Как образуются горные породы?

Как образуются горные породы?

Минералы редко встречаются поодиночке. Их совокупности образуют горные породы естественные природные агрегаты множества минералов. Так, очень распространенная горная порода гранит состоит из спаянных между собой минералов кварца, полевого шпата и слюды. По своему происхождению горные породы бывают магматические, осадочные и метаморфические.

Гранит

Гранит

Магматические и осадочные горные породы изменяются под воздействием высоких температур и давления. Рыхлые известняки превращаются в более плотный и прочный мрамор, глины — в глинистые сланцы, граниты — в гнейсы. Такие горные породы называются метаморфическими (от греч. metamorphosis — «преображение»).

Как образуются магматические горные породы?

Магматические горные породы образуются, когда магма поднимается к поверхности Земли. При медленном застывании магмы внутри земной коры образуются интрузивные горные породы (гранит, диориты, габбро), которые имеют зернистую структуру из-за содержащихся в них крупных кристаллов. Если магма изливается на поверхность в виде потоков лавы, то образуются вулканические, или эффузивные, горные породы. К ним относятся базальт, обсидиан, состоящие из очень мелких кристаллов, — крупные кристаллы просто не успевают вырасти, поскольку лава остывает сравнительно быстро.

Как образуются осадочные горные породы?

Осадочные горные породы образуются в результате накопления на земной поверхности толщ осадков, продуктов разрушения всех других горных пород. Подвижные стихии — вода, ветер, ледники — уносят обломки, и они в виде щебня, гальки, песка и глины откладываются на новом месте, иногда на расстоянии в сотни и тысячи километров от места образования. Такие осадочные горные породы называют обломочными. При испарении растворов минеральных веществ образуются химические осадочные горные породы, к которым относится, например, поваренная соль, образующая мощные залежи на дне высыхающих соленых водоемов.

органические осадочные горные породы

Из скоплений остатков растений и животных формируются органические осадочные горные породы. Очень интенсивно их образование происходило в теплых богатых жизнью мелководных морях и озерах, на дне которых за миллионы лет накопились мощные отложения известняка, мела, диатомита. На суше со временем из остатков растений образовались угли, горючие сланцы, торф. В органических горных породах довольно часто находят окаменевшие остатки давно вымерших животных, четкие отпечатки частей древних растений. Осадочные породы распространены очень широко, они покрывают 75% поверхности Земли.

Поделиться ссылкой

Земля покрыта слоем осадочных горных пород. Они состоят из частиц и обломков других пород, а также ископаемых остатков растений и животных. Образование горных пород — процесс непрерывный.

Он происходит не только глубоко под землей, но и на ее поверхности. Осадочные породы формируются в результате уплотнения и цементации различных отложений и цементации различных отложений (осадков), которые накапливаются слой за слоем.

Классификация и типы осадочных пород

Существует 3 основных типа осадочных пород: обломные, биогенные (органогенные) и хемогенные.

Обломные осадочные породы

Обломные породы образуются из более древних пород, обломки которых были механически перенесены и отложены на новом месте водой, ветром или движущимися ледниками. Эти породы классифицируют по размерам составляющих их частиц — от крупных обломков до тончайших глин. Обломки могут быть окатанными и округлыми или изломанными и угловатыми. Они могут быть несвязанными (неконсолидированными) или сцементированными материалом, растворенным в грунтовых вода, например кальцитом, кремнеземом или оксидами железа. Обломочные породы составляют 75% всех осадочных пород.

Слой мергеля

Это разбитые на куски слои мергеля, переходной породы от известняка и доломита к глине, были отложены глубоко в море миллионы лет назад.

Хемогенные осадочные породы

Хемогенные породы формируются в результате химических и физических процессов. Они могут образоваться путем осаждения минералов из морской воды, как например, кремень — разновидность кремнезема.

Хемогенные осадки накапливаются при испарении воды из соленых озер или мелководных морей, как, например, гипс и каменная соль. Он также формируется в процессе выщелачивания, когда подземные воды растворяют и переоткладывают минералы. Примером является боксит — алюминиевая руда.

Биогенные осадочные породы

Известняк может образоваться как в результате химического осаждения карбоната кальция (кальцита), так и биогенным путем. Биогенные разновидности известняка, например мел, состоят из скелетов миллионов мельчайших организмов.

Меловые утесы на юге англии

Меловые утесы на юге Англии представляют собой тонкозернистые отложения мягкого известняка, образовавшегося из скелетов крошечных морских организмов, живших более 70 млн лет назад.

К биогенным продукта, скапливающимся среди осадочных пород, относятся различные виды ископаемого топлива. Уголь, например, представляет собой спрессовавшиеся растительные остатки. Нефть образовалась из органических остатков, погребенных под слоями непроницаемых пород и подвергшихся воздействию высоких температур, давления, бактерий.

Камни известняка на юге Англии

Известняк состоит из карбоната кальция и образован в основном из скелетов и раковин морских животных. Слабокислая дождевая вода частично растворяет известняк. В результате образуется известняковая мостовая, пронизанная провалами и трещинами, как эта на побережье Англии.

Выветривания горных пород — типы выветривания

Выветривания — это сложный процесс разрушения горных пород. Оно бывает физическим, химическим и органическим. Физическое выветривание — это разрушение пород под влиянием механических воздействий ветра, воды, перепадов температуры или, например, в результате морозного расклинивания, когда днем вода проникает в трещины в породе, а ночью замерзает и расширяется, разламывая породу.

К химическому выветриванию относится разрушение пород под действием воды и растворенных в ней газов или органических кислот, приводящее к частичному изменению химического состава пород. Химическое выветривание ускоряется при повышении температуры.

Органическое выветривание происходит под влиянием жизнедеятельности растительных и животных организмов. Например, корни деревьев расклинивают породы, а разложение биомассы ускоряет химическое выветривание.

Условия образования слоев осадочных пород

На этой ландшафтной схеме отражены некоторые условия образования слоев осадочных пород.

Диаграмма условий образования слоев осадочных пород

  1. Мелкие частицы породы, отложенные ветром и водой в виде песка.
  2. Частицы пород и почв, перенесенные вниз по течению речным потоком.
  3. Дельта, образовавшаяся в результате отложения часик горных пород.
  4. Континентальный шельф.
  5. Континентальный склон.
  6. Более тяжелые породы, осевшие на континентальном шельфе.
  7. Частицы легких пород, скопившиеся на дне океана, со временем сдавливаются и цементируются в осадочные породы.
  8. Осадочные породы сдавливаются, превращаясь в метаморфические.

Перенос осадочных пород

Большая часть материала, образующего осадочные породы, доставляются реками. Например, река Миссисипи ежегодно переносит к Мексиканскому заливу 180 млн т взвеси. При этом часть материала осаждается на речном дне, часть — в месте впадения реки в море, образуя дельту, а основная часть уносится в океан и скапливается на океанском дне. Осадочный материал может также переносится ветром и движущимися ледниками.

В процессе переноса происходит сортировка отложений по размеру. Крупные угловатые обломки перемещаются с трудом, поэтому их можно найти только в быстрых сильных потоках. Крошечные частички глинистой фракции переносятся на сотни километров или осаждаются в спокойных водах, например в мелководных озерах или глубоко на дне морей.

Кусок мягкой черной глины

Мягкие гляны образованы частицами разрушенных пород, перенесенными и отложенными на новом месте ветром, водой или ледниками.

Изучение истории Земли по срезу осадочных пород

Более миллиарда лет земной истории запечатлено в слоях осадочных пород. В Большом каньоне в штате Аризона (США) взору открывается живописная последовательность осадочных слоев — страта, глубина которой составляет 1500 м., а возраст — примерно столько же миллионов лет.

Разноцветные слои песчаника в Аризоне

Разноцветные слои песчаника, истертого и отполированного ледниковой эрозией, образуют живописный полосчатый рисунок на пологих склонах холмов в штате Аризона, США. Прогибы в горной породе — результат воздействия ветра и воды.

Горная порода песчаник

Песчаник обычно распознают по коричневым, розовым или красным слоям. Такое разнообразие цветов объясняется присутствием различных количеств оксидов железа, цементирующих осадочный материал.

Красные и желтые слои на стенке утеса в национальном парке Сион штата Юта, США, — это отложения песчаника триасового периода. Серые конусы граувакки образовались в результате подводных оползней. Разноцветные слои песчаника, истертого и отполированного ледниковой эрозией, образуют живописный полосчатый рисунок на пологих склонах холмов в штате Аризона, США. Прогибы в горной породе — результат воздействия воды и ветра.

Слои на стенке леса в парке Сион штата Юта

Серая осадочная порода на переднем плане — граувакка — датируется поздним триасом и имеет возраст около 210 млн лет. Она образована в основном сцементированными слабоокатанными обломками метаморфических и магматических пород.

Ископаемые, которые обнаруживают в слоях, отражают развитие развитие форм жизни от первобытных кораллов и червей до рыб, динозавров и млекопитающих. Типы осадочных отложений рассказывают также и об условиях, в которых они образовались. Грубые конгломераты из сцементированной окатанной гальки говорят о том, что в этом районе когда-то текли быстрые реки. Песчаником отмечены берега океанов и дельты рек. Глинистые отложения образовались в медленных водах, а известняки — в теплых мелководных морях, кишащих жизнью. Установить взаимосвязь между отложениями, найденными в разных районах Земли, можно путем сравнения ископаемых остатков в горных породах и оценки их возраста по таким маркерам, как лавовые потоки.

Происхождение осадочных горных пород

Происхождение горного материала

Осадочный материал существует в термодинамических условиях. Он возникает в поверхностной части земной коры. ОГП занимают почти три четверти площади материков, поэтому люди всегда с ними сталкиваются во время геологических работ. Природный материал формируется, когда выветриваются и разрушаются разные породы под воздействием жидкости, колебания температур и других факторов. Также они образуются из продуктов жизнедеятельности организмов или осадков из водной среды.

Основные типы и примеры природного материала

ОГП появляются на основе минеральных компонентов разрушенных полезных ископаемых. Большинство форм залегания естественного материала находят в виде пластов и слоёв. С ними связаны многие месторождения камней и других минералов. В таких образованиях сохранились останки многих вымерших организмов, с помощью которых возможно узнать историю развития разных уголков Земли.

При определении классификаций осадочных горных пород учитывались особенности формирования осадков в физико-механических и химических условиях, которые затем привели к появлению ОГП. Большую часть работы по этому вопросу проделал геолог Н. М. Страхов. На основе изученных свойств геологических материалов литологии научились определять и условия формирования горных пород.

Основные разновидности

Существует несколько групп ОГП, которые делятся по различным признакам. По генезу (механизму и условиям формирования) учёные составили список из четырех типов природных материалов. В учебной литературе можно найти таблицы с главными группами осадочных горных пород с примерами:

Типы осадочных горных пород
  • Хемогенные. Формируются на основе выпадающих из водных растворов солей. Примеры — ангидрит, боксит, доломит, каменная соль, мирабилит.
  • Обломочные. Неорганические породы, как алевролит, аргиллит, брекчия и песчаник, образуются в результате скоплений обломков разных полезных ископаемых.
  • Органогенные. Появляются из остатков организмов животного или растительного происхождения. К таким видам пород относятся диатомиты, каменный уголь, коралловые известняки, торф.
  • Смешанные. Ископаемые образуются сразу несколькими способами и представляют собой туфогравелиты, туффиты, туффопесчаники.

Между перечисленными группами ОГП можно наблюдать переходы, которые возникают из-за смешанных материалов разного происхождения. С появлением осадочных пород связаны слоистость и залегание образований в виде пластов.

Процесс литогенеза

Состав и структура ОГП формируются под влиянием её генезиса. Литогенез, представляющий собой совокупность геологических процессов, также определяет свойства осадочных пород.

Процесс литогенеза по стадиям

Вещества, которые образовались при разрушении различных горных пород, переносятся ветром и отлагаются, формируя осадочные обломки. Накапливаются ОГП на дне водоёмов и поверхности суши. Со временем рыхлые скопления уплотняются и приобретают определённую структуру. Все эти процессы представляют собой стадии:

Седиментогенез процесс
  • Гипергенез. Сначала разрушаются кристаллические и иные породы, а затем сформировываются новые твёрдые ископаемые и растворы.
  • Седиментогенез. Полученные вещества переносятся и откладываются на поверхности, образуя осадок.
  • Диагенез. Отложения превращаются в новую породу.
  • Катагенез. В получившемся материале происходят первые изменения.
  • Метагенез. В конце литогенеза осадочная порода преобразуется в метаморфизованные месторождения.

Последние две стадии часто объединяют в один этап — эпигенез. Преобразования осадочных веществ проходят по-разному. В процессах участвуют и факторы окружающей среды: физико-химические условия, давление, движение воздуха, скорость течения воды и так далее.

Вещественный состав

Поскольку типы ОГП отличаются по источнику происхождения и особенностям процессов породообразования, они отличаются минеральным составом, в который могут входить различные химические элементы из таблицы Менделеева. Сложные единства содержат разнородные составляющие в виде реликтовых минералов, продукты разложения глин или слюд, экзогенные новообразования из истинных и коллоидных растворов.

Компоненты ОГП делят на две группы:

Вещественный состав ОГП
  • Аллотигенные. Вещества представляют собой обломки, вулканогенный материал, терригенные или космогенные компоненты. Они поступают с суши или со дна водоёмов. Вещества переносятся путём волочения или в качестве механической взвеси, превращаясь в осадок. Аллотигенные составляющие противостоят гипергенному воздействию. Примеры минеральных компонентов — каолинит, кварц, дистен, полевые шпаты, ставролит, циркон. Степень механической обработки влияет на форму породы, которая бывает сферической, угловато-окатанной или неокатанной.
  • Аутигенные. Эти вещества появляются в осадочных породах на различных этапах формирования. Составляющими будущих ОГП являются гидроксиды, глина, соли, сульфаты, глауконит, хлориты, фосфаты, сульфиды некоторых металлов и другие соединения. Природу веществ определяют по идиоморфности в порах и полостях, структуре зёрен, сферолитовому и оолитовому строению, сочетанию или замещению с иными минералами.

По стадии формирования аутигенные компоненты также группируют на диагенетические, катагенетические, метагенетические, седиментационные и элювиальные. Составляющие отображают физико-химические условия, в которых образовались минералы.

Структура минералов

Осадочные породы характеризуются разнообразной структурой, особенности которой зависят от компонентов ОГП. Её устанавливают по диаметру зёрен, однако их определение нельзя назвать однозначным.

Для каждого типа пород свойственна определённая структура:

Структура минералов
  • Обломочные: грубообломочная, песчаная, алевритовая, пелитовая, смешанная.
  • Хемогенные: грубокристаллическая, крупнокристаллическая, среднекристаллическая, микрокристаллическая, тонкокристаллическая, микрокристаллическая.
  • Биогенные: биоморфные, или цельнораковинные (название обусловлено тем, что породы состоят из целых раковин или скелетов организмов), детриусовые (или биокластовые).

При характеристике структуры ОПГ смотрят и на её пористость. Она свойственна всем осадочным материалам, не считая плотных химических веществ. Поры бывают различных размеров. Кроме того, в них могут находиться газ, вода или органические вещества.

Вещественный состав, разновидности слоёв по структуре

Часто осадочные породы залегают в виде слоёв, формирующихся при накоплении веществ в воздухе и воде. Микрослоистость характерна для отложения в реках и озёрах. В горной породе могут быть одиночные прослои, отличающиеся составом и структурой от основной ОГП. Например, в песке может залегать тонкий глинистый слой.

Пласты занимают более значительную площадь. В них резко различаются слои отличных составов. Пласты ограничиваются с обеих сторон чётко выраженными поверхностями, которые называют кровля (верхняя) и ложе (нижняя). Мощность покрытия выражена в расстоянии между слоями. Высокий показатель наблюдается у морских отложений. Небольшая мощность характерна для материковых образований четвертичной системы. Комплекс слоёв с одинаковым объёмом, сходным составом и временем происхождения называется толща.

Сформировавшиеся горные породы покрывают своеобразной оболочкой отложения метаморфического и магматического происхождения. Хотя осадочный материал составляет всего 5% земной коры, он покрывает огромную поверхность планеты, поэтому люди строят различные сооружения в основном на них.

У этих пород бурная история: они видели динозавров, пережили всемирный потоп, другие катаклизмы. А сегодня делают жизнь людей легче и приятнее.

Осадочные горные породы

Что представляют собой

Осадочные горные породы – разрушенные или перемещенные ветром, смытые водой фрагменты пород (магматических либо метаморфических).

Это результат нескольких процессов:

  1. Перемещение и разрушение других пород.
  2. Выпадение химических элементов и соединений из воды.
  3. Концентрация продуктов жизнедеятельности биологических организмов.

Разнообразие «осадочной» группы не отменяет объединяющих свойств пород. Это твердость не выше средней, полиминеральный состав, слоистость структуры, залегание пластами.

Они формируются на поверхности или небольших глубинах суши, дне водоемов при малой температуре и давлении, осаждаясь из воздуха или воды.

структура осадочных горных пород

Породы этой группы составляют десятую часть земной коры, но «расползлись» на три четверти поверхности Земли.

Их изучает наука литология. За пределами России она называется седиментологией (от латинского sedimentum – осадок).

Стадии формирования

Осадочные породы разных видов формируются миллионы лет. Но этапы процесса образования идентичны.

Диагенез

Осадок на суше либо дне водоема – это нестойкое образование из компонентов разного агрегатного состояния (твердые частицы, газы, жидкости).

Под влиянием биоорганизмов в его толще и внешних природных процессов запускается процесс преобразования:

  • Залегающие выше слои уплотняют осадок, что ведет к его первичному обезвоживанию, растворению, выведению неустойчивых компонентов (то есть перекристаллизации).
  • Разложение останков растений, животных изменяет химические параметры осадка.
  • Финальная стадия этапа – прекращение жизнедеятельности большинства биоорганизмов, стабилизация связки «внешняя среда – осадочный материал».

Диагенез занимает десятки или сотни тысяч лет, во время которых создается осадочный слой толщиной 12-55 м, иногда больше.

Катагенез

На этой стадии происходят кардинальные преобразования по структуре, текстуре, минералогическому составу.

Они обусловлены влиянием внешней среды: температуры, давления, минералогического состава воды, радиации.

Осадочные пласты еще больше уплотняются, окончательно обезвоживаются, избавляются от неустойчивых соединений, биоорганизмов.

Результатом становится образование новых минералов.

Преобразование осадочных пластов на данной стадии обусловлено теми же, но более выраженными природными факторами:

  • Степень минерализации, насыщенности газами вод, температура выше.
  • Окислительно-восстановительный (Eh), водородный (рН) показатели меняются.

Результат – максимальное уплотнение осадочного материала, изменение минерального состава, структуры, текстуры. Зерна укрупняются, исчезает хаотичность в расположении, обнуляется присутствие останков фауны.

В финале осадочные породы перемещаются в группу метаморфических.

Способ образования

По способу образования выделяют следующие классы пород:

  1. Механогенные. Образцы механического разрушения, сохранившие свойства минералов. Известны также как терригенные и обломочные породы – по источнику исходного материала, механизму формирования, переноса, составу. Могут формироваться на дне водоемов.
  2. Хемогенные. Формируются осаждением минералов из воды, других растворов.
  3. Органогенные. Создаются аналогично хемогенным, но из органических компонентов.
  4. Смешанные. Образцы переходного типа, созданные перемешиванием материалов осадочного и другого происхождения. Фактически промежуточное звено между вулканическими и осадочными породами.

Возраст в сотни миллионов лет, природные катаклизмы плюс условия формирования обусловили расплывчатость, переходные стадии между группами осадочных пород.

Осадочные породы называются вторичными.

Классификация

Разработано деление пород осадочного происхождения на группы в соответствии с физико-химическими характеристиками.

образование осадочных горных пород

Обломочные

Состоят из обломков минералов, останков биологических организмов (известковые стволы, ветви деревьев, скелеты животных).

Эту группу составляют алевриты, галечники, пески и их фрагменты.

Обломки бывают сцементированы глинистым веществом разного состава: железистым, кремнистым, карбонатным. Но плотность все равно мала – максимум 2 г/см3.

Габариты обломков – от 0,01 до 10+ мм. У них разная форма (почти всегда гладкая, но не обязательно круглая).

Вулканогенно-обломочные

Чаще фигурируют в литературе как вулканогенно-осадочные или пирокластические.

Порождены вулканизмом, поэтому их находят вблизи вулканов – действующих или спящих сотни лет. Причем на суше или под водой.

Фактически это смесь продуктов извержения вулканов: пеплов, пемзы, песков, шлаков.

пемза в природе
Пемза в природе

Глинистые

Дисперсные продукты – результат химического преобразования алюмосиликатных и силикатных компонентов материнских пород.

Группа объединяет более полусотни позиций с разным минеральным, химическим и органическим составом.

Общая характеристика глинистых пород – доминирование частиц микроскопических габаритов (0,01-0,001 мм).

Выделено два типа – собственно глины и аргиллиты.

Биохимические

Биохемогенные и органогенные породы созданы в результате осаждения из растворов или концентрации органических веществ. В процессе задействованы разные организмы либо продукты их жизнедеятельности.

Это нефть, уголь, торф.

Типичные представители

Номенклатура минералов осадочного происхождения насчитывает сотни названий.

Самые востребованные:

  • Доломит. Ценится материал скрытокристаллической структуры (по описанию напоминает фарфор).

    Кристалл доломита
    Кристалл доломита

  • Гипс. Особо востребованы разновидности алебастр и волокнистый (селенит) – белого либо желтовато-розового цвета с шелковистым блеском.
  • Песчаник. Разновидности: гипсовый, глауконитовый, глинистый, железистый, известковистый, кварцевый, кремнистый, слюдистый. Определяются по доминирующему материалу.
  • Аргиллит. Плотная темно-серая глина.
  • Галит. Каменная соль.минерал галит
  • Известняк. Разновидности: ракушечник, коралловый(из коралловых полипов), мел, кальцит, туф.Осадочные горные породы примеры
  • Мергель. Совокупность осадочных пород серых или бурых оттенков из глины, доломита и известняка.

    мергель порода
    Мергель

  • Диатомит. Основа – опал. Плюс глинистые минералы, кварц, остатки морских организмов (раковин диатомей, губок, радиолярий).
  • Трепел. Выглядит как диатомит. Отличить возможно только на спецаппаратуре.
  • Торф. Материал из недоперегнивших фрагментов растений.
  • Уголь. Разновидности: бурый, каменный, антрацит. Последний самый энергетически выгодный.
  • Нефть. Состоит из углерода, водорода, соединений кислорода, серы, азота. Плюс органические и неорганические примеси.
  • Асфальт. Плотная горная смолас доминированием водорода и углерода в составе.
  • Озокерит (горный воск). Получается, когда из насыщенной парафинами нефти улетучиваются легкие компоненты. Выглядит как пчелиный воск, но темнее. Горюч.

К осадочным горным породам относится опал и янтарь.

Камень огненный опал
Камень огненный опал

Опалы – это окаменевшие деревья и скелеты мелких животных, янтарь – затвердевшая смола хвойных деревьев возрастом 26-31 млн. лет.

янтарь зеленого цвета
Янтарь зеленого цвета

Где используются

Сырье осадочного происхождения присутствует повсеместно:

  • Из него возводят дома и другие здания.
  • Им укладывают автотрассы, железнодорожное полотно, садовые дорожки.
  • Уголь, нефть, торф, газ используется как источник тепла и света.
  • Это десятки видов изделий химической, металлургической, стекольной промышленности.
  • Озокеритом лечат или оздораливают организм.
  • Без соли еда невкусная.

Сырье осадочного происхождения недорого, по высокой цене идут лишь декоративное материалы. Например, разновидность известкового туфа травертин. Ее используют как покрытие стен, каминов, материал столешниц, других подобных изделий. Янтарь и опал забирают ювелиры, собиратели минералогических коллекций.

фасад травертин

Осадочные породы добывают по всей планете миллионами тонн, добыча ведется открытым или шахтным способом.

Значение для науки

Возраст осадочных горных пород – 55 — 280 млн. лет. Кроме практического применения, они – союзник ученых.

В осадочных слоях находят остатки вымерших организмов хорошей сохранности. По ним восстанавливается геологическая, биологическая, климатическая история планеты за сотни миллионов лет.

Например, бурый уголь изучают палеоботаники. Глыбы сохраняют отпечатки флоры, произраставшей на Земле эпохи динозавров или раньше.

Литология — наука, занимающаяся изучением осадочных пород. Учёные всего мира исследуют и собирают информацию об ископаемых, изучают их особенности и условия формирования. Также они рассматривают и оценивают структуру, происхождение, состав и другие характеристики добываемых материалов.

Что такое осадочные породы

Осадочные горные породы (ОГП) — это категория ископаемых, образовавшихся в результате их оседания на дне водных объектов и на материковых зонах при различных обстоятельствах. Это может быть выпавший осадок из воды, результат жизнедеятельности флоры и фауны Земли, разрушенные горные породы. Осадочными породами покрыто более 70% континентальной поверхности планеты. Их масса равна десятой части всей массы земной коры. Геологические исследования проводятся в основном на материковых зонах. Практически все полезные ископаемые планеты, так или иначе, связаны с осадочными породами.

Классификация осадочных пород

Все осадочные породы различаются между собой разнообразным составом, различного рода условиями, при которых произошло их формирование, свойствами и характеристиками. Присутствуют такие породы, которые состоят всего лишь из одного компонента. Также есть многокомпонентные ОГП. Существует далеко не одна общая их классификация, которая подходила бы и учёным, и исследователям. Это произошло из-за огромнейшего многообразия горных пород, поэтому все группы исследователей планеты пользуются разными классификациями.

ОГП классифицируются по составу:

  1. обломочные;
  2. глинистые;
  3. вулканогенно-обломочные;
  4. биохимические;
  5. органогенные.

Также породы классифицируют по группам:

  1. окисные;
  2. солевые;
  3. органические;
  4. силикатные.

К окисным относятся водные, кремневые, марганцевые, железистые породы, бокситы. Карбонатные и фосфатные осадочные породы — это солевая группа. К органической группе пород относится нефть, твёрдые горючие вещества, антраксолиты. В состав силикатных пород входят глины, обломочные кварц-силикатные породы.

Обломочные

Из названия можно понять, что эти породы состоят из различных обломков, сформированных в результате физического разлома природных материалов. Они перемещаются по территории под влиянием силы тяжести Земли с помощью воды, ветра или льда, после чего происходит их отложение.

Под обломочными породами принято понимать гравелиты, алевролиты, песчаники, обломки которых представлены разнообразными минералами. Их обычно цементирует вещество, которое имеет глинистый или карбонатный состав. Также к обломочным относятся осадочные породы, которые были изначально разрушены на обломки, а затем сцементированы.

Эти породы могут быть как рыхлые и неуплотнённые (щебень, валунники, гравий, галечники), так и сцементированные и уплотнённые (дресвяник, брекчия глыбовая).

Вулканогенно-обломочные

Это горные породы, которые состоят из вулканических пород не менее чем на 50%. Они образовываются при извержениях из лавы, вулканического песка, пыли. Примесей других пород, никак не связанных с деятельностью вулканов, в составе должно быть меньше половины.

По происхождению вулканогенно-обломочные породы делятся на эксплозивно-обломочные и эффузивно-обломочные. Первые сформировались вследствие извержений взрывного типа, в результате которых появились накопления рыхлого материала. Далее этот материал скреплялся между собой с помощью цементации. Эффузивно-обломочные породы были сформированы благодаря процессу дробления лавы в процессе её охлаждения.

Вулканогенно-обломочные горные породы принято использовать для изготовления разнообразных строительных материалов. Это и цемент, и стекло, и материалы, используемые для теплоизоляции.

Глинистые

Это самые часто встречающие осадочные породы. Они занимают больше половины объёма всех пород на земной коре. В основном они состоят из мелких частиц, а образуются в результате выветривания магматических пород.

Глинистые породы распределяются на глины и аргиллиты.

Глины хорошо размокают в водной среде, быстро впитывают влагу, становясь мягкими и пластичными. Цвет этих пород разнообразен и зависит от того, какие именно минералы входят в состав. Глины делятся на каолины, бентониты, гидрослюдистые глины. Каолины имеют жирную текстуру, не набухают в водной среде. Используются в качестве сырья при производстве фарфора и фаянса. Бентониты, попадая в водную среду, набухают, приобретая пластичность. Гидрослюдистые глины в воде не увеличиваются. Эти породы используются для производства керамических изделий и огнеупорного кирпича.

Аргиллиты — это глины с высокой плотностью, не размокающие в водной среде. В их состав входит кварц, слюды, шпаты. По цветовой гамме аргиллиты более тёмные, чем глины.

Биохимические

Биохимические осадочные породы образовываются в результате химических реакций, в которых участвуют микроорганизмы и породы, обладающие химическим и органогенным происхождением. Они бывают медистые, кремнистые, карбонатные и фосфатные.

Медистые песчаники и сланцевые горные породы, которые содержат минералы меди, являются медной рудой. Пласты песчаников занимают большую площадь и представлены такими минералами, как борнит, халькопирит, а также сульфиды железа, цинка, свинца, кобальта.

Кремнистые биохимические породы имеют разный минеральный состав. Они делятся на диатомиты, гейзериты, трепелы, радиоляриты, лиддиты. Они отличаются между собой по пористости структуры, объёму примесей глинистых веществ, имеют разную окраску.

Карбонатные породы образовались из раковин, скелетов морских и пресноводных обитателей, растений и бактерий, которые со временем накапливались на дне водоёмов. Они постепенно уплотнялись и изменяли структуру.

Фосфатные породы высокообогащенные фосфатами кальция. Они имеют слоисто-зернистую структуру. По условиям образования и залегания фосфатные осадочные породы делятся на несколько типов фосфоритов: зернистые, афанитовые, ракушняковые, пластовые и конкреционные. Фосфаты накапливаются на дне водоёмов из разных компонентов живого вещества: молекул ДНК, РНК, тканей и клеток.

Способы формирования осадочных пород

Процесс формирования осадочных пород медленный и постепенный. Он происходит на поверхности, в водоёмах и приповерхностной части Земли и имеет несколько стадий:

  1. Образование осадка.
  2. Перенос осадочного материала.
  3. Накопление его в определённом месте.
  4. Превращение осадочного материала в горную породу (диагенез).
  5. Уплотнение материалов (катагенез).
  6. Глубокое преобразование и максимальное уплотнение породы (метагенез).

Диагенез

Осадок, который сформировался на дне водного объекта или на поверхности Земли, состоит из разных слоёв. Эти слои в свою очередь могут состоять из твёрдых, жидких или газовых материалов. Со временем между фазами начинается взаимодействие, в котором участвуют живые микроорганизмы. Происходит преобразование слоёв.

Во время диагенеза все фазы осадка уплотняются, лишняя влага и неустойчивые компоненты удаляются и начинают формироваться минеральные породы. Эта стадия длится в течение многих десятилетий и функционирует в диапазоне нескольких десятков метров.

Катагенез

Благодаря температуре, давлению и водным массам осадочные породы подвергаются значительным изменениям. Меняется химический и минеральный состав, строение, свойства. Породы ещё больше уплотняются, меняют свою структуру, образовывая новые минералы. Неустойчивые соединения пропадают, и происходит перекристаллизация.

Метагенез

Процесс метагенеза схож с катагенезом, но здесь на уплотнение пород действует высокая температура, достигающая на некоторых участках 200-300°С. Осадочные породы в таких условиях максимально уплотняются. На этом этапе происходит преобразование остатков фауны, в результате чего породы переходят в метаморфические горные образования.

Возраст осадочных пород

Их возраст можно определить относительно. Считается, что породы, к которым есть доступ для последующего изучения, имеют возраст 3,8 млрд. лет. Слои, которые находятся в самых глубоких местах, считаются самыми древними. Фазы, залегающие ближе к поверхности, имеют более молодой возраст.

Развитие органической жизни на Земле было постепенным. Останки простейших организмов находятся в древнейших породах. Скелеты более развитых организмов заключены в более молодых породах. Таким образом, все слои осадочных пород имеют разную структуру, возраст и условия формирования.

Свойства осадочных горных пород

К базовым осадочным породам относятся известняк, песчаник и доломит.

Известняк имеет множество разновидностей, состоит из кальция, магния, глинистых или железистых примесей. Эти породы разнообразны по составу, текстуре, прочности. Известняк часто используют в строительстве, но при этом его обрабатывают водоотталкивающими составами. Он имеет свойство растворяться в воде, хотя и очень медленно. Имеет пастельные ненавязчивые расцветки.

Песчаник сформирован из зёрен минералов, которые были сцементированы различными веществами. Имеет высокую прочность и огнеупорность. Используется в строительстве для отделки зданий, а также в производстве декораций. Свойства камня зависят, как правило, от месторождения и состава обломков.

Доломит — это горная порода, в состав которой входит минимум 95% минерала доломита. Он имеет среднюю твёрдость, разнообразный окрас: белый, жёлтый, серый или черный с зеленоватым отливом. Используется в металлургической промышленности, имеет высокую огнеупорность.

Полезные ископаемые осадочных пород

Полезные ископаемые — это разного рода минералы и породы, применяющиеся человеком для производства материалов, ведения народного хозяйства. По физическому состоянию бывают твёрдые, жидкие или газовые ископаемые. К твёрдым породам относятся уголь, мрамор, гранит, соли и руды. Жидкие — это минеральные воды и нефть. Метан и горючие газы — это газовые ископаемые.

По способам применения делятся на горючие, рудные и нерудные полезные ископаемые. К группе горючих пород относят уголь, нефть, торф и газ. Рудные — это разнообразные руды горных пород. К нерудным ископаемым принадлежат песок, глина, известняк, соли.

Ценные поделочные камни и драгоценные материалы не входят ни в одну из перечисленных групп, а стоят отдельной категорией.

Структуры осадочных пород

Под структурой понимают разнообразные признаки пород: размер и форма частиц, их взаимодействие между собой, степень кристаллизации, условия формирования. Есть такая классификация структур:

  1. псефитовые;
  2. псаммитовые;
  3. алевритовые;
  4. пелитовые.

Псефитовая структура имеет размер частиц более 1мм. Фракции с такой величиной считаются самыми крупными. Псаммитовая структура — размер фрагментов от 1 мм до 0,1 мм. Алевритовая — размер частиц в пределах 0,1 – 0,01 мм. Пелитовую структуру имеют, как правило, глинистые породы, а размер частиц в них достигает менее 0,01 мм.

Органические и неорганические осадочные породы

Органические горные породы были образованы в результате функционирования живых организмов. Они делятся на фитогенные, сформировавшиеся в результате жизнедеятельности растений, и зоогенные, образовавшиеся в результате жизнедеятельности представителей животного мира. Из остатков растений возникли угли и некоторые виды нефти, а из животных — известняки.

Неорганические породы создавались в процессе выветривания. Также на их формирование влияли колебания температур, сила и скорость ветра, текучесть воды в водоёмах. Каменная соль, гипс, гравий, песок, галечник — примеры неорганических пород.

Примеры осадочных пород

Осадочные горные породы:

  • — глина;
  • — известняк;
  • — каменный уголь;
  • — бурый уголь;
  • — песчаник;
  • — брекчия;
  • — алевролит;
  • — боксит;
  • — торф;
  • — сланец;
  • — каменная соль;
  • — доломит;
  • — диатомит;
  • — латерит;
  • — гипс.

Простейшие осадочные породы

Кизельгур или горная мука — полезное ископаемое, которое сформировалось из простейших морских организмов. Это были диатомовые водоросли, которые уже обитали на Земле миллионы лет назад. Из их створок образовалась горная мука.

Диатомовые водоросли выглядят очень необычно, так как имеют кремниевую оболочку. Благодаря этому горная мука насыщена кальцием, кремнием и ещё многими минеральными веществами. Эти полезные ископаемые, как правило, рыхлые, имеют серый или желтоватый окрас. В диатомите можно встретить частички опала, обломочные и глинистые породы.

Значение осадочных пород в природе

Осадочные породы имеют большое значение в природе: из них состоит 5% литосферы, ими покрыто более 70% континентальной поверхности планеты. Горные породы используются как полезные ископаемые, а также служат основанием для строительства сооружений.

Использование осадочных пород человеком

Люди добывают полезные ископаемые в шахтах и карьерах, а потом используют произведённые из них предметы в повседневной жизни. В природе породы находятся в твёрдом, жидком или рассыпчатом состоянии.

Из осадочных пород люди используют соль для приготовления еды, графит для производства карандашей, уголь и газ для отопления помещений, мрамор и известняк для строительства, глину для производства фарфора, золото и драгоценные камни для украшений. Количество осадочных пород в металлургии составляет более 50%. Запасы энергетического сырья во всех странах разные, так как ресурсы расположены неравномерно.

Добавить комментарий