КЛАСИФІКАЦІЯ І БУДОВА ОСАДОЧНИХ ГІРСЬКИХ ПОРІД. СТРУКТУРНО-ТЕКСТУРНІ ОСОБЛИВОСТІ

Осадочні гірські породи є основним об’єктом літологічних досліджень. Осадочна порода – це геологічне тіло, яке виникло з продуктів фізичного і хімічного руйнування літосфери, в процесі хімічного осідання матеріалу і продуктів життєдіяльності організмів на поверхні суші або на дні водойм та існує реально в певних термобаричних умовах, характерних для верхньої частини земної кори. Іншими словами – це геологічне тіло, яке утворилося в процесі фізико-хімічного вивітрювання більш давніх порід, осідання продуктів руйнування та продуктів життєдіяльності організмів.

Вихідним матеріалом для формування осадочних порід є продукти механічного руйнування і хімічного розкладання більш давніх порід (магматичних, метаморфічних, осадочних), продукти життєдіяльності організмів, вулканічної діяльності, а також атмосферні гази, вода і розчинні в ній речовини, космічні продукти (космічний та метеоритний пил, уламки метеоритів).

Роль і місце кожного із перерахованих компонентів в будові осадочних порід неоднакові. Найбільше значення мають уламкова, хемогенна та органогенна частина. Значення космічного матеріалу в формуванні осадочних порід незначне.

Осадочні породи можуть складатися з однієї або декількох частин різного генезису. В залежності від кількісних співвідношень між ними з врахуванням умов формування, запропоновані різні схеми класифікації осадочних порід. Найбільш поширені класифікації осадочних порід базуються на їх генезисі. Одна із них – класифікація М.С. Швецова (1934р.), приводиться нижче. За цією класифікацією осадочні породи поділяються на уламкові, хемогенні та біогенні і глинисті. В кожній із груп порід поділ на більш дрібні категорії проводиться за додатковими ознаками.

В уламкових породах такими ознаками є структурні особливості – розмір і форма уламків, в групі хемогенних та органогенних – хімічний склад, а також ступінь збереження органічних решток, в глинистих – переважаючий глинистий матеріал. Якщо порода складається з декількох складових частин, вона називається за компонентом, що складає більше 50%.

У таких випадках, якщо два компоненти, що складають основу породи, присутні приблизно в рівних кількостях, застосовують подвійну назву: піщано-алевритова порода, вапняково-доломітова порода, каолініт – гідрослюдиста глиниста порода і т.д.

При наявності в породі трьох компонентів, причому один з них складає більш 50%, всі три компоненти відображаються в назві породи. Наприклад, пісковик вапняково-глинистий представляє собою породу, в якій пісок присутній в кількості більше 50%, а в тій частині, що залишилася глина переважає над вапняком (кальцитом). Порода, в якій приблизно, в рівних кількостях присутні три і більше складових частин (причому кожна складає менше 50%) називається паттумом або хлидолітом.

Хемогенними називаються осадочні гірські породи, які утворилися безпосередньо шляхом хімічного осідання з вод або з розчинів продуктів хімічних реакцій без участі біологічних процесів.

До хемогенних порід належать кам’яна та калійна солі, кремені, опоки, залізо-марганцеві та алюмінисті руди, хемогенні вапняки та ін.

Біогенні або органогенні гірські породи – це осадочні гірські породи складені тваринними і рослинними залишками та продуктами їх життєдіяльності. За речовинним складом серед біогенних порід виділяють карбонатні, кременисті, деякі фосфатні породи, а також вугілля, горючі сланці, нафта, тверді бітуми та ін. Для кожної групи порід існує певна схема досліджень як в полі, так і в лабораторних умовах.

Вивчення осадочних порід починається ще в полі при відборі зразків з відслонень або при описуванні зразків керну, відібраних в процесі буріння свердловин.

Відбір зразків на земній поверхні з відслонень, на відміну від тих, що відбираються з підземних гірських виробок повинен здійснюватись через інтервали за простяганням і на вхрест простягання пластів. Величина цих інтервалів залежить від товщини відкладів, які вивчаються, витриманості літологічних фацій, рельєфу і геологічної будови районів досліджень. Відбір зразків у вертикальних розрізах, кар’єрах, бурових свердловинах здійснюється з горизонтів, що візуально відрізняються за літологічним складом і структурою породи.

При відборі зразків порід з відслонень, завжди стараються брати зразки невивітреної породи, якщо тільки немає потреби вивчати кори вивітрювання.

При освоєнні нафтогазових родовищ, відбір керну, як правило, проводиться через встановлені інтервали при умові, що породи вивчені досить слабо, або взагалі не вивчені. Виключенням є випадки, коли безперервний відбір керну спеціально запланований. Якщо свердловина пересікає відомі породи, інтервали відбору керну можуть бути розширені. Однак, при наближенні до нафтоносних горизонтів необхідно проводити суцільний відбір керну.

Відібрані зразки порід з відслонень та бурових свердловин обов’язково супроводжуються спеціальними етикетками, в яких вказується точна прив’язка до місця відбору та короткий опис. В нафтовій геологорозвідувальній практиці буквами алфавіту або спеціальними значками позначають назву родовища або ділянку, при цьому обов’язково вказують номер свердловини і глибину відбору. Наприклад, маркировка В.Б. 27-1875 означає, що зразок взятий з родовища або площі Велика Багачка, із свердловини №27 і глибини 1875 м. Можливі і інші варіанти маркування з повною назвою необхідних даних.

Відібрані зразки порід з відслонень та бурових свердловин обов’язково супроводжуються спеціальними етикетками, в яких вказується точна прив’язка до місця відбору та короткий опис. В нафтовій геологорозвідувальній практиці буквами алфавіту або спеціальними значками позначають назву родовища або ділянку, при цьому обов’язково вказують номер свердловини і глибину відбору. Наприклад, маркировка В.Б. 27-1875 означає, що зразок взятий з родовища або площі Велика Багачка, із свердловини №27 і глибини 1875 м. Можливі і інші варіанти маркування з повною назвою необхідних даних.

Відібрані зразки порід з відслонень упаковуються в полотняні або поліетиленові мішечки, всередину до яких вкладають етикетки. Зразки керна зберігають в кернових ящиках, на яких також вказують назву площі, номер свердловини та інтервали глибин, з яких взятий керн. Керн однієї свердловини завжди повинен зберігатись в одному місці на стелажах так, щоб можна було легко орієнтуватись в послідовності відбору кернових зразків.

Польові візуальні визначення бувають більш-менш правильними, але не завжди достатніми. Так, наприклад, дрібнозернистий пісок з домішками піску крупного та середнього, може бути описаний як середньозернистий, суглинок можна прийняти за глину і т.д.

Тому польові дослідження завжди корегуються і уточнюються при лабораторних дослідженнях та аналізах.

Головним завданням лабораторних досліджень є:

1) визначення якісного і кількісного складу порід, текстур, структур і на цій основі уточнення назви породи;

2) оцінка осадочних порід, як корисних копалин, або їх окремих складових компонентів, якщо вся порода не є корисною копалиною.

Результати лабораторних досліджень мають широке застосування при вирішенні цілого ряду інших геологічних задач(визначення відносного віку порід за фауною, кореляції розрізів, складанні літолого-фаціальних карт і т.д.).

Вивчення будь-якої гірської породи, в тому числі і осадочної, починається в камеральних(лабораторних) умовах з більш повного макроскопічного опису кожного зразка, якщо такий опис в полі або при описуванні керна був схематичний, загальний для групи зразків, а потім продовжується безпосередньо лабораторними методами, за допомогою яких дослідник уточнює, конкретизує і поглиблює візуальні спостереження.

До цих методів перш за все відносяться оптичні(мікроскопічні), тобто вивчення в шліфах та імерсійних препаратах. Далі застосовуються спеціальні методи, комплекс яких з розвитком літології зростає: гранулометричний (механічний), хімічний і термічний, які мають дуже широке застосування; рентгеноструктурний, методи забарвлення глин, електронна мікроскопія та електронографія, люмінесцентний аналіз та ін.( дивитись лекцію № 10).

Таблиця 9.1 – Схема класифікації осадочних гірських порід

Існують більш вузькі і спеціальні методи досліджень: визначення пористості, проникності, міцності та інших фізичних і фізико-хімічних властивостей, які застосовуються в гідрогеології, інженерній геології, нафтогазових дослідженнях.

Особливої уваги заслуговують методи вивчення осадочних порід з точки зору їх нафтогазоносності.

Необхідно запам’ятати, що осадочні породи завжди вивчаються комплексними методами, які доповнюють одні другі.