Учебно-методический комплекс по дисциплине «Геология» (стр. 7 )

Органогенные (биогенные) породы

Такие породы образуются за счет накопления продуктов жизнедея­тельности организмов (скелетных остатков морских или пресноводных бес­позвоночных, растений).

Среди них по составу выделяют карбонатные и кремнистые породы, кау­стобиолиты.

Карбонатные органогенные породы представлены известняками и мелом.

Известняки такого происхождения образованы известковыми ракови­нами и скелетами различных животных и растений, замещенных кальцитом (Ca[CО3J) Они осаждаются на дне озер и морей,

По преобладанию тех или иных остатков организмов различают фузулиновые, фораминиферовые, нумулитовые, коралловые известняки, ракушняки и т. д.

По строению они могут быть плотными или пористыми. Темно - серые известняки с примесью органического вещества называются битуминозными. Мел - это разновидность органогенного известняка, состоящая из мельчайших остатков известковых водорослей - какколитофорид. Это порода мелкозернистая, однородная, хорошо реагирующая с соляной кислотой.

Кремнистые органогенные породы - это трепел и диатомит. Трепел состоит из мелких опаловых скорлупок, диатомовых водорос­лей. Это рыхлая или пористая порода, очень хорошо впитывающая влагу.

Диатомит - состоит из кремниевых скорлупок тех же диатомовых растений и тоже может быть рыхлой или пористой.

Каустобиолиты (горючие органогенные породы). Такие породы богаты органическим веществом и представляют собой продукты преобразования остатков растительных и животных организмов, в. основном, их тканей.

Каустобиолиты бывают твердыми (торф, бурый уголь, каменный уголь, горючие сланцы, асфальт), жидкими (нефть) и газообразными (горючие га­зы). Наиболее распространенными среди них являются угли, газы и нефть.

Торф - это начальная стадия преобразования органического вещества и исходный материал для образования бурого угля; каменного угля и антраци­та, Торф - это рыхлая, пористая порода бурого цвета, состоящая из углерода, водорода, кислорода и отмерших остатков растений.

Бурый уголь (лигнит) содержит больше углерода, чем торф. Это плот­ная порода бурого или черного цвета. Он содержит примеси глин.

Каменный уголь образуется из бурого угля под влиянием высокой температуры и давления. Он содержит еще больше углерода.

Антрацит - это высококачественный уголь. Твердый, хрупкий.

Горючие сланцы (битуминозные) обычно тонкослоистые, глинистые или мергелистые породы, содержащие до 6O%.битуминозных веществ. Они имеют темно-серый, бурый цвет.

Асфальт - плотное битуминозное вещество буровато-черного цвета. Легко плавится.

Нефть - это смесь жидких и газообразных углеводородов. Это легкая маслянистая жидкость бурого или темно-коричневого цвета. Нефть образует­ся в условиях недостатка кислорода из исходной органической массы. Сна­чала это углеводороды, находящиеся в рассеянном состоянии, а затем они перемещаются по мельчайшим порам в породы-коллекторы, где и скаплива­ется нефть. Но для этого еще необходимы условия с повышенными температурой и давлением.

Горючие газы состоят из газообразных углеводородов.

Эффузивно-осадочные породы

Эффузивно-осадочные или вулканогенно-обломочные (пирокластические) горные породы состоят из продуктов вулканической деятельности и осадочного обломочного материала.

Вулканогенный материал представлен обломками вулканического стекла, различных минералов и продуктами разрушения пород, которыми сложено жерло вулкана. Этот материал переносится и отлагается в воздуш­ной или в водной среде, смешиваясь при этом с нормальными осадочными образованиями.

Эффузивно-осадочные образования могут быть рыхлыми и твердыми и различаются размерами обломков. Классификация таких пород дана в табли­це 4.

Если пирокластический материал ( «пирос»-огонь, «класто»-обломок) попав на землю, не успевает остыть, то он спекается в породы, которые на­зываются игнимбритами.

Размер обломков вулканогенных, мм	вулканические рыхлые продукты	Вулканогенные породы	Осадочно-вулканогенные породы
1	пепел	туфы пепловые	Туффиты
1 -2	песок	песчаные	Туфопесчаники
2 – 30	лапилли	туф лапиллиевый, агломераты, игнимбриты	Туфобрекчии
30	вулканические бомбы	Туф агломератовый, игнимбриты	Туфоконгломераты

Цементом эффузивно-осадочных пород могут служить осадочные об­разования и сама лава, в последнем случае образуются лавобрекчии (агломератовые лавы).

Применяются вулканно-обломочные породы в строительном деле (ту­фы), для изготовления стекловолокна.

Смешанные осадочные породы.

Такие породы имеют сложный состав и содержат обломочный органо­генный и химический материал. К ним относятся известковые песчаники, мергели, опоки и др.

Известковые песчаники состоят из карбонатного материала органиче­ского или химического происхождения и обломочного, песчаного материала. Существуют переходные разности от известковых песчаников до песчаных известняков.

Мергель - известково-глинистая порода, состоящая из кальцита и гли­нистых минералов. Это тонкозернистая, однородная порода. Окраска у мер­гелей разная (белая, серая, желто-бурая).

Мергель реагирует с соляной кислотой, оставляя грязное пятно на поверхности по­роды. Содержание CaCO3 мергелях от 20 до 80%. Мергели, содержащие до 80 % CaCO3, называются цементными мергелями и идут на производство портланд цемента.

Опока - пористая порода белого, серого, темно-серого цвета с ракови­стым изломом, состоящая из глинистого материала и кремнезема органиче­ского или химического происхождения.

Примерный план описания осадочной горной породы

1 .Текстура и структура породы, характер слоистости.

2.Наличие или отсутствие кавернозности.

3. Окраска, твердость, излом, плотность.

4. Состав породы, включения, органические остатки, конкреции, прожилки, выцветы, примазки.

5. Название породы и способа ее образования.

Состав практическогозанятия:

А) Разделить предложенный каменный материал (20 – 30 образцов) на группы по составу осадочных пород, по структурным и текстурным особенностям.

Б) Определить (дать названия) наиболее характерным образцам по выделенным группам

В) Описать состав, структуру и текстуру образцов каждой разновидности пород.

Метаморфические горные породы.

Метаморфические породы возникают в результате преобразования ра­нее существовавших осадочных, магматических, а также и самих метамор­фических горных пород.

Метаморфизм («метаморфоза» - (греч.) - преобразование, превраще­ние) - процесс перекристаллизации исходных пород в глубинных зонах зем­ной коры, куда они попадают в результате тектонических процессов, под влиянием температуры, давления и поступающих с магмой газов и водных растворов.

При изучении метаморфических пород необходимо точно определить положение изучаемой породы в классификационной схеме, составить ее петрографическую характеристику и установить состав исходной породы, из которой изученная порода возникла.

Метаморфические породы по происхождению делятся на 2 класса: ортопороды, образовавшиеся за счет магматических (ортогнейсы, ортоамфиболиты), и парапороды, сформированные из осадочных (парагнейсы, параамфиболиты). Однако характерные признаки исходных пород при метамор­физме часто совершенно уничтожаются и заменяются новыми настолько, что не только трудно, но и невозможно определить, к какому классу данная порода должна быть отнесена. Особенно трудно определять происхождение пород, утративших первона­чальный облик (амфиболитов, пироксен-плагиоклазовых сланцев, гранулитов, эклогитови др.).

Типы и фации метаморфизма.

В зависимости от преобладания того или иного фактора (температуры, давления, концентрации растворов) выделяют различные типы метаморфиз­ма:

Региональный метаморфизм захватывает обширные участки земной коры в пределах подвижных поясов. Причинами, вызывающими этот тип ме­таморфизма, можно считать тектонические движения, подъем магматических масс, термальных растворов и др. Главными факторами регионального мета­морфизма являются температура, давление и концентрация постмагматиче­ских растворов. В результате регионального метаморфизма происходит пе­рекристаллизация (бластез) минералов, развитие новых минералов, устойчи­вых при данных температуре и давлении,

Динамометаморфизм возникает под действием давления и заключа­ется в интенсивном дроблении горных пород и минералов. Такой метамор­физм приурочен к разломам. Контактовый метаморфизм проявляется на контактах магматиче­ских внедряющих масс и вмещающих пород, которые преобразуются под влиянием температуры, а также растворов, связанных с внедрением магмати­ческого расплава. Кроме того, различают разновидности метаморфизма:

- тер­мальный (воздействие магмы);

- пневматолитовый (воздействие газовых и летучих компонентов магмы - бора, фтора, хлора и др.);

- гидротермальный (воздействие горючих минерализованных растворов);

- автометаморфизм (явление самоизменения магматических пород под воздействием своих же компонен­тов);

- метасоматоз - особый вид метаморфизма, происходящий при интенсив­ном привносе новых веществ и замещении первичных минералов;

- ультраме­таморфизм - крайняя степень преобразования исходных пород с частичным их переплавлением.

В результате такого метаморфизма образуются вторич­ные магматические породы, по составу отвечающие гранитам.

Процессы метаморфизма охватывают длительные периоды геологиче­ского времени, захватывают огромные толщи горных пород земной коры. На разных глубинах, при определенных температурах и давлениях образуются определенные сообщества (минеральные парагенезисы) - горные породы, объединяющиеся в метаморфические фации. Впервые фации были выделе­ны П. Эскола в 1915г. (таблица 5)

Повышение температуры ----> Таблица 5

цеолитовая. фация.		санидинитовая фация
фация зе­леных сланцев	Эпидот - амфиболито-вая фация	амфиболитовая фация	пироксен-роговиковая фа­ция
			гранулитовая фа­ция
		фация глаукофа-повых сланцев	эклогитовая фа­ция

Выделяют фации регионального метаморфизма: цеолитовую, фацию зелёных сланцев, эпидот-амфиболитовую фацию, амфиболитовую фацию, глаукофановых сланцев, гранулитовую фацию и эклогитовую фацию.

Первые две фации соответствуют низшей степени метаморфизма (темпера­тура 250-500°С и давлением О,3 - О>8 килобар), следующие три соответствуют средней степени метаморфизма (температура 5ОО-75О°С и давление 4-8 килобар), оставшиеся две - высшей степени метаморфизма (температура °С и давление 8-13 килобар).

Фации контактового метаморфизма: альбит-эпидот-роговиковая (300-550°С), амфибол-роговиковая (550-670°С), пироксен-роговиковая (°С) и санидинитовая (°С).

Типичные минералы, образующиеся в пределах только одной фации, называются критическими.

Формы залегания метаморфических горных пород.

Формы залегания метаморфических пород в значительной мере опре­деляются типом метаморфизма и происхождением (осадочным или магма­тическим) горных пород. Метаморфические породы, возникшие из осадочных и осадочно-вулканогенных толщ, могут быть интенсивно деформированы, тогда как интрузивные массивы при метаморфизме обычно более или менее сохраняют свою первоначальную форму, которая часто является единствен­ным критерием для их выделения (например, для расчленения ортогнейсов и парагнейсов в регионально метаморфизоваяных толщах).

При контактовом метаморфизме образуются зоны экзо - и эндоконтактовых пород, вытянутые вдоль ограничений магматических тел. В плане - это ореолы метаморфических пород вокруг интрузий, в объеме - своеобразные оболочки, окружающие эти тела. Мощность контактовых оболочек и их состав меняются в широких пределах в зависимости от мно­гих причин. Часто развитие метаморфических пород происходит на зна­чительном удалении от интрузии — вдоль слоистости или тектонических нарушений во вмещающих породах. Например, зоны скарнирования и свя­занное с ними оруденение часто располагаются вдалеке от гранитных штоков и батолитов.

Первоначально осадочные породы сохраняют пластовую форму, а маг­матические - форму интрузивов, покровов и др. Этим иногда пользуются для распознавания происхождения метаморфических пород.

Однако, вследствие разномасштабных и разноплановых тектонических воздействий в течение длительной истории геологического развития при формировании толщ горных пород основных фаций метаморфизма - региональной и динамометаморфизма, они (породы) оказываются смятыми в разнообразные сложные складки с интенсивным развитием рассланцовки, будинирования, кливажа.

Поэтому выяснение структурных взаимоотношений между метаморфическими комплексами является основным, а зачастую и единственным способом уста­новления форм залегания метаморфических горных пород и их действительной стратиграфической последовательности, следовательно, изучение структуры становится важнейшей задачей при изучении метаморфических толщ.

Вещественный состав метаморфических горных пород. Химический состав метаморфических горных пород разнообразен и за­висит, главным образом от состава исходных пород, но также и от веществ, привносимых растворами. Минеральный состав метаморфических пород также разнообразен. Среди них есть породы мономинеральные (кварциты состоят из кварца, мрамор состоит из одного кальцита) и сложенные не­сколькими минералами. Среди главных породообразующих минералов нахо­дятся кварц, полевые шпаты, слюды, пироксены, амфиболы. Есть и типич­ные метаморфические минералы - гранаты, андалузит, дистен, силлиманит, кордиерит, скаполит и др.

Очень характерны для метаморфических пород тальк, хлориты, актинолит, эпидот, цоизит, карбонаты.

Структура и текстура метаморфических горных пород.

Особенности роста минералов при метаморфизме опреде­ляют структурные особенности метаморфических пород. Общими свойствами метаморфических структур являются кристалличность (макрокристаллич­ность, афанитовость - скрытокристалличность, чешуйчатость или волок­нистость) и бластичность, связанная с прочным срастанием при перекри­сталлизации в твердом состоянии соприкасающихся минеральных зерен. Иногда структуры частично наследуются от исходных (например, бласто-пелитовая, бластогранитная, бластопорфировая).

Основное свойство текстур метаморфических пород - их «анизотроп­ность», сказывающаяся в предпочтительной субпараллельной ориентировке удлинений или уплощений минералов.

В результате возникают следующие текстуры:

1) слоистая - характерная для парапород;

2) сланцеватая - при однообразной ориентировке пластинчатых и удлиненных зерен (иногда называется гнейсовидной);

3) полосчатая - при обособлении мономине­ральных скоплений в форме полос, точнее, слоев (в парапородах, регионально метаморфизованных, отражает слоистость);

4) линейная - при цепочечном «линейном» обособлении отдельных минералов или их групп («стебельчатый» тип);

5) плойчатая (волнистая, зигзаговая, по ) - текстур­ные элементы собраны в мелкие складки, гофры.

В некоторых породах структура массивная (кварцит, роговик). В дру­гих случаях выделяются более или менее изометричные или неправильные мине­ральные сегрегации полевого шпата, темноцветных минералов и др. Текстура в таких случаях называется пятнистой. Текстура — одна из наиболее важных характеристик метаморфических пород.

Наиболее типичными структурами метаморфических пород являются кристаллобластическая, катакластическая и реликтовая.

Кристаллобластическая (кристаллическая) структура возникает при одновременной перекристаллизации составных частей породы в твердом со­стоянии. Структура метаморфических пород всегда полнокристаллическая. В зависимости от формы минералов, слагающих породу, среди кристаллобластических структур выделяют гранобластовые (из зернистых минералов), че­шуйчатые, игольчатые, листоватые, волокнистые, таблитчатые. Все они мо­гут быть равномерно зернистыми или разнозернистыми.

Катакластическая структура образуется при тектоническом дробле­нии горной породы. По степени дробления выделяют брекчиевидную, це­ментную и милонитовую (наиболее дробленые и перетертые породы) структуры.

Реликтовая структура - это остаточная от исходной породы. В таких случаях к названию структуры исходной породы нужно прибавить приставки бласто - или класто - в зависимости от того перекристаллизованы мине­ралы в породе или раздроблены.

Классификация метаморфических горных пород

В основе классификации метаморфических пород можно использовать также признаки как химический или минеральный состав Породы, структур­но-текстурные особенности, исходные породы, условия образования породы, типы метаморфизма. Наиболее часто пользуются делением пород по исход­ному составу: выделяют парапороды (из осадочных пород) и ортопороды (из магматических пород). Также часто выделяют породы, возникшие на раз­ных ступенях, в различных фациях метаморфизма.

Тип метаморфизма	Метаморфическая фация	Исходные породы
	Глинистые и кварц-полевошпатовые	Карбонатные	Магматические поро­ды
Региональный	Цеолитовая фация и фация зеленых сланцев	Глинистые сланцы, филлиты	Известковые сланцы, мрамор	Серпентиниты, хл оритовые, тальковые, актинолитовые сланцы
Эпидот-амфиболитовая фация	Кристаллические сланцы, кварциты	Мрамор	Амфиболит
Амфиболитовая фация	Гнейсы	Мрамор	Амфиболит
Фация глаукофановых сланцев	Глaукофановые сланцы
Гранулитовая фация	Гранулит	----«----	Гранулит
Эклогитовая фация	----«----	----«----	----«----
Контактовый	Амфибол-роговиковая Пироксен-роговиковая	Роговики Кварциты	Мрамор	Амфиболовый и пи-роксеновый роговики
Контактово-метасоматический	----«----	грейзен	Скарн	Серпентинит
Катакластический	----«----	Тектонические брекчии, катаклазиты, милониты

Состав лабораторной работы:

А) Разделить предложенный каменный материал (15 – 20 образцов) на группы по составу метаморфических пород, по структурным и текстурным особенностям.

Б) Определить (дать названия) наиболее характерным образцам по выделенным группам и определить (примерно) фации метаморфизма по минеральным ассоциациям.

В) Описать состав, структуру и текстуру образцов каждой разновидности пород.

Литература

Курс общей геологии. Авторы: , , и др. Ленинград, «Недра», 1976. Общая геология. , М, «Высшая школа», 1973. Геология. , , М, Издательский центр «Академия», 2003. Геология с элементами геоморфологии. . Издательство Московского университета, 1983. Пособие к практическим занятиям по общей геологии. , Издательство Московского университета, 1986. Геологический словарь. М. «Недра», 1978. Методическое руководство по геологической съёмке масштаба 1:50 000. Недра, Ленинград, 1974. Полевая геология. Ф. Лахи. «Мир», М. 1966. Минералогия. . Госгеолиздат, М. 1950.

Абиссальные отложения	Авлакоген	Автохтон
Активизация	Актуализм	Аллохтон
Аллювий	Альпийская складчатость	Антеклиза
Антиклинорий	Антропогенный рельеф	Аридный климат
Архей	Астеносфера	Базальт
Базальтовый слой	Байкальскя складчатость	Базис эрозии
Батолит	Бентос	Биосфера
Биоценоз	Валунно-галечник	Венд

Перечень основных понятий и терминов курса