Осадочные породы

Формирование осадочных пород обусловлено экзогенными процессами. Среди осадочных пород выделяют обломочные, хемо-генные и органогенные породы.

Обломочные породы (кластические). Эти осадоч­ные породы образуются в результате разрушения прежде суще­ствовавших пород, переноса их обломков к бассейну осадконакоп-ления и дифференциации в процессе осаждения.

Основной текстурной особенностью обломочных пород яв­ляется их слоистость, которая может быть преимущественно го­ризонтальной, косой и неправильной. Выделяют также плойчатую текстуру.

Текстурные особенности обломочных пород определяются ха­рактером, взаиморасположением и количественным соотношением зерен породы и цементирующих веществ.

Цементом называются минеральные вещества, заполняющие в осадочных породах промежуток между зернами и обломками породы и связывающие их между собой. Различают мономинераль­ные и полиминеральные цементы. Состав последних крайне разно­образен. Чаще всего встречаются различные глинистые и карбо­натные цементы. Цементирующее вещество может развиваться в местах контакта зерен породы (контактовый цемент), неравно­мерно распределяться в породе в виде локальных участков (пят­нистый, или сгустковый), обволакивать зерна породы в виде пленки (пленочный),развиваться в порах между соприкасающимися

зернами (поровый). Если несоприкасающиеся зерна породы по­гружены в цементирующую массу, то такой цемент называют ба-зальным. В осадочных породах чаще встречаются комбинации двух или более перечисленных типов цементов.

В соответствии со структурными особенностями обломочные породы подразделяются на крупно-, средне-, мелко- и тонко­обломочные.

Крупнообломочные породы (псефиты) состоят преимущественно из обломков различного состава размером более 2 мм. Различают крупнообломочные породы несцементированные и сцементирован­ные.

Среди несцементированных пород скопления угловатых неока-танных обломков с размером в поперечнике свыше 100 мм назы­ваются глыбами, от 100 до 10 мм — щебнем, от 10 до 2 мм — дресвой. Их образование связано с выветриванием горных пород. Породы, состоящие из скатанных обломков тех же размеров, со­ответственно называются валунником (>100 мм), галечником (10—100 мм) и гравием (2—10 мм). Валунник (скопление валунов) образуется при скатывании глыб водами горных рек, морскими волнами, движущимися ледниками; галечник и гравий — в ре­зультате окатывания и истирания глыб, валунов и щебня водами рек, морей и озер.

Среди сцементированных грубообломочных пород различают брекчию и конгломерат. Брекчия — сцементированные неокатан-ные обломки (глыбы, щебень и дресва), конгломерат — сцементи­рованные скатанные обломки (валуны, гравий и галька).

Среднеобломочные породы (псаммиты) состоят из обломков с размером зерен 0,1—2 мм. Они могут быть несцементирован­ными — пески и сцементированными — песчаники. По размеру зерен пески и песчаники разделяют на грубозернистые (1—2 мм), крупнозернистые (0,5—1 мм), среднезернистые (0,25—0,5 мм) и мелкозернистые (0,1—0,25 мм).

По составу пески и песчаники могут быть мономинеральными и полимиктовыми. Мономинеральные пески и песчаники полу­чают название того породообразующего минерала, из которого они преимущественно сложены (например, кварцевый песок, глауко-нитовый, полевошпатовый).

По составу цемента песчаники могут быть глинистыми, извест-ковистыми, железистыми, кремнистыми и т. п. Цвет песков и песчаников зависит от цвета преобладающих обломков, а у пес­чаников — и от цвета цементирующего вещества. Пески и песча­ники служат хорошими коллекторами для нефти и газа, с ними могут быть связаны и другие полезные ископаемые (алмазы, золото, платина, магнетит и др.).

Мелкообломочные породы (алевриты) состоят из частиц с раз­мером преимущественно 0,01—0,1 мм (по А. Н. Заварицкому).

К несцементированным мелкообломочным породам относятся собственно алевриты, лёссы, суглинки, супеси.

Алевриты представляют собой рыхлую осадочную породу, промежуточную между песками и глинами. Сцементированные алевриты называются алевролитами. Алевролиты также могут служить коллекторами для нефти и газа.

Тонкообломочные породы ( пелиты) — глинистые породы с раз­мером частиц менее 0,01 мм, причем размер трети частиц не пре­вышает 0,001 мм. Состоят из глинистых минералов, минералов обломочного (слюды, кварц, полевые шпаты и др.) и химического (карбонаты, сульфаты) происхождения. Типичными глинистыми минералами являются каолинит и монтмориллонит. Глина, со­стоящая из каолинита, называется каолиновой (белые глины), а из монтмориллонита — бентонитовой.

Плотные глины, сцементированные кремнеземом, называются аргиллитами. Глины и аргиллиты служат хорошими покрышками для залежей нефти и газа.

Среди обломочных пород различают терригенные и карбонат­ные.

Терригенные породы — песок, песчаник, алеврит, алевролит, глина.

В упрощенной форме их можно рассматривать как механиче­ские смеси конечных продуктов, состоящих из песка и глины, скрепленных цементом и способных замещать друг друга в разных сочетаниях под воздействием различных факторов. Благодаря этому облегчается классификация терригенных пород с помощью механического или гранулометрического анализа.

Гранулометрическим анализом называется совокупность прие­мов, позволяющих производить разделение породы на составля­ющие ее части разного размера (фракции) с последующим опре­делением процентного содержания каждой фракции, называемого гранулометрическим составом породы. Определение грануломе­трического состава производится ситовым и мокрым методами. Гранулометрическому анализу предшествует определение карбо-натности породы, по которой судят о степени сцементированности зерен и заполнении пор цементом.

Карбонатные породы сложены в основном кластическими из­вестняками, состоящими из скатанных карбонатных зерен раз­ного размера. Проницаемые и пористые разности тех и других пород служат коллекторами нефти и газа.

Хемогенные породы. Хемогенные породы обра­зуются при выпадении растворенных веществ из истинных и кол­лоидных растворов на дне водоемов.

Структура пород, связанных с выпадением веществ из истин­ных растворов, — кристаллическая, а из коллоидных — скрыто-кристаллическая. Текстура этих пород преимущественно слоистая, но иногда может быть массивной.

Основные хемогенные породы, с коллекторами которых свя­зано более половины мировых выявленных запасов нефти, пред­ставлены известняками и доломитами.

Известняки — весьма распространенная порода, состоящая из минерала кальцита; бурно реагирует с соляной кислотой; цвет белый, желтоватый, серый. Типичными представителями извест­няков хемогенного происхождения являются известковый туф, оолитовые известняки, плотные тонкозернистые известняки.

Доломиты по внешнему виду похожи на известняки; образу­ются путем доломитизации известняков вследствие замещения в них части кальция магнием, а также путем химического выпа­дения из раствора при большом содержании в воде магния. В отли­чие от известняка порошок доломита слабо вскипает при дей­ствии на него соляной кислотой.

Среди карбонатных пород следует отметить еще мергели. Это известково-глинистая порода, у которой глинистые частицы сце­ментированы карбонатным цементом. В отличие от известняка на поверхности мергеля после капли соляной кислоты остается .грязно-серое пятно.

Из других хемогенных пород рассмотрим следующие.

Галоидные породы, среди которых наиболее часто встре­чаются соли натрия и калия, образуются обычно в результате отложения из водных бассейнов; залегают в виде пластов боль­шой мощности; нередко служат хорошими покрышками для зале­жей нефти и газа. Галоидные породы являются ценным минераль­ным сырьем.

Сернокислые породы (гипс, ангидрит) образуются из водных растворов в условиях замкнутых бассейнов (озер и лагун); не­редко гипсы и ангидриты переслаиваются с отложениями солей; ангидриты выпадают из растворов более насыщенных, чем те, из которых выпадает гипс; ангидриты и гипсы встречаются в осадоч­ных породах, особенно в доломитах. Ангидриты могут служить коллекторами для нефти и газа.

Органогенные породы. Эти породы формируются из остатков животных и растительных организмов. Структура их может быть органогенно-обломочной и детритусовой (детрит — пе­ретертые обломки раковин). Текстура слоистая, иногда массивная.

К органогенным породам относят известняки органогенного происхождения. Они образуют известковые напластования, ти­пичными представителями которых являются биогермы (рифы) и биостромы. С известняками рифовых массивов могут быть свя­заны залежи нефти и газа. Разновидность органогенных извест­няков — мел.

Ископаемые угли представляют собой ряд естественных твер­дых горючих ископаемых растительного происхождения, содер­жащих некоторое количество минеральных примесей. Угли ха­рактеризуются большим многообразием, что обусловлено их происхождением и степенью метаморфизма.

Различное происхождение отражается в петрографическом составе углей. Степень метаморфизма определяется физико-химическими и петрографическими показателями, а также золь-

ностью. По происхождению ископаемые угли разделяются на две основные группы: гумолиты и сапропелиты. Гумолиты образова­лись из высших растений, а сапропелиты — из низшего (водо­рослей) и животного планктона в условиях зарастающих озер.

В свою очередь, гумолиты подразделяются] на гумиты и липто-биолиты. Образование гумитов связано с разложением стеблевых частей высших растений в обводненных, сухих и частично проточ­но-пойменных болотах. К гумитам относится подавляющее боль­шинство встречаемых в природе углей. Гумиты разделяются на три основных класса, отличающихся степенью метаморфизма: бурые, каменные и антрациты. Липтобиолиты образовались в ре­зультате накопления стойких (древесных) частей растений при биохимическом разложении растительного материала в проточно-пойменных болотах. Наряду с углеродом в состав углей входят водород, кислород, азот, сера, глинистые минералы и др. От минеральных примесей зависит зольность ископаемых углей, ко­леблющаяся от 1 до 50 %. При зольности свыше 50 % угли пре­вращаются в углистые глины или углистые аргиллиты.

Вместе с битумами угли представляют собой минеральные образования органического происхождения, способные гореть и объединяемые под общим названием — каустобиолиты.