Хемогенные и органогенные породы

Глинистые породы

Более 50% магматических и метаморфических пород составляют алюмосиликаты - полевые шпаты. На поверхности одни из них – калиевые полевые шпаты и кислые плагиоклазы – малоустойчивы, а другие – основные плагиоклазы – неустойчивы. В первую очередь полевые шпаты теряют активные щелочные подвижные элементы (кальций, натрий, калий), которые замещаются гидроксильной группой; кристаллическая решетка их разрыхляется, и каркасные структуры трансформируются в слоистые. Переход полевых шпатов в глинистые минералы – один из самых грандиозных энергетически, но мало заметных процессов осадкообразования. Как полевые шпаты составляют более половины магматических пород, так глинистые минералы – более 60% осадочных пород. Одна из особенностей глинистых минералов - это то, что они не образуют крупных кристаллов, их чешуйки редко достигают 0,001 мм. Группу глинистых минералов делят на каолинитовые, гидрослюдистые, монтмориллонитовые и хлоритовые. К каждой из групп относят несколько близких друг к другу минералов. Глинистые минералы разных групп легко перемешиваются друг с другом. Глинистые породы очень разнообразны по составу как самих глинистых минералов, так и примесей - обломочного или хемогенного материала. Чистые мономинеральные глины скорее исключение, обычны смешанные глинистые породы.

В коре выветривания при разложении полевых шпатов в кислой среде образуются минералы группы каолинита, а в щелочной среде - гидрослюды и хлориты. Монтмориллонит обычно образуется при подводной переработке вулканического пепла в слабощелочной среде; это так называемые киловые глины. Например, в заливе Коктебель они обнажаются на дне залива, их собирают для отбеливания тканей. Глинистые минералы помимо выветривания могут образовываться путем синтеза из растворов и особенно на этапе диагенеза и эпигенеза в пористых проницаемых породах в связи с миграцией флюидов. Характерно, что в эпигенезе происходит трансформация монтмориллонитовых глин в гидрослюдистые. Глубже исчезает каолинит, и на конечных стадиях эпигенеза сохраняются лишь устойчивые минералы – гидрослюда и хлорит. Глинистые породы уплотняются и переходят в неразмокающие аргиллиты и сланцы.

В зоне метаморфизма образуются новые минералы - серицит, мусковит и полевые шпаты.

Глины – несцементированные осадочные породы, состоящие из мельчайших частиц глинистых минералов размером менее 0,01 мм, которые держаться в куске лишь за счет механического сцепления и межмолекулярных сил. Размокают в воде и дают тестообразную массу, сохраняющую форму при высыхании.

Аргиллиты – твердые, сцементированные глинистые породы, не размокающие в воде, которые образуются при уплотнении, дегидратации и цементации глин при литогенезе.

Глинистые сланцы – это продукты более интенсивного преобразования пород на больших глубинах. Имеют плитчатое строение и легко разделяются по плоскостям на отдельные плитки.

Хемогенные и органогенные породы

К ним относятся аллиты (глиноземистые породы), ферролиты (железистые породы), манганолиты (марганцевые породы), фосфориты, силициты (кремнистые породы), карбонаты, эвапориты, каустобиолиты

Аллиты (глиноземестые породы)

Аллиты (глиноземестые породы)– породы, в составе которых преобладают минералы окислы и гидроокислы алюминия. Они делятся на латериты и бокситы.

Латериты – это породы, формирующиеся в корах выветривания. Являются продуктом химического выветривания малокварцевых или бескварцевых алюминий-содержащих пород в условиях жаркого и влажного климата. Содержание Al₂O₃ менее 28%. Они состоят из каолинита, окислов железа и гиббсита (Al(OH)₃). Окрашены в кирпично-красные тона. Представляют собой пористую породу, напоминающую кирпич. Латериты в различной степени пластичны, в свежем состоянии режутся ножом, на воздухе твердеют.

Бокситы – это породы, состоящие в основном из минералов гидроокиси алюминия – гиббсита (Al(OH)₃), бемита (γ-Al(OOH)) и диаспора (α-Al(OOH)). Содержание Al₂O₃ более 28%. Бокситы не обладают пластичностью, обычно бывают каменистые, глиноподобные, оолитовые. Цвет бокситов обычно красный различных оттенков. По условию образования они бывают элювиальные, осадочные и карстовые.

Ферролиты (железистые породы)

Ферролиты (железистые породы)– горные породы более чем на 50% состоящие из минералов окислов и гидроокислов железа. По составу они делятся на:

1) бурые железняки;

2) шамозитовые породы;

3) сидеритовые породы;

4) железистые кварциты или джеспилиты.

Бурый железняк – общее наименование всех руд, состоящих из гидроокислов железа. Чаще всего под этим термином понимают скрытозернистые агрегаты гетита (HFeO₂) и гидрогетита (HFeO_2*nH₂O) и лепидокрокита. Породы имеют, бурый, красновато-коричневый цвет.

Шамозитовые породы – породы на 50% и более состоящие из железистого хлорита, который называется шамозит. Отсюда и название пород. Образуются в прибрежно- морских обстановках при слабом гидродинамическом режиме в условиях восстановительной среды.

Сидеритовые породы – породы на 50% и более состоящие из сидерита FeCO₃. Имеют в основном осадочно-хемогенное и вторичное происхождение. Породы плотные, зернистые, бурого, темно-серого, черного цвета.

Железистые кварциты – метаморфизованные вулканогенно-осадочные кварцево-железистые породы с содержанием окислов железа не менее 30%. Имеют докембрийский возраст.

Манганолиты (марганцевые породы)

Манганолиты (марганцевые породы)– осадочные горные породы более чем на 50% состоящие из окислов, гидроокислов и карбонатов марганца. Классификация марганцевых пород основана на их генезисе и минеральном составе. По генезису они делятся на хемогенные и биохемогенные, по минеральному составу – на окисные и карбонатные.

Окисные и гидроокисные руды марганца. Они состоят из пиролюзита (MnO₂) и псиломелана (nMnO*MnO₂*nH₂O). Образуются при химическом выветривании марганецсодержащих пород и переотложении продуктов выветривания, а также биохемогенным путем. Имеют черный цвет, и землистое строение (напоминают почву). Иногда имеют оолитовое строение.

Карбонатные руды марганца. Сложены карбонатом марганца родохрозитом (MnCO₃). Имеют хемогенное или биохемогенное происхождение. Внешне выглядят как плотные, зернистые породы серовато-белового цвета с розовым оттенком, часто тонкослоистые.

Железо-марганцевые конкреции (ЖМК). Сложены окислами и гидроокислами марганца и железа. Образуются в глубоководных частях океана. Представляют неправильной формы стяжения от 2 до 10 см в диаметре.

Фосфориты

Фосфоритами называются породы более чем на 50% сложенные фосфатом кальция. По другим классификациям к фосфатным относят породы, содержащие не менее 10% Р₂О₅. Породообразующими минералами фосфатных пород в основном являются карбонат-апатиты. Главными типами фосфоритов являются пластовые и конкреционные. Иногда выделяют костяные брекчии – сцементированные обломки костей.

Конкреционные фосфориты состоят из конкреций округлой формы размером более 2,0 мм. Образуются на дне морских бассейнов. Имеют биохемогенное происхождение. Обычно распространены в платформенных отложениях.

Пластовые фосфориты залегают в виде сплошных пластов. Образуются в неглубоких лагунах как биохемогенные осадки. Похожи на песчаник, карбонаты и другие породы. Встречаются в геосинклинальных областях.

Силициты (кремнистые породы)

Силициты (кремнистые породы) – это осадочные кремнистые породы, более чем на половину состоящие из минералов кремнезема. В составе таких пород преобладает свободный или водный кремнезем, включая остатки живых организмов. По форме выделения силициты бывают пластовые и конкреционные.

К пластовым относятся такие породы, как диатомит, трепел, опока и яшмы, к конкреционным – кремни.

Диатомит – слабо сцементированная порода белого, светло-серого или желтоватого цвета, состоящая более чем на 50% из скорлупок диатомовых водорослей, сложенных опалом. Диатомиты бывают морского и озерного происхождения. Породы обладают высокой пористостью и небольшим объемным весом. Прилипают к языку. Часто имеют слоистую текстуру.

Трепел – сцементированная, легкая, тонкопористая порода, сложенная мелкими, опаловыми или халцедоновыми глобулами размером 0,01 – 0,02 мм. По своим физико-химическим свойствам аналогична диатомиту, но содержит очень мало органических остатков. Происхождение биохемогенное. В куске обычно беловато-серые, иногда почти белые.

Опока – это порода, сложенная аморфным кремнеземом (опал) с примесью глинистого и обломочного материала. Если количество примеси более 50%, то породу называют опоковидной. Считается, что опока – продукт изменения диатомитов.

Яшма – очень твердая, с раковистым изломом, пестрая по окраске порода. Окраска обусловлена присутствием окислов железа и марганца. Яшмы сложены скрытозернистым кварцем с примесью халцедона. По происхождению яшмы метаморфизованные вулканогенно-осадочные образования.

Кремни – это агрегаты кристаллического и аморфного кремнезема. Часто содержат примесь кальцита, либо доломита. Образуют желваки и конкреции, а также линзы и маломощные пласты в осадочных породах, большей частью в известняках. Это плотные, твердые породы, чаще всего окрашенные в серые, темно-серые и черные цвета. Нередко обладают зонально-концентрическим строением.

Карбонатные породы

Карбонаты представляют породы более чем на 50 % сложенные солями угольной кислоты.

Среди наиболее распространенных карбонатных пород выделяют:

· известняки;

· доломиты;

· мел;

· мергели.

Известняки – породы более чем на 50 % состоящие из кальцита. Их классификация может быть структурно-генетической.

Структурно-генетическая классификация известняков

Биогенные известняки составляют большую часть известных известняков, состоят из остатков организмов, представленных целыми органическими остатками зоогенной и фитогенной природы или их обломками. В этих породах четко выделяются две структурные компоненты: органические остатки и цементирующий их материал. Чаще всего им является кальцит – микрит (<0,01 мм) или спарит (>0,01 мм). Органогенные известняки различаются по преобладающим в их составе органическим остаткам. Так выделяют фораминиферовые, мшанковые, брахиоподовые и другие известняки. Разновидностью органогенных известняков является мел.

Хемогенные и биохемогенные известняки большей частью сложены пелитоморфным кальцитом размером <0,01 мм. Эти породы часто образуют однородные, массивные и слоистые пласты в карбонатных породах. Органических остатков нет или очень мало.

Среди биохемогенных карбонатных пород наиболее распространены строматолитовые и онколитовые доломиты и известняки, обладающие биогенной текстурой. К ним также относят оолитовые известняки, в составе которых присутствуют концентрически-зональные образования размером до 1,0 мм, называемые оолитами. В центральной части оолитов часто отмечается присутствие частичек кварца или других обломков.

К хемогенным известнякам относятся известковые туфы, образующиеся на выходе подземных вод, насыщенных бикарбонатом кальция, часто представляющие собой пористые сильно кавернозные породы.

Пелитоморфные известняки обладают скрытозернистой структурой, однородной или слоистой текстурой. Могут иметь различный генезис.

Обломочные известняки – породы сложенные обломками различного размера и различной степени окатанности, сцементированными чаще всего карбонатно-глинистым материалом. Образуются в зоне активного волнового воздействия при разрушении более древних известняков. Чаще такие породы имеют брекчиевидную текстуру.

Кроме того к обломочным известнякам можно отнести известняки, сложенные карбонатными зернами гравелитовой, песчаной, алевритовой размерности. Являются отложениями морских бассейнов с активным гидродинамическим режимом (волнения, течения, штормы), где откладывался обломочный карбонатный материал.

Для всех известняков основным диагностическим признаком служит интенсивное взаимодействие с соляной кислотой.

Мел представляет собой мягкую скрытозернистую породу. Он состоит почти целиком из остатков морских планктонных организмов – кокколитов, имеющих размер менее 5 мкм. Образование меловых осадков осуществляется на глубинах от 100 до 250 м, т.е. ниже зоны волновой активности.

Доломиты – породы более чем на 50 % сложенные доломитом. В осадочных толщах доломит слагает пласты, иногда значительной мощности, линзы, а так же тела неправильной формы. В вопросах происхождения доломитов нет единого мнения. Считается, что доломиты могут образовываться при седиментогенезе биохемогенно при участии микроорганизмов, хемогенно в результате осаждения минерала из пересыщенного раствора. Встречаются также вторичные доломиты, образовавшиеся за счет метасоматического замещения известняков.. Доломиты внешне очень похожи на известняки. Отличаются тем, что менее интенсивно реагируют с соляной кислотой, чаще только в порошке.

Карбонаты смешанного состава – это породы, состоящие из кальцита и доломита или карбонатов и глинистых минералов.

Классификация по минеральному составу

Визуально породы смешанного типа трудно отличить от доломитов и известняков. Для достоверного определения обычно проводят химический или рентгенографический анализ.

К породам смешанного состава также относится мергель.

Мергели – тонкозернистые породы, переходные от карбонатных к глинистым. Содержание глинистого материала 25-75 %, карбонатного 75-25 %. Карбонатная составляющая таких пород сложена пелитоморфным кальцитом. Глинистые минералы обычно представлены монтмориллонитом, гидрослюдами, смешанослойными минералами. Мергели образуются при совместном осаждении карбонатного и глинистого материала. При реакции с соляной кислотой на поверхности образца остается нерастворимый глинистый остаток.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: