- •Оглавление
- •Предисловие
- •Введение
- •1. Минералы, их свойства и порядок определения
- •1.1. Свойства кристаллических веществ
- •1.1.1. Основные понятия о кристаллографических свойствах минералов
- •1.1.2. Элементы ограничения кристаллов
- •1.1.3. Кристаллографическая симметрия
- •1.1.4. Кристаллографические сингонии
- •Сравнительная характеристика сингоний
- •1.2. Диагностические признаки минералов
- •1.2.1. Морфологические особенности минералов
- •1.2.2. Физические свойства минералов
- •Шкала твердости минералов Мооса и результаты испытаний на твердомере пмт-3, кг/мм2
- •1.3. Классификация минералов
- •1.4. Характеристика основных породо- и почвообразующих минералов
- •1.4.1. Самородные элементы
- •1.4.2. Сульфиды
- •1.4.3. Галогениды
- •1.4.4. Оксиды и гидрооксиды
- •1.4.5. Соли кислородсодержащих кислот
- •1.4.6. Силикаты
- •Химический состав некоторых цеолитов, %
- •1.5. Порядок определения минералов
- •Характеристика породо- и почвообразующих минералов
- •2. Изучение и определение горных пород
- •2.1. Магматические (изверженные) горные породы
- •2.1.1. Диагностические признаки магматических горных пород
- •Химический состав горных пород
- •2.1.2. Характеристика основных типов магматических пород
- •2.1.3. Порядок определения магматических горных пород
- •Магматические горные породы
- •2.2. Осадочные горные породы
- •2.2.1. Состав и свойства осадочных пород
- •Классификация осадочных горных пород
- •2.2.2. Описание основных подгрупп осадочных пород
- •Определение минерального состава глин по фигурам растрескивания
- •2.2.3. Порядок определения осадочных пород
- •Осадочные горные породы
- •2.3. Метаморфические горные породы
- •2.3.1. Важнейшие особенности метаморфических горных пород
- •2.3.2. Характеристика основных метаморфических пород
- •2.3.3. Порядок определения метаморфических пород
- •Метаморфические горные породы
- •Задания для самостоятельной работы
- •2.4. Почвообразующие (материнские) породы
- •Деление почвообразующих пород по способу отложения и влиянию на процессы почвообразования
- •2.4.1. Порядок определения почвообразующих пород
- •Свойства основных почвообразующих пород
- •Задания для самостоятельной работы
- •2.5. Агрономические руды
- •Агрономические руды
- •Задания для самостоятельной работы
- •3. Изучение и определение основных гидрологических и гидрохимических характеристик водных объектов суши и подземных вод
- •3.1. Изучение гидрологии поверхностных вод
- •3.1.1. Определение основных гидрологических характеристик рек
- •Расчет падения и уклонов реки на продольном профиле
- •Определение площади живого сечения реки
- •3.1.2. Определение основных гидрологических показателей озер
- •Данные промеров глубины озера по створам
- •Задания для самостоятельной работы
- •3.2. Изучение и определение гидрологических
- •3.2.1. Химический состав подземных вод
- •Коэффициенты для пересчета ионов в миллиграмм-эквивалентную форму
- •Классификация подземных вод по химическому составу (по с.А. Щукареву, 1934; с видоизменениями н.Н. Славянова) [12]
- •3.2.2. Способы представления результатов химического ананиза природных вод
- •3.2.3. Практические задания по расчетам химического состава
- •Условия применения минеральных вод для орошения
- •4. Геологические карты
- •4.1. Геохронологическая шкала
- •Геохронологическая таблица
- •4.2. Изучение геологической карты
- •Выходы горных пород различного возраста
- •Районы распространения четвертичных отложений
- •Районы интенсивных интрузий
- •4.3. Карты четвертичных отложений
- •4.3.1. Изучение карты четвертичных отложений
- •Районы распространения аллювиальных отложений
- •4.4. Гидрогеологические карты
- •4.4.1. Изучение гидрогеологической карты
- •4.5. Геоморфологические карты
- •4.5.1. Требования, предъявляемые к изображению рельефа на топографических картах
- •4.5.2. Особенности составления геоморфологических карт
- •4.5.3. Работа с геоморфологической картой
- •Заключение
- •Методика работы с определителем
- •Определение минералов а. Блеск металлический и металловидный
- •Б. Блеск неметаллический
- •Указатель минералов
- •Определитель горных пород Методика работы с определителем
- •Определение горных пород
- •1. Структура зернистая (равномерно или неравномерно зернистая)
- •2. Структура порфировая
- •3. Порода из сцементированных обломков
- •3. Текстура массивная, порода плотная
- •5. Текстура рыхлая, землистая
- •6. Текстура пористая, ноздреватая, ячеистая
- •7. Текстура полосчатая
- •8. Текстура сланцеватая
- •9. Порода из растительных остатков
- •10. Порода из раковин морских животных
- •11. Несцементированные (нескрепленные) обломки
- •12. Жидкие, маслянистые породы
- •Указатель горных пород
- •Библиографический список
- •644008, Омск, ул. Сибаковская, 4, тел. 65-35-18.
2.2.1. Состав и свойства осадочных пород
Осадочные породы очень разнообразны по химическому составу, но средний валовой состав их близок к таковому в магматических породах. Отличия заключаются лишь в том, что в них за счет биологических процессов, большей рыхлости, воздухо- и водопроницаемости сосредоточено большее количество углекислоты, углерода, воды; окисное железо преобладает над закисным; изменяется соотношение натрия и калия, на порядок выше содержание серы.
ОСАДОЧНЫЕ
ГОРНЫЕ ПОРОДЫ
Оставшиеся
на месте (остаточные
отложения коры
выветривания) Перенесенные Образованные
за счет жизнедеятельности
организмов
(продукты
фотосинтеза) Пирокластические
породы
В
виде твердых частиц В
виде растворенного
вещества
Продукты
механического дробления, не измененные
химическими и биохимическими процессами Продукты
механического дробления, измененные
химическими и биохимическими процессами
Продукты
механического дробления Продукты
химического и биохимического
выветривания
Отложенные
за счет химических реакций Отложенные
при изменении термических условий Отложенные
за счет жизнедеятельности организмов
и химических реакций
(биохимические
осадки)
Не
измененные химическими и
биохимическими процессами Измененные
процессами химического
и биохимического выветривания
Рис. 13. Схема генетической группировкиосадочных пород
Таблица 9
Классификация осадочных горных пород
Под-груп-па |
Структура пород |
Размер частиц, мм |
Рыхлые обломки |
Сцементированные обломки | ||
Окатан- ные |
Неокатан- ные |
Окатан-ные |
Неока-танные | |||
Обло-моч-ные |
Грубо-обломочные – псефиты |
>1000 |
Глыбы |
Глыбы |
Глыбо-вый кон-гломерат |
Глыбо-вая брекчия |
100–1000 |
Валуны |
Валуны |
Валун-ный кон-гломерат |
Валун-ная брекчия | ||
10–100 |
Галька |
Щебень |
Галечни-ковый конгло-мерат |
Щебен-чатая брекчия | ||
1–10 |
Гравий |
Дресва |
Гравий-ный кон-гломерат |
Дресвя-ная брек-чия | ||
Средне-обломочные (псаммиты) |
0,5–1,0 |
Песок крупный |
Песчаник | |||
0,25–0,5 |
Песок средний |
Песчаник | ||||
0,01–0,25 |
Песок мелкий |
Песчаник | ||||
Мелко-обломочные (пылеватые) –алевриты |
0,005–0,01 |
Лессы, илы, лес- совидные породы |
Алевролит | |||
Вулкано-генно-об-ломочные (пирокласти-ческие) |
> 30 |
Вулканические бомбы |
Вулканические брекчии, туфы, туффиты, туфоген-ные конгломераты, туфогенные песча-ники, вулканичес-кие песчаники | |||
10–30 |
Лаппили | |||||
2–10 |
Вулканический гравий | |||||
1–2 |
Вулканический песок | |||||
< 1,0 |
Вулканический пепел |
Окончание табл. 9
Под-группа |
Струк-тура пород |
Размер частиц, мм |
Рыхлые обломки |
Сцементированные обломки | ||
Окатан- ные |
Неокатан- ные |
Окатан-ные |
Неока-танные | |||
Гли-нистые |
Глинис-тые (пелиты) |
0,001–0,005 |
Глина грубая
|
Аргиллит | ||
< 0,001 |
Глина тонкая | |||||
Сме-шан-ного соста-ва |
Суглинки (60–20)* |
Алевролито-аргил-литы | ||||
Супеси (< 20)* |
Аргиллито-алевро-литы | |||||
Хими-ческие и био-хими-ческие |
Глиноземистые (аллиты) – латериты, бокситы | |||||
Кремнистые (силициты) – диатомиты, трепелы, опоки, кремни, яшмы | ||||||
Карбонатные – известковые туфы, известняки, мергели, доломиты | ||||||
Фосфатные – фосфориты | ||||||
Железистые – железные руды осадочного происхождения, железистые пески, железистые туфы, болотные руды, ортштейны, ортзанды | ||||||
Соляные (соли) – ангидрит, гипс, гажа, галит, соли смешанного состава | ||||||
Орга-ноген-ные |
Каустобиолиты – торф, сапропель, гумусовые угли (бурые и каменные), горючие сланцы, нефть |
* В скобках указано относительное (%) содержание глинистого материала в породах.
Минеральный состав осадочных пород очень разнообразен. В них за счет процессов выветривания и преобразования формируется свой комплекс минералов. Поэтому, наряду с первичными (кварц, полевые шпаты, слюды и др.), в осадочных породах широко распространены вторичные минералы (карбонаты, гипс, лимонит, глинистые минералы и др.). Минералы осадочных пород находятся в разных состояниях (кристаллическом, аморфном и коллоидном). Они могут быть мономинеральными (каолинитовые и монтмориллонитовые глины, известняки) и полиминеральными (лессы, илы и др.).
Состав осадочных пород зависит от ряда причин:
– физических свойств минералов и материнских пород (плотность, твердость, размер и форма обломков и др.), влияющих на устойчивость к выветриванию, скорость и дальность переноса при том или ином способе транспортировки;
– химических свойств минералов и пород (растворимость, способность вступать в химические реакции и т.д.);
– физико-географических условий (климат, рельеф). Так, в условиях сухого и жаркого климата в замкнутых водоемах накапливаются соли. Во влажных тропиках формируются аллитные коры выветривания. При холодном континентальном климате в осадках часто накапливается обломочный материал.
Большинство осадочных пород проходит две фазы своего состояния: рыхлую (их называют осадками) и твердую (осадок превращается в твердый камень). Для рыхлых осадков характерны несвязное состояние слагающих их частиц и большое количество пор. Пористость для песков составляет 22–45% от объема осадка, для глин – доходит до 60%. Пористость присуща и твердым осадочным породам, но в меньшей степени, чем рыхлым породам. Например, если пористость мелкого песка 32%, то у такого же по величине зерна известковистого песчаника она составляет уже 28%.
Отличительной особенностью осадочных пород является то, что они залегают в форме слоев (пластов). Если формирование осадочной породы происходило в медленно текучей или стоячей воде, то слоистость характеризуется как горизонтальная, в иных условиях формируется косая, волнистая слоистость (рис. 14).
Рис. 14. Формы залегания осадочных горных пород:
а – горизонтальное; б – волнистое; в – косое
Нижняя поверхность слоя (пласта) называется подошвой, а верхняя кровлей. Расстояние между ними определяет мощность пласта (рис. 15).
Рис. 15. Элементы горизонтально залегающего слоя:
h – истинная мощность; a – видимая мощность; α – угол наклона рельефа
Цвет осадочных пород очень разнообразен и зависит от минерального состава. Светлые тона обусловлены карбонатами, хлоридами, сульфатами, кварцем, каолином; темные – органическими веществами, марганцем; бурые, коричневые, красные – окисью железа; зеленые, голубые – закисными формами железа.
Рис. 16. Отпечатки и окаменелости:
а – отпечатки граптолитов, б – отпечаток растения, в – окаменелости, г – окаменелости моллюсков
В условиях холодного влажного климата породы, как правило, имеют окраску от светло-серой до черной. Для субтропиков и тропиков характерна красная окраска пород. Во многих случаях в осадках и осадочных породах присутствуют органические остатки или следы жизнедеятельности организмов в виде окаменелостей и отпечатков (рис. 16).