Органогенные и хемогенные породы

Такие породы образуются в водной и воздушной среде, как в результате жизнедеятельности организмов, так и в результате химических реакций, а иногда и тех и других процессов вместе. Поэтому и рассматриваются такие породы вместе.

Среди них выделяются карбонатные, кремнистые, сернокислые и галогенные, железистые, фосфатные и углеродные образования.
Карбонатные породы среди этого типа являются, пожалуй, самыми распространенными и состоят, прежде всего, из

кальцита, часто с примесью глины и песка. По содержанию примесей различают глинистые известняки (глины lt; 20 %), из- вестковистые мергели (gt; 20 %), мергели (30-50 %), известко- вистые глины (gt; 50 % глинистого вещества). При увеличении в карбонатной породе песка её называют песчанистым известняком или известковистым песчаником. По структуре различают плотные, афанитовые, скрытокристаллические и кристаллические известняки. По происхождению известняки разделяются на органогенные и хемогенные. Органогенные известняки хорошо диагностируются по остаткам раковин моллюсков, скелетов других организмов. Существуют коралловые известняки, ракушняки. Хемогенные (химические) известняки встречаются в виде скрытокристаллических масс и оолитов (концентрически округлых включений).
Переотложение кальцита в термальных минеральных источниках ведет к образованию травертинов - плотной скрытокристаллической породы карбонатного состава.
Среди карбонатных пород широкое распространение имеют мергели - плотные породы с раковым изломом, неровным сколом. На НС1 бурно реагируют.
Доломиты чаще всего встречаются вместе с известняками. Отличить их можно только по действию на них разбавленной НС1 (доломиты вскипают только в порошке).
Кремнистые породы, состоящие преимущественно из кремнезема, могут иметь как органическое, так и неорганическое происхождение. Из этих пород следует выделить диатомиты, трепела, опоки и яшмы.
Диатомиты представляют собой скопления микроскопических скелетов диатомовых водорослей, состоящих из опала. Это белые и светло-желтые пористые породы, часто похожие на мел, но в отличие от последнего не реагируют на НС1.
Трепелы мало чем внешне отличаются от диатомитов, но имеют коллоидно-химическое происхождение и состоят из скорлупок и мельчайших зернышек опала.
Опоки также состоят из опала, с примесью остатков мелких организмов радиолярий, спикул губок, панцирей диатомей.
К кремнистым породам относятся яшмы, состоящие из кремнезема в виде скрытокристаллического кварца или халцедона. Считается, что яшмы образуются в результате накопления кремнистого вещества вулканического происхождения. Яшма имеет красный, красно-бурый, зеленый цвет, нередко полосчатый.
Сернокислые и галогенные образования различаются по химическому составу, но такие породы близки по условиям образования. Среди этих пород наиболее распространенными являются отложения каменной соли (галит), гипс и ангидрит.
Галит представляет собой зернистокристаллическую или сливную массу, окрашенную от почти бесцветного до темносерого цвета. Хорошо растворяется в воде, имеет соленый вкус.
Гипс встречается в виде зернистокристаллических масс. Чистый гипс - снежно-белый, желтый или розоватый, но, в зависимости от примесей, имеет самую различную окраску. Гипс легко распознается по низкой твердости.
Ангидрит - плотная серая или голубовато-серая порода с твердостью до 3,5. При гидратации переходит в гипс.
Железистые породы представлены оксидами железа, карбоната и сульфидов. Среди них различают оолитовые железные руды, представляющие собой скопления оолитов лимонита, часто обогащенных марганцем; в эту же группу входят сидерит и марказит.
Фосфатные породы представлены фосфоритами, состоящими преимущественно из фосфата кальция и аморфного вещества в виде глин или песка. В зависимости от примесей они представлены либо в виде песчаников, либо имеют афанитовую структуру и гладкий ровный излом. Фосфориты окрашены преимущественно в темные тона. Для фосфоритов характерен чесночный запах. Часто встречаются в виде конкреций, реже — слагают пласты или конгломератообразные образования с желваками фосфоритов в песчаном субстрате. Иногда в них встречаются остатки организмов. Фосфориты с высоким содержанием Р2О5 являются ценной рудой на фосфор.
В группу углеродистых образований также входят органогенные и хемогенные породы. Наиболее широкое распространение среди пород этой группы имеют торфы, угли, горючие сланцы, битумы и нефть.
Торф - это бурый или черный, не до конца разложившийся растительный материал, иногда обугленный, обогащенный органическими кислотами. Это рыхлая, легко режущаяся порода, образуется в болотных условиях.
Уголь - растительный материал, подвергшийся химическим процессам углефикации, в результате которых органическое вещество постепенно теряло кислород и водород, обогащаясь углеродом: растительный материал (50 % С) -gt; торф -Э бурый уголь (около 70 % С) -Э каменный уголь (82 % С) -gt; антрацит (95 % С). Бурый уголь отличается от каменного угля окраской, но имеет также стеклянный блеск и раковистый излом, а каменный уголь имеет жирный блеск, с черной чертой.
Антрацит отличается от каменного угля большей твердостью, ярким, почти металлическим блеском, неровным изломом и не пачкает руки как каменный и бурый угли.
Горючие сланцы горят коптящим пламенем с выделением густого дыма и запаха битума; в состав горючих сланцев входят прослои илов.
Битумы представляют собой нефть и летучие горючие вещества. Образуются в условиях ограниченного доступа кислорода. Битуминозные породы характеризуются рассеянным вкраплением в горные породы. Обычно это темные породы, имеющие запах битума при ударе молотком. Определяются по реакции с хлороформом: на тонкой бумаге после реакции остается жирное пятно.
Нефть - это жидкость светло-желтого (легкие нефти) до коричнево-черного (тяжелые разновидности) цвета, со специфическим запахом битума и масляным блеском. Незначительные количества нефти, попавшие на поверхность воды, образуют радужные пленки. Залежи нефти образуются в пористых и трещиноватых породах, которые играют роль коллекторов.
Существует гипотеза не только органического, но и неорганического происхождения нефти. В последнее время не исключают взаимосвязь происхождения нефти за счет транспортировки углеводородов из глубинных частей Земли в верхние ее осадочные толщи.

Метаморфическими породами называют такие породы, которые возникли на определенных глубинах в земной коре под воздействием температуры и давления и при обязательном участии таких флюидов, как вода (Н20) и углекислота (С02). При изменении температуры и давления нарушается термодинамический баланс, а воздействие на измененные породы воды и углекислоты ведет к изменению первоначальной структуры и текстуры пород.
Метаморфизм и метасоматоз. Эти два понятия в общем случае относятся также к первоначальному изменению пород. Однако обычные метаморфические процессы происходят без изменения химического состава пород (изменяется только структура). Такой процесс называют изохимическим. В отличие от обычного метаморфизма при метасоматических процессах происходит первоначальное изменение химического состава.

В этом случае, помимо изменения давления и температуры, а также воздействия на породы воды и углекислоты, происходит интенсивный привнос или вынос других флюидов, таких, как кремнезем, щелочи, магний, железо и другие компоненты. В этом случае изменяется первоначальный состав породы, которая принципиально отличается от обычной метаморфической породы. Метасоматические породы обычно полностью или частично теряют свой первоначальный химический состав.
По условиям образования различают несколько типов метаморфизма, среди которых наиболее распросграненными являются: региональный, контактовый, динамометаморфизм,
ультраметаморфизм.
Региональный метаморфизм имеет наиболее широкое распространение. В результате такого метаморфизма преобразуются как породы осадочного, так и изверженного происхождения, причем в самых различных интервалах давлений и температур. При этом возникают определенные виды метаморфических пород, которые по мере увеличения температуры и давления претерпевают закономерное изменение структуры и текстуры. При этом формируются определенные ряды пород, представляющие последовательные этапы преобразования исходной породы.

При изменении глинистых пород (аргиллитов) на начальной стадии метаморфизма происходит рассланцевание (в этом случае, помимо регионального метаморфизма, принимает участие и динамометаморфизм). Появляются тонкослоистые текстуры, в глинистом материале на первых ступенях регионального метаморфизма возникают обособления кварца и хлорита, образуются хлоритовые сланцы. При метаморфизме пород с содержанием углистого материала образуются углистые сланцы. Обычно такие породы легко раскалываются по сланцеватости на тонкие пластины, и их часто называют кровельными сланцами.
Дальнейшее изменение породы ведет к образованию филлитов. Это уже полнокристаллическая порода, но также с тонкосланцеватой или игольчатой текстурами. В их составе появляются мельчайшие листочки серицита (мелкого мусковита). По мере повышения температуры и давления филлиты переходят в кристаллические сланцы. В этих породах место хлорита и серицита занимают слюды (мусковит и биотит). В кристаллических сланцах могут появляться гранат, графит и амфиболы (возникают за счет углистого вещества филлит).
Высокая стадия регионального метаморфизма приводит к возникновению гнейсов. Такие породы обладают гнейсовидной или гнейсовидноочковой текстурой. Структура их обычно кристаллическая. В составе гнейсов преобладают полевые шпаты (калишпаты и плагиоклазы), кварц, амфибол, пироксен, гранат, слюды. По составу гнейсы близки к гранитам. Наиболее характерные породы регионального метаморфизма приведены в таблице 6.
Контактовый метаморфизм возникает на контакте магматических пород с вмещающими их толщами. Среди пород контактового метаморфизма выделяют роговики, узловатые и пятнистые сланцы.
При контактовом метаморфизме обычно образуются и ме- тасоматические породы. Наиболее типичными из них являются скарны. Последние, как правило, образуются на контакте кислых интрузивов с карбонатными толщами. Типичными минералами скарнов являются пироксены, гранат и кальцит. В скарнах нередко образуются рудные минералы, такие, как галенит, сфалерит, пирит, золото и др.
Т аблица 6
Метаморфические горные породы

Тип метаморфизма	Исходные данные	Ступени метаморфизма
Тип метаморфизма	Исходные данные	Низшая	Средняя	Высшая
Регио нальный	Глины, граниты, граувакки, базальты, известняки	Глинистые сланцы, филлиты, хлоритовые, тальковые, серици- товые и другие сланцы, мрамо- ризованные известняки, кварцитовидные песчаники	Слюдистые сланцы, эпидотовые амфиболиты, мраморы, кварциты	Гнейсы, грану- литы, мрамо ры, кварци ты
Контакто вый	Глинистые и другие сланцы, кварцевые песчаники, граниты, карбонатные породы	Узловатые сланцы	Пятнистые сланцы	Рогови ки, скарны
Динамоме тамор физм	Тектонические брекчии, катаклазиты, миланиты			Бласто- милани- ты

Динамометаморфизм обычно связан с односторонним давлением и относительно невысокими температурами, которые проявляются в зонах тектонического нарушения земной коры; при этом происходит интенсивное дробление горных пород. В таких зонах образуются тектонические брекчии (крупные кутки раздробленных пород), катаклазиты (более мелкие раздробленные породы) и милониты. Последние обычно представлены сильно истертой (до состояния муки (милонит - мука)) породой, возникающей также в зонах дробления. Иногда с такой породой происходит процесс перекристаллизации (при воздействии более высокой температуры и особенно флюидов), и она превращается в бластомилонит (бластез - рост кристаллов).
Ультраметаморфизм протекает при достаточно высокой температуре и давлении. При ультраметаморфизме происходят интенсивные преобразования пород вплоть до изменения хими-

ческого состава (гранитизация). При ультраметаморфизме происходят уже метасоматические процессы.
Пара- и ортопороды. Как уже указывалось, процессы метаморфизма захватывают как изверженные, так и осадочные породы. Метаморфизированные породы, имеющие осадочное происхождение, называют парапородами, а измененные магматические породы - ортопородами. В соответствии с этим существуют такие понятия, как парасланцы и парагнейсы, ортосланцы и ортогнейсы.
Карбонатные породы осадочного происхождения при метаморфизме переходят в мраморы, состоящие из кальцита и доломита. Такие породы имеют типично кристаллическую структуру и массивную, реже сланцевую текстуру. Наиболее часто встречаются белый и серый мрамор, но бывает и розовых, зеленых и почти черных тонов. Окраска зависит от субмикроскопических примесей, так называемых хромофоров, атомов некоторых элементов (Fe, Ni, Сг и другие), которые способствуют своим присутствием окрашиванию того или иного минерала.
Существуют и такие породы, как эклогиты (состоящие из граната и пироксена), образующиеся за счет метаморфизма основных пород при высокой температуре и очень высоком давлении. Такой процесс характерен только для самых глубинных зон метаморфизма.
Следует также упомянуть такие породы, как грейзены, образующиеся за счет гранитизирующих флюидов в верхних частях застывших интрузивов. Такие породы состоят из кварца, мусковита и часто содержат рудные компоненты (обычно золото, касситерит).
Региональный метаморфизм гранитов обычно связан с возникновением толщ гнейсо-гранитов и гнейсов, а при метаморфизме ультраосновных пород происходит возникновение таких пород, как серпентиниты (змеевики) и тальковые сланцы, состоящие из серпентина, талька, тремолита (амфибола) и мелких включений магнезита.

<< | >>

↑

Источник: Грудинин М. И.. Общая геология : учеб.-метод. пособие. 2007

Еще по теме Органогенные и хемогенные породы:

- Историческая геология, палеонтология - Геодезия - Геология -