Химико-органогенные породы

Осадочные горные породы химического и органогенного происхождения тесно связаны между собой: химические осадки часто выпадают при прямом или косвенном участии организмов, а многие органогенные осадки связаны с химизмом среды. В эту группу химико-органогенных пород входят карбонатные, кремнистые, фосфатные, аллитовые, железистые породы, сернокислые и галоидные, латериты и бокситы (алюминиевые), и каустобиолиты, образовавшиеся путём химического или органогенного осаждения.

Карбонатные породы – известняки (рисунок 65, 66, 67, 68, 69), доломиты (рисунок 71), мергеля (рис. 70), мел, отличаются содержанием минеральных компонентов – кальцита, доломита и глинистых минералов. Известняки содержат 90-95% кальцита (СаСО₃), доломиты – 90-95% СаМg(СО₃)₂, мергели – кальций+ 20-50% глинистых минералов.

Известняки (СаСО₃) имеют органогенное и химическое происхождение и состоят из кальцита. Органогенные известняки состоят из известковистых скелетов и остатков раковин животных и растений. Они подразделяются на коралловые, водорослевые, известняки – ракушечники (из ракушек, рисунок 65), мел (на 60-70% состоит из морских одноклеточных водорослей), известковые туфы (при осаждении из минеральных источников), оолитовые известняки, обломочные, кристаллически зернистые (известняки, образовавшиеся за счёт перекристаллизации других типов известняков).

Рисунок 65 – Известняк-ракушечник

В зависимости от преобладания остатков тех или иных организмов различают известняки криноидные (из скелетов морских лилий), фузулиновые (из корненожек-фузулин), нуммулитовые (раковины в виде монеты), мшанковые, коралловые и др. Известняки, состоящие из целых раковин, называются ракушечниками, из битых – детритусовыми. К органическим известнякам относится и мел, состоящий на 96…99% из мелких частиц порошковатого кальцита, панцирей микроскопических морских водорослей имельчайших раковин фораминифер.

Известняки химического происхождения представлены плотными микрозернистыми массами или встречаются в виде скопления мелких сцементированных шариков – оолитовые известняки, известковых туфов и натеков (сталактиты, сталагмиты, корки). Известковые туфы (рисунок 72) образуются при осаждении кальцита из холодных и горячих водных источников.

Рисунок 66 - Известняк коралловый Рисунок 67 - Известняк коричневый

Рисунок 68 - Известняк мраморовидный Рисунок 69 - Известняк плотный

Мергели (рисунок 70)представляет собой известняково-глинистую породу с содержанием глинистых частиц 30—50%. Это тонкозернистые и однородные породы. Цвет серый, белый, коричневато-желтый. Вскипает от соляной кислоты, при этом на поверхности остается грязно-серое пятно.

Рисунок 70 - Мергель

Во влажном состоянии пластичны (мергели-натуралы используются для производства портланд–цемента).

Доломиты [СаМg(СО₃)₂] (рисунок 71) – образуются при метасоматическом замещении известняков под воздействием подземных магнезиальных растворов и других процессов. Доломит состоит из минерала доломита и содержит в качестве примесей кальцит, глинистые минералы, гипс, флюорит, целестин, опал и др. Доломиты в отличие от известняков реагируют с соляной кислотой только в порошке. Между доломитами и известняками имеются промежуточные разности: известковистый доломит содержит не менее 50%, а доломитизированный известняк — не менее 5% доломита.

Рисунок 71 - Доломиты Рисунок 72 – Известковый туф

Кремнистые породы органогенного и химического происхождения состоят преимущественно из кремнезема. К ним относятся радиоляриты, диатомиты, трепел, опоки и яшмы

Радиоляриты представляют собой слабо сцементированные опаловые скелеты морских одноклеточных организмов радиолярий. Цвет породы желто-серый или красный. Встречаются в Поволжье, на Урале и на Кавказе.

Диатомиты (рисунок 73) состоят из рыхлых или сцементированных опаловых микроскопических скелетов диатомовых водорослей.

Рисунок 73 - Диатомит Рисунок 74 – Трепел

Порода белая или светло-желтая, легкая, пористая, мягкая и липнущая к языку (сильно поглощает воду). Встречается в Поволжье от Ульяновска до Камышина, в Куйбышевской области.

Трепел (рисунок 74) состоит из зернышек опала размером 0,01…0,001мм с небольшой примесью скорлупок диатомовых водорослей и остатков кремнистых скелетов радиолярий и губок. Возможно это измененные диатомиты или биохимическая порода. Цвет породы белый, желтый, бурый, светло-серый, темно-серый.

Встречается в виде пористых или рыхлых мучнистых масс. Порода легкая, сильно поглощает воду. Залегает обычно в отложениях нижнемелового возраста на Украине, в Белоруссии, в Калужской и Смоленской областях.

Опока (рисунок 75) - опаловидная пористая порода белого или серого цвета, обладающая часто раковистым изломом. Напоминает трепел, но обычно более твердая и при ударе раскалывается с характерным звенящим звуком. Возможно, что по происхождению опоки являются измененными трепелами и диатомитами или породами химического происхождения. Залегают в меловых отложениях Нижнего и Среднего Поволжья.

Рисунок 75 - Опока Рисунок 76 - Яшма

Яшмы (рисунок 76) — твердые, непрозрачные породы с раковистым изломом, полосчатая или пятнистая, окрашенная окислами марганца и железа в красный, желтый, коричневый и зеленый цвета. Радиоляриевые разновидности яшм содержат остатки радиолярий и представляют собой измененные радиоляриты, иногда в значительной степени метаморфизированные. Яшмы безрадиоляриевые могут иметь вулканогенное, химическое и биохимическое происхождение. Используются как красивый поделочный камень.

Сернокислые и галоидные породы (рисунок 77, 78, 79, 80) представляют собой типичные химические осадки. Выпадение их из растворов происходит в замкнутых водных бассейнах, мелководных заливах и соляных лагунах вследствие интенсивного испарения. Из пород этой подгруппы следует отметить каменную соль, состоящую из минерала галита (NаСl), гипс (CaSO₄∙2H₂O), ангидрит (CaSO₄), сильвин (КСl), карналлит (КСl∙МgCl₂∙6Н₂О).

Рисунок 77 – Гипс

Рисунок 78 - Галит Рисунок 79 – Ангидрит

Рисунок 80 - Сильвинит

Железистые породы (рисунок 81) образуются в результате выветривания основных и ультраосновных магматических и метаморфических горных пород с высоким содержанием железа. Железистые породы накапливаются на месте разрушения этих горных пород или переносятся в озера и моря, где осаждаются в результате деятельности бактерий или под воздействием химических процессов. Наиболее распространены различные лимониты, представляющие собой механическую смесь гидроксидов железа с глинистым и песчаным материалом.

Латериты и бокситы (алюминиевые породы, рисунок 82) образуются при выветривании алюмосиликатных магматических пород в условиях субтропического и тропического климата при чередовании засушливых и дождливых сезонов. Латериты (по-латински «латер» - кирпич) — элювиальные образования, состоящие из глинозема (минералы диаспор, гидраргиллит) и гидроксидов железа. Латериты имеют красный цвет, землистое или бобовое (оолитовое) сложение. Мощность латеритной (красноземной) коры выветривания достигает десятков метров.

Рисунок 81 - Лимонит Рисунок 82 - Боксит

Фосфатные породы (рисунок 83, 84) представляют собой породы осадочного и магматического происхождения. Породы осадочного происхождения – фосфориты – пластовые (состоят из фосфорита), зернистые и желваковые (из песчано-глинистых или глинисто-карбонатных пород с примесью зёрен фосфоритов). Содержание Р₂О₅ в фосфоритах составляет 12…40%.

Рисунок 83 - Фосфорит Рисунок 84 - Апатит

Кроме фосфатов кальция в составе фосфоритов встречаются примеси кварца, кальцита, глауконита, остатки радиолярий, диатомий и др.

Фосфориты образуются в морях, озерах и болотах как химическим, так и органогенным путем. Морские пластовые и желваковые фосфориты по А. В. Казакову выпадают в виде химического осадка на глубинах от 50 до 150м и образуют залежи мощностью до 10…15 м (пластовые фосфориты хребта Каратау, Брянские желваковые фосфориты и др.). Используются фосфориты для получения фосфорных удобрений (фосфоритной муки). Фосфаты магматического происхождения – Хибинское месторождение апатитов.

Каустобиолиты – породы органические по составу и органогенные по происхождению. Это горючие углеродистые породы твёрдые (ископаемые угли - бурый уголь, каменный уголь содержание С – 95%, антрацит-содержание С – 93…98%; торф - соединения углерода или смеси углеводородов; горючие сланцы, асфальт, озокерит), жидкие (нефть) и газообразные (горючие газы)..

Торф (рисунок 85) состоит из полуразложившихся травянистых и древесных растительных остатков, содержащих 35…59% углерода. Порода рыхлая, цвет ее коричневый, коричнево-бурый до черного. Торф верховых болот образован главным образом сфагновыми мхами. Его зольность не превышает 1,5…2,0%. Низинный торф осоковый, осоково-тростниковый с зольностью до 10…15% и больше. Торф переходных болот осоково-сфагновый. Используется торф как органическое удобрение и топливо.

Рисунок 85 - Торф Рисунок 86 - Бурый уголь

Бурый уголь (рисунок 86) содержит 67…78% углерода. Плотная темно-бурая порода с землистым изломом. Каменный уголь содержит до 85% углерода, антрацит – 92…97%.

Горючие сланцы (рисунок 87, 88) представляют собой сланцеватые глинистые или мергелистые породы, образуются из остатков водорослей и пропитанные углеводородами. Порода тонкослоистая, темно-серого цвета. При горении ощущается запах битума. Залегает в Эстонии, Ленинградской и Ульяновской областях, на Кавказе. Используется как местное топливо и для химической промышленности.

Рисунок 87- Горючий сланец черный Рисунок 88-Горючий сланец коричневый

Нефть представляет собой смесь жидких и газообразных углеводородов. Маслянистая жидкость от беловато-желтого до темно-коричневого цвета. Среди российских геологов наиболее распространена гипотеза образования нефти в результате разложения животных и растительных остатков без доступа кислорода.

Озокерит и асфальт связаны с месторождениями нефти. Озокерит - горный воск, является продуктом полимеризации и уплотнения нефти. Элементарный состав близок к составу парафина. Порода мягкая, пластичная, цвет изменяется от желтого до темно-бурого, Температура плавления от 50 до 80°. Асфальт - порода более твердая, вязкая, почти черного цвета. Состоит из смеси масел, смол и асфальтенов. Температура размягчения от 20…30 до 80…100°С. Средний элементарный состав: 80…85% С, 9…10% Н. Сапропелиты образуются из остатков водорослей и животных организмов, накапливающихся на дне озёр.

Пирокластические горные породы образуются путём осаждения твёрдых продуктов вулканических извержений – вулканического пепла, песка, бомб, ляпиллей и выброшенных обломков пород.

Вулканические туфы (рис. 89) и туфобрекчии содержат до 25% частиц песка, пыли и глины (осадочный материал). При увеличении количества осадочного материала породы называются туффитами (туфогеные брекчии, туфогенные песчаники). Характерна для этих пород шершавая поверхность, обусловленная остроугольной формой слагающих их обломков.