Рекомендации по определению осадочных горных пород

При изучении и практическом определении осадочных пород их свойства удобнее всего отмечать в той же последовательности, в какой они фиксируются глазом: сначала воспринимается цвет, затем структура (величина обломков или зернистость), особенности взаимного расположения составных частей породы (текстура), а уже потом - состав, наличие включений (органических и неорганических) и прочие признаки (крепость, пористость, наличие характерных текстур поверхности пласта, вторичные изменения и т.д.).

Цвета осадочных пород редко бывают чистыми и яркими. Обычно они имеют серые, зеленоватые, красноватые или бурые оттенки. При этом бурые, желтые и красные цвета и оттенки характерны для осадочных горных пород, сформированных в окислительной обстановке, а зеленые, зеленовато-серые и черные цвета – для пород, формирование которых происходило в восстановительных условиях. При изучении пород отдельно отмечается цвет породы на свежем изломе и отдельно – на выветрелой поверхности. Например, карбонатные и карбонатсодержащие породы на выветрелой поверхности обычно белесые, даже если на свежем сколе они имеют темно-серый или даже черный цвет. Породы, содержащие железо, на выветрелой поверхности приобретают ржаво-бурую или красноватую окраску и т.д. Цвет обломочных пород часто бывает неоднородным, пестрым из-за различной окраски обломков и цемента

Затем нужно установить является ли порода рыхлой или литифицированной (сцементированной).

При изучении структуры выясняется зернистая она, биоморфная или обломочная, определяется относительный и абсолютный размер составных частей - зерен или обломков, а также степень сортировки, форма зерен и их взаимоотношения. Следует иметь в виду, что последние два признака в породах с размером зерен менее 0,5 мм визуально не устанавливаются, в то время как в крупнозернистых и грубообломочных породах визуально хорошо видны все особенности структуры. Величину крупных обломков можно непосредственно измерить с помощью линейки или миллиметровой бумаги. Если размер зерен или обломков в породе не одинаков, измеряют самые мелкие и самые крупные обломки и определяют преобладающий размер (фракцию). Именно по размерам этой фракции и определяют название терригенных пород (песок, песчаник, конгломерат и т.д). Форма обломков в грубообломочных (псефитовых) породах – важный классификационный признак. При характеристике формы обломков отмечают, прежде всего, степень их окатанности. Чаще всего, по этому признаку обломки подразделяют на:

1) окатанные – округлой формы, обработана почти вся поверхность, все углы сглажены;

2) полуокатанные – закруглены только некоторые углы, а в целом первичная форма обломков сохраняется;

3) неокатанные или угловатые – обломки остроугольные. Помимо степени окатанности часто важно отметить степень изометричности (или удлиненности) обломков или зерен минералов. Различают обломки или зерна:

1) изометричные – все 3 измерения примерно равны;

2) удлиненные – длина заметно превышает ширину и толщину;

3) уплощенные, характеризующиеся заметно меньшей толщиной по сравнению с двумя другими измерениями.

Для сцементированных пород определяется также тип цемента, его структура и количественные соотношения обломков и цемента. Иногда, чтобы лучше увидеть цемент и определить его тип, бывает полезно смочить образец водой.

Для сцементированных (литифицированных) пород определяется также характер текстуры – однородная или неоднородная, плотная или пористая. В случае неоднородной текстуры устанавливается ее тип. Если порода обладает слоистой текстурой – описывается слоистость, а именно: тип (горизонтальная, косая, волнистая и т.д.); степень ее выраженности (четкая, нечеткая, градационная, мощность слоев, характер их границ, ритмичность, окраска и т.д.). В случае пористой текстуры отмечается примерное количество, размеры, форма и взаимное расположение пор. Визуально определяется только относительно крупная пористость.

При описании состава горной породы устанавливается состоит ли она из одного (мономинеральная- например, известняк, доломит, силицилит) или нескольких (полиминеральная, полимиктовая – конгломерат, песчаник) минералов. Большинство терригенных пород, содержащих в своем составе обломки горных пород, естественно, являются полимиктовыми.

Определяются и перечисляются (в порядке убывания) все составные компоненты. Состав обломочных (терригенных) пород обычно сложный, особенно, если они сцементированы. В этом случае сначала отдельно определяется и описывается состав обломочной части, а затем – состав цемента. Визуально достаточно уверенно может быть определен состав крупнообломочных пород, значительно хуже определяются обломки в песчаниках, особенно, мелкозернистых, и алевролитов. При их изучении необходимо пользоваться лупой. Однако, в этом случае, доже с ее помощью не всегда удается однозначно определить все минеральные компоненты. Если цемент тонкозернистый, то определение его состава также сопряжено со значительными трудностями. Как и состав обломков, состав цемента может быть однородным (мономинеральным) и неоднородным (полимиктовым). Однако, необходимо стремиться к наиболее полному определению всех компонентов породы. При определении состава компонентов осадочных горных пород необходимо использовать определители минералов, не забыть проверить с помощью капли 10% HCl присутствует ли в составе обломков или цемента кальцит (бурно вскипает). С помощью реакций окрашивания раствором ализарина установить соотношение кальцита и доломита в карбонатных породах и проверить породы на наличие фосфатов при помощи реакции с молибдатом аммония и концентрированной азотной кислотой (в случае присутствия фосфатов в породе белая окраска щепотки порошка молибдата аммония, нанесенного на поверхность образца и смоченного каплей концентрированной азотной кислоты, изменяется на канареечно-желтую). При определении компонентов осадочных пород очень важно уверенно отличать кальцит от внешне похожего на него кварца. Кварц легко отличается значительно большей твердостью (царапает стекло) и отсутствием реакции с соляной кислотой. От светлоокрашенных полевых шпатов кварц отличается отсутствием спайности (плоскости спайности поблескивают при повороте образца под разными углами к источнику света). Соли (галит, сильвин) обладают соленым или горько-соленым вкусом и легко растворяются в воде.

Кремнистый цемент не царапается стальной иглой. Железистый цемент узнается по бурому цвету, глинистый – по разбуханию в воде, гипсовый – по блеску на плоскостях спайности, низкой твердости и отсутствию вскипания с соляной кислотой и т.д. Чаще всего при визуальном определении осадочных горных пород приходится ограничиваться предположительным определением состава цемента.

При описании желательно указывать хотя бы примерное относительное содержание каждого из компонентов в породах («резко преобладающие», «основные», «редкие», «единичные» и т.д.), а в терригенных породах - отдельно в составе обломочной части и в составе цемента.

Крепость пород определяют упрощенно по условной трехбалльной шкале: слабая – породы легко ломаются руками; средняя – не ломаются руками, но легко разбиваются молотком; крепкая – с трудом разбивается даже молотком. Крепость пород не следует путать с твердостью, которая определяется только у минералов.

Включения подразделяются на минеральные (конкреции, единичные гальки в песчаниках, оолиты и т.д.) и органические (раковины, остатки растений и т.д.). Все они описываются подробно, с указанием их размеров, формы, строения, состава, характера расположения, количества, степени сохранности.

Вторичные изменения (окисление пирита, разложение полевых шпатов, окремнение или карбонатизация и т.д.) описываются с учетом их характера и степени интенсивности

Если наблюдаются какие-то прочие признаки, не вошедшие в описание (гиероглифы, следы капель дождя, следы волн и т.д.) их необходимо привести в конце описания.

После изучения и описания породы, с учетом ее состава и текстурно-структурных особенностей, пользуясь таблицами и классификацией осадочных горных пород, можно дать ее название, которое, однако, лучше вставить в начало описания. Название может быть кратким («песчаник», «известняк», «глина» и т.д.) или более подробным («конгломерат красный мелкогалечный»).

Таким образом, общая схемавизуального определения и макроскопического описания осадочных горных пород будет иметь следующий вид:

1) название породы;

2) цвет породы;

3) структура;

4) текстура;

5) состав породы; причем для обломочных пород – отдельно состав обломков и цемента;

6) крепость породы;

7) включения;

8) вторичные изменения;

9) прочие признаки.

Задания:Внимательно рассмотрев образцы учебной коллекции студенты выполняют задания преподавателя:

1. Отобрать образцы:

а)терригенных,

б) органогенных,

в) хемогенных осадочных пород.

2. Кратко охарактеризовать чаще всего наблюдающиеся в осадочных горных породах структуры и текстуры.

3. Сформулировать, по каким признакам можно различить осадочные породы различного происхождения.

Затем каждый студент получает 3 образца (по выбору преподавателя) для самостоятельного описания и определения.

Оформление работы. Работа выполняется в учебной тетради, где приводится описание каждого образца (по предложенной схеме) и указывается название породы. Отчет проводится в форме собеседования с преподавателем. В случае необходимости студент отвечает на наводящие вопросы и с помощью преподавателя исправляет допущенные при описании и определении горной породы ошибки.

Контрольные вопросы

1. Какие осадочные горные породы могут образоваться как в результате химического осаждения, так и в результате жизнедеятельности организмов?

2. Какие горные породы имеют исключительно биогенное происхождение?

3. Чем отличается биоморфная структура от детритовой?

4. Какие горные породы называются хемогенными?

5. Всегда ли можно отличить органогенные известняки от хемогенных?

6. Перечислите осадочные горные породы, являющиеся важными полезными ископаемыми.

7. Назовите области применения известняков?

8. Какие горные породы являются сырьем для производства фосфорных удобрений?

9. Какие осадочные горные породы имеют исключительно биогенное происхождение?

Поиск по сайту: