Структуры осадочных горных пород

Структура – это строение породы, определяемое размером, формой зерен, степенью кристалличности, ориентировкой слагающих породу частиц.

Удобно отдельно рассматривать структуры обломочных, глинистых, химических и биохимических пород [1,7,12].

4.3.1 Структуры обломочных пород

Для того чтобы охарактеризовать структуру обломочной породы, необходимо определить размеры и форму обломочных зерен, строение цементирующего материала и взаимное отношение обломков и цемента.

Размер зерен – положен в основу типизации структур обломочнох пород. чаще всего используется десятичная классификация структур, принцнп построения которой заключается в том, что конечные размеры, характеризующие ее основные подразделения, превосходят друг друга в 10 раз (таблица 8).

Таблица 8 Структуры обломочных пород

Определенный структурный тип устанавливается для породы в том случае, когда содержание в ней какой-либо фракции (песчаной, алевритовой и др ) превышает 50% общего количества обломочных хомпонентов. В случае неоднородного гранулометрического состава возможны структуры переходного типа (например алевропсаммитовая).

Величина зерен оказывает заметное влияние на прочность обломочных пород. Как правило, породы, состоящие из более мелких зерен, имеют большую прочность и устойчивость к выветриванию, чем породы такого же минерального состава, но более крупнозернистой структуры.

Форма зерен прозволяет судить об окатанности обломочных частиц, которая зависит от первоначальной формы минеральных выделений (в материнской породе), размеров зерен, а также от расстояния и характера транспортировки обломочного материала. Обломки больших размеров окатываются быстрее, чем мелкие, зерна мельче 0,1 мм практически не окатываются совсем. Обычно выделяют зерна оскольчатой, угловатой, полуокатанной и окатанной формы. Кроме степени окатанности необходимо отметить степень сферичности обломочных зерен – их изометриччость, удлиненность или уплощенность.

Цемент - аутигенный или тонкообломочный материал, скрепляющий между собой более крупные зерна. Цемент может быть мономинеральным или полиминеральным. Среди мономинеральных разностей наибольшим распространением пользуются кальцитовый, фосфатный, опаловый, гидрогётитовый цементы, несколько реже встречаются доломитовый, кварцевый, халцедоновый, глауконитовый и гипсовый. Полиминеральными являются глинистые цементы (сложенные, как правило, не одним, а несколькими глинистыми минералами). Сравнительно часто встречаются глинисто-кальцитовый, глауконито-фосфатный, глинисто-гидрогётитовый и ряд других полиминеральных цементов.

По соотношению обломков и цементирующего материала выделяются следующие типы цементов (рисунок 20):

- базальный – обломки заключены в цементирующем материале (составляющем от 30 до 50% всей массы породы) и не соприкасаются друг с другом;

- выполнения пор – количество цементирующего вещества колеблется в значительных пределах в зависимости от объема поровых пространств породы (от 30 до 10%);

- пленочный – количество цемента по сравнению с массой обломков невелико (обычно менее 10% всего объема породы), цементирующий материал покрывает тонким слоем все обломки, связывая их между собой; часть поровых пространств между зернами остается незаполненной.

- контактовый – цементирующего вещества в породе очень мало и он развит лишь в местах соприкосновения обломков, поры остаются незаполненными.

Цементирующий материал может быть распределен в породе равномерно или неравномерно. В последнем случае в одной и той же породе на различных ее участках наблюдаются различные типы цементации (например, базальный и поровый).

а б в г

Рисунок 20. Типы цементации обломочных пород по [1]

а - базальный цемент, б - цемент выполнения пор, в - пленочный цемент, г - контактовый цемент

По особенностям строения кристаллических цементов выделяют следующие их разновидности:

- цемент обрастания (крустификационный) – цементирующее вещество обрастает обломочные зерна тонкой корочкой, оптическая ориентировка обломочных зерен и кристаллов цементирующего вещества различна (разновидностями цемента обрастания являются радиально-крустификационный и пленочный);

- цемент регенерации наблюдается в случае разрастания обломочных зерен, состав обломочных зерен и цемента одинаков (чаще всего это кварц), в случае заполнения цементирующим материалом всех поровых пространств образуется плотная «сливная» порода;

- пойкилитовый цемент– слагается минералами (гипс, кальцит и др.), образующими крупные кристаллы, включающие в себя несколько обломочных зерен;

- коррозионный цементхарактеризуется частичным разъеданием обломочных зерен и замещением их цементирующим материалом.

4.3.2 Структуры глин

В основу классификации структур глин положен их гранулометрический состав. Специфической особенностью этих пород является очень малый размер глинистых минералов (обычно не превышающий 0,01мм). Порода, состоящая исключительно из глинистых минералов, характеризуется пелитовой структурой. Наличие в глинах обломочной примеси делает необходимым выделение алевропелитовой, псаммопелитовой и смешанных структур.

пелитовая структура характерна для пород, состоящих на 90 - 95% из частиц размером мельче 0,01мм. пелитовую структуру подразделяют на пылеватую (где преобладают частицы 0,01 - 0,001мм) и гелевую (где преобладают частицы < 0,001мм).

алевропелитовая структура свойственна глинам, содержащим примесь обломочных зерен (размером 0,01—0,1 мм) в количестве 5—50%;

псаммопелитовая структура отличается от алевропелитовой более крупным размером (от 0,1 до 1мм) обломочных зерен.

структуры смешанного типа (псаммоалевропелитовая и алевропсаммопелитовая) возникают, если алевритовые и песчаные частицы присутствуют в глине в равных или в почти равных количествах,

Форма обломков и особенности генезиса глинистых пород обусловили выделение брекчевидной, реликтовой и фитопелитовой структур

брекчиевидная и конгломератовидная структуры характеризуются наличием угловатых, округлых или овальной формы обломков глины, сцементированных глинистым веществом, породы с подобной структурой образуются в результате местного размыва глинистого осадка и последующей его цементации в процессе диагенеза.

реликтовая структура характерна тем, что в породе наблюдаются контуры частиц, за счет разложения которых образовались глинистые минералы.

фитопелитовая структура свойственна глинистым породам, в тонкодисперсной массе которых рассеяно значительное количество растительных остатков различной степени сохранности.

При изучении глин в шлифах обычно отмечают определенные разновидности микроструктур, основной глинистой массы, выделенные на основании различного расположения чешуйчатых глинистых частиц и неодинаковой их оптической ориентировки. Чаще всего наблюдаются псевдоаморфная, чешуйчатая, ориентированная спутанно-волокнистая микроструктуры.

псевдоаморфная структура – глинистая масса имеет тонкодисперсное строение и почти не действует на поляризованный свет, однако изучение такой глины при помощи электронного микроскопа показывает, что она состоит из мельчайших кристаллов.

чешуйчатая структура – глинистая часть породы сложена разнообразно ориентированными чешуйками глинистых минералов, при вращении столика микроскопа наблюдается агрегатная поляризация.

ориентированная структура – характеризуется наличием агрегатов глинистых частиц с одинаковой оптической ориентировкой, при скрещенных николях все поле зрения или значительные его участки погасают одновременно как один кристалл.

спутанно-волокнистая структура – в скрещенных николях наблюдается беспорядочное переплетение тонких волокон, поочередно погасающих и просветляющихся при вращении столика микроскопа.

4.3.3 Структуры химических и биохимических пород

Наиболее важным структурным признаком для группы химических и биохимических пород является форма зерен, которая в этих породах зависит как от свойств самих минералов, так и от условий их возникновения и роста. Величина зерен сравнительно легко изменяется в результате перекристаллизации и поэтому играет второстепенную роль.

В группе химических пород по форме зерен различают идиоморфную, аллотриоморфную и колломорфную структуры.

Идиоморфная – наблюдается в породах, состоящих из зерен правильной кристаллографической формы.

Аллотриоморфная – характерна для пород, в которых преобладающая часть зерен имеет неправильную форму.

Колломорфная – характеризуется тем, что порода макроскопически однородна, но при значительном увеличении видно, что она состоит из минеральных частиц сферической или неправильной изометрической формы, прошедших при своем образовании коллоидную стадию. Наиболее часто встречаются колломорфные выделения глауконита, опала, пирита, фосфатных и некоторых других минералов.

Большим распространением в породах химического происхождения пользуются такие минеральные образования, как оолиты и сферолиты, возникающие в результате концентрации вещества и его отложения вокруг какого - либо центра кристаллизации.

Оолиты — минеральные образования округлой или эллипсоидной формы, характеризующиеся концентрически-слоистым строением. Размеры оолитов – от долей миллиметра до 2 мм. Более крупные округлые образования называют пизолитами.

Сферолиты представляют собой кристаллические агрегаты, состоящие из тонких игольчатых кристаллов, расположенных радиально вокруг центра кристаллизации. В скрещенных николях в сферолите виден черный крест.

В породах биогенного происхождения выделяют структуры биоморфную (цельнораковинную) и органогенно-детритовую (порода сложена обломками раковин). Значительно реже встречается органогенно-обломочная структура, которая возникает в том случае, когда обломки раковинок вследствие переноса приобретают скатанную форму.

Полная структурная характеристика породы должна учитывать как форму, так и величину зерен. По размеру зерен различают структуры кристаллически-зернистые (размер зерен более 0,01 мм) и скрытокристаллические (размер зерен менее 0,01мм).

Классификация структур химических и биохимических пород по размеру зерен показана в таблице 9

Таблица 9 Классификация структур химических и биохимических пород по [ 1 ]

Поиск по сайту: