Сопоставление классификаций рыхлых пород смешанного состава

Содержание частиц размером 0, 01 мм, %	По Н. М. Сибирцеву	По Л. Б. Рухину
До 5	Песок	Песок
5–10	Песок глинистый	Песок глинистый
10–20	Супесь грубая	Алевриты грубозернистые (тонкозернистые пески)
20–30	Супесь тонкая	Алевриты крупнозернистые
30–40	Суглинок грубый	Алевриты мелкозернистые
40–50	Суглинок тонкий	Алевриты тонкозернистые
50–60	Глина грубая	Глина песчанистая
60–75	Глина тонкая	Глина алевритистая
75 и более	Глина типичная	Глина типичная

Аргиллит – сцементированная глина, лишенная практически всех диагностических признаков глин (не поглощает воду и проч.). Окраска аргиллитов разная, поверхность гладкая, излом раковистый. Внешне аргиллиты могут напоминать микрозернистый известняк – в отличие от него, аргиллиты не вскипают с кислотой.

3. Органогенные породы состоят из органических остатков или из продуктов жизнедеятельности организмов. Накапливаются они почти всегда в водоемах и состоят преимущественно из скелетных остатков беспозвоночных: в первую очередь морских, в меньшей степени – пресноводных. Главный признак органического происхождения – наличие различимых остатков животных или растений. Органическое вещество, в отличие от минерального, лишено блеска и прямолинейных очертаний. Выделяют три главных структуры органогенных пород:

· биоморфная структура – порода сложена целыми скелетами;

· детритусовая структура – порода сложена обломками скелетов;

· биоморфно-детритусовая структура – порода сложена как целыми, так и раздробленными скелетами.

Среди текстур органических пород распространены слоистые, иногда отмечается массивная; характерна пористая.

По химическому составу органические породы делят на три группы: карбонатные, кремнистые, углеродистые.

Карбонатные органогенные породы называются известняками. Известняки сложены наружными скелетами (раковинами, скорлупками) животных, водорослей или простейших, нередко с примесями алевритовых, глинистых или песчаных частиц. Известняки состоят из кальцита, поэтому бурно вскипают с HCl. Органические известняки обладают пористой или даже кавернозной текстурой, хотя встречаются и плотные разновидности. Окраска известняков возможна любая, однако преобладают светлые тона.

В зависимости от породообразующих организмов органические известняки принято делить на зоогенные (распространены широко) и фитогенные (встречаются реже). Наиболее распространены известняки коралловые, ракушечниковые, брахиоподовые, фораминиферовые, мел. Брахиоподовые известняки сложены двустворчатыми раковинами морских животных (класса щупальцевых), широко распространявшихся в палеозое. Фораминиферовые известняки сложены крупными раковинами вымерших простейших организмов: нуммулитов (обитали в мелу – палеогене) с дисковидной или чечевицеобразной раковиной диаметром до 160 мм; или фузулинид (обитали в карбоне – перми) с веретенообразной или шарообразной раковиной диаметром до 60 мм (соответственно, известнякинуммулитовые или фузулиновые). Мел образован скорлупками кокколитофорид – одноклеточных морских водорослей. В результате метасоматоза состав известняков меняется – под действием магнезиальных подземных вод возникают доломиты, обладающие биоморфной структурой. Доломиты реагируют с HCl в порошке.

Кремнистые органогенные породы представлены диатомитами. Диатомиты состоят из микроскопических кремнистых остатков диатомовых водорослей (обитателей морских и пресноводных бассейнов). Диатомиты отличаются белой или серовато-желтой окраской, внешне очень похожи на мел, но не реагируют с HCl (лишь мгновенно впитывают кислоту). Диатомиты очень легкие; мучнистые (растираются пальцами в тончайшую пудру); микропористые, быстро впитывают влагу.

Углеродистые органогенные породы (каустобиолиты) представлены торфом и ископаемыми углями. Особенность этих пород – горючесть. Торф – черная или бурая рыхлая порода, состоящая из полуразложившихся растительных останков, и пропитанная гуминовыми кислотами. Торфа накапливаются в болотах; делятся по составу на травяные, моховые, древесные и смешанные; по происхождению – на низинные и верховые. Ископаемые угли – горные породы, более чем на 50 % состоят из органического углефицированного вещества. Ископаемые угли возникают за счет геологических процессов преобразования древних залежей торфа или сапропеля. Процесс углефикации протекает по стадиям: торф (сапропель) – бурый уголь (в том числе лигнит и богхед) – каменный уголь. Бурые угли обычно матовые, их твердость 1–1,5, они пачкают руки, дают бурую черту, их излом землистый, лишь у богхеда – раковистый. Содержание углерода в бурых углях достигает 70 %.

Лигнит – слабоуглефицированный бурый уголь черно-коричневого цвета; нередко содержит хорошо сохранившиеся (слабообугленные) древесные остатки.

Богхед (сапрколит)– черно-коричневая плотная, но легкая порода с раковистым изломом. Богхеды обогащены водородом (до 11 %), это продукт углефикации сапропелей, сформированных из отмерших сине-зеленых водорослей.

Каменный уголь – более твердая порода (до 2,5 по шкале Мооса) черного цвета и с черной чертой. Каменный уголь хрупкий, пачкает руки; блеск его матовый или смолистый; излом зернистый или раковистый. Содержание углерода в каменных углях достигает 85 %.

4. Хемогенные породы формируются за счет выпадения минеральных солей из растворов и состоят из кристаллов.

Структура хемогенных пород – кристаллическая, а состав преимущественно мономинеральный. Текстуры хемогенных пород слоистые, оолитовые, пористые. Хемогенные породы возникают на земной поверхности или в земной коре на малых глубинах. Как и органические, породы хемогенные разделяются по составу – выделяют группы известковых, кремнистых, железистых, алюминиевых, марганцевых, фосфатных, сульфатных и галогенных пород.

Известнякихемогенные возникают из растворов, перенасыщенных карбонатом кальция. Классифицируются по структурно-текстурным особенностям – выделяют туфы, оолитовые и микрозернистые известняки. Окраска их светлая – как правило белая, хотя примеси других веществ могут придавать разные цвета и оттенки. Так, примесь угля, битума или окиси марганца окрасит известняк в серый или даже черный цвет; окиси железа и алюминия – в желтый, бурый.

Известковые туфы отличаются пористой текстурой. По происхождению они являются источниковыми – возникают благодаря деятельности подземных вод. В зависимости от условий формирования, их можно разделить на мучнистые и травертины.

Мучнистые известковые туфы (гажа) накапливаются холодными подземными водами в толще грунта. Это рассыпчатые породы слоистой и пористой текстуры, малого объемного веса (0,9–1,9 г/см³). Мучнистые туфы светлые, почти белые, но иногда примеси окислов железа окрашивают их в бурые тона.

Травертины являются натечными формами – они возникают на поверхности, в местах выхода гидрокарбонатных вод: на склонах оврагов, речных долин. Цвет травертина снежно-белый, а в присутствии окислов железа желтый, буроватый. По сравнению с гажей травертин значительно плотнее, хотя текстура его пористая или даже кавернозная. Нередко в травертине видны отпечатки растений и животных. Близ выходов горячих минеральных вод травертины образуют крупные поля (до нескольких км²), а мощность их достигает 10 м и более.

Оолитовые известняки состоят из шаровидных агрегатов кристаллов кальцита. Диаметр оолитов от 2–3 мм (икряной камень) до 8–10 мм (гороховый камень). Строение оолитов радиально-лучистое или скорлуповатое. Окраска варьирует от белой до буроватой.

Микрозернистые известняки состоят из мельчайших кристаллов – менее 0,005 мм. Текстура их массивная, породы плотные. Окраска преимущественно светлая, хотя может быть любой. Разновидностью микрозернистых известняков является литографский камень – порода с ярко выраженным раковистым изломом, гладкой поверхностью.

Кремнистые хемогенные породы встречаются реже известковых. Они представлены кремневыми стяжениями (желваками, конкрециями и жеодами), трепелом, опокой. Кремневые стяжениясостоят из кварца, халцедона, опала или их сочетаний. Они распространены в карбонатных отложениях (меле, известняках, мергеле) – возникают при метасоматозе известковых пород. Образуются и при заполнении кремнекислотой пустот в горных породах. Цвет кремня черный, бурый, желто-бурый, бордовый. Возможны, хотя и редко, другие цвета. Распространены полосчатые разновидности. Твердость кремней около 7 по шкале Мооса, им характерен раковистый излом.

Трепел внешне неотличим от диатомита. Состоит из микроскопических зерен опала. Окраска белая, желтоватая или сероватая. Текстура микропористая; порода гигроскопичная, очень легкая, мучнистая.

Опока – очень легкая, микропористая, но сцементированная и твердая порода кремнистого состава. Цвет от голубовато-серого до черно-серого, часто окраска пятнистая. Опоки гигроскопичны, обладают раковистым изломом – звонко раскалываются на острые обломки. В отличие от диатомита и трепела, опоки не растираются пальцем в пудру.

Железистые, алюминиевые, марганцевые хемогенные породы по химическому составу делятся на ряд групп. Наиболее распространены окислы и гидроокислы (лимонит, боксит, пиролюзит), карбонаты (сидерит), сульфиды (пирит, марказит). Чаще всего встречаются гидроокислы, представленные оолитовыми железняками и бокситами.

Оолитовые железняки (бобовые железные руды) и бокситы сложены соответственно лимонитом и бокситом оолитовой текстуры. Возникают либо в воде (при выпадении осадка из раствора), либо на суше (при выветривании основных и ультраосновных пород). Железная крыша из лимонита возникает также при выветривании залежей пирита. Лимониты и бокситы водного генезиса формируются как в соленых и пресных бассейнах, так и подземными водами.

Фосфатные, сульфатные и галогенные хемогенные породы сложены гипергенного происхождения минералами соответствующих классов: фосфоритом, гипсом и ангидритом, галитом и сильвином и др.

5. Смешанные породы состоят из сочетаний обломков, органических, химических и глинистых частиц. Возникают при взаимодействии двух или более геологических агентов. По существу, многие выше охарактеризованные породы являются смешанными. Например, опоки, состоящие из химически осажденного опала, всегда содержат примесь кремнистых органогенных частиц. В формировании травертинов существенную роль играют бактерии, осаждающие углекислый кальций. Представителями смешанных пород являются суглинки и супеси (в том числе валунные), конгломераты и брекчии, мергели и известковые глины, битуминозные известняки и проч.

Мергель – осадочная порода, содержит от 50 до 80 % кальцита и (или) магнезита, и 20–50 % глинистого вещества. Поэтому мергелю свойственны признаки как известняков, так и глин. Подобно глинам, мергель обладает тяжелым запахом и способностью разбухать в воде. Подобно известнякам, мергель бурно вскипает с HCl, но на месте реакции у мергеля возникает грязное пятно, которое формируется глинистыми частицами, оседающими на поверхность после вскипания кислоты. Как правило, мергель – плотная порода. Излом неровный, иногда раковистый. Окраска самая разная. Мергели, в которых кальцита содержится около 80 %, а доля MgO не превышает 3 %, называются цементными мергелями (из них производят портландцемент). При содержании кальцита менее 50 % породу называют известковой (мергелистой) глиной. При содержании кальцита более 80 % – глинистымизвестняком.

Метаморфические горные породы формируются в земной коре путем коренного преобразования осадочных или магматических пород. Важнейшие факторы метаморфизма – высокая температура, высокое давление, воздействие магматических флюидов, вещественный состав исходной породы. Метаморфизм всегда сопровождается перекристаллизацией исходных горных пород – поэтому метаморфические породы полнокристалличны. В зависимости от происхождения исходных пород – осадочного или магматического – метаморфические породы называют параметаморфическими и ортометаморфическими. Метаморфическому преобразованию могут подвергнуться все характеристики ранее существовавшей породы: ее минералогический состав, структура, текстура, удельный вес и проч. Главным фактором метаморфизма выступает высокая температура. По интенсивности процессов выделяют пять ступеней метаморфизма: низшую, нижнюю, среднюю, высокую и высшую.

Структуры метаморфических пород выделяются на основании абсолютного и относительного размера кристаллов. По степени кристалличности деления нет – все метаморфические породы обладают полнокристаллической структурой. В слабометаморфизованных породах могут частично сохраняться структурные признаки исходных пород – их относят к реликтовым структурам.

Абсолютный размер кристаллов растет пропорционально степени метаморфизма. Соответственно выделяют четыре вида структур:

· мелкокристаллическую (менее 0,25 мм);

· среднекристаллическую (0,25–1 мм);

· крупнокристаллическую (1–10 мм);

· гигантокристаллическую (более 10 мм).

По относительному размерукристаллов выделяют структуры гранобластовую (равномернокристаллическую) и порфиробластовую (неравномернокристаллическую).

Гранобластовая структура присуща равномернокристаллическим породам с кристаллами изометричной формы.

Порфиробластовая структура характеризуется большой разницей диаметров кристаллов, и тем, что в крупных кристаллах ярко выражены грани, ребра и вершины.

Текстуры служат главным диагностическим признаком метаморфических пород. Текстурыклассифицируются по двум признакам: по форме кристаллов и по их взаимному расположению в породе.

По форме кристаллов выделяют следующие текстуры: пластинчатую (таблитчатую), листоватую, чешуйчатую, игольчатую.

По расположению кристаллов выделяют текстуры массивную, сланцеватую, полосчатую (гнейсовую), плойчатую, волокнистую, очковую.

· Массивная текстура – определенной ориентировки кристаллов нет.

· Сланцеватая (плитчатая) текстура – пластины или чешуи минералов расположены параллельно; породы сложены непрерывными слоями однородной мощности и раскалываются на тонкие плитки.

· Полосчатая (гнейсовая) текстура –в породе чередуются полосы разной окраски, мощности и минералогического состава. В отличие от сланцеватой текстуры, полосчатая характеризуется прерывистостью.

· Плойчатая текстура – в породе различимы тонкие, мелко гофрированные слои.

· Волокнистаятекстура – порода сложена параллельно вытянутыми волокнистыми или игольчатыми минералами.

· Очковая текстура – в породе видны разноцветные полосы с овальными утолщениями, образованными светлыми минералами.

Отдельности метаморфических пород делятся на реликтовые и метаморфические. Реликтовые отдельности унаследованы от исходных пород. Метаморфические отдельности возникают при метаморфизме и представлены кливажем. Кливаж – система параллельных трещин, рассекающих породу несогласно первичной текстуре.

Минералогический и химический состав метаморфических пород определяется спецификой процесса метаморфизма и составом исходных пород. Главными породообразующими минералами служат и типично магматогенные (ряда Боуэна), и пневматолитово-гидротермальные, и собственно метаморфогенные. При метаморфизме степень трансформации минералогического состава усиливается с ростом температуры и давления. Так, в породах низких ступеней метаморфизма широко представлены гидратированные минералы класса силикатов (слюды, хлорит и другие). В породах высшей ступени метаморфизма водные минералы отсутствуют – критической температурой для воды в составе минералов является 375 °С. Таким образом, рост температуры и давления обуславливает прогрессирующие изменения структур и минералогического состава метаморфических пород.

Породы низшей ступени метаморфизмапредставлены сланцами глинистыми и аспидными, в составе которых преобладают гидратированные силикаты и кварц.

Глинистые (аргиллитовые) сланцы возникают из глин, аргиллитов. Цвет глинистых сланцев любой – совпадает с цветом исходных пород; структура мелкокристаллическая – кристаллы не различимы глазом, поэтому глинистые сланцы не блестят (матовые); текстура тонкосланцеватая (тонкослоистая). Сложены глинистым материалом и, частично, продуктами метаморфического превращения глин: мельчайшими кристаллами кварца и слюд (серицита – мелкочешуйчатого мусковита), хлорита. Глинистые сланцы легко раскалываются по сланцеватости на тонкие гладкие пластины.

Аспидные (кровельные) сланцы возникают из глинистых сланцев; отличаются от них большей твердостью и черным цветом – за счет графита, возникшего из органики, содержавшейся в исходных глинах.

Породы нижней ступени метаморфизмапредставлены филлитами, зелеными сланцами, серпентинитами и другими породами. В их минералогическом составе еще велика роль гидратированных силикатов.

Филлиты – продукты полной перекристаллизации глин; возникают из глинистых и аспидных сланцев. Цвет филлитов обычно серый, черный, хотя примеси могут придавать и другую окраску (вишневую, бурую и др.). Структура мелкокристаллическая, но кристаллы уже различимы глазом. Поэтому от глинистых сланцев филлиты отличаются шелковистым блеском. Текстура филлитов тонкосланцеватая, иногда плойчатая. Минералогический состав тот же, что и у глинистых сланцев (кварц, серицит, хлорит). В отличие от глинистых сланцев, филлиты раскалываются по плоскостям кливажа, т. е. под углом к слоистости.

Зеленые сланцы – продукт преобразования магматических пород. Представлены хлоритовыми, тальковыми и др. разновидностями. Возникают из эффузивных и интрузивных пород основного состава. Зеленые сланцы, как правило, обладают невысокой твердостью, отличаются разными оттенками зеленого цвета. Структура их мелкокристаллическая (кристаллы различимы глазом); текстура чешуйчато-листоватая, сланцеватая. Хлоритовые сланцы состоят из мелких кристаллов хлорита с примесью кварца, слюд, талька. Тальковые сланцы жирные на ощупь; сложены тальком с примесью кварца, слюд, хлорита.

Серпентиниты (змеевики)– породы разных оттенков зеленого цвета, возникающие при метаморфизме оливинсодержащих ультраосновных магматических пород. Плотные, сложены волокнистыми кристаллами минерала серпентина (водного силиката магния). Структура мелко- или среднекристаллическая; текстура сланцеватая, полосчатая, пятнистая. Блеск шелковистый, жирный.

Породы средней ступени метаморфизмавозникают при более высоких температурах и давлении.

Кристаллические (слюдяные) сланцы – продукты дальнейшего метаморфизма филлитов, глинистых сланцев. Цвет разнообразный; структура средне- и крупнокристаллическая, текстура сланцеватая или плойчатая; блеск яркий шелковистый. Кристаллические сланцы состоят из слюд, хлорита, амфиболов; их минералогический состав зависит от температуры метаморфизма и состава исходных пород. Как правило, в кристаллических сланцах присутствуют также кварц, полевые шпаты (плагиоклазы), характерны гранаты и графит.

Мраморы – плотные породы, состоящие из кристаллов кальцита. Структура варьирует от мелко- до крупнокристаллической. Текстура различная: массивная, полосчатая, пятнистая, иногда сланцеватая. Минералогически чистый мрамор белого цвета, примеси обуславливают другую окраску. Мрамор бурно вскипает в соляной кислоте. Если мрамор подвергся доломитизации, то реагировать с HCl будет в порошке. Мраморы возникают при метаморфизме известняков, в том числе и доломитизированных.

Кварциты – плотные и очень твердые породы, состоящие из кварца. Окраска зависит от примесей. Структура мелкокристаллическая; текстура массивная, хотя нередки пятнистые, полосчатые и даже сланцеватые разновидности. Кварциты возникают при глубоком метаморфизме кварцевых песков и песчаников. Отличаются чрезвычайной долговечностью – обладают высочайшей механической прочностью и химической устойчивостью. Кварциты, обогащенные гематитом или магнетитом, называются джеспилитами (железистыми кварцитами). Джеспилитам характерны вишневый или черный цвет и сланцеватая или полосчатая текстура.

Амфиболиты – плотные породы от серо-зеленого до черно-зеленого цвета. Структура среднекристаллическая, текстура массивная или сланцеватая. Состоят из амфиболов и плагиоклазов, обычно с примесью гранатов. Подразделяются на ортоамфиболиты (возникают из магматических пород основного и ультраосновного, реже среднего состава) и параамфиболиты (возникают из осадочных карбонатно-глинистых пород).

Гнейсы – плотные породы крупно- и гигантокристаллической структуры и полосчатой или очковой текстуры. Высокие температуры метаморфизма обуславливают понижение доли гидратированных минералов. В зависимости от состава исходных пород гнейсы делятся на две группы: парагнейсы (возникают из пород осадочных: глин, песчаников) и ортогнейсы (из пород магматических, обычно кислого состава). Гнейсы состоят из кварца, полевых шпатов и слюд с примесью темных минералов. Содержание слюд в гнейсах меньшее, чем в кристаллических сланцах. От внешне похожих магматических пород (гранитов, сиенитов, диоритов) гнейсы отличаются полосчатой текстурой.

Породы высокой ступени метаморфизмапредставлены гранулитами и мигматитами. Породы сложены пироксенами, гранатами, полевыми шпатами, кварцем; гидратированные минералы отсутствуют.

Гранулиты – породы, внешне похожие на гнейсы и граниты, от которых отличаются минералогическим составом: гранулиты сложены равновеликими кристаллами полевых шпатов, пироксенов и гранатов. Нередко в них присутствует кварц.

Мигматиты – породы, сложенные тонкими, неправильной формы прослоями светлыми (кварцево-полевошпатовыми) и темными (из тугоплавких минералов).

Породы высшей ступени метаморфизмапредставлены эклогитами. Эклогиты – плотные темноокрашенные породы, по химическому составу подобные основным магматическим, из которых эклогиты и возникают. Эклогиты состоят из пироксенов и гранатов (в основном пиропа), иногда с примесью оливина и кварца. Структура крупнокристаллическая; текстура массивная, реже сланцеватая. От интрузивов основного состава отличаются отсутствием плагиоклазов и очень высокой плотностью (3,3–3,4 г/см³).