Обломочные, или кластические (греч. кластес – обломок), породы образуются из обломков минералов и горных пород; чаще всего они накапливаются как морские осадки. Классификация обломоч­ных пород основана на величине обломков (грубообломочные, песчаные, алевритовые), степени их окатанности (окатанные и неокатанные) и наличии или отсутствии цемента (сцементирован­ные и рыхлые). Классификация обломочных горных пород показана в таблице 2.

Грубообломочные породы , или псефиты (греч. псефос – камешек), состоят из обломков с размерами более 2 мм. По форме и размерам они подраз­деляются на окатанные и неокатанные, крупные, средние и мелкие. К окатанным относятся обломки, имеющие округленные или сгла­женные ребра (валуны, галечник, гравий и др.); неокатанные обломки всегда остроугольны (глыбы, щебень, дресва ). Псефиты с окатанными обломками, скрепленными цементом, называются конгломератами (рис. 24, а), а состоящие из неокатанных сцементированных обломков – брекчиями (рис. 24, б).

Таблица 2 Обломочные горные породы.

Группа пород	Размеры обломков, мм	Рыхлые породы		Сцементированные породы
		окатанные	неокатанные	окатанные	неокатанные
Грубообломочные (псефиты)				Конгломераты валунные	Глыбовые брекчии
		Галька, галечник		Конгломераты галечные
				Конгломераты гравийные
Песчаные (псаммиты)		грубозернистые		Песчаники: грубозернистые
		крупнозернистые		крупнозернистые
		среднезернистые		среднезернистые
		мелкозернистые		мелкозернистые
Алевриты		Алевриты		Алевролиты
				Аргиллиты

Среди брекчий выделяют несколько типов различного проис­хождения. К осадочным относятся брекчии, сформировавшиеся в результате осаждения остроугольных обломков различного состава в водной среде; брекчии оползней содержат обломки различной величины, имеющие одинаковый состав с цементом; тектонические брекчии несут следы давления, разбиты трещинами; в них как на обломках, так и в цементе часто встречаются гладкие, как будто бы полированные поверхности – зеркала скольжения.

Песчаные породы , или псаммиты (греч. псаммос – песок). В группу псаммитов входят породы с размером обломков от 0,1 до 2 мм. Рыхлые разновидности псаммитов называют песками, а сцементированные – песчаниками (табл. 2).

Псаммиты, состоящие из зерен одного минерала – кварца, гла­уконита и др., называют олигомиктовыми (греч. олигос – немногий, миктос – смешанный), а состоящие из нескольких минералов – полимиктовыми (греч. поли – много, миктос – смешанный). По относительной величине зерен псаммиты разделяются на равно­мерно-зернистые (сортированные) и разнозернистые (несортирован­ные).

По минеральному составу различают следующие главные груп­пы песчаных пород.

Кварцевые пески и песчаники, в которых кроме кварца в виде примесей встречаются полевые шпаты, слюды, глауконит и др.; цемент таких песчаников может быть кремнистым, глинистым, из­вестковым, железистым, фосфоритовым и др.

Магнетитовые и гранатовые пески и песчаники состоят из зёрен кварца и глауконита, встречаются редко.

Кварц-глауконитовые пески и песчаники состоят из зерен кварца (20-40%) и глауконита (60-80%) с небольшой примесью слюды и других минералов в зависимости от количества глауконита и интенсивности его окраски пески имеют более или менее яркий зеленый цвет. При выветривании, которое сопровождается разло­жением глауконита и образованием оксидов железа, цвет их ста­новится ржаво-бурым.

Железистые пески и песчаники обычно представляют собой кварцевые пески и песчаники, зерна которых покрыты коркой бурых железистых минералов – гётита и гидрогётита; цемент песчаников также железистый, поэтому цвет пород коричневый – от лилово-бурого до ржаво-коричневого.

Аркозовые пески и песчаники образуются при разрушении гранитоидов, поэтому в их состав входят кварц, полевые шпаты и небольшое количество темноцветных минералов – биотита, роговой обманки, пироксена; состав цемента песчаников разнообразен.

Граувакки – темно-серые, зеленовато-бурые или зеленовато-коричневые, часто плотно сцементированные псаммиты, сложен­ные главным образом зернами темноцветных минералов – амфи­болов, пироксенов и др. Это типичные полимиктовые образования.

Алевриты (рыхлые) и алевролиты (плотные) сложены частица­ми минералов размером от 0,1 до 0,01 мм. К алевритам относятся лёссы, супеси (алевритовый материал с песком), суглинки (алев­ритовый материал с глиной) и некоторые другие породы. Плотные алевролиты имеют цемент, который слабо отличается от цемента песчаников.

Пелиты , или глины (греч. пелёс – глины), – большая группа пород, образующихся в результате измельчения минеральных час­тиц до размеров 0,01 мм и менее, происходящего в процессе пере­тирания и химического разложения. По основным свойствам пелиты отличаются от обломочных пород: имея малые размеры, частицы пелитов не оседают на дно под действием силы тяжести, а обра­зуют суспензии.

Глины – породы, образующие с водой пластичную массу, твер­деющую при высыхании, а при обжиге приобретающую твердость камня. В сухом состоянии глины либо землистые, рыхлые, легко рассыпающиеся и растирающиеся, либо очень плотные. Насыщаясь водой, эта порода разбухает, размягчается и превраща­ется в пластичную вязкую массу, которая при дальнейшем добавле­нии воды приобретает способность течь; за счет гигроскопичности она способна поглощать до 70% (по объему) воды, а после полно­го насыщения водой становится водоупором и не пропускает воду. Чистые глины называют жирными , а со значительной примесью песка – тощими. В зависимости от количества песка различают песчанистые глины или глинистые пески; глины с примесью кар­боната кальция называют известковистыми.

Каолины – белые глины, сложенные каолинитом, образующиеся при выветривании полевошпатовых пород. В коре выветривания ка­олины Содержат примеси зерен кварца, чешуек слюды и других устойчивых к выветриванию минералов, входящих в состав исход­ной породы.

В коре выветривания пород, содержащих алюмосиликаты – гранитоидов и др., нередко встречаются специфические породы – бок­ситы. Это плотные породы, окрашенные в красные, реже в серые тона, состоящие главным образом из оксидов алюминия, часто с примесью оксидов железа, имеющие обломочную или оолитовую структуру.

Аргиллиты – это плотные, твердые (твердость до 3) породы, образующиеся в результате диагенеза глин. Последние при этом утрачивают ряд признаков, таких, как пластичность и водопоглощаемость.

(а. clastic rock, fragmented rock, detrital rock; н. klastische Gesteine, Trummergesteine; ф. roches detritiques, roches clastiques, roches agregees; и. rocas detriticas, rocas clasticas), — осадочные горные породы , состоящие целиком или преимущественно из обломков различных горных пород (магматических, метаморфических или осадочных) и минералов ( , полевые шпаты , слюды , иногда глауконит , вулканическое стекло и др.).

Различают обломочные горные породы сцементированные и несцементированные (рыхлые). В сцементированных обломочных горных породах связующим веществом служат карбонаты (кальцит, доломит), оксиды кремния (опал, халцедон , кварц), оксиды железа (лимонит, гётит и др.), глинистые минералы и ряд других. Облицовочные горные породы часто содержат органические остатки: целые раковины или их обломки — моллюсков, кораллов, криноидей и другие, стволы и ветви деревьев и т.п.

В основу классификации облицовочных горных пород положен структурный признак — размер обломков. Выделяются: грубообломочные породы, или псефиты , с размером обломков более 1 мм (несцементированные — глыбы , валуны , галька , щебень , дресва , гравий; сцементированные — конгломераты , брекчии , гравелиты и др.); песчаные породы, или псаммиты , с размером частиц 1-0,05 мм, по другой классификации, 1-0,1 (2-0,05 мм) (пески и песчаники); пылеватые породы, или алевриты , с размером частиц 0,05-0,005 мм (алевриты и алевролиты); глинистые породы, или пелиты , с размером частиц менее 0,005 мм (глины, аргиллиты и др.). Граница между алевритами и пелитами проводится по размеру частиц 0,005 (0,01 в других классификациях) мм. Глинистые породы могут быть как химические, так и обломочного происхождения. Выделяются также обломочные горные породы смешанного состава, сложенные обломками различной размерности, — песчаными, алевритовыми и глинистыми. К ним относятся широко распространённые, особенно среди современных континентальных отложений , различные суглинки и супеси . Дальнейшее подразделение обломочных горных пород в пределах структурных подтипов производится по минеральному составу обломков и другим признакам. К обломочным горным породам принадлежат также продукты вулканических извержений: вулканический щебень, пепел (рыхлые породы и их сцементированные разновидности — туфы), туфобрекчии и породы, переходные между обломочными и вулканогенными — туффиты и туфогенные породы (см. вулканогенно-осадочные породы).

При расчленённом рельефе и высокой динамике среды образуются грубообломочные породы, в условиях равнинного рельефа и небольшой скорости водных и воздушных потоков — песчаные, алевритовые и глинистые породы. Глинистые частицы осаждаются главным образом в спокойной воде . В прибрежной части морей и океанов на пляже и мелководье отлагаются галька и гравий , по мере движения вглубь бассейна они сменяются

Оболочка нашей планеты сложена из различных горных пород. Под океанами их толщина меньше, под возвышенностями встречаются образования до 80 км. Состав каменной оболочки Земли (литосферы) в разных местах различен. Более 10% от общего количества - это осадочная порода. Больше всего (70%) приходится на магматические образования. Остальная часть - это сложные породы, возникшие в результате воздействия высокого давления и температуры.

Определение

Горные породы - это, по сути, скопления минералов. Считается, что земная кора состоит из более чем 1000 различных образований. В простых породах (гипс, известняк) - один минерал. Базальт и гранит являются представителями сложных образований. Это результат геологических осадочных процессов.

Выделяют магматические горные породы, метаморфические и осадочные. Они различаются по внутренней структуре, имеют разные свойства, хотя часто являются предшественниками друг друга.

Осадочная порода залегает слоем. Частицы в ней размещаются в результате различного рода физических явлений. Самые простые и наиболее распространенные из них: разрушение (обламывание, дробление), перенос, отложение и осаждение. Так образуется обломочная порода. В ее составе могут преобладать минеральные вещества или органические остатки. Между ними могут происходить простые или сложные химические реакции с изменением существующих свойств или образованием новых веществ. Они могут протекать на суше или в водной среде.

Кругооборот

На нашей планете постоянно происходят разнообразные процессы. При формировании Земли ее поверхность постепенно остывала, образовалась кора. С течением времени она утолщалась. Если на поверхности планеты температурный режим во многом зависит от атмосферы, то в ее недрах вещества еще сохраняются в расплавленном состоянии. Магма в виде извержений вулканов временами находит выход и быстро остывает.

Подвергаясь выветриванию и другим воздействиям, с течением времени порода меняет свои свойства. Она крошится, осыпается, дробится. Найдя постоянство, частицы осаждаются, накапливаются, уплотняются. В подвижных слоях они постепенно погружаются вглубь. Меняются условия, повышается температура, давление, происходит обезвоживание, протекают химические реакции.

Порода из осадочной преобразуется в метаморфическую. Обычно в результате таких процессов происходит изменение внутренней структуры минералов. Вещества приобретают новые свойства: прочность, крепость, стойкость к воздействию среды. Геологические процессы продолжаются. Порода опускается ниже в зону высоких температур. Там она сначала разогревается, затем плавится, превращается в магму.

Оборот происходит по спирали. С каждым витком образуются новые соединения из-за того, что при трансформациях происходят сложные преобразования. Вещества вступают в химические реакции, в процессе осаждения добавляются новые компоненты, часто служащие катализаторами новых взаимодействий.

Классификация

Обломочная осадочная горная порода подразделяется в зависимости от величины частиц. Выделяют четыре таких группы. Частицы породы свыше 1 мм принято считать крупными; от 0,1 до 1 мм - песчанистыми; 0,1-0,01 мм - иловатыми; 0,01 - 0,001 - глинистыми.

Часто к существующей классификации добавляется деление пород в зависимости от преобладающих минералов и их соотношения. Они могут выступать как основа или связующее звено между частицами (например, кварцевые песчаники).

Рыхлые породы могут становиться более плотными, если подвергаются цементации. Процесс проходит при воздействии на основу связующего вещества: глины, гипса, карбоната, железа. В результате порода может иметь сложное название, к примеру: кремнистый или известковистый песчаник. Также существует градация по происхождению: речные, морские, ледниковые.

Структура и текстура

Порода в зависимости от состава минералов может иметь различное строение. То или иное ее состояние характеризуется рядом особенностей. Выделяют структуру породы и ее текстуру. Для первого определения имеет значение степень кристалличности зерен минералов, их форма и размер, а также соотношение составных элементов основы и цементного вещества.

Текстура - это больше внешнее проявление видимых признаков: пористость, массивность, сланцеватость или слоистость. В зависимости от совокупности этих особенностей материал породы имеет специфическую расцветку, которая может отличаться декоративностью.

Обломочная осадочная порода (мономинеральная) имеет более однородную текстуру. При «срастании» двух или более различных по характеристикам элементов образуются сложные по химическому составу и свойствам вещества. Такие породы (полиминеральные), как правило, имеют более пеструю окраску.

Размер и форма

Обломочная осадочная порода, имеющая заоваленные углы с крупностью частиц свыше 100 мм, называется валуном. Процесс окатывания происходит при интенсивном перемещении материала под действием природных сил. Такие же по размеру обломки, но угловатой формы принято называть глыбами. Частицы с размером 10-100 мм по такому же принципу подразделяют на гальку и щебень. Окатанный гравий и угловатая дресва - это порода с размерами 1-10 мм.

Дробление и окатывание чаше всего происходило под действием воды. Такой генезис (происхождение) принято разделять по речному, озерному и морскому типу. Отдельно выделяют породы, обработанные при перемещении ледников.

Пески (частицы размером 0,1-1 мм) разделяют на крупные, средние и мелкие. Лесс - пористая пылеватая полиминеральная порода илистого происхождения с обломками 0,1-0,01 мм. Самые мелкие частицы (менее 0,01 мм) относятся к глинам. Около 25% от общего их количества имеют зернистость даже менее 0,001 мм.

Химическая осадочная горная порода

Хемогенные процессы протекают при выпадении в осадок различных веществ из водных растворов. Значение прежде всего имеют соединения кальция и магния. Кроме этих процессов еще выделяют испарения растворов в замкнутой среде. Характерная особенность пород химического происхождения - наличие зерен оолитов (овальная или эллипсоидная форма) и сферолитов (игольчатые кристаллы). Текстура и окраска материалов может быть различной и зависит от преобладающих минералов.

Железистая осадочная химическая порода - это продукт выветривания основных пород. Марганцевые соединения образуются за счет коагуляции коллоидных растворов гидроокислов. Фосфориты и кремнистые породы образовывались при участии микроорганизмов. Основные компоненты поглощались ими из воды, перерабатывались и впоследствии откладывались в илистые отложения после отмирания. Соли образовывались в определенной последовательности. Сначала в осадок выпадали сульфаты (ангидрит и гипс), затем хлориды, последними - сернокислые калий и магний.

Известняк - осадочная порода

Это представитель мономинеральных отложений. Состоит известняк из кальцита и определяется по реакции с соляной кислотой, имеющей бурное проявление. Разделяют два вида происхождения: хемогенный и органогенный. Если можно определить, из какого вида органических останков состоит порода, ей дают конкретное название. Если классифицировать сложно, такой известняк определяют как ракушечник.

Раковины фораминифер, простейшие морские водоросли и отложения порошковидного кальцита образовали мел. Он также является разновидностью известняка. Материал широко применяется в народном хозяйстве и промышленности.

Химические процессы при образовании известняков изменяют внутреннюю структуру материала. Встречаются плотные образования с тонкими кристаллами. Оолитовые разновидности имеют вид мелких шариков или радиальных лучей. Минералы в них соединены между собой карбонатным цементом. Растворенный в подземных водах углекислый кальций, выпавший после этого в осадок, с течением времени превращается в известковый туф (траверин). Натеки кальцита в пещерах образовывают сталактиты и сталагмиты.

Применение

Осадочная порода широко используется в строительной промышленности. Валуны дробят и перерабатывают в штучный материал. Гравий и щебень идут на железобетонные изделия, применяются при укладе дорожного покрытия. Пески - это не только мелкий наполнитель бетонов, но еще и сырье для стекол, керамики, кирпича. Глины используются при производстве черепицы, огнеупорных материалов, также это компонент глиноземов. Некоторые сорта являются превосходными адсорбентами.

Магнезиты идут на изготовление вяжущих материалов. Кремний используют как абразивный материал. Из мела получают известь, он также используется в производстве пластмасс и резинотехнических изделий. Мергели - это лучшее сырье для производства цемента.

- — Тематики нефтегазовая промышленность EN rock debris … Справочник технического переводчика

Россыпи горных пород и драгоценных металлов - представляют собой результат выветривания массивных горных пород и распадения их in situ на угловатые различной величины обломки. Р. свойственны по преимуществу гористым странам с суровым континентальным климатом. Вода, попадая в трещины… …

ДЕЗИНТЕГРАЦИЯ (ДЕЗАГРЕГАЦИЯ) ГОРНЫХ ПОРОД - их распадение на обломки разл. величины без изменения состава. Происходит под влиянием физ. выветривания (колебаний температуры, растрескивания, под воздействием корней растений и др. причин). Геологический словарь: в 2 х томах. М.: Недра. Под… … Геологическая энциклопедия

Дезинтеграция пород - разрушение горных пород на обломки разного размера, без заметного изменения химического и минералогического состава … Толковый словарь по почвоведению

МАГНИТНЫЕ МИНЕРАЛЫ ОСАДКОВ И ОСАДОЧНЫХ ПОРОД - образуются в результате химических реакций при температуре, близкой к комнатной, и давлении порядка 1 атм (аутигенные минералы), как в условиях «гематитовой» высокого окисления (чаще), так и «магнетитовой» и даже «силикатной» зоны. В первом… … Палеомагнитология, петромагнитология и геология. Словарь-справочник.

Осадочные горные породы - … Википедия

Механогенные осадочные породы - Возможно, эта статья содержит оригинальное исследование. Добавьте ссылки на источники, в противном случае она может быть выставлена на удаление. Дополнительные сведения могут быть на странице обсуждения. (11 мая 2011) … Википедия

Осадочная порода

Осадочные породы - Содержание 1 Определение 2 Классификация осадочных горных пород 3 Генезис осадочных горных пород … Википедия

Земля - (Earth) Планета Земля Строение Земли, эволюция жизни на Земле, животный и растительный мир, Земля в солнечной системе Содержание Содержание Раздел 1. Общая о планете земля. Раздел 2. Земля как планета. Раздел 3. Строение Земли. Раздел 4.… … Энциклопедия инвестора

Глетчер - или ледник представляет ледяную реку, спускающуюся по долинам или с высоких гор, или в странах полярных. Г. служит одной из форм разгрузки того громадного запаса снега и фирна, который в значительном количестве выпадает выше снеговой линии. Для… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Книги

• Набор № 1 "Цветочная поляна" (394001) Купить за 506 руб
• Набор № 6 "Жил был пес" (394006) , . Вы с удивлением обнаружите насколько легок и занимателен процесс росписи природной гальки. Напомним, что галька - это плоские, окатанные текучей водой или морскимиволнами обломки горных…

ОСАДОЧНЫЕ ОБЛОМОЧНЫЕ, ПЕСЧАНЫЕ, ГЛИНИСТЫЕ И СМЕШАННЫЕ (ПЕСЧАНО-ГЛИНИСТЫЕ) ПОРОДЫ

Обломочные породы и их классификации

К этим классам относятся всем хорошо знакомые сыпучие породы - песок, щебень, галечник, гравий; сцементированные породы, среди которых самым известным является песчаник, а также глинистые породы - глина, суглинки, супеси.

Названные породы сильно отличаются друг от друга по составу и свойствам, но в природе переход от обломочных пород к глинистым очень постепенный, с большим количеством смешанных разностей, что задает необходимость рассмотрения данных классов в рамках одного раздела.

Классификация. В разделе рассматривается пять классов пород - крупнообломочные, песчаные, мелкообломочные, глинистые и смешанные. Для краткости условимся называть их всех вместе обломочными и глинистыми. Как можно видеть, все они классифицируются по размеру, форме обломков, цементации и связности (табл. 3.5).

Осадочные обломочные, глинистые и смешанные породы

Таблица 3.5

Структура и размер частиц, мм	Название породы
	Текстура
	Несцементированная		Сцементированная
	Угловатые	Округлые	Угловатые	Округлые
1. Крупнообломочные: более 1000			Глыбовая	Глыбовый конгломерат
	Неока - танные валуны (камни)		Валунная	Валунный конгломерат
		Галечник		Конгломерат
				Гравелит
2. Среднеобломочная - песчаная (0,05-2):	Пески (по преобладающей фракции): гравелистый (грубый)		Песчаники (по преобладающей фракции): гравелистый (грубый)
	пылеватый (тонкий)		пылеватый (тонкий)
3. Мелкообломочная - пылеватая: 0,002...0,05			Алевролит
4. Микрозернис- тая - глинистая: менее 0,002 (0,005)			Аргиллит
5. Смешанная	Песок пылевато-глинистый со щебнем и гравием, галечник с песчаным гравийным заполнителем и др.		Конгломерат песчанистый, гравелит песчанистый и др.		суглинок,

Состав. Эти породы состоят из продуктов механического и химического разрушения и преобразования других пород на поверхности земли. В подавляющем большинстве случаев они являются почвообразующим материалом, на них осуществляется большая часть строительства и прочего природообустройства, их чаще других называют словом «грунт».

В составе обломочных и глинистых пород выделяется три основные составные части - обломки, цемент и глинистый материал.

1. Обломочный материал - главная составная часть обломочных пород - каменный материал в составе глыб, валунов, гальки, гравия, щебня, песчинки, образующие песок, кварцевая минеральная пыль. Все это может быть представлено различными скальными или полускальными породами, и название исходной породы может быть только упомянуто - щебень гранитный, галечник известняковый, песок кварцевый. Булыжник, бут, голыш, брусчатка - естественный или специально обработанный и подобранный камень размером в десятки сантиметров, применяемый в строительстве для мощения дорог и кладки фундамента.

По форме выделяют два основных типа обломков - угловатые и округлые, также существует несколько переходных типов между ними (рис. 3.12).

Рис. 3.12. Каменные обломки различной формы: а - угловатые; б - округлые (окатанные); в - полуокатанные

Широко распространенную морену принято называть щебнистым суглинком, в то время как имеющиеся в ней каменные включения скорее ближе к округлой гальке, чем к угловатому щебню.

1.1. Обломки угловатой формы. Они образуются при выветривании и отламывании кусков от коренной монолитной породы.

В природе данный процесс интенсивнее всего развит на склонах; образующиеся в результате него обломки скапливаются у подножья склонов, образуя каменные осыпи. При горизонтальном рельефе угловатые обломки остаются на своем месте, и процесс выветривания быстро затухает с глубиной. Так образуются коры выветривания (рис. 3.13).

Рис. 3.13.

Породы осыпей и кор выветривания в зависимости от размеров обломков называют глыбами, щебнем, дресвой, хрящом. Они могут служить строительным материалом в местах своего распространения, хотя реально используемые в строительстве щебень, глыбы и т.п. значительно чаще являются искусственно дроблеными камнями, добываемыми в карьерах при помощи взрывов. На их основе можно получить более прочные материалы для строительства, чем при использовании выветрелого и трещиноватого естественного камня, тем более что большинство населения России проживает на равнинных территориях, где эти осыпи и коры выветривания практически отсутствуют.

• 1.2. Округлые (окатанные ) обломки приобретают такую форму в результате обработки водой (морским прибоем, реками, водноледниковыми потоками), реже - ветром. Из угловатых глыб образуются валуны, из щебня - галька, из дресвы (мелкого щебня) - гравий. Чем мельче обломки, тем чаще они бывают округлыми. Например, пески с угловатыми обломками в природе встречаются, но крайне редко. Пылеватая фракция - кварцевые обломки размером 0,002-0,05 мм всегда округлые. Из-за мелких размеров они начинают демонстрировать коллоидные свойства - легко слипаются между собой, а будучи взмученными, медленно оседают в воде.
• 2. Цемент. Некоторые породы в природе напоминают по своему сложению такие известные искусственные материалы, как отвердевший цементный раствор или бетон, тем, что состоят из каменных обломков, скрепленных между собой цементом. Не исключено, что идея создания бетона была заимствована людьми в природе. Природный цемент сходен по составу с некоторыми химическими осадочными породами. Он бывает карбонатным, кремнистым, сульфатным, железистым и глинистым - тогда его называют глинистым заполнителем. Карбонатный цемент сходен по составу с химическим известняком и определяется по реакции с кислотой. Кремнистый - наиболее прочный и твердый из цементов, иногда он имеет жирный блеск, с кислотой не реагирует. Сульфатный - не прочен, он царапается ногтем, изредка на нем видны сахаровидные кристаллы. Железистый цемент узнается по ржавому цвету. Глинистый цемент царапается ногтем, размокает в воде.

Образование цемента возможно двумя путями:

• 1) в морских условиях при одновременной аккумуляции химического осадка вместе с обломками;
• 2) за счет выпадения в осадок химического материала из подземных вод внутри обломочной толщи после ее накопления.

Породы с наиболее распространенными типами цементации представлены на рис. 3.14.

Рис. 3.14. Породы с различными типами цемента: а - базальный цемент; б - поровый цемент; в - контактовый

3. Глинистые минералы. В крупнообломочных породах глинистые минералы могут играть роль заполнителя между каменными частицами и фактически являться цементом. При смешении глинистых минералов с песчаным и мелкообломочным материалом образуются так называемые глинистые породы - суглинки, супеси и природные глины. Глинистые минералы приобретают при этом роль главного компонента, придавая всей смеси свойства глинистых пород, главные из которых - влагоемкость, водонепроницаемость и связность - способность делаться пластичной при увлажнении и твердой при высыхании.

Структура, гранулометрический и минеральный состав. Эти характеристики тесно связаны между собой. Структура материала определяется в зависимости от размеров частиц. Частицы определенного размера принято называть фракциями. Границы фракций взяты по ГОСТ 25100-2011 «Грунты», они с очень небольшими изменениями повторяют границы, принятые в геологической литературе, отличаются лишь названия фракций; геологические даны в скобках (табл. 3.6).

Таблица 3.6

Структуры и примерный состав обломочных, глинистых и смешанных пород

Структура и фракция - размер частиц	Примерный состав
1. Крупнообломочная (псефиты) - крупнее 2 мм	Обломки любых скальных пород
2. Среднеобломочная - песчаная (псаммиты) - 0,05-2 мм	Преобладает кварц, может присутствовать полевой шпат, прочих минералов совсем мало
3. Мелкообломочная - пылеватая (алевриты) - 0,002-0,05 мм	Кварц - практически вся фракция
4. Микрозернистая - глинистая (пелиты) - менее 0,002 мм (менее 0,005 мм)	Каолинит, монтмориллонит, глауконит и другие глинистые минералы, кварц, лимонит
5. Смешанная - обломочно-песчаная, песчано-глинистая и др.	Различные смеси частиц 1-4-й фракций

Известно, что чем мельче раздроблен материал, тем быстрее он растворяется и вступает в химические реакции. Поэтому среди обломков крупного размера (глыб, валунов, щебня, гальки) встречаются почти все породы за исключением наиболее растворимых - гипса, ангидрита, каменной и других солей. Среди обломков средних размеров встречаются в основном кварц - самый устойчивый к выветриванию минерал, реже полевой шпат, еще реже другие минералы. Среднеобломочные породы - это пески.

Среди мелкообломочных (пылеватых) частиц почти не встречаются другие минералы, кроме кварца. Породы - лёсс, алеврит, алевролит.

Микрозернистые породы сложены каолинитом, монтмориллонитом, гидрослюдами и другими глинистыми минералами. Породы - чистые глины.

Смешанные породы - чаще всего смесь песчаной, пылеватой и глинистой фракции - это глины, суглинки и супеси. Широко используются термины «песчано-глинистые» и «глинистые породы», употребляемые как синонимы.

Процентное весовое содержание частиц различных фракций называется гранулометрическим составом (грансоставом ). Для его определения образец грунта пропускается через набор сит с дальнейшим взвешиванием каждой фракции. Далее по небольшому набору правил породе дается формально правильное название (табл. 3.7). Это относится к несцементированным крупнообломочным, песчаным и отчасти некоторым глинистым породам, о чем речь пойдет ниже.

Таблица 3.7

Подразделение крупнообломочных и песчаных грунтов

Правильное присвоение названия песчаным и глинистым грунтам - важная задача геологии и грунтоведения. От типа грунта (фактически от наименования) зависят различные табличные значения параметров, входящих в расчеты оснований, что важно для проектировщиков. Поэтому грансостав наряду с другими лабораторными свойствами грунтов является одним из важнейших показателей свойств и в массовом порядке определяется при проведении изысканий.

Происхождение обломочных пород схематично показано на рис. 3.15.

Как можно видеть, все начинается в горных условиях с выветривания, обвалов и осыпания угловатых каменных обломков - так образуются природные глыбы и щебень. В процессе выветривания (химического) образуются также глинистые минералы , которые легко уносятся водой, а если разрушаются очень распространенные в природе граниты и гнейсы, то образуется также обломочный кварц с частицами песчаного и пылеватого размера.

Рис. 3.15.

За счет силы тяжести, склоновых процессов, временных водных потоков и рек угловатый обломочный материал попадает на морское побережье. Здесь к нему добавляется материал, образующийся за счет разрушения берега волнами. В зоне прибоя каменный материал дополнительно дробится, обломки округляются, образуются валуны, галечник, гравий, песок и кварцевая пыль - материал алевритов. Часть материала растворяется. Волнением и морскими течениями осадки относит на большую глубину, где, возможно, происходят цементация и превращение в сцементированные аналоги - конгломераты, гравелиты, песчаники, алевролиты.

Аналогичные процессы в меньших масштабах могут происходить за счет геологической работы горных рек, ледников и водноледниковых потоков. Если отсутствует фаза округления, то при цементации угловатого материала могут возникать осадочные брекчии.

Тектонические брекчии образуются в зонах тектонических нарушений. Обломочный материал получается при перемещении тектонических блоков вдоль плоскостей разломов, а цементация - за счет выделения химического осадка из подземных вод, легко циркулирующих по раздробленной зоне.

Искусственный галечник, искусственный пляж. При необходимости увеличения площади естественного галечного пляжа на побережье завозится щебень и сбрасывается в прибойную зону. Скорость округления обломков зависит от крепости исходной породы и обычно составляет несколько месяцев, после чего пляж вновь готов для использования. Искусственный пляж необходимо регулярно пополнять щебнем и защищать от размыва, так как в природе постоянно идут процессы перетирания гальки и уноса ее морскими течениями. Наращивание площадей песчаных пляжей выполняется аналогичным образом, но предохранение их от размыва еще сложнее.

Текстура обломочных, песчаных и смешанных пород. Породы этой группы обладают большим разнообразием текстур и сложения в силу разнообразия самих пород (табл. 3.8).

С точки зрения плотности сложения породы могут быть плотными, пористыми, микро- и макропористыми, трещиноватыми и выветрелыми. Плотными текстурами среди пород этой группы обладают только хорошо сцементированные брекчии, конгломераты, гравелиты, песчаники и алевролиты. Пористыми за счет промежутков между обломками и частицами являются все несцементированные породы - валунники, галечник, щебень, гравий, песок, алеврит и пр. Микропористые - все глинистые породы за счет невидимых невооруженным глазом микропор.

Пористость несцементированных обломочных и глинистых пород может составлять 20-35% и превышать 50% у лессов. Широко применяемые термины (плотная глина, плотный песок и т.п.) являются относительными и обозначают минимальную пористость этих пород, составляющую 10-25% объема. Для песчаных и глинистых пород пористость измеряется при изысканиях и является показателем, по которому вычисляется сжатие этих пород в основании сооружений.

По взаимному расположению частиц обломочные породы, как и большинство осадочных пород, бывают слоистыми и неслоистыми. Сильно уплотненные слоистые разности иногда называют сланцеватыми из-за внешнего сходства с группой метаморфических сланцев. В отличие от них осадочные сланцеватые породы размокают.

По связям между частицами (эту характеристику можно отнести и к структуре) обломочные породы определяются как несцементированные (сыпучие, рыхлые), сцементированные и связные (рыхлые). Термин «связные» употребляется в отношении песчаноТаблица 3.8

Текстуры и некоторые особенности сложения осадочных обломочных, глинистых и смешанных (обломочно-глинистых) пород

Вид текстуры	Характеристика
1. Текстура, определяемая плотностью сложения
1.1. Плотная	Поры не видны, в сухой образец вода не впитывается - сцементированные обломочные породы
1.2. Микропористая	Присуща глинистым породам. Точно пористость определяется в лаборатории. Некоторые образцы легкие
1.3. Пористая, мелкопористая, кавернозная	Поры видны невооруженным глазом. Это присуще слабосцементированным и несцементированным породам
1.4. Макропористая	Термин используется только в отношении лёссов, обладающих не только микропористостью, но и видимыми невооруженным глазом порами диаметром около 1 мм, называемыми макропорами
1.5. Трещиноватая	В породе имеются трещины
1.6. Вы ветрел ая	Трещины и пустоты в породе расширены в результате процессов выветривания. Порода ослаблена
2. Текстуры, определяемые по взаимному расположению частиц в породе
2.1. Слоистая: а) макрослоистая	Видна только в обнажении по изменению цвета, состава, сложения породы
б) мелкослоистая	Бывает видна в образцах
в) сланцеватая	Тонкая мелкая слоистость глинистых пород тугопластичной и твердой консистенции. Образцы разламываются на плитчатые блоки по напластованию
2.2. Неслоистая	Породы не обладают слоистостью - лёсс, морена
3. Текстуры, определяемые по связям между частицами
3.1. Сцементированная	Частицы породы скреплены между собой цементом
3.2. Несцементированная (сыпучая, рыхлая)	Частицы породы не скреплены между собой
3.3. Связная (рыхлая)	Присуща глинистым породам. Порода связана за счет коллоидных связей между частицами. Порода пластична при замачивании, становится твердой при высыхании, но не является ни монолитным, ни сыпучим материалом

глинистых пород. Они не представляют собой ни скальный, ни сыпучий материал. Они пластичны и текучи при увлажнении и становятся почти твердыми при высыхании.

Гидрогеологические и инженерно-геологические свойства сцементированных обломочных пород. Сцементированные породы могут быть как плотными непроницаемыми, так и пористыми, проницаемыми для воды - все зависит от соотношения промежутков между обломками и количеством цемента. Они могут быть также трещиноватыми, а если в составе сцементированной породы имеются карбонатные или сульфатные составляющие, возможно развитие карста, что дополнительно увеличивает проницаемость. Эти породы обладают обычными свойствами скальных и полускальных пород. Как основание они достаточно прочные и несжимаемые. Как материал для дробления на щебень широко используются только песчаники и алевролиты, хотя возможно использование и крупнообломочных пород. Для получения красивой облицовочной плитки применяются мраморные брекчии, для получения плитки, укладываемой на пол, - песчаники и алевролиты. Крепкий, хорошо сцементированный песчаник используется даже для изготовления ступеней, так как дает хорошую шероховатую поверхность. Тонкослоистые разности песчаника не требуется пилить - они дают природную плитку неправильной формы и подходят для укладки на дорожки.

Гидрогеологические и инженерно-геологические свойства несцементированных обломочных пород. Все несцементированные породы обладают хорошей проницаемостью, водообильностью, образуют водоносные горизонты, пригодные и удобные для эксплуатации. Чем крупнее обломки, тем больше проницаемость, тем больше коэффициенты фильтрации (см. ч. II, табл. 8.1). Галечники, щебень, гравий по своей проницаемости уступают только сильно пористым, трещиноватым и закарстованным скальным породам.

Пески - тоже проницаемая порода. Размеры песчинок варьируют от 0,05 до 2 мм. Также в десятки раз варьирует коэффициент фильтрации - он максимален у гравелистых песков и минимален у пылеватых.

Наибольшей распространенностью среди несцементированных обломочных пород обладают пески. Они часто залегают на поверхности, образуя грунтовые водоносные горизонты. Пески часто встречаются в разрезе, а будучи перекрыты сверху глинистыми породами образуют межпластовые водоносные горизонты пресных вод. Для целей проектирования строительства крупнообломочные грунты и пески в соответствии с ГОСТ 25100-2011 классифицируются по гранулометрическому составу, степени водонасыщения, пористости и некоторым другим показателям, определяемым лабораторно.

Наличие заполнителя из глины или органики сильно снижает проницаемость несцементированных пород. Галечники с глинистым заполнителем превращаются, по сути дела, в слабопроницаемые породы. Проницаемость глинистых песков с органикой уменьшается в десятки раз по сравнению с аналогичными породами без заполнителя. Как основание и среда сооружений несцементированные породы обычно не представляют сложностей, за исключением пылеватых и мелких песков, способных к проявлению плывунных свойств и морозному пучению. Валуны, глыбы, галечники, щебень, гравий - слабо сжимаемое основание.