ОСНОВНІ ТИПИ ОСАДОЧНИХ ГІРСЬКИХ ПОРІД. УЛАМКОВІ ПОРОДИ

За умовами формування уламкові гірські породи діляться на дві групи: нормальноосадочні та вулканогенно (ефузивно-) осадочні або пірокластичні.

До уламкових відносяться породи, які вміщають більше 50% уламкових зерен (компонентів) гірських порід, і мінералів, які утворились в результаті механічного руйнування магматичних, метаморфічних або осадочних порід, що утворилися раніше. Фізичне руйнування материнських порід і механічне подрібнення уламків приводить до формування окремих типів порід.

При формуванні уламкових порід проявляються і інші процеси, такі як хімічне осідання речовин з розчинів (істинних та колоїдних); витяг розчинених в воді речовин за допомогою організмів; накопичення продуктів вулканізму. Під впливом цих факторів в уламкових породах утворюються різні домішки і цемент.

Зокрема, особливості формування приводять до появи в уламкових породах двох генетично різних компонентів:

1 Уламкових або алотигенних мінералів, що утворюють скелет уламкових порід.

2 Аутигенних мінералів, що присутні в уламкових породах як цемент або окремі новоутворення.

До алотигенних належать мінерали та уламки, які утворилися раніше даної гірської, тобто привнесені ззовні. Алотигенними можуть бути мінерали та уламки теригенних та вулканогенних порід, принесені з інших районів формування, залишки тварин і рослин принесені в осадок з інших місць проживання та розвитку. Аутигенними називаються мінерали та інші утворення, які сформувалися на місці їх знаходження (ін. situ).

В основу класифікації уламкових порід, покладений розмір уламків, їх петрографічний склад, здатність до обкочування, фізичні властивості та інші ознаки. Важливою ознакою породи є рихлість, або зцементованість.

Загальноприйнятої класифікації уламкових порід немає. Найбільш поширеними є класифікації за розміром та формою уламків (зерен). Одна із них, базується на виділені серед уламкових порід груп, кінцеві розміри яких в 10-ть разів переважають одні других (табл. 10.1).

В інженерній геології, ґрунтознавстві та інших галузях господарства поширена інша класифікація, за якою виділяються наступні породи з розміром частинок, мм: грубоуламкові – більше 1, піщані – від 1-2 до 0,05 та алевритові – від 0,06 до 0,005.

Характеристика уламкових порід. До уламкових належать рихлі або зцементовані породи, які складаються з уламків гірських порід і мінералів, що сформувалися при механічному подрібнені і фізичному вивітрюванні більш давніх гірських порід.

Грубоуламкові породи або псефіти (уламки >1 мм по довгій стороні). До них належать глибові, валунні, галечникові і щебеневі, дресв’яні і гравійні породи.

Глибові породи (>1000 мм) зустрічаються переважно в гірських районах. Вони формуються в результаті землетрусів, обвалів, зсувів.

Валунні породи складаються з уламків (100-1000 мм) і які утворюють рихлі скупчення (валунник), або зцементовані породи, які складені кутуватими уламками у вигляді брекчій, та зцементовані округлі уламки у вигляді валунних конгломератів. Брекчії та конгломерати зцементовані піщано-глинистим, кальцитовим, кременистим та іншим цементом. Формування валунних порід пов’язане з діяльністю льодовиків, гірських рік, селевих потоків. Товщина валунних відкладів невелика.

Галечникові і щебеневі породи – це скупчення продуктів механічного руйнування різних за генезисом порід – магматичних, метаморфічних, осадочних розміром від 10 до 100 мм. Щебеневі породи – це гострокутні, невідсортовані уламки, галечникові – відсортовані, обкатані. Щебеневі породи утворюються поблизу джерел уламкового матеріалу, гальки утворюються з щебеню або дрібних необкочених валунів в процесі транспортування.

Щебеневі породи – щебінка та брекчія відрізняються тим, що в перших уламки незцементовані, а в інших зцементовані. Ці породи формуються з матеріалу, що утворюється при обвалах, осипах, зсувах, карстових, льодовикових та ін. процесах. На континентах найчастіше цементуючим матеріалом є піщано-глиниста суміш. У морських умовах цементом може бути кальцит, доломіт, кремнезем. Щебеневі породи мають обмежене поширення.

Галечникові породи – галечник і конгломерат відрізняються тим, що перші представляють собою скупчення рихлих незцементованих гальок, а другі – це зцементовані між собою гальки порід різного генезису досить міцних за фізичними властивостями. Поряд з галькою в породах можуть бути обкочені уламки різного розміру.

Галькові конгломерати можуть бути зцементовані піщано-глинистим, вапняково-глинистим, карбонатним, кременистим та іншим матеріалом.

Галечникові породи і конгломерати за генезисом поділяються на прибережно-морські, річкові, тимчасових потоків, льодовикові та еолові, товщина яких коливається в широких межах.

Дресв’яні та гравійні породи представлені уламками різних порід і мінералів від 1 до 10 мм. Дресв’яні складаються з уламків гострокутної форми, а гравійні – з обкочених. Серед дресв’яних порід виділяють рихлі, незцементовані – дресв’яники і зцементовані – дресвіти. Гравійні породи поділяються на гравійники – незцементовані осадочні формування та гравеліти – зцементовані карбонатним, глинистим і піщано-глинистим матеріалом.

Породи мають обмежене поширення і невелику товщину в розрізах.

Практичне значення. Грубоуламкові породи – це цінний будівельний матеріал. Вони використовуються при будівництві доріг, спорудженні гідростанцій, будинків, облицюванні різних споруд. Інколи грубоуламкові гірські породи вміщають цінні корисні копалини – залізо, золото, уран та ін.

Характеристика піщаних порід.Піщані породи – одні із найбільш поширених серед уламкових осадочних утворень. Вони складені на 50% і більше з зерен величиною 0,1-1,0 мм. За розміром зерен виділяють крупно-, середньо- і дрібнозернисті породи.

Рихлі піщані породи називаються пісками, а зцементовані – пісковиками.

Серед породоутворюючих мінералів переважають кварц, калієві польові шпати, слюди, халцедон, глауконіт, кислі плагіоклази, гідрослюди, каолініт. Серед акцесорних мінералів найбільш характерні циркон, гранати, турмалін, ставроліт, рутил, дистен та ін. рудні мінерали представлені магнетитом, ільменітом, гематитом, піритом та ін.

Суттєву роль у будові піщаних порід відіграють вторинні (постдіагенетичні) мінерали такі як регенерований кварц, новоутворення кальциту, доломіту, хлориту, глинистих мінералів, оксидів і сульфідів заліза.

Цементом в піщаних породах найчастіше виступає глинистий матеріал, кальцит, рідше доломіт, гіпс, ангідрит, опал, оксиди заліза.

За мінеральним складом виділяють три групи піщаних порід – мономінеральні, олігоміктові і поліміктові.

Мономінеральні складаються переважно з кварцу, олігоміктові – з двох переважаючих мінералів: кварцу і польових шпатів, кварцу і слюд, зрідка головним мінералом може бути глауконіт. Структура піщаних порід псамітова, крупно-, середньо- та дрібнозерниста. Текстура масивна, шарувата.

Поліміктові (полімінеральні) розділяють на аркозові та глауковакові. Характеристика їх приведена вище.

Піщані породи мають різний генезис, серед них виділяють: прибережно-морські, морські, річкові, дельтові, флювіогляціальні, еолові піски і пісковики.

Алевритові породи, так як і піщані, належать до числа поширених осадочних порід. Вони більш, ніж на 50% складаються з частинок розміром 0,01-0,1 мм. Сипучі, рихлі породи називаються алевритами, а міцні, зцементовані – алевролітами. Серед них виділяють крупно-, середньо- і дрібнозернисті.

Мінеральний склад алевритових порід приблизно такий же, як і піщаних, але в них більше стійких до процесів вивітрювання мінералів – кварцу, мусковіту, халцедону. В них, як правило, високий вміст органічної речовини. За мінеральним складом серед них виділяють мономінеральні, олігоміктові і поліміктові різновиди.

Будова алевритових порід (текстура, структура), тис і склад цементу подібні до піщаних порід. Для алевритових порід характерна тонка горизонтальна, рідше коса шаруватість. Забарвлення порід в залежності від домішок може бути світло-сірим, чорним, бурим, зеленим та ін.

Алевритові породи, як і піщані, утворюються в різних фаціальних умовах. Найбільш поширеними є морські, озерні, річкові та еолові різновиди.

Тонкоуламкові (глинисті) породи, або пеліти – це уламкові породи, які складаються з зерен дрібніших ніж 0,01 мм. Глинисті породи – одні із самих поширених осадочних утворень. За об’ємом вони складаються до 60% всіх осадочних гірських порід. Їх головні компоненти – глинисті мінерали і тонкодисперсний глинистий матеріал – пеліт (розмір частинок 0,01 мм).

У сухому вигляді глини мають зернистий характер і інколи значну міцність. При змішуванні з водою набувають в’язкість і пластичність, збільшуються в об’ємі, після випалювання набувають кам’янисту масу, на основі чого широко використовується в керамічній промисловості. Основу глин складають представники шаруватих силікатів. Найважливішими серед них є каолініт, гідрослюди, монтморилоніт, різні залізисті і магнезіальні глинисті мінерали, алофан, пірофіліт та ін.

Майже всі глини слід розглядати як полімінеральні гірські породи. Крім головного глинистого мінералу, який обумовлює головний тип глин, в ній завжди присутні домішки (кварц, мусковіт, польові шпати та ін.), які безумовно відображаються на властивостях глини і визначають її використання.

Щільні, зцементовані глини називаються аргілітами. Крім глинистих мінералів і кремнезему, аргіліти часто вміщають в собі серицит, хлорит, карбонати.

Структури глинистих порід пелітові, текстури – масивні, шаруваті.

Генезис глинистих порід досить різноманітний. Вони формуються на дні морів, озер, боліт, лагун, а також при фізичному та хімічному вивітрюванні (елювіальні глини) в континентальних умовах.

Таблиця 10.1 – Класифікація уламкових порід