Земная кора слагается природными химическими соединения-ми — минералами, количество видов которых немногим превышает 2 тыс. Ограниченность природных химических соединений по срав-нению со значительно большим количеством искусственных со-единений обусловлена многими причинами, главной из которых является очень неравномерное содержание разных химических элементов в земной коре. Диапазон среднего содержания разных химических элементов достигает шести математических порядков.

Наибольшее количество минеральных видов образуют элемен-ты, содержащиеся в земной коре в наибольшем количестве. К ним относятся кислород, кремний, алюминий, железо, кальций, магний, калий, натрий. Эти элементы образуют группу соединений, массы которых в наибольшем количестве выплавлялись из мантии.

Наряду с ними значительные количества минералов образуют такие элементы, как сера, мышьяк, сурьма, медь, свинец, цинк и не-которые другие металлы, которые активно выносились в процессе дегазации вещества мантии.

Если рассматривать разнообразие минералообразования при раз-личных эндогенных процессах, то наибольшее количество минеральных видов образуется при процессах, которые протекают при участии продуктов дегазации. Минералы, образующиеся при пневматолитово-гидротермальных и пегматитовых процессах, по подсчетам известного украинского минералога Е.К.Лазаренко, со-ставляют около 30% всех минеральных видов. Еще большее ко-личество минеральных веществ возникает при процессах гипергене-за и осадкообразования, в которых под геохимическим контролем суммарного эффекта жизнедеятельности организмов образуются химические соединения дегазированных элементов, поступивших в атмосферу и гидросферу[1].

Определенные закономерности обнаруживаются в разнообразии и распределении масс минералов по классам. Отдельные данные приводились при описании минеральных групп, общая их сводка представлена в таблице 1.

Таблица 1

Соотношение между отдельными классами минералов и их содержанием в земной коре

Классы минералов	Минералы				Содержание в земной коре (вес, в %)
	количество		В % к общему количеству минералов		Содержание в земной коре (вес, в %)
	I'	II'	I	II	I	II
Самородные элементы Сульфиды и им подобные соединения Галогениды Оксиды и гидроксиды Силикаты Сульфаты Фосфаты, арсенаты, ванадаты Карбонаты Бораты Вольфраматы и молибдаты Хроматы Нитраты Органические соединения	50 195 86 187 375 135 266 67 42 14 5 8 70	90 200 100 200 800 260 350 80 40 15 не уч-тены	3,30 13,00 5,70 12,50 25,00 9,00 17,70 4,50 2,80 1,00 0,30 0,50 4,70	4,2 9,4 4,7 9,4 37,4 12,2 16,4 3,7 1,9 0,7	0,10 1,15 0,50 17,00 75,00 0,50 0,70 1,70 3,35	0,10 0,25 незна-чит. 17,00 80,00 0,10 0,70 1,70 незна-чит. « « «
Всею	1500	2135	100,0	100,0	100,0	99,85
I' — данные Е.К.Лазаренко, 1963 II' — данные Н.И. Сафронова и Б.А.Гаврусевича, 1968

Данные этой таблицы позволяют прежде всего отметить наи-более многочисленные классы. Несмотря на расхождения в ре-зультатах расчетов разных авторов, совершенно очевидно, что наибольшее количество минералов характерно для силикатов. Весьма разнообразен состав класса фосфатов и их аналогов, ко-торые занимают второе место по количеству минералов (17,7%— 16,4%), а также класса сульфидов и им подобных соединений (9,4 — 13,0%), оксидов и гидроксидов (9,4 — 12,5%), сульфатов (9,0 — 12,2%). Состав других классов менее многочислен и состав-ляет несколько процентов или даже доли процента, как, напри-мер, минералы класса хроматов.

Многочисленность минералов того или иного класса не обяза-тельно означает, что эти минералы составляют значительную часть массы земной коры. Хотя наиболее разнообразный видами класс силикатов и преобладает в земной коре, но второй по многочислен-ности минералов класс фосфатов и их аналогов составляет менее процента массы литосферы (0,7%). Близкие по численности видов классы сульфидов и оксидов резко различаются по своему весово-му содержанию в земной коре: первые находятся в количестве 0,15% (по В.И. Вернадскому), вторые — 17% массы коры. Следует отметить, что значения масс минералов в земной коре точно не установлены и определяются разными учеными неодинаковыми величинами. Так даже для группы преобладающих минералов — силикатов — рассчитаны сильно различающиеся значения. Американский геохимик Г.Вашингтон (1925) определил массу силикатов в земной коре в 63%, В.И. Вернадский (1937) — в 85%, А.Е.Ферсман (1934) — в 74,5%, Е.К.Лазаренко (1963) — в 75%, Б.А.Гаврусевич и Н.И. Сафронов (1968) — в 80%, А.Б.Ронов и А.А. Ярошевский (1967) — в 83%. По-следняя цифра, по-видимому, наиболее достоверна.

В целом можно считать, что преобладающую часть массы зем-ной коры составляют силикаты (включая кварц) и отчасти минера-лы класса оксидов и гидроксидов.

Образование массы представителей некоторых классов связано преимущественно с одним определенным процессом минералооб-разования. Как показывают данные Е.К.Лазаренко, большая часть минералов класса сульфидов (89%) имеет пневматолитово-гидро-термальное происхождение и лишь 5% возникают при литогенезе. Вольфраматы и молибдаты поровну делятся между гипергенным и пневматолитово-гидротермальным генезисом. Для некоторых клас-сов характерно возникновение преобладающего количества мине-ральных видов при процессах гипергенного минералообразования. Таковы сульфаты, фосфаты и им близкие соединения, нитраты.

2. Породообразующие салические и фемические минералы

В основу классификации горных пород положен генетический признак. По происхождению выделяют: 1) магматические, или изверженные, горные породы, связанные с застыванием в различных условиях силикатного расплава - магмы и лавы; 2) осадочные горные породы, образующиеся на поверхности в результате деятельности различных экзогенных факторов; 3) метаморфические горные породы, возникающие при переработке магматических, осадочных, а также ранее образованных метаморфических пород в глубинных условиях при воздействии высоких температур и давления, а также различных жидких и газообразных веществ (флюидов), поднимающихся с глубины.

Магматические горные породы наряду с метаморфическими слагают основную массу земной коры, однако, на современной поверхности материков области их распространения сравнительно невелики. В земной коре они образуют тела разнообразной формы и размеров, так называемые структурные формы, состав и строение которых зависят от химического состава исходной для данной породы магмы и условий ее застывания. В основе классификации магматических горных пород лежит их химический состав. Учитывается, прежде всего, содержание оксида кремния, по которому магматические породы условно делят на четыре группы кислотности: ультраосновные породы, содержащие более 45% кремнезема (SiO2), основные - 45-52, средние-52-65 и кислые - более 65%. Химический состав может быть определен лишь при лабораторных исследованиях. Однако минеральный состав отражает химический и может быть использован для выяснения группы кислотности.

Породообразующими минералами магматических пород являются минералы класса силикатов: кварц, полевые шпаты, слюды, амфиболы, пироксены, которые в сумме составляют около 93% всех входящих в магматические породы минералов, затем оливин, фельдшпатоиды, некоторые другие силикаты и около 1% минералов других классов. Вспомнив химический состав этих минералов, нетрудно убедиться, что в более основных породах должны преобладать цветные (темноцветные), менее богатые кремнеземом железисто-магнезиальные (мафические, или фемические) минералы, а в кислых - преимущественно светлые. Такое соотношение цветных и светлых минералов обусловливает, светлую окраску кислых пород, более темную основных и черную ультраосновных. С этим же связано увеличение плотности пород от кислых (2,58) к ультраосновным (до 3,4)[2].

ПОЛЕВЫЕ ШПАТЫ. Являются одной из важнейших групп минералов. Это главные породообразующие минералы большинства магматических, иногда метаморфических пород. Название связано с присутствием минерала на пашнях, расположенных на гранитных массивах. На долю полевых шпатов приходится около 50% всей массы земной коры. Это наиболее распространенные породообразующие минералы. Особенностью полевых шпатов является их способность образовывать широкие изоморфные ряды. По составу полевые шпаты разделяются на:

· натрий-кальциевые (плагиоклазы)

· калиевые (ортоклаз, микроклин)

Свойства всех полевых шпатов очень близки. Твердость колеблется в пределах 5-6. Окраска минералов почти всегда светлая. Большинство полевых шпатов с химической точки зрения входит в тройную систему Na[AlSi3O8] - K[AlSi3O8] - Ca[Al2Si2O8]. Часто содержат также Sr2+, Ba2+.

ПЛАГИОКЛАЗЫ. Минеральный вид переменного состава от альбита до анортита. Название от греческих слов "плагиос"- косой и "клясис"- расщепление - "косораскалывающийся" в связи с тем, что угол спайности отличается от прямого и составляет около 850. Среди плагиоклазов выделяют 6 минералов: альбит, олигоклаз, андезин, лабрадор, битовнит, анортит, исходя из процентного содержания анортитовой составляющей. Так так содержание кремнекислоты убывает от альбита к анортиту, плагиоклазы N=0-30 носят название кислых; N=30-50 - средних; N=50-100 - основных. Наиболее распространены кислые плагиоклазы. Плагиоклазы встречаются в виде зернистых агрегатов во многих магматических породах (некоторые из этих пород почти полностью состоят из плагиоклазов, например, лабрадориты). Очень распространены полисинтетические двойники. Цвет плагиоклазов белый, серовато-белый, иногда с зеленоватым или красноватым оттенком из-за различных включений. Блеск стеклянный. Свойства в ряду минералов меняются аддитивно: плотность увеличивается от 2,62 (альбит) до 2,76 (анортит). Спайность совершенная. Твердость 6-6,5. Для олигоклаза характерна голубая, а для лабрадора синяя иризация.

Диагностика. По внешним признакам возможно диагностировать альбит, лабрадор и при известном навыке олигоклаз.

Происхождение. Плагиоклазы - эндогенные минералы. Являются главными породообразующими минералами. Образуются в магматических породах и пегматитах, метаморфических породах, известны в скарнах и грейзенах. В поверхностных условиях неустойчивы и при выветривании полностью разлагаются переходя либо в каолинит и другие кандиты, либо в смектиты - в зависимости от физико-химических условий. Значение. Используются как керамическое сырье. Лабрадорит - облицовочный камень. Беломорит - материал для различных поделок.

КВАРЦ - SiO2. Тригональная сингония. Происхождение названия неизвестно. Один из наиболее чистых минералов. Содержание отдельных примесей обычно не превышает n*10-3-n*10-4%. Переход aльфа - кварц (тригональная синг.) => бетта -кварц (гексагональная синг.) осуществляется энантиотропно при температуре 573оС. Сплошные массы различной плотности и зернистости от грубошестоватых до скрытокристаллических, роговиково-подобных (яшмы, кремни), натечных (халцедон), землистых. Часто кристаллы призматического или дипирамидально- трапецоэдрического габитуса. Цвет белый, серый, розовый и других оттенков. Бесцветные прозрачные кристаллы - горный хрусталь; сиреневый кварц - аметист. Скрытокристаллический кварц - халцедон. Блеск от стеклянного до тусклого, жирного, иногда шелковистого. Спайности нет. Твердость 7. Излом раковистый.

Диагностика. Высокая твердость, отсутствие спайности, стеклянный блеск, раковистый излом.

Происхождение. Магматический в кислых горных породах, в гранитных пегматитах в ассоциации с полевым шпатом, слюдой, топазом, бериллом. Гидротермальный с сульфидами. Типичный минерал метаморфических пород: сланцев, гнейсов, железистых кварцитов. Гипергенный (кремень, халцедон). В поверхностных условиях устойчив. Накапливается в россыпях, часто в ассоциации с золотом.

Значение. Используется в стекольной, керамической промышленности, металлургии. В радиотехнике и оптических приборах. Широко используется в ювелирных поделках. Кварциты - строительный материал.

3. Породы покрышки и их роль в формировании и скоплении углеводородов

Одно из условий формирования и сохранения промышленных скоплений нефти и газа в земной коре – наличие в разрезе пород-покрышек (флюидоупоров), т.е. таких пород, которые практически непроницаемы. Только чередование в разрезе пород-коллекто-ров и флюидоупоров, наряду с другими факторами, создает оп-тимальные условия для образования промышленных скоплений УВ. Так, например, Апшеронский и Таманский полуострова, расположенные соответственно на юго-восточном и северо-за-падном погружениях Большого Кавказа, обнаруживают много общего в истории геологического развития. Как на Апшерон-ском, так и на Таманском полуострове развиты отложения неогена, слагающие диапировые структуры, осложненные грязе-выми вулканами. Однако, несмотря на сходство геологического строения, эти регионы резко различаются по нефтегазонос-ности: если на Апшероне смогли сформироваться местоскоп-ления нефти и газоконденсата, то на Таманском полуострове значительных, промышленных скоплений УВ до сих пор не обнаружено. Одной из главных причин этого является тот факт, что на Апшероне при прочих равных условиях имеет место чередование пород-коллекторов с хорошими емкостно-фильтрационными свойствами и флюидоупоров, в то время как на Таманском полуострове разрез сложен преимущественно глинисто-мергельными глубоководными отложениями без зна-чительных прослоев пород-коллекторов.

Флюидоупоры различаются по характеру распространения (протяженности), по мощности, литологическим особенностям, степени нарушенности сплошности, минеральному составу и т.д. Этими же факторами определяются их экранирующие свойства[3].

Наиболее надежными флюидоупорами являются глинистые толщи и эвапориты (соль, гипс, ангидрит). Трещиноватость, присутствие прослоев песчаников, алевролитов ухудшают ка-чество и надежность покрышек. Среди глинистых покрышек относительно хорошими флюидоупорами являются монтморил-лонитовые разности, которые при наличии влаги разбухают и совершенно теряют фильтрационные свойства. Ангидриты бо-лее хрупки по сравнению с солью и не всегда являются надеж-ными флюидоупорами. Пластичная соль обладает лучшими экранирующими свойствами. Кроме глин и эвапоритовых отло-жений флюидоупорами могут быть мергель, плотные окремне-лые известняки, глинистые сланцы, плотные аргиллиты и дру-гие породы. Однако ангидриты и плотные аргиллиты при возникновении в них трещиноватости теряют свойства флюидо-упоров и становятся частично коллекторами (как, например, аргиллиты баженовской свиты Западной Сибири, стрыйская серия Карпат, нижнепермские ангидриты Шебелинского местоскопления и др.).

Предположение некоторых исследователей, что глины на больших глубинах теряют свойства флюидоупоров (перестают быть покрышками), по-видимому, не соответствует действи-тельности. Это предположение, возможно, справедливо в отно-шении глинистых сланцев, которые в ряде случаев на значительных глубинах действительно приобретают трещиноватость и перестают быть флюидоупорами.

Среди эвапоритовых отложений наиболее надежными флюи-доупорами являются соленосные толщи, особенно на больших глубинах, где они приобретают повышенную пластичность. Од-ним из факторов, обусловливающих формирование ряда круп-нейших местоскоплений мира, является наличие соленосны.; флюидоупоров (Хасси-Р'Мель, Хасси-Месауд в Алжире, Шебе-линка и др.).

На основе анализа строения и распространенности слабо-проницаемых пород на примере эпипалеозойских платформ СССР и сопредельных регионов Э. А. Бакиров (1969 г.) пред-ложил классификацию флюидоупоров (покрышек) с учетом масштаба их распространения и положения в разрезе. По вы-держанности флюидоупоров в пределах нефтегазоносных про-винций и нефтегазоносных областей, зон нефтегазонакопления и местоскоплений нефти и газа Э. А. Бакиров выделил регио-нальные, субрегиональные, зональные и локальные флюидо-упоры[4].

К региональным флюидоупорам относятся толщи по-род, лишенные практически проницаемости и распространен-ные на всей территории провинции или на значительной ее части — области. Примером могут служить майкопские отло-жения (олигоцен — нижний миоцен), которые развиты на всей территории Предкавказья и альпийских передовых прогибов, а также глинистые отложения альба, широко распространен-ные в пределах Скифской и Туранской плит Западно-Сибир-ской нефтегазоносной провинции.

Субрегиональные флюидоупоры — это толщи практи-чески непроницаемых пород, распространенных в пределах крупных тектонических элементов первого порядка, к которым приурочены нефтегазоносные области. Например, соленосные отложения верхней юры Восточно-Кубанской впадины (Скиф-ская плита) и Амударьинской и Мургабской впадин (Туранская плита) или туронские глины в Западно-Сибирской провинции.

К зональным флюидоупорам относят непроницаемые толщи пород значительной мощности, распространение которых ограничивается зоной нефтегазонакопления или частью терри-тории нефтегазоносной области, приуроченной к структурным элементам второго порядка (валообразным поднятиям или к тектоническим блокам, объединяющим несколько локальных структур). В качестве примера зонального флюидоупора можно привести альбские глинистые отложения востока Туранской плиты.

Локальные флюидоупоры распространены в пределах одного или нескольких близко расположенных местоскоплений и не выходят за пределы зоны нефтегазонакопления. Как пра-вило, их площадь распространения контролируется локальной структурой, они способствуют формированию и сохранению в ее пределах залежей нефти и газа.

Кроме того, Э. А. Бакировым по соотношению флюидоупо-ров с этажами нефтегазоносности были выделены:

межэтажные толщи-покрышки, перекрывающие этаж нефте-газоносности в моноэтажных местоскоплениях или разделяю-щие их в полиэтажных местоскоплениях;

внутриэтажные, разделяющие продуктивные горизонты внутри этажа нефтегазоносности.

По экранирующей способности (в зависимости от прони-цаемости и давления прорыва газа) А. А. Ханин разделил по-крышки на пять групп (табл. 2)[5].

Характер изменения структуры порового пространства и проницаемость, а следовательно, экранирующая способность флюидоупоров в значительной мере обусловлены изменением плотности пород, которая прежде всего зависит от минераль-ного состава и глубины залегания. Одновозрастные глинистые отложения, перекрывающие одни и те же продуктивные ком-плексы, но залегающие на разных гипсометрических уровнях, имеют различные плотность и удерживающую способность.

Таблица 2

ГРУППЫ ГЛИНИСТЫХ ПОРОД ПО ЭКРАНИРУЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ

(по А. А. Ханину, 1969 г.)

Группа	Максимальный диаметр пор, мкм	Экранирующая способность покрышки	Абсолютная проницаемость по газу, м2	Давление прорыва газа, МПа
А	≤0,01	Весьма высокая	≤10-21	≥12
В	0,05	Высокая	10-20	8
С	0,30	Средняя	10-19	5,5
D	2	Пониженная	10-18	3,3
Е	10	Низкая	10-17	<0,5

4. Опробование и освоение скважин в разных геологических условиях

Методы и приемы разведки нефтегазовых месторождений существенно отличаются от разведки твердых полезных ископаемых, хотя поисковые и разведочные стадии у них совпадают. Определенное влияние на методику поисково-разведочных работ оказывают условия и специфика месторождений нефти и газа.

В начальный период поисковых работ изучается геологическое строение района, при этом особое место занимают геохимиче-ские методы поисков и выявление аномалий. Значительное вни-мание уделяется нефтегазосъемке, направленной на выявление пространственного расположения аномалий, связанных с нахож-дением на глубине залежей нефти или газа. Важную роль при поисково-разведочных работах играют геофизические методы. Ши-рокое распространение получил сейсмический метод и его раз-личные модификации.

Отличие разведки нефтяных и газовых месторождений от раз-ведки месторождений твердых полезных ископаемых заключается в том, что, во-первых, в начальный период разведки нефтегазо-вых месторождений основные усилия затрачиваются не на обна-ружение полезного ископаемого, а на детальное исследование предполагаемой газонефтеносной структуры. Во-вторых, деталь-ная разведка нефтегазовых месторождений практически совпадает с их промышленной эксплуатацией, так как разведочные сква-жины, достигшие нефтеносного пласта, становятся эксплуатаци-онными — нефть фонтанирует под напором из недр. Этим определяется и специфика строительства разведочно-эксплуатацион-ных скважин на нефть и газ. Как правило, первая скважина закладывается в наиболее высокой части геологической структу-ры — в куполе или антиклинальном перегибе. Вблизи выхода нефтеносного горизонта на поверхность бурить скважины нецелесообразно, так как здесь располагаются зоны истощения нефтеносного горизонта. В-третьих, при разведке нефтяных ме-сторождений подсчитывается не общее количество найденной неф-ти (газа), а то, которое можно извлечь. Поэтому важно не столь-ко определить объемы нефтеносных пластов, представляющие со-бой тела, насыщенные жидким или газообразным полезным ископаемым, сколько выяснить возможный или вероятный выход полезного ископаемого из данной группы скважин с определен-ного участка или же всего месторождения в целом.

Учитывая все это, следует отметить, что разведочно-эксплуа-тационные скважины располагают по профилям, но установить при этом оптимальное расстояние между выработками или указать нужную плотность разведочной сети невозможно. Обычно рас-стояния между разведочными линиями составляют 1 — 3 км, а между скважинами вдоль одной разведочной линии 200 — 1500 м.

Особенности локализации нефтегазовых месторождений обус-ловливают и широкое применение бурения и геофизических ме-тодов разведки[6].

Опробование месторождений полезных ископаемых или рудопроявлений — один из важнейших элементов геологоразведочного процесса.

Опробованием называется система операций (отбор, обработ-ка и анализ рудного материала), обеспечивающих исследование качества полезного ископаемого: химического, минерального и петрографического составов, физико-технических и технологиче-ских свойств и др.

Опробование позволяет оценить качество каустобиолитов по сортам и непосредственно по участкам месторождения, выяснить законо-мерности распределения нефти и газа в пространстве, соотношение обогащенных и разубоженных участков и многое другое, без чего невозможно выбрать правильное направление геологоразведочных работ, решить вопросы оконтуривания различных по качеству площадей месторождений, производить контроль за полнотой отра-ботки месторождения, планировать добычу нефти и газа, подсчитать запасы нефти и газа и пр.

К важнейшим видам опробования относятся: химическое, ми-нералогическое, техническое, технологическое.

Химическое опробование производится с целью определения химического состава полезного ископаемого для дальнейшего ис-пользования полученных материалов при подсчете запасов раз-личных компонентов, определения мощности и площадей рудных залежей в случае нечетко выраженных границ, изучения природ-ных типов и т. п.

Минералогическое опробование позволяет установить качест-венный и количественный минеральный состав полезного ископае-мого, структурные и текстурные особенности и физические свой-ства минералов, выявить присутствие и характер минералов-спут-ников.

Техническое опробование состоит из ряда операций, направ-ленных на изучение физических свойств полезного ископаемого в зависимости от его специфики и области использования, на-пример электрического сопротивления и крупности кусков кри-сталлов мусковита или длины, прочности, кислотоупорности и жа-ростойкости асбеста и т. п.

Технологическое опробование проводится для выяснения тех-нологических свойств полезного ископаемого и разработки по технико-экономическим показателям оптимальной схемы обогаще-ния и передела сырья с учетом его комплексного использования.

Разновидностью минералогического опробования является шлиховое опробование механических (песчано-гравийных) орео-лов и потоков рассеяния с целью изучения состава и количест-венных соотношений тяжелых (шлиховых) минералов: алмаза, берилла, вольфрамита, золота, касситерита, киновари, магнети-та и др.

Литература

1. Габриэлянц Г.А. Геология нефтяных и газовых месторождений. – М.: Недра, 1984. – 285 с.

2. Геология и геохимия нефти и газа /Под общ. ред. А.А.Бакирова и З.А.Табасаранского. – М.: Недра, 1982. – 288 с.

3. Добровольский В.В. Геология. – М.: ВЛАДОС, 2001. – 320 с.

4. Красильщиков Я.С. Основы геологии, поисков и разведки месторождений полезных ископаемых. – М.: Недра, 1987. – 236 с.

5. Справочник по геологии нефти и газа /Под ред. Еременко Н.А. – М.: Недра, 1984. – 480 с.

www.referatmix.ru

Доклад - Осадочные горные породы

Содержание

Введение

1. Общая характеристика осадочных горных пород

2. Обломочные породы

3. Химические и органогенные породы

4. Прочие породы

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Если глубокие недра литосферы почти всецело сложены магматическими породами, то поверхностная толща земной коры почти на 75% состоит из осадочных пород, хотя мощность их невелика. В некоторых местах она достигает всего несколько десятков или несколько сотен метров. Однако па отдельных участках земной коры, которые носят название областей прогиба или геосинклиналей, толща осадочных пород иногда достигает 15–20 км.

Осадочные горные породы образовались на поверхности литосферы в результате накопления минеральных масс, полученных в процессе разрушения магматических, метаморфических и осадочных горных пород. Процессы разрушения горных пород литосферы и накопления новых пород на поверхности Земли идут повсеместно: в пустынях, где энергичную работу ведет ветер; вдоль морских и океанических берегов, где волны перемещают обломочный материал; на дне глубоких частей морей и океанов, где отмирающие организмы дают начало толщам осадочных пород. Условия образования накладывают существенный отпечаток на облик осадочных пород. В одних случаях они состоят из обломков ранее разрушенных горных пород, в других – из скопления органических остатков, в третьих – из кристаллических зерен, выпавших из раствора.

Превращение осадка в горную породу называется диагенезом (от греч. «диагенезис» – превращение). Этот процесс заключается в оседании осадка, его накоплении, постепенном уплотнении, обезвоживании и кристаллизации.

1. Общая характеристика осадочных горных пород

Подавляющему большинству осадочных пород присуща слоистость: многие осадочные породы представляют собой осадки, отлагавшиеся слоями в течение длительного времени. Отдельные слои отличаются друг от друга составом минеральных зерен, их величиной, окраской, плотностью сложения.

В зависимости от условий накопления пластов, различают слоистость горизонтальную, характерную для морских отложений; косую, характерную для речных отложений; диагональную и перекрестную, характерную для эоловых образований (рис. 1). Однако существуют и такие осадочные породы, в которых слоистость не наблюдается (например, в химических и органогенных отложениях).

Рис. 1 Типы слоистости осадочных горных пород:

а – горизонтальная, б – косая, в-диагональная, г – перекрестная

Количество пород осадочного происхождения достаточно велико. По условиям образования их разделяют на три группы:

1) обломочные (кластические), образовавшиеся благодаря механическому разрушению ранее существовавших пород;

2) химические, образовавшиеся в результате выпадения осадков из растворов;

3) органогенные, возникшие как следствие жизнедеятельности организмов.

Многие породы двух последних групп имеют общее происхождение и иногда их называют биохимическими.

Структуру осадочных пород различают по размерам, форме и составу слагающих их частиц.

По размерам различают следующие структуры: крупнообломочная, диаметр частиц, слагающих породу, составляет более 2,0 мм; псаммитовая (песчаная), диаметр частиц 2,0–0,05 мм; алевритовая (пылеватая), диаметр частиц от 0,05 до 0,005 мм; пелитовая (глинистая), диаметр частиц менее 0,005 мм. В случае скопления более или менее одинаковых частиц, структура носит название равномерно-зернистой, в противном случае – разнозернистой. По форме частиц породы бывают с окатанной и неокатанной структурой.

Для химических пород характерны оолитовая (зерна имеют форму шариков), игольчатая, волокнистая, листоватая и зернистая структуры. Породы органического происхождения, состоящие из хорошо сохранившихся раковин или растений, имеют биоморфную структуру.

Текстура осадочных пород чаще всего пористая и компактная (непористая).

Если осадочные породы представляют собой скопление отдельных, не соединенных друг с другом частиц, они называются сыпучими. Когда отдельные более крупные частицы скрепляет тонкозернистый материал, называемый цементом, породы получают название сцементированных и характеризуются компактной текстурой. Цементирование пород может происходить одновременно с их образованием, а также и после, в результате выпадения различных солей из циркулирующих по порам растворов. По составу различают глинистый, битумный, известковый, железистый, кремнистый и другие цементы. Характер цемента в значительной мере обусловливает плотность и прочность сцементированных пород. Самыми слабыми считаются породы на глинистом цементе, а породы же с кремнистым цементом отличаются наибольшей прочностью.

Ниже приводится краткое описание наиболее распространенных осадочных горных пород.

2. Обломочные породы

Они состоят из обломков различных пород и минералов. По величине обломков выделяют:

1) крупнообломочные породы (псефиты), состоящие в основном из обломков диаметром более 2,0 мм;

2) среднеобломочные (псаммиты), состоящие из обломков диаметром от 2,0 до 0,05 мм;

3) мелкообломочные (алевриты), состоящие из обломков диаметром от 0,05 до 0,005 мм;

4) глинистые породы (пелиты), состоящие в основном из частиц диаметром менее 0,005 мм.

Имеется несколько классификаций обломочных пород, в которых размеры указанных выше обломков, относимых к тому или иному виду пород, несколько колеблются.

Крупнообломочные породы. К ним относят породы, состоящие из обломков размером от 2,0 мм до нескольких метров в поперечнике. В зависимости от структуры и текстуры выделяются следующие разновидности пород.

Глыбы – угловатые обломки размером свыше 200 мм, щебень – угловатые обломки размером от 200 до 40 мм и дресва – от 40 до 2,0 мм. Если же обломки указанных размеров окатанны, то их соответственно называют валунами, галькой и гравием.

Сцементированные щебень и дресва называются брекчией, а сцементированные галька и гравий – конгломератом.

Все крупнообломочные породы широко используются в качестве строительных материалов. Необходимо помнить, что названия «валуны», «щебень», «галька» и т.д. не говорят о свойствах пород, а лишь о размерах их обломков, а поэтому в строительстве их следует называть «галька песчаника», «щебень гранита» и т.п.

Среднеобломочные породы.К ним относят широко распространенные в природе пески и песчаники. Пески представляют собой рыхлые скопления обломков размером от 2,0 до 0,05 мм, а песчаники – сцементированные между собой обломки той же величины. В зависимости от величины обломков выделяют следующие фракции, мм: гру-бая (2,0–1,0), крупная (1,0–0,5), средняя (0,5–0,25), мелкая (0,25–0,10) и тонкая (0,10–0,05). По составу обломков пески и песчаники чаще бывают кварцевыми, иногда с примесями полевых шпатов, слюд, глауконита и других минералов.

Крупно- и среднеобломочные породы обычно редко состоят из одной фракции и поэтому для определения их названия в инженерной геологии пользуются классификацией ГОСТ 25100–82, приведенной в табл. 2.

Для установления наименования грунта по табл. 2 необходимо последовательно суммировать проценты содержания частиц исследуемого грунта: сначала – крупнее 200 мм, затем – крупнее 10 мм, далее – крупнее 2,0 мм и т.д. Наименование грунта принимается по первому удовлетворяющему показателю в порядке расположения наименований в таблице.

Мелкообломочные, или пылеватые породыпредставлены лессами, лессовидными суглинками, супесями, суглинками.

Лесс – порода, состоящая главным образом из частиц кварца размером 0,05–0,01 мм, с примесью глинистых частиц (диаметром менее 0,005 мм) и кальцита. Лесс обладает большой пористостью (на долю пустот приходится 40 – 50% объема породы), в сухом состоянии порода прочна и выдерживает без изменения значительные нагрузки. При увлажнении лесс очень быстро теряет связь между составляющими его частицами и уплотняется. Явление уменьшения объема породы при увлажнении называют просадочностью. Уменьшение мощности лесса при увлажнении может достигать 10%, что обычно вызывает разрушение возведенных на нем сооружений.

Мощные толщи лесса (100 м и более) имеются в Северном Китае. Лесс широко распространен также и в СССР (на территории Украины, республик Средней Азии и в ряде районов Сибири).

Лессовидные суглинки отличаются от лессов тем, что в них помимо крупнопылеватьгх частиц (диаметром 0,05–0,01 мм) содержится значительное количество частиц более мелких. Состав же их близок к лессу и они обладают просадочностью.

Супеси – породы, содержащие до 10% глинистых (диаметром менее 0,005 мм) частиц, разделяются на легкие (3,0–6,6%) и тяжелые (6,0–10,0%).

Суглинки – породы, содержащие от 10 до 30% глинистых частиц, подразделяются на легкие (10–15%), средние (15–20%) и тяжелые (20–30%) разновидности.

--PAGE_BREAK--

Сцементированные супеси и суглинки называются алевролитами. Эти породы в воде не размокают.

Глинистые породы. К ним относят глины, которые весьма широко распространены на поверхности Земли. Эти породы состоят как из механически образовавшихся при разрушении других пород тончайших обломков, так и из частиц, возникших в результате химического разложения коренных пород. Типичными минералами глин являются каолинит, иллит и монтмориллонит. Содержание глинистых частиц в этих породах превышает 30%. Плотные, сцементированные кремнеземом глины называются аргиллитами. Они раскалываются на слои и не размокают.

Для определения супесей, суглинков и глин в полевых условиях применяют довольно простой способ. Комочек породы размельчают, слегка смачивают водой и скатывают в шарик, который затем сдавливают пальцами. Если при этом шарик рассылается, то породу относят к супеси; если не рассыпается, но по краям лепешки образуются трещины – к суглинку; типичная глина расплющивается в лепешку без образования трещин по краям.

3. Химические и органогенные породы

Они в подавляющем большинстве своем образуются в водных бассейнах. Первые – путем выпадения осадков из растворов в результате различных реакций; вторые – в результате накапливания отмирающих организмов, поглощавших из растворов некоторые соли для создания своего тела и скелета. Все эти осадки в результате последующего перерождения (диагенеза) превращаются в горные породы химического и органического происхождения. Многие из этих пород связаны друг с другом рядом переходов, что затрудняет установление принадлежности породы и поэтому ее зачастую называют биохимической.

Классификация химических и органогенных пород обычно производится по их химическому составу. Среди них выделяют карбонатные, кремнистые, железистые, галоидные, – сульфатные и другие породы. Особо выделяются горючие породы или каустобиолиты.

Карбонатные породы являются наиболее распространенными из рассматриваемой группы. Представлены они чаще всего известняками и мергелями.

Известняк – широко распространенная мономинеральная порода, состоящая из кальцита; она легко определяется по бурной реакции с соляной кислотой. Цвет известняков обычно белый или светло-желтый, но за счет примесей может быть изменен вплоть до черного. Известняки бывают органогенного и химического происхождения. Если удается определить, из остатков каких организмов состоит известняк, то по ним ему дается более точное название, например фузулиновый, коралловый и др. Если организмы не определены и порода состоит из целых и битых раковин, то она называется ракушечник.

Разновидностью органогенного известняка является мел, состоящий главным образом из мельчайших раковин фораменифер, их обломков, порошковидного кальцита и скелетов простейших морских водорослей. Мел – белая землистая порода, широко используется в народном хозяйстве.

Известняки химического происхождения встречаются в виде:

а) плотных известняков с тонкокристаллической массой;

б) оолитовых известняков, состоящих из мелких шариков скорлуповатого или радиально-лучистого строения, соединенных карбонатным цементом;

в) известковистого туфа, который состоит из мелкокристаллического кальцита. Эта пористая масса образуется из растворенного в подземной воде углекислого кальция, выпадающего в осадок. Известковистый туф называют также травертином;

г) натечных образований кальцита, образующихся из подземных вод. Наиболее характерными из них являются пещерные образования – сталактиты и сталагмиты.

Доломит состоит из минерала того же названия. Внешне он похож на известняк, но отличается от него слабой реакцией с соляной кислотой, буроватым цветом и большей твердостью. Образуется он путем химического изменения известковых осадков. Доломит применяется в качестве флюса, огнеупора, а также в строительном деле.

Мергель – порода смешанного состава, состоящая на 50–75% из кальцита и на 25–50% из глинистых частиц. Внешне мергель мало отличим от известняка: характерным его признаком является реакция с соляной кислотой, после которой на поверхности мергеля остается серое пятно, образование которого связано с концентрацией глинистых частиц на месте реакции. Порода широко применяется для производства цемента.

Кремнистые породы встречаются как химического, так и органогенного происхождения. Среди них наиболее известны диатомит, трепел и опока.

Диатомит – белая, легкая, пористая порода, пачкает руки, легко растирается в порошок, липнет к языку. Состоит из мельчайших опаловых скорлупок диатомовых водорослей. Применяется как фильтрующий материал, служит сырьем для получения жидкого стекла.

Трепел – внешне трудно отличим от диатомита, хотя состоит он не из органических остатков, а из мельчайших зерен опала, с незначительной примесью скорлупок диатомовых водорослей. Цвет трепела от белого до темно-серого. Характерным его признаком является низкая удельная масса и способность жадно впитывать влагу (прилипает к языку).

Опока – твердая порода белого, серого или черного цвета, часто обладающая характерным раковистым изломом. Наиболее твердые ее разновидности при ударе раскалываются с характерным звенящим звуком. Опока состоит из зернышек опала и остатков кремниевых скелетов, сцементированных кремнистым веществом.

Железистые породы образуются в результате разрушения (выветривания) магматических и метаморфических пород, содержащих иногда 2–3% железа. Железо может накапливаться на месте выветривания или переноситься в растворенном виде в моря и озера, где и осаждается.

Наиболее распространенными железистыми породами являются лимониты, представляющие собой гидроксид железа с песчаным или глинистым материалом. По внешнему виду это чаще всего бобовые или оолитовые образования, иногда натечные формы. Цвет – от желтого до бурого различных оттенков.

Сидериты – образуют сплошные зернистые массы, служат ценной рудой на железо. Состоят из одноименного минерала.

4. Прочие породы

Галоидные и сернокислые породыобразуются химическим путем. Сюда относятся каменная соль, гипс, ангидрит и другие мономинеральные породы, состоящие из породообразующего минерала и различных, главным образом механических, примесей.

Фосфатные породы.К ним относятся песчаники и глины, обогащенные кальциевыми солями фосфорной кислоты с содержанием их до 40%. Встречаются они в виде конкреционных или желваковистых разностей или пластовых залежей.

Фосфориты образуются путем выпадения химического осадка в морских условиях. Цвет их серый, темно-серый, черный. Они используются для удобрений и получения фосфора.

Каустобиолиты.Под этим названием объединяется большая группа органогенных пород и минералов. Они бывают твердыми (торф, бурый уголь, каменный уголь, антрацит, горючие сланцы, асфальт, озокерит, янтарь), жидкими (нефть) и газообразными (горючие газы). Каустобиолиты имеют большое народнохозяйственное значение.

Строительные свойстваосадочных горных пород. Осадочные породы широко применяются в строительстве. Крупнообломочныс и песчаные породы используют в дорожном строительстве, а также как наполнители бетонов. Песчаники служат хорошими основаниями для сооружений; глины используют для производства кирпича; известняки – для получения извести и т.д.

Заключение

Осадочные горные породы – один из видов горных пород, которые образовались в результате осаждения солей в высыхающих водоемах – химические осадки, скопления остатков растительного и животного мира – органогенные, а также в результате разрушения массивных горных пород магматического или осадочного происхождения – обломочные. • К химическим осадкам относят гипс, ангидрит, магнезит, доломит и известковые туфы.

Обломочные горные породы

В основе группировки обломочных пород лежат структура (размер), степень окатанности частиц, характер и состав цемента и минеральный состав обломков. К породам этой группы относятся гравий, галька, щебень, пески и песчаники, алевролиты.

Колоидно-осадочные горные породы

Наиболее типичными представителями коллоидно-осадочных пород являются глины, аргиллиты и глинистые сланцы. К породам коллоидно-осадочного происхождения относятся также многочисленные глиноземистые (латериты, бокситы), железистые, марганцевые (руды) образования. Текстуры и структуры этих пород землистые, пористые, оолитовые, бобовые и конкреционные.

Хемогенные горные породы.

Хемогенные горные породы. Этот генетический тип охватывает группу сульфатных и галоидных пород.

Сульфатные породы представлены ангидритом и гипсом, галоидные – каменной солью и калийными солями – карналлитом и сильвинитом-образующими залежи калийных солей, имеющих большое промышленное значение

Горные породы биохимического происхождения

Породы биохимического происхождения. В зависимости от состава выделяют кремнистые (трепел, опоки, некоторые яшмы), карбонатные (известняки, доломиты, мергели) и фосфатные породы.

Кремнистые породы частично или полностью состоят из кремнезема или скелетов кремневых организмов. Встречаются они в виде пластов, прослоев, конкреций среди других осадочных пород.

Известняки сложены главным образов минералами группы кальцита и скелетами известняковых организмов.

Доломиты на 90–95% состоят из минерала доломита с небольшой примесью кальцита, халцедона, органического вещества.

Фосфатные горные породы

Фосфатные породы представлены различными осадочными образованиями, содержащими не менее 10% Р2О5. С ними связаны промышленные месторождения фосфатов. Для всей этой группы пород характерны слоистые, конкреционные, оолитовые, сферолитовые, органогенные и обломочные текстуры и структуры.

Список использованной литературы

1. Карлович И.А. Геология. – М.: Трикста, 2005. – 704 с.

2. Кузнецов В.Г. Литология. Осадочные горные породы и их изучение. – М.: Недрабизнесцентр, 2007. – 512 с.

3. Михайлов А.Е. Основы структурной геологии и геологического картирования. – М.: Государственное научно-техническое издательство литературы по геологии и охране недр, 1958. – 376 с.

www.ronl.ru

Осадочные горные породы

Содержание

Введение

1. Общая характеристика осадочных горных пород

2. Обломочные породы

3. Химические и органогенные породы

4. Прочие породы

Заключение

Список использованной литературы

Введение

1. Общая характеристика осадочных горных пород