел, опока, торф, асфальты). Известняк-ракушечник наиболее распространен в Европейской части России. В его составе преобладает СаСО3. Мел также состоит в основном из СаСО3. Он образовался из панцирей корненожек. Под действием воды мел способен растворяться. В сухом состоянии может быть неплохим основанием сооружений. Диатомит является фитогенной породой, содержащей до 95 % кремнезема. Трепел отличается от диатомита малым содержанием неизмененных органических остатков. Опока является кремнистой породой, содержащей до 10 % панцирей водорослей и остатков организмов с примесью глины. Также может служить основанием для сооружений.

Дата добавления: 2015-06-27; просмотров: 1603;

ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *