Перейти к основному содержанию

Обломочные породы

Грубообломочные породы образуются за счет скопления крупных обломков, возникших в процессе физического выветривания. Подразделя-ются они на несколько типов, в зависимости от формы и размера слагаю-щих их частиц, степени однообразия петрографического состава, положе-ния в разрезе и, наконец, от условий их образования.
В соответствии с преобладанием в породе обломков того или иного размера следует различать гравийные, галечные и щебенчатые, валунные и глыбовые грубообломочные породы. В каждой из них встречаются, однако, частицы самого разнообразного состава, причем максимальный размер обломков в плохо сортированных разновидностях может превос-ходить в 8—10 раз среднюю их величину.
По форме обломков грубообломочные породы подразделяют на кон-гломераты, сложенные в той или иной степени окатанными гальками или валунами, и брекчии, состоящие из остроугольных обломков. В зависи-мости от величины обломков среди конгломератов различают гравийные, галечные, валунные и глыбовые конгломераты. В последнее время некоторые исследователи (В. К. Головенок) выделяют гравийные конгломераты из группы грубообломочных в самостоятельную группу гравелитов. Галечные конгломераты обычно называют просто конгломератами. Аналогичным образом подразделяются и брекчии. Брекчии, как правило, не образуют мощных толщ. Петрографический состав их может быть весьма разнообразен и зависит от характера размывающихся пород.
Конгломераты в ископаемом состоянии встречаются чаще, чем брек-чии. Состав конгломератов может быть очень разнообразным в зависимо-сти от способа образования, от состава размываемых пород и длитель-ности переотложения обломков.
По петрографическому составу грубообломочные породы подразде-ляются на олигомиктовые и полимиктовые. Олигомиктовые характери-зуются сравнительно однообразным составом. Местами они сложены лишь гальками пород, наиболее устойчивых против выветривания. Полимиктовые, наоборот, состоят из галек весьма разнообразных по составу пород.
В зависимости от положения в геологических разрезах среди грубо-обломочных пород выделяются внутриформационные и базальные разно-видности. Первые из них не связаны с длительными перерывами в осадко-образовании, обусловлены местными размывами и залегают внутри круп-ных стратиграфических комплексов. Базальные отложения возникают в периоды региональных перерывов и лежат в основании осадочных ком-плексов.
Главные типы пород
Брекчии. Брекчии могут быть осадочными, вулканическими и текто-ническими. Вулканические брекчии (туфобрекчии, аггломератовые лавы) принадлежат к эффузивным или пирокластическим породам, тектониче-ские — вообще не представляют собой осадочных пород, а относятся к группе динамометаморфических образований. Некоторые исследователи выделяют еще сопочные брекчии, или брекчии грязевых вулканов.
Среди брекчий осадочного происхождения следует различать брек-чии: а) обвалов и оползней, б) осыпей, в) силевых потоков, г) ледниковые,
д) прибрежные, е) донные, ж) элювиальные, з) карстовые, и) диагенети- ческие.
Брекчии обвалов и оползней свойственны обычно континентальным отложениям, но иногда встречаются и среди морских отложений (подвод-ные оползни). Сложены они обломками самой разнообразной величины, среди которых наблюдаются мелкие частицы. Для брекчий данного типа характерно однообразие петрографического состава и сходство его с местными породами.
Брекчии осыпей часто отличаются от предыдущей группы меньшим количеством мелкообломочного (в особенности глинистого) материала, удаляемого с поверхности осыпи дождевыми и талыми водами. Поэтому брекчии осыпей (в частности, так называемые каменные реки) иногда сложены только крупнообломочным материалом. Петрографический со-став обломков обычно однообразен.
Брекчии силевых потоков, так же как и брекчии обвалов и оползней, характеризуются большим разнообразием величины слагающих их обломков. Крупные глыбы обычно имеют следы округления. Петрографический состав, как правило, более разнообразен, чем в предыдущем случае. Иногда наблюдается продольная, по отношению движения потока, ориентировка крупных обломков.
Ледниковые брекчии по обилию тонкозернистого материала и плохой сортировке близки к брекчии обвалов, оползней и силевых потоков. Отличием является иногда наблюдающаяся штриховка на гранях крупных глыб. Петрографический состав может быть очень разнообразным.
Прибрежные брекчии образуются в береговой зоне морских или озерных бассейнов при размыве крутых (скалистых) берегов. Внешний облик их может быть очень разнообразным. При медленном поступлении обломочный материал подвергается сортировке, крупные обломки окаты-ваются и сглаживаются водой. Подобные переработанные брекчии часто содеряшт в цементе остатки морских организмов и связаны постепенным переходом с прибрежными конгломератами. В случае же быстрого посту-пления обломочного материала (обвалы прибрежных скал) он не успевает перерабатываться волнами, и подобные брекчии близки к наземным брек-чиям обвалов и оползней.
Донные брекчии образуются на дне морских или крупных озерных бассейнов за счет подводного размыва дна. Характеризуются они почти всегда очень малой мощностью (менее 0,5—1,0 л), полной тождествен-ностью петрографического состава с подстилающими породами, присут-ствием в большинстве случаев следов жизнедеятельности донных организмов (следы прирастания и сверления, наличие раковин и пр.).
Элювиальные брекчии образуются на суше в коре выветривания. Вниз они постепенно переходят в подстилающие материнские породы, но в отличие от донных брекчий характеризуются обычно наличием следов интенсивного химического выветривания. В них отсутствуют органические остатки, за исключением корней растений.
Карстовые брекчии приурочены лишь к породам, подверженным карсту (карбонатные и соляные породы). Образуются в результате обрушивания кровли пещер и состоят главным образом из пород, слагающих кровлю.
Диагенетические брекчии образуются не в процессе осаждения, а во время преобразования уже сформировавшихся отложений. Причиной образования диагенетических брекчий является растрескивание пород, вызванное уменьшением объема осадков, богатых коллоидами, при потере воды.
Классификация брекчий разрабатывалась многими учеными (В. П. Масловым, У. Нортоном, Д. В. Наливкиным и др.). Ниже приводится классификационная схема Н. Б. Вассоевича.
Схема классификации брекчий
I. Осадочные брекчии, образовавшиеся на поверхности Земли
А . В крупных постоянных водоемах
1. Морские
а) прибрежно-оползневые |
(сползает надводный берег) I обвально-оползневые
б) прибрежно-обвальные [ (&+б, б+в)
в) подводно-оползневые J
г) растрескивания донных осадков при усыхании (кратковременное осушение) —у
д) разламывания донных осадков при волнениях (штормах)
е) разрушения склонов биогермов (рифов, онкоидов)
ж) особые (костеносные)
2. Озерные
а, б, в, г, д, ж аналогичны морским (под теми же буквами)
е) замерзания
Б. В малых водоемах, часто пересыхающих
а) растрескивания ила при усыхании В. В наземных (субаэральных) условиях
1. Временных водных потоков —»
2. Силевых потоков
3. Оплывин
4. Обвалов
5. Осыпей
6. Эоловые
7. Остаточные
8. О олиф л ю J ; п ионные (курумы, брекчии нагорных террас)
9. Костеносные Г. Ледниковые —У
1. Моренные (тиллиты)
а) горного оледенения
б) материкового оледенения
2. Флювиогляциальные (в верховьях некоторых речек); быстро переходят в конгло- мерато-брекчии и конгломераты
Д. Смешанного происхождения (крупнообломочный материал в виде примеси)
1. Ледниково-морские (ледниково-озерные)
2. Ледово-морские (ледово-озерные)
3. Вулканогенно-морские
II. Осадочные брекчии, образовавшиеся в земной коре
А. Диагенетические и катагенетические
1. Доломитизация (а) и раздоломичивания (б)
2. Дегидратации Б. Гипергенные
1. Гидратации
2. Образовавшиеся в крупных пустотах путем обрушения их кровли и стенок
а) карстовые
б) пещерные, не карстовые
3. Подводных потоков —у
III. Сопочные брекчии
А. Собственно сопочные
1. Выбросы обломков при взрывах
2. Внедрения
а) трещинные
б) жерловые
3. Извергнувшиеся массой На поверхность
а) сопочного покрова (растекание массы)
б) сопочных «глетчеров» (выпирание густой массы)
Б. Сопочно-осадочные
1. Наземные —У
2. Подводные —у
IV. Тектонические (грубообломочные тектониты)
А. Сбросовые
1. Из местного материала
2. С посторонним материалом Б. Взбросовонадвиговые
1. Из местного материала
а) какирит — породы, рассеченные множеством трещин на неправильные линзы
б) с хаотическим распределением обломков и значительной их обтертостью
в) с намечающейся ориентировкой обломков и значительной их обтертостыо
2. Из различных пород (смешанный материал)
а) мелкая
б) умеренно крупнообломочная
в) глыбовая («тектонические морены»).
Примечай и е. Стрелочки указывают на возможность окатывания обломочного материала и перехода брекчий в конгломерат-брекчии, а иногда и в конгломераты.
Конгломераты. Конгломераты бывают по составу довольно однород-ные (олигомиктовые) или разнородные (полимиктовые). Полимиктовые имеют более широкое распространение. Среди них преобладают речные, прибрежно-морские и моренные разновидности. Олигомиктовые харак-теризуются однообразием петрографического состава.
В платформенных областях олигомиктовые конгломераты обладают малой мощностью и сложены гальками наиболее устойчивых против выветривания пород — кварца, кварцитов, кремней и других, но в неко-торых случаях могут состоять из галек весьма непрочных пород (глин, известняков) при образовании их в непосредственной близости от области сноса.
В геосинклинальных районах мощность олигомиктовых конгломера-тов может быть значительной. Сложены они часто обломками осадочных пород (известняков, кварцитов), иногда достигающими больших размеров (например, силурийские грубовалунные кварцитовые конгломераты Среднего Урала).
Промежутки между гальками и валунами в однородных по составу конгломератах заполнены обычно песчано-глинистым материалом и химически выпавшими из раствора соединениями (кремнекислотой, карбонатами, окислами железа и др.). Количество цемента может быть непостоянным.
В конгломератах, подвергнутых сильному давлению, в некоторых случаях наблюдаются выемки на поверхности галек из-за того, что одни гальки как бы входят в другие (фиг. 10—IV). Особенно часто явления вда-вливания наблюдаются у карбонатных галек.
Как отмечает Н. Б. Вассоевич, эти явления возникают за счет вдавли-вания мелких обломков на поверхности более крупных, а интенсивность вдавливания зависит не только от состава галек, но и от времени: чем древнее конгломераты, тем глубже и рельефнее выражены вдавливания.
В нашей литературе ямки-вдавливания (Eindrucken швейцарских геологов) еще не получили должного освещения. Они образуются на контактах окатышей; обычно в обнажении видно, что более мелкие гальки как бы вдавлены в более крупные. Это, однако, отнюдь не результат просто механического внедрения одних галек в другие. К такому выводу приходится придти уже по одному тому, что ямки-вдавления воз-никают лишь на породах, хотя и слабо, но растворяющихся в воде. Глубина самих ямок в первую очередь зависит от соответствующей способности породы. Наиболее часто и наиболее глубокие ямки-вдавливания отмечаются на окатышах карбонатных пород: более мелкие — на окатышах кремнистых пород. Наоборот, «виновниками» ямок- вдавливаний являются чаще всего окатыши (гравий, гальки) пород, обладающих наименьшей способностью к растворению. И еще одна особенность, отмеченная уже давно во всех случаях вдавливается участок обломка, имеющий меньший радиус кривизны чем поверхность, на которой образуется углубление. Поэтому «виновниками» катаге нетических ямок обычно являются относительно более мелкие обломки, а вдавли вания возникают на более крупных.
Первопричина образования ямок-вдавления заключается в повышении способ ности минералов растворяться при возрастании давления (по некоторым данным он: увеличивается пропорционально квадрату давления). Это так называемый принцш Рикке (Riecke). В тех случаях, когда геостатическое давление в конгломератах ночи целиком воспринимается окатышами, в местах их соприкосновения возникают мест ные максимумы давления. В течение тысячелетий из таких пунктов постепенно уда ляются растворимые в воде карбопаты или (что происходит гораздо медленней) кремне аем. Они отлагаются здесь же по соседству, где давление меньше (обычно приближается к гидростатическому).
Наличие или отсутствие «ямок-вдавлений» и степень их резкости и глубины имеют •большое значение для исследования конгломератов. Причина такой значимости «Ein-
 

 
Фиг. 10 — IV. Ямки вдавления на валунах: а — верхнемеловые известняки из сарматских конгломератов Южной Осетии; б — из неогеновых конгломератов Ферганы. (Коллекция Н. Б. Вассоевича).

driicken» заключается в том, что при прочих одинаковых условиях степень резкости углублений на окатышах верхнего кайнозоя является функцией геологического вре-мени; чем древнее конгломераты, тем глубже и рельефнее выражены «Eindriicken».
В Южной Фергане, например, наиболее глубокие вдавленности отмечены в конгломератах миоценового и нижнеплиоценового возраста. Они слабее выражены в верхнеплиоценовых и древнечетвертичных конгломератах и еле заметны в более поздних, верхнечетвертичных, обычно слабо дислоцированных конгломератах. 
В дислоцированных конгломератах многие окатыши несколько изменяют свое относительное положение, испытывая небольшое вращательное движение. Это ино-гда фиксируется по смещению ямок-вдавлений — они «вытягиваются» и приобретают «хвосты». Ред.
Мощность полимиктовых конгломератов может быть очень велика (несколько тысяч метров), но за пределами сравнительно узкой зоны, проходящей вдоль области сноса, эти мощные толщи быстро выклини-ваются. Для подобных конгломератов характерно линзовидное залегание, наличие многочисленных местных размывов и иногда значительная мощ-ность отдельных слоев; мощность пластов обычно возрастает по мере увеличения размеров галек.
Цемент полимиктовых конгломератов характеризуется также пестро-той минералогического состава. Значительную роль в составе цемента играют обломочные частицы, состоящие из зерен кварца, полевых шпатов, цветных минералов, мелких обломков пород и продуктов их преобразования.
Происхождение конгломератов и галечников может быть очень раз-нообразно. Наиболее обычны речные и морские, в некоторых случаях встречаются моренные (ледниковые) разновидности.
А. Кайэ (Cailleux, 1945—1960) произвел специальные исследования морских и речных галечников и установил определенные различия, кото-рые выражаются в величине угла наклона галек.
Интересные работы по изучению галечников проводятся также гео-логом Трикаром (Tricart, 1940—1960).
Олигомиктовые конгломераты образуются обычно в црибрежных морских условиях. Здесь в результате длительного переотложения обло-мочного материала сохраняются гальки лишь наиболее устойчивых пород. Возможно также образование конгломератов и в реках при местных размывах. В этом случае они могут состоять из галек пород, неустойчивых против выветривания.
Полимиктовые конгломераты характеризуются пестротой петрографического состава. Сложены обычно гальками разнообразных эффузивных, интрузивных, осадочных, метаморфических пород, среди которых в большом количестве встречаются породы, неустойчивые против выветривания. Такие конгломераты характеризуются обычно плохой сортировкой, благодаря чему в них могут присутствовать частицы самого разнообразного размера, вплоть до крупных валунов и глыб.
Н. Б. Вассоевич дает следующую генетическую классификацию кон-гломератов:
Схема классификации конгломератов (К) и конгломерато-брекчий (К-Б)
Г
б) переотложения речного аллювия
2. Обвальные К-Б
3. Оползневые К-Б
4. Смешанные (1 и 2; 2 и 3; 1 и 3)
II. Неприбрежные
1. Л и К-Б вымывания (обогащения)
а) подводных возвышенностей
б) допиых течений 
2. К ж К-Б перемыва
а) подводно-оползневых брекчий
б) брекчий разламывания
в) рифовых брекчий
3. Затопления наземных долин
а) речных К
б) ледниковых К-Б Б. Озерные
Те же типы, что и в морской обстановке, кроме К затопления
Речные
A. К горных рек
I. Русловые
1. Верхнего и среднего течения
2. Нижнего течения
II. Устьев
1. Конусов выносов («сухих дельт»)
2. Дельтовые
Б. К равнинных рек I. Русловые II. Устьевые
B. IT и К-Б материково-ледниковых рек
Наземные (субаэралъные) К и К-Б
A. Временных водных потоков Б. Силевых потоков
B. Эоловые
Г. Остаточные (образование скоплений окатышей из песчано-алевритовых пород с
рассеянными в них обломками за счет удаления заполняющего вещества)
Д. Солифлюкционные (К-Б нагорных террас, курумы)
Подземные К и К-Б
А. Подземных потоков
Смешанного происхождения
А. Ледниково-морские (ледниково-озерные)
Б. Ледово-морские (ледово-озерные)
Происхождение
и геологическое распространение
Грубообломочные породы присутствуют в том или ином количестве среди отложений самого разнообразного возраста. Они особенно часто формируются в районах, прилежащих к горным сооружениям в эпохи их интенсивного поднятия. Этим объясняется и периодичность образования мощных конгломератовых толщ,* приуроченность их к поверхностям размыва и их ассоциация с полимиктовыми песчаными толщами. В част-ности, конгломераты широко распространены в докембрийских, силурий-ских, отчасти в девонских и особенно верхнепалеозойских отложениях Урало-Тяныпанской геосинклинальной области, в юрских отложениях Прибайкалья, а также в верхнетретичных отложениях Альпийской склад-чатой области.
Практическое применение
Рыхлые разновидности грубообломочных пород — галечники и гра-вий — используются как железнодорожный балласт, а также употребля-ются при изготовлении бетона и в дорожном строительстве. Для указан-ных целей наиболее пригодны чистые разновидности, не содержащие пылеватых частиц. Некоторые грубообломочные породы представляют особый интерес в связи с тем, что в их цементе встречаются ценные полезные ископаемые (золото, платина, алмазы).
§ 10. Песчаные породы


Поделиться с друзьями


 


Mineralmarket