Описание осадочных горных пород

I Обломочные, механические осадки а) грубобломочные породы
Галечник и гравий
1. Цвет и минералогический состав	По составу галечники и гравий могут быть однородными (образовавшиеся из одной породы или минерала) и неоднородными (смесь разных пород и минералов). Окраска различная.
2. Строение и условия образования	Эти породы состоят из грубых обломков окатанной формы. Обломки могут быть магматических метаморфических и осадочных пород. Сложение рыхлое. Окатанные и отшлифованные обломки называются в зависимости от величины обломков галечниками (200-20мм) или гравием (20-2мм). Образуются в результате переноса обломков водными потоками и накопления их у подножия гор или низинах большими толщами, а также при действии морского прибоя и течений у берегов и по акватории. В средней и северной полосе Европейской части России они образовались в связи с деятельностью ледников. Гравий разделяется на речной, озерный, морской, ледниковый.
3.Форма залегания	Залегание слоистое, часто в виде горизонтальных и косых слоев, иногда линз и т.д.
4. Основные физико-ме-ханические свойства	Объемная масса галечника 1700-1900 кг/см^3, гравия 170 МПа. Они не обладают способностью к капиллярному поднятию, отличаются хорошей водопроницаемостью и легко отдают воду.
5.Распространение	Широко распространены у подножия гор, по берегам морей, озер и рек.
6. Использование	Имеют большое практическое значение как хорошо сортируемый и обрабатываемый строительный материал. Используются при изготовлении бетона (заполнитель), в дорожном строительстве, при устройстве фильтров. Иногда галечники по составу пригодны в качестве сырья для производства извести и цемента.

Продолжение табл. 2.4

Конгломерат
1.	В состав входят окатанные обломки разных горных пород и минералов, устойчивых при химическом выветривании. Часто обломки (галечник и гравий) сцементированы карбонатным, кремнистым, окисно-железистым и глинистым цементами. Окраска различная.
2.	Морские конгломераты отличаются хорошей окатанностью и однородностью обломков по величине. Континентальные – часто имеют неоднородный по величине и слабо окатанный обломочный материал. Образуются в прибрежной зоне морей за счет речного переноса, выпадения из растворов и оседания на дне вместе с цементирующим веществом.
3.	Залегание слоистое, чаще в виде небольших прослоек среди морских и речных отложений. В горных районах значительные толщи.
4.	Объемная масса и предел прочности на сжатие колеблются от состава обломочного материала и цементирующего вещества, в широких пределах: объемная масса от 1900 до 2900 кг/м^3. Прочность на сжатие от 5 до 160 МПа.
5.	Встречается на Урале.
6.	Используется в качестве строительного материала разновидности с кремнистым и карбонатным цементом, в виде щебня, штучного камня. Плотно сцементированные представители с цветной галькой используются в качестве облицовочного материала. Иногда образуют железорудные и золотоносные месторождения.
Щебень и дресва
1.	Состоят из неокатанных обломков различных горных пород и минералов. Окраска различная.
2.	Щебень и дресва рыхлые породы, в составе которых находятся остроугольные обломки разной формы, размером от 200 до 20 мм у щебня и от 20 до 2мм у дресны. Щебень – элювиального и делювиального происхождения, т.е. продукт выветривания горных пород, оставшийся на месте своего образования или переместившийся и отложившийся на склонах и у подножия гор и возвышенностей. Дресва образуется в результате полного разрушения зернистых, преимущественно изверженных пород.
3.	На месте разрушения и на склонах залегают в виде маломощной коры выветривания. У подножия гор и возвышенностей образуют мощные осыпи.
4.	Объемная масса щебня 1750-260 кг/м^3, а дресвы 1800 кг/м^3. Прочность 150-250 МПа; пористость 1-3%.
5.	Широко распространены в горных районах.

Продолжение табл. 2.4

6.	Щебень используется для бетонных изделий и при дорожном строительстве в качестве балластного слоя. При этом требуется, чтобы поверхность щебня была свободна от глинистых и пылевидных частиц, общее содержание которых не допускается более 5%. Дресва как заменитель песка используется при мощении дорог.
Брекчия
1.	Состав обломков менее сложный, поскольку область их сноса значительно меньше, чем обломков конгломерата. Для брекчий характерен разный состав цемента в противоположность однородности состава обломков. Окраска различная.
2.	В большинстве случаев продукт физического выветривания. Порода сложена неокатанными, остроугольными обломками горных пород и более легким (дисперсным) цементирующим веществом. Образуется путем накопления продуктов разрушения (обломков) пород у подножия гор и цементированием их, выпадающим из поверхностных вод, разным минеральным веществом и оседающими глинистыми частицами.
3.	Мощных толщ - эта довольно редкая порода не образует.
4.	Показатели объемной массы и предела прочности при сжатии близки к показателям конгломерата.
5.	Брекчия осадочного типа встречается у подножия гор в результате цементации осыпей. Вулканическая брекчия образуется при цементации вулканических крупнообломочных выбросов. Брекчия трещин возникает при горообразовании по сбросовым зонам в результате цементации обломков.
6.	Используется в качестве облицовочного, декоративного, штучного камня и щебня.
б) среднеобломочные породы
Песок
1.	Главной составной частью песка являются зерна кварца, значительно меньше полевых шпатов, слюд, магнетитов и др. минералов. Иногда песок состоит только из зерен доломита, гипса, магнетита, сланцев, обломков раковин. Окраска различная.
2.	Порода рыхлая, состоит из окатанных или угловатых зерен различных по цвету минералов. Образовался в результате переноса и отложений частиц разрушенных пород текучими водами и ветром, а также при накоплении их в прибрежных морских зонах. Поэтому пески могут быть речными, озерными, морскими, ледниковыми и эоловыми.
3.	Слои, линзы, конусы выноса, дюны и барханы.

Продолжение табл. 2.4

4.	Пористость песков 30-40%. Обладает важным свойством не изменять объем при высыхании и увлажнении, а также поглощать и пропускать воду. Песок при полном водонасыщении становится текучим. Обладает малым капиллярным поднятием воды. Объемная масса 1500 кг/м^3. Коэффициент фильтрации 1-1400 см/час.
5.	Пески имеют повсеместное распространение в пределах России. Они подразделяются по величине и форме зерен, по генезису и применению.
6.	Песок имеет большое практическое значение как строительный материал (заполнитель бетонов, кладочных и штукатурных растворов). Кроме того, широко используется для изготовления фарфора, фаянса и стекла. Большое значение песка как фильтрационного и формовочного материала.
Песчаник
1.	В составе преобладают кварцевые зерна. По составу цемента песчаники подразделяются: на кремнистые (в виде халцедона и опала), железистые, известковые, глинистые. Более прочными и устойчивыми к выветриванию песчаники кремнистые, менее прочными – глинистые. Окраска разная, зависит от цемента и различных примесей, может быть серая, темно-серая, желтоватая, красноватая и др.
2.	По размеру зерен песчинки бывают крупнозернистые, среднезернистые и мелкозернистые. Образуются в результате цементации песка, главным образом – в мелководных морских зонах.
3.	Залегает в песчаных толщах в виде пластов и линз.
4.	Объемная масса 1900-2800 кг/м^3. Прочность на сжатие от 30 до 300 МПа. Зависит от пористости, влажности, цементирующего вещества, а также от строения и величины зерен.
5.	Широкое распространение имеют в Карелии, в центральных областях РФ, в Поволжье, на Урале.
6.	Являются высококачественным строительным материалом, используется в качестве щебня, облицовочного камня и стекольного сырья. Глинистые песчаники – легко разрушаются при выветривании. Богатые кремнеземом разновидности (свыше 97%) используются как кислотоупорный материал и ценное сырье для производства огнеупоров. Из кремнистых песчаников изготовляют абразивный инструмент.
в) мелкообломочные породы
Лесс
1.	Смесь пылеватых кварцевых и глинистых частиц (30-55%) с распыленным кальцитом, в виде мельчайших шариков. Окраска светлых тонов.

Продолжение табл. 2.4

2.	Легкая пористая порода, при растираниипревращается в порошок. Пылеватые частицы обладают большим сцеплением и поэтому могут образовывать высокие, отвесные обрывы. В лессе много тонких известковых конкреций (журавчиков) причудливой формы. Большинство ученых считают лесс эоловым образованием, т.е. результатом выноса частичек ветром и отложения в полосе затишья.
3.	Лесс находится в виде покровов на разных породах и на различных высотах. На земной поверхности широко распространен, занимает около 4% суши.
4.	Объемная масса плотного лесса 1800 кг/см^3. Коэффициент фильтрации пылеватого лесса 0,51-1,62 см/ч. Пористость 40-55%.В сухом состоянии может быть основанием для сооружений, при увлажнении уплотняется и даст значительные просадки.
5.	Широко распространен на юге Европейской части РФ и Сибири.
6.	Пригоден в качестве сырья для керамической и цементной промышленности, производства кирпича.
г) тонкообломочные породы
Глины
1.	Состоят каолинита и других глинистых минералов с примесью кварца, полевых шпатов, слюд и др. минералов, а также гидроокислов железа. Порода тонкодисперсная. Окраска самая различная.
2.	Глины – рыхлые породы тонкозернистого строения. Жирные на ощупь, светло – окрашенные глины сложены преимущественно глинистыми минералами, содержание каолинита в них достигает 40-70%. Тощие – красноцветные глины содержат больше зернового материала (кварц, полевые шпаты и др.), каолинита значительно меньше. По условиям образования различаются – первичные (или остаточные) глины и вторичные (осадочные). Остаточные образуются в результате процессов выветривания горных пород и накопления на месте разрушения. Вторичные – образовались за счет первичных в результате перемещения их и перестложения.
3.	Они относятся к наиболее распространенным породам верхней части земной коры. Залегают часто мощными пластами, реже в виде линз. Мощность глинистых толщ нередко достигает нескольких десятков и сотен метров.
4.	Объемная масса 1800-2000кг/м^3, сопротивление сжатию 5-10 МПа, коэффициент фильтрации (0,0002-0,001 см/ч). Сухая глина поглощает воду и становится пластичной при этом значительно увеличивается в объеме (набухает). Способствует развитию оползней на склонах, в качестве наклонных пластов обеспечивает получение артезианской (напорной) воды.

Продолжение табл. 2.4

5.	Каолинитовые белые огнеупорные глины, состоящие из каолинита, встречаются реже. Отдельные месторождения известны на Украине, в Поволжье, Крыму, на Кавказе. Темноцветные красноцветные – гидрослюдистые глины имеют почти повсеместное распространение.
6.	Применение глин широкое и разнообразное. Каолинитовые глины используются в фарфоро-фаянсовой промышленности как сырье для огнеупоров и в бумажной промышленности. Монтмораллонитовые глины являются хорошим адсорбентом, широко применяются при очистке масел. Темноцветные гидрослюдистые тугоплавкие глины являются ценным сырьем для изготовления керамзита в керамзитовых изделий. Красноцветные гидрослюдистые легкоплавкие глины повсеместно и широко используются для кирпичного, черепичного и гончарного производства. Из глин получают различные краски – охру, умбру, сиену.
Глинистый сланец
1.	Состоит из тонкодисперсного каолинита, мусковита, хлорита, мельчайших частиц кварца с примесью углистого вещества и гидроокислов железа. Окраска от светлых до бурых тонов.
2.	Порода плотная тонкообломочная, с заметной слоистой текстурой. Глинистый сланец – это уплотненная под нагрузкой вышележащих толщ сцементированная глина.
3.	Находится в пластовом залегании.
4.	Объемная масса 2600-2800 кг/см^3. Прочность на сжатие 20-60 МПа, иногда меньше. Сланец отличается от глины большей твердостью.
5.	Разных типов глинистые сланцы встречаются на Кавказе, Урале, в Поволжье, Северо-Западном регионе. Разновидность темносерого цвета с тонкоплитчатой отдельностью называется кровельным сланцем. Аспидные сланцы отличаются от кровельных черным цветом за счет углистого вещества. Битумные и горючие сланцы – листоватые породы темносерого цвета. Плотные неслоистые разности называются аргиллитами.
6.	Глинистые сланцы с хорошей тонкоплитчатой отдельностью используются как устойчивый кровельный материал, кроме того, из них изготовляют для пола плитки, подоконники, панели. Сланцы без рудных минералов используются в электротехнике вместо мрамора и в цементной промышленности.

Продолжение табл. 2.4

II. Химические осадки а) галоиды
Каменная соль
1.	Состоит из минерала галита – с примесью сильвина, карналлита и глинистых минералов. Окраска зависит от примесей и бывает белая, серая, желтоватая, красноватая, синяя.
2.	Строение чаще зернистое, реже листоватое и волокнистое. Образуется при выпадении израстворов, испаряющихся замкнутых водоемов.
3.	Находится в виде пластовых залежей, линз, штоков, куполов.
4.	Легко растворимая порода. Плотность и прочность различные.
5.	Крупнейшие залежи известны на Урале (Соликамск), а также в Северном Прикаспии..
6.	Является важнейшим пищевым продуктом и консервирующим средством. Широко используется в химической промышленности для получения соляной кислоты, хлора, соды, натрия и др. Применяется в медицине, металлургии и для укрепления грунтов.
б) сульфаты
Гипс
1.	Мономинеральная порода, состоящая из минерала гипса, с незначительными примесями ангидрита, глинистых и др. минералов. Окраска белая, серая, иногда красно-бурая за счет окислов железа.
2.	Структура от мелко- до крупно – кристаллической, иногда волокнистая. Образуется путем осаждения из морской воды, за счет окисления серного колчедана, а также при действии на карбонатные породы сульфатных вод и сероводорода.
3.	Залегает в виде линз, пластов, гнезд, карманов.
4.	Объемная масса 2200-2800 кг/м^3. Прочность на сжатие менее 20-200 МПа. Легко растворяется подземными водами, что способствует образованию пустот, в виде огромных карстовых пещер и провальных воронок.
5.	Месторождения гипса известны в Архангельской, Вологодской, Московской и Ленинградской областях, на Украине, в Восточной Сибири. Значительные толщи гипса находятся в районах Приамурья, Северного Кавказа.
6.	Применение гипса весьма разнообразное. Широко используется в строительном деле как вяжущее (алебастр), в медицине, в скульптуре, для удобрения, в химической промышленности для приготовления сернокислого аммония и серной кислоты.

Продолжение табл. 2.4

Ангидрит
1.	Обладает светлой окраской: белой, серой иногда с синеватым или красноватым оттенком. Состоит из минерала ангидрита.
2.	Порода плотная, разнозернистая, преобладает среднезернистая. Выпадает из растворов, ка4 гипс, но при более высокой температуре. Ангидрит находится преимущественно на глубине свыше 100 м, в неглубоком залегании легко переходит в гипс при соприкосновении с поверхностными и подземными водами. При этом увеличивается в объеме до 30%.
3.	Залегает пластами совместно с гипсом, с каменной солью, имеет пропластки глины, песчаников и известняков.
4.	Объемная масса 2800 кг/м^3. Прочность на сжатие - 60-80 МПа. При переходе в гипс с увеличением объема, наблюдается смятие породы и соседних толщ. Ангидрит легко растворяется и образует карстовые пустоты.
5.	Распространен на Урале, близ Кунгура, и в Поволжье.
6.	Применение такое же, как гипса. Кроме того, используется как поделочный камень для производства серной кислоты и цемента.
в) карбонаты
Известковый туф
1.	Состоит из кальцита или арагонита. Разно окрашены.
2. 3.	Пористая, ноздреватая и неслоистая порода. Образуется преимущественно на склонах речных долин в виде натечных форм углекислого кальция в местах выхода углекислых источников.
4.	Свежий туф мягкий, но после высыхания становится твердым. Объемная масса 2200-2600 кг/см^3. Прочность на сжатие при этом увеличивается от 11до 300 МПа. Пористость 10-20%.
5.	Месторождения находятся на Кавказе.
6.	Применяется в строительстве в качестве стенового, облицовочного и дорожного камня, а также как сырье для цементного и известкового производства.
Оолитовый известняк
1.	Состоит из кальцита. Белого, светло-серого, серого цвета.
2.	Сложен концентрически – скорлуповатыми зернами кальцита (около 0,5 мм), сцементированными природным кальцитовым цементом. Структура оолитовая. Образуется в мелководных и прибрежных отложениях теплых морей. Осаждается кальцит на мельчайших твердых частицах в зоне движения воды.
3.	Залегание пластовое.

Продолжение табл. 2.4

4.	Строительные свойства невысокие. При колебаниях температуры шарики основной массы деформируются и нарушается структура. Объемная масса 900-1800 кг/м^3. Прочность на сжатие 16-20 МПа.
5.	Месторождения известны на Урале.
6.	Плотные разновидности применяют как строительный камень.
Доломит
1.	В чистом виде имеет состав СаСО3 – 54% и MgCO3 – 46%. Цвет серый, желтовато- и красновато – серый. Разные оттенки цветные образуются от примесей. Основной минерал – доломит.
2.	Структура тонкозернистая плотная. При выветривании поверхность становится мучнистой. По вопросу образования доломитов существует несколько мнений, из них основными являются: 1) Непосредственное отложение в виде осадка из растворов; 2) Замещение кальцита доломитом за счет углекислого магния, приносимого извне, или входящего в состав известняка.
3.	Залегает пластами.
4.	Объемная масса 2700-2900 кг/м^3. Прочность при сжатии 15-200 МПа. Доломит несколько тверже известняков и лучше сопротивляется выветриванию вследствие меньшей растворимости.
5.	Распространены в Московской области, в Поволжье, на Кавказе.
6.	Применяется как строительный камень (щебень, облицовочные плиты, вяжущий материал), для получения огнеупоров, как флюс в металлургии и как химическое сырье.
III. Биохимические (органогенные) осадки а) Известковые породы
Известняк
1.	Основная масса представлена кальцитом. В качестве примесей встречаются: арагонит, доломит, глина, песок, битум. Окраска разная: светло-серая, серая, красноватая и темно-серая (битуминоземный известняк), красная, зеленая.
2.	Органогенные известняки образовались в морях за счет скопления известковых остатков животных и растительных организмов. Они большей частью мелкозернистые или плотные. Имеются разновидности, в которых легко устанавливаются остатки раковин (иногда до 1-2 см величиной). Такой известняк называют ракушечником. В других разновидностях органические остатки обнаруживаются с трудом, вследствие их малой величины или в результате перекристаллизации материала (плотные известняки). Для всех известняков характерна растворимость в соляной кислоте, при действии которой они вскипают. Текстура плотная, пористая, кавернозная.

Продолжение табл. 2.4

3.	Залегают они мощными пластами, прослоями.
4.	Объемная масса 1700-2600 кг/м^3 в зависимости от различной плотности. Прочность на сжатие 20-120 МПа. Слабыми и пористыми являются известняки ракушечники. Они плохо проводят тепло и звук. В известняках при действии поверхностной и подземной воды образуются карстовые пещеры и воронки.
5.	Распространены на побережьях Черного, Азовского и Каспийского морей, на Урале, в Поволжье и центральных областях РФ.
6.	Известняки широко используются в строительстве в качестве строительного камня и облицовочного материала, сырья для изготовления портландцемента, извести и стекла. В металлургической промышленности используются как флюс, в химической – для получения углекислоты, идут на известкование кислых почв. Разности, содержащие битум используются для получения асфальта.
Мел
1.	Разновидностью органогенных известняков является мел. Основной составной частью является порошкообразный кальцит. В качестве примесей находятся желваки кремния, песок и глинистые частицы. Окраска его белая и светло-серая.
2.	Состоит из мельчайших скелетов фораминифер и микроскопических водорослей. Иногда встречаются обломки раковин моллюсков, а также глинистых, реже песчаных частиц. Его образование происходило путем осаждения на дне моря тонкого (0,001-0,005 мм) карбонатного материала.
3.	Залегает в виде мощных пластов.
4.	Объемная масса 1800-2600 кг/м^3. Прочность на сжатие достигает 20-40 МПа. Порода мягкая, с пачкающей поверхностью.
5.	Месторождения находятся в Курской, Белгородской, Воронежской областях и в Поволжье.
6.	Применяется для производства портландцемента, извести, в стекольной промышленности. Используется в резиновой и бумажной промышленности и в качестве краски.
Мергель
1.	Состоит из кальцита (реже доломита) и глинистых минералов (30-60%). По составу неустойчивый: когда преобладает кальцит, мергель переходит в известняк; если преобладает глина, то глинистый мергель приближается к глинам. Окраска разнообразная: светлосерая, желтоватая, зеленоватая, редко темно-серая и красноватая.

Продолжение табл. 2.4

2.	Мергель с большим содержанием кальцита представляет твердую породу, близкую к известняку. При содержании глины более 50% напоминает глинистую породу, но легко вскипает с соляной кислотой. Мергель сложного происхождения, накопление углекислого кальция происходило при жизнедеятельности организмов. Многие мергели образовались в море и в них обнаруживаются остатки морских организмов; другие – в пресноводных озерных бассейнах и содержат остатки пресноводных животных и растений.
3.	Встречается вместе с известняками, доломитами и песчаниками, чередуясь с ними в виде тонких пород.
4.	Объемная масса 1900-2500 кг/м^3. Прочность на сжатие 20-60 МПа, встречается часто менее прочный. Свойство мергелей зависит от количества глинистой примеси. Сильно глинистые разновидности разбухают от воды В естественных разрезах и обнажениях они подвергаются глубокому выветриванию: разрыхляются и распадаются на щебень (мергели – трескуны у г. Новороссийска).
5.	Распространены на Северном Кавказе, на Урале, в пределах русской равнины (Воронежская область).
6.	Ценное сырье для производства портландцемента, заменяет искусственную смесь.
б) кремнистые породы
Диатомит и трепел
1.	Слабоцементированная тонкопористая, кремнистая, легкая порода. Окраска белая, желтовато-серая. Диатомит состоит из кремнистого скелета диатомовых водорослей, радиолярий и губок с примесью глины. Трепел состоит из мельчайших зернышек (меньше 0,005 мм) опала или халцедона. В качестве примеси присутствуют скелетные остатки диатомей и радиолярий, а также глинистый материал.
2.	От мела порода отличается более тонкозернистым строением, менее шероховатой поверхностью. Легко растирается пальцами, не реагирует с соляной кислотой. Диатомит осадок глубокого моря. В северных морях и местами в Атлантическом океане дно сплошь покрыто диатомовым илом, состоящим из кремниевых панцирей планктонных водорослей. Трепел представляет собой продукт разрушения панцирей диатомей.
3.	Залегают слоями

Окончание табл. 2.4

4.	Эти породы имеют близкие между собой физико-механические свойства. Объемная масса в сухом состоянии 500-1200 кг/м^3. Прочность различная. Обладают большим водопоглощением. Наиболее пористые разновидности обладают высокими адсорбционными, фильтрующими и отбеливающими свойствами. Они огнеупорные и кислотоупорные. Плохо проводят звук и тепло.
5.	Крупные месторождения диатомита находятся в Поволжье, а трепела – в Курской и Смоленской областях.
6.	Используются как адсорбенты, а также при изготовлении лучших сортов цемента. Применяются как теплоизоляционный материал, легкий наполнитель прочного кирпича, гидравлическая вяжущая добавка в бетон. Применяются при полировке металлических изделий. В химической промышленности используются для изготовления жидкого стекла, ультрамарина и т.д.
Опока
1.	Состоит из трепела, сцементированного кремнистым веществом с примесью в разных объемах глины. Содержание органических остатков небольшое, наблюдаются переходные разновидности от опок к глинам. Имеет светло-серый, светло-желтый или темно-серый цвет. Опока по внешнему виду похожа на мергель, но не реагирует с соляной кислотой.
2.	Порода легкая, твердая, пористая. В результате выветривания распадается на острореберные обломки. Относится к донным морским образованиям, в условиях близких к отложениям трепела.
3.	Залегает в виде пластов, невыдержанных по минералогическому составу, иногда с прослоями трепела.
4.	Объемная масса опоки Поволжья 1100-1800 кг/м^3.Пористость от 26,2 до 55.9%. Прочность на сжатие 10 до 60 МПа. Эти показатели принадлежат различным типам опок. При подробном изучении макроструктуры, микроскопического строения, минералогического и химического состава, а также физических свойств выделены шесть типов опок: кремнеподобная, кремнистая, трепеловидная, песчанистая, глинистая и карбонатная.
5.	Широко распространена на юге Европейской части РФ, в Поволжье, на Урале, на Кавказе и острове Сахалин.
6.	Используется в качестве сырья при изготовлении отбеливающих земель, для гидравлических добавок в цемент и как строительный материал (стеновой камень). Возможно изготовление прочного камня (термолита) при высокой температуре обжига (1200-1300^0С).

Дата добавления: 2015-08-10