Klastické horniny sú sedimentárne horniny, ktoré vznikli v dôsledku mechanického zničenia akýchkoľvek hornín a akumulácie výsledných úlomkov. Pozostávajú z úlomkov rôznych hornín a minerálov.
Klasifikácia klastických hornín Klasifikácia klastických hornín je založená na štruktúre klastov a menej často na minerálnom zložení. Častejšie sa používajú klasifikácie, ktoré sú založené na štrukturálnych znakoch - veľkosti a tvare fragmentov.
Spodná hranica klastických hornín je nakreslená vo veľkosti 0,005 mm, pretože pod týmto konkrétnym veľkostným intervalom väčšina klastických častíc stráca vlastnosti primárnych hornín a minerálov, z ktorých sú vytvorené. A keďže majú veľkú celkovú plochu povrchu častíc v pomere k objemu, podliehajú oxidácii, hydratácii, hydrolýze a nahradeniu novovytvorenými minerálmi, najmä vrstvenými silikátovo-ílovými minerálmi a chloritanmi. Tieto častice, ležiace nad veľkosťou 0,005 mm, tvoria sedimenty a horniny, ktorých štruktúry sú definované ako pelitické a samotné sedimenty a horniny sa nazývajú pelity podľa ich štruktúrneho názvu. S prihliadnutím na novovzniknuté, prevažne ílovité minerály, sa pelitolity nazývajú aj ílovité horniny.
Klastické sedimenty a horniny z častíc väčších ako 0,005 mm sú rozdelené do troch skupín podľa veľkosti úlomkov. Najmenšie z výrazu „silt“ sa nazývajú bahno a prachové kamene: ďalšie najväčšie sú z výrazu „psammit“, ktorý zaviedol A.T. Brongniar v roku 1813 sú psamity a psamitolity, najčastejšie nazývané piesky a pieskovce. A najväčšie z výrazu „psefyt“, ktorý navrhol A.T. Bronyar v tom istom roku 1813, sú psefity a psefytolity, nazývané aj hrubé, hrubé klastické horniny.
Základ hrubých klastických hornín tvoria úlomky hornín rôzneho minerálneho zloženia a genézy: vyvreté, metamorfované a sedimentárne. Menšie (piesky a kaly) sú zastúpené úlomkami jednotlivých minerálov.
Podľa minerálneho zloženia sa rozlišujú: monomiktické horniny - v ktorých jeden minerál tvorí najmenej 95%, oligomiktické horniny - prevládajúci minerál je 75-95% a polymiktické horniny - žiadny z minerálov netvorí 75%.
Rozhodujúcim dôkazom existencie reálnych jednotiek v rámci klastických sedimentov a hornín, prítomnosti hraníc medzi nimi a ich polohy je rozmiestnenie klastických hornín rôznych veľkostí v litosfére.
Podľa veľkosti fragmentov sa rozlišujú:
1) hrubé klastické horniny (psefity), pozostávajúce hlavne z úlomkov s priemerom väčším ako 2,0 mm;
2) stredne klastické (psammites), pozostávajúce z úlomkov s priemerom 2,0 až 0,05 mm;
3) jemne klastické (siltstone), pozostávajúce z úlomkov s priemerom 0,05 až 0,005 mm;
4) ílovité horniny (pelity) pozostávajúce hlavne z častíc s priemerom menším ako 0,005 mm (pozri tabuľku).
Tabuľka 1 - Klasifikácia klastických hornín
trosky, |
Štruktúra |
Voľná štruktúra |
Cementovaná konštrukcia |
||
uhlia |
Zaoblené |
uhlia |
Zaoblené |
||
Názov plemena |
|||||
Psefytický (hrubý klastický) |
|||||
Pebble |
|||||
Dresvyanyk |
Gravelit |
||||
Psammitovaya (stredne klastický) |
Pieskovec |
||||
Siltstone (jemný klastický) |
Siltstone |
||||
Pelitický (jemný klastický) |
pelit (hlina) |
Argillit |
Hrubé klastické horniny Patria sem horniny pozostávajúce z úlomkov s priemerom od 2,0 mm do niekoľkých metrov. V závislosti od štruktúry a textúry sa rozlišujú nasledujúce typy hornín.
Bloky sú uhlové úlomky s rozmermi nad 200 mm, drvený kameň sú uhlové úlomky s rozmermi od 200 do 40 mm a úlomky - od 40 do 2,0 mm. Ak sú úlomky uvedených veľkostí zaoblené, potom sa nazývajú balvany, kamienky a štrk (pozri prílohu A).
Cementovaný drvený kameň a drvina sa nazývajú brekcia.Osobitnú pozornosť si zasluhujú rudné brekcie, ktorých cement často obsahuje priemyselné nahromadenia medi, olova, zinku a iných kovov a cementované kamienky a štrk sú konglomeráty.
Konglomeráty sú rozšírené medzi starými morskými sedimentmi. Konglomeráty obsahujú priemyselné koncentrácie zlata a uránu (obrázok 1.2).
Obrázok 1.2 Ľadovcový zlepenec a pieskovec. okres Volozhin blízko ag. Rakov (foto autor)
Stredne klastické horniny. Patria sem v prírode rozšírené piesky a pieskovce. Piesky sú voľné nahromadenia úlomkov s veľkosťou od 2,0 do 0,05 mm a pieskovce sú úlomky rovnakej veľkosti spojené dohromady (pozri prílohu A).
Drobné klastické horniny Drobné klastické horniny zahŕňajú horniny pozostávajúce z úlomkov s veľkosťou od 0,05 do 0,005 mm. Voľné nahromadenia takýchto úlomkov sa nazývajú prachovce a stmelené prachovky.
Jedným z rozšírených predstaviteľov siltov je spraš, svetložltá hornina pozostávajúca z úlomkov kremeňa a živcov.
Prachovce sú stmelené horniny rôznych farieb a často majú tenkovrstvovú doskovú štruktúru (pozri prílohu B).
Zmiešané horniny Patria sem piesčité íly, ktoré obsahujú spolu s pieskom až 20-30% ílových častíc a íly, v ktorých sa počet ílových častíc zvyšuje na 40-50%. V súlade s tým sa menia vlastnosti hornín, čo sa prejavuje predovšetkým znížením plasticity za mokra z ílov na piesok (pozri prílohu B).
Ílové horniny Najbežnejšími sedimentárnymi horninami sú ílovité horniny, ktoré tvoria viac ako 50 % objemu všetkých sedimentárnych hornín.
Ílové horniny sa skladajú hlavne z drobných (menej ako 0,02 mm) kryštalických zŕn ílových minerálov. Okrem toho obsahujú rovnako malé zrnká chloritanov, oxidy a hydroxidy hliníka, glaukonitu, opálu a iných minerálov, ktoré sú produktmi chemickej deštrukcie rôznych hornín a čiastočne ílových minerálov. Treťou zložkou ílovitých hornín sú rôzne úlomky s veľkosťou menšou ako 0,01 mm.
Ílové horniny vznikajú v dôsledku chemických procesov vedúcich k akumulácii ílových minerálov a súčasnému zavádzaniu drobných klastických častíc.
Podľa stupňa litifikácie medzi ílovitými horninami sa rozlišujú íly a bahenné kamene sú vysoko zhutnené íly (pozri prílohu D).
Klastické sedimentárne horniny vznikol v dôsledku mechanického nahromadenia úlomkov už existujúcich hornín.
Klastické horniny sú tvorené úlomkami rôznych hornín a minerálov. Minerálne zloženie úlomkov obsiahnutých v klastických horninách je rozdielne a nie je rozhodujúce v názve tejto podskupiny hornín. Je pre nich dôležité založiť štruktúru, ktorá je určená najmä veľkosťou a tvarom úlomkov a prítomnosťou cementu.
Zloženie cementu môže byť:
· kremičitý,
· vápno,
· Marly,
· ílovitý,
· glaukonit,
· bitúmenový,
· žľazový atď.
Okrem jednoduchého cementu existuje ťažké(kombinácia dvoch alebo viacerých cementových látok). Cementy sa zvyčajne ľahko rozpoznajú: vápenaté - reakciou s kyselinou chlorovodíkovou, kremičité - podľa vysokej tvrdosti a mierne olejovitého lesku, železité - podľa hnedej farby, ílovité - podľa relatívne ľahkej nasakovateľnosti, bitúmenové - podľa vône atď.
Podľa veľkosti úlomkov sa rozlišujú tieto typy hornín (tabuľka 7):
1) hrubé úlomky (veľkosť prevládajúcich úlomkov je > 2 mm),
2) stredne klastický (0,1–2 mm),
3) jemné klastické alebo prašné (< 0,1 мм).
1. Hrubé klastiky horniny (psephytes, psephos, grécky - okruhliaky) - horniny pozostávajúce z úlomkov s veľkosťou od 2,0 mm do niekoľkých metrov v priemere.
V závislosti od štruktúry a textúry sa rozlišujú tieto hrubé klastické horniny:
Hrudky– nahromadenie hranatých úlomkov s priemerom viac ako 100 mm.
Rozdrvený kameň– hromadenie hranatých úlomkov s veľkosťou od 100 do 10 mm v priemere a trosky- od 10 do 2 mm.
Bloky, drvený kameň a úlomky sa zvyčajne vyskytujú v blízkosti skalného podložia, z ktorého vznikli.
Tabuľka 7
Základné sedimentárne klastické horniny
Názov podskupiny klastických hornín | Veľkosť odpadu, mm | Štruktúra a názov hornín | |||
necementované | cementované | ||||
z nezaoblených úlomkov | zo zaoblených úlomkov | z nezaoblených úlomkov | zo zaoblených úlomkov | ||
Hrubý klastický | > 100 | Hrudky | Balvany | Breccia | Konglomerát Gravelite |
100–10 | Rozdrvený kameň | Pebble | |||
10–2 | Dresva | Štrk | |||
Stredne klastický (piesočnatý) | 2–1 | Piesky | Hrubozrnný | Pieskovec (vhodná veľkosť zrna) | |
1–0,5 | Hrubozrnný | ||||
0,5–0,25 | Stredné zrno | ||||
0,25–0,10 | Jemnozrnný | ||||
Jemný klastický (silný) | 0,1–0,05 | Silt | Hrubozrnný | Siltstone | |
0,05–0,01 | Jemnozrnný |
Boulder– nahromadenie balvanov, zaoblených úlomkov s priemerom viac ako 100 mm. Balvany vznikajú pri prevalení blokov vodou. Balvanitá tráva sa pestuje v horských údoliach a pozdĺž skalnatých brehov morí a oceánov.
Pebble– zhluk okruhliakov – zaoblené úlomky s priemerom 100 až 10 mm.
Štrk– nahromadenie zaoblených úlomkov s priemerom 10 až 2 mm.
Okruhliaky a štrk vznikajú v dôsledku obrusovania a odvaľovania blokov, balvanov a drveného kameňa pohybom vody z riek, jazier a morí. Úlomky unášané riekou sa kotúľajú a získavajú vajcovitý tvar a tie, ktoré sa pohybujú vlnami jazier a morí, sú obrusované a často nadobúdajú koláčovitý (plochý) tvar.
Ako stavebný materiál sa používajú kamienky, štrk, drvený kameň, balvany, bloky. S ich ložiskami sú často spájané ryhy diamantov, zlata a platiny.
Breccia– hrubozrnná hornina pozostávajúca z stmelených úlomkov s ostrým uhlom (bloky, drvený kameň, úlomky). Fragmenty mineralogického zloženia aj veľkosti môžu byť homogénne alebo heterogénne (obr. 8a).
Konglomerát– hrubá hornina pozostávajúca z stmelených zaoblených úlomkov (kamienky, štrk, balvany). Zloženie fragmentov, ich veľkosť a cement sa môžu líšiť. Používajú sa ako stavebný materiál (obr. 8b).
A) |
b) |
Pri identifikácii hrubých hornín je potrebné vziať do úvahy nasledovné:
1) veľkosť úlomkov, limity kolísania ich priemerov a prevládajúca veľkosť;
2) tvar úlomkov;
3) zloženie odpadu;
4) pri cementovaných horninách je potrebné si všímať aj zloženie cementu, pevnosť a hustotu cementovania.
2. Stredne klastický(psammitické) horniny. Patria sem piesky a pieskovce (psamos, grécky – piesok).
Sands- sypké so zrnitosťou od 2 do 0,05 mm, pieskovce– fragmenty rovnakej veľkosti, spojené dohromady.
V závislosti od veľkosti úlomkov sa piesky a pieskovce delia:
· hrubozrnný (1–2 mm),
· hrubozrnné (0,5–1 mm),
· stredne zrnité (0,25–0,5 mm),
· jemnozrnné (0,1–0,25 mm).
Zloženie pieskov je často kremeň (kremeň je najstabilnejší minerál). Zrná kremeňa môžu byť zmiešané so zrnami živcov, sľudy, glaukonitu, kalcitu, magnetitu, oxidov železa atď. Ak v hornine prevláda niektorý z vyššie uvedených minerálov, názov piesku je uvedený podľa tohto minerálu.
Pieskovce v závislosti od zloženia cementu môže existovať
· žľazový,
· vápenatý,
· kremičitý,
· ílovité atď.
Najpevnejšie sú kremité pieskovce, pozostávajúce z kremenných zŕn. Ílovité pieskovce (obsahujúce v cemente prevažne ílovité látky) sú mäkké, ľahko vsakujú a mrazom sa rozpadajú. Vápnité pieskovce majú ako tmeliacu látku uhličitan vápenatý, často s prímesami dolomitu. Čím lepšie je cement kryštalizovaný, tým je pieskovec pevnejší.
Hustota piesku je 2,6–2,80 g/cm3. Pórovitosť pieskov v sypkom stave sa pohybuje od 27 do 62 %. Farba pieskov a pieskovcov závisí od farby prevládajúcich úlomkov a od farby tmeliacej hmoty (oxidy železa ich farbia na okrovožlto).
Piesky podľa pôvodu môže byť:
· jazero,
· more,
· rieka,
· vietor,
· akvaglaciálny.
Piesky a pieskovce sú často spájané s bohatými ryžami zlata, platiny, magnetitu a diamantu. Kremenné piesky a pieskovce sa používajú v sklárskom, brúsnom, keramickom a hutníckom priemysle. Piesky a pieskovce sa využívajú aj na stavebné účely.
3. jemné klastiky, alebo bahnité (bahnité) skaly. Zástupcami sprašových hornín sú spraše, hliny a piesčité hliny. Prvý z nich patrí k jemnozrnným kalom (aleuron, francúzsky - múka), druhý - k hrubozrnným. Ich vznik je spojený s činnosťou vetra, prechodnými a trvalými prúdmi.
1.5.2.2. Chemické a organogénne sedimentárne horniny
Chemické sedimentárne horniny vznikajú vyzrážaním chemického zrážania z vodných roztokov. Medzi tieto horniny patria: rôzne vápence, vápenatý tuf, dolomit, anhydrit, sadra, kamenná soľ atď. Spoločným znakom je ich rozpustnosť vo vode a lámavosť.
Organogénne sedimentárne horniny vznikajú ako výsledok akumulácie a premeny živočíšnych a rastlinných zvyškov, vyznačujú sa výraznou pórovitosťou a rozpúšťajú sa vo vode. Organogénne horniny zahŕňajú: vápencovú škrupinovú horninu, diatomit atď.
Prevažná väčšina plemien týchto dvoch skupín je zmiešaného (biochemického) pôvodu.
Skupiny chemických a organogénnych hornín sa zvyčajne delia do podskupín podľa zloženia:
· uhličitan,
· kremičitý,
· žľazový,
· halogenid,
· sírany,
· fosfát atď.
Horľavé horniny, príp kaustobiolity.
Uhličitanové horniny
vápenec - hornina pozostávajúca z minerálu kalcit. Stanovuje sa prudkou reakciou s HCl. Farba biela, žltkastá, šedá, čierna. Vápence sú organického a chemického pôvodu.
Organogénne vápence pozostávajú zo zvyškov organizmov, ktoré sa málokedy úplne zakonzervujú, častejšie sa drvia a následnými procesmi aj upravujú. Ak sa vápenec skladá z celých schránok, nazýva sa mušľový vápenec, a ak pozostáva z rozbitých schránok, nazýva sa to detritový vápenec.
Druh organogénneho vápenca je krieda, pozostávajúce najmä z drobných schránok foraminifer, práškového kalcitu a schránok prvokových mikroskopických rias. Krieda– biela zemitá hornina široko používaná ako surovina pre portlandský cement, bieliaci materiál a kriedu na písanie.
Vápence chemického pôvodu nachádza sa vo forme hustej jemnozrnnej hmoty:
– oolitické vápence– nahromadenie malých guľôčok škrupinovej alebo radiálne vyžarujúcej štruktúry, spojených vápenatým cementom;
– vápenatý tuf(travertín) je vysoko porézna hornina, ktorá sa tvorí v miestach, kde sa na zemský povrch dostáva podzemná voda bohatá na rozpustený hydrogénuhličitan vápenatý, z ktorého pri odparovaní oxidu uhličitého alebo pri ochladzovaní vody nadbytočný rozpustený uhličitan vápenatý rýchlo vypadáva;
Kalcitové sintrové útvary– stalaktity, stalagmity (obr. 9).
Vápence sa používajú ako stavebný materiál, hnojivo, v cementárskom priemysle a v hutníctve (ako tavivo).
Dolomit CaMg(C03)2 – pozostáva z minerálu s rovnakým názvom. Vzhľadovo je podobný vápencu, ale líši sa od neho reakciou s kyselinou chlorovodíkovou (reaguje v prášku), žltobielou, niekedy hnedastou farbou a väčšou tvrdosťou (3,4–4). Dolomity vznikajú v morských oblastiach hlavne ako druhotné produkty v dôsledku vápencov: horčík rozpustený vo vode interaguje a spája sa s kalcitom vo vápenci. Tento proces, nazývaný dolomitizácia, vedie k úplnému zničeniu organických zvyškov. Tenké vrstvenie nie je pre dolomity typické; často tvoria mohutné skalnaté útesy. Dolomity sa používajú ako tavivo, žiaruvzdorné a na hnojivá.
Marl– vápenato-ílovitá hornina, pozostávajúca z kalcitu a častíc ílu (30–50 %). Jeho farba je bledožltá, hnedožltá, biela, sivá. Navonok je opuka sotva rozoznateľná od vápenca; pozná sa to podľa povahy reakcie s kyselinou chlorovodíkovou, ktorej kvapka zanechá na povrchu sliepky špinavú, vlhkú alebo vybielenú škvrnu v dôsledku koncentrácie častíc ílu v mieste reakcie. Marl sa tvorí v moriach a jazerách (obr. 10).
![](https://i1.wp.com/helpiks.org/helpiksorg/baza6/34735450143.files/image014.jpg)
![](https://i1.wp.com/helpiks.org/helpiksorg/baza6/34735450143.files/image015.jpg)
Kremičité horniny
Môžu byť chemického (kremičitý tuf) alebo organického pôvodu (pazúrik, diatomit, opoka).
Kremičitý tuf (gejserit) pozostáva z poréznej (menej často hustej) hmoty opálu. Farba plemena je svetlá, niekedy pestrá. Tuf vzniká, keď vychádzajú na povrch horúce pramene, v ktorých je rozpustený oxid kremičitý.
Flint– jemnozrnný škvrnitý alebo pásikový agregát chalcedónu, kryptokryštalická odroda kremeňa. Vzniká z rozpadnutých kostrových zvyškov kremičitých organizmov, teda zo silikagélu, ktorý postupne stráca vodu a hustne sa mení na opál a následne na chalcedón. Často obsahuje inklúzie organických zvyškov. Farba je prevažne sivá až čierna alebo hnedá, vyskytujúca sa vo forme nodulov (uzlíkov) v kriedových vápencoch, nikdy nevytvárajú súvislé vrstvy. V dobe kamennej slúžil pazúrik pre svoju vysokú tvrdosť (rovnajúcu sa 7) ako dôležitý materiál na výrobu zbraní a nástrojov. V súčasnosti sa používa ako brúsny a leštiaci materiál.
Diatomit- pórovitá, svetlá, biela, svetložltá, sypká alebo stmelená hornina, ľahko rozomletá na jemný prášok, hltavo absorbuje vodu. Pozostáva z najmenších opálových schránok rozsievok, rádiolariánskych skeletov a špongiových ihlíc, nachádzajú sa tu aj zrnká kremeňa, glaukonitu a ílových minerálov. Používa sa ako filtračný materiál a na výrobu tekutého skla. Diatomit sa tvorí z kremeliny, ktorá sa nachádza na dne jazier a morí.
Banka– kremičitá, pórovitá hornina bielej, šedej, čiernej farby, často s lastúrovitým lomom. Najtvrdšie odrody sa pri náraze rozštiepia s charakteristickým zvonivým zvukom. Pozostáva z opálových zŕn a miernej prímesi zvyškov pazúrikových kostier organizmov stmelených kremičitou hmotou.
Železné horniny
Medzi horninami tejto podskupiny sú najbežnejšie siderit (FeCO 3 - železná drť) a limonit.
Limonit– mechanická zmes hydroxidu železa s piesčitým alebo ílovitým materiálom. Vzhľadovo ide najčastejšie o strukoviny (oolitové) alebo sintrové hmoty. Farba je žltá, hnedá, hromadí sa v močiaroch a jazerách, preto sa často nazýva bažina alebo jazerná ruda.
Halogenidové horniny
Od halogenidové horniny najbežnejší kamenná soľ, pozostávajúce z minerálu halit(NaCl), v prírode býva sfarbený do siva, červeno-žltkasté alebo červenkasté. Kamenná soľ sa zvyčajne vyskytuje vo vrstvách, má hrubozrnnú štruktúru a na slnku sa leskne. Tretina vyťaženej soli sa využíva ako potrava pre ľudí a zvieratá, zvyšok sa využíva v priemysle a na technické účely. V ložisku sa často striedajú vrstvy kamennej soli s vrstvami Sylvína(KCI).
Kamene kyseliny sírovej
Najrozšírenejšie sadra A anhydrit. Vznikajú zrážaním z vodných roztokov v plytkých jazerách a lagúnach suchých zón, kde vplyvom intenzívneho vyparovania vznikajú presýtené roztoky.
Halogenidové a síranové soli sa zvyčajne vyskytujú vo forme vrstiev medzi ílovitými horninami; posledne menované ich chránia pred rozpustením podzemnou vodou.
Sadra(CaS04 ∙ 2H20) – biela alebo mierne sfarbená; hrubozrnné alebo vláknité, s hodvábnym leskom. Od podobného anhydritu, ktorý má tvrdosť 3–4, sa líši nižšou tvrdosťou 1,5–2. Široko používaný v stavebníctve. Vypálením sadry sa z nej odstráni 75 % kryštalizačnej vody, ak sa však do vypálenej stavebnej sadry pridá voda, rýchlo ju znovu absorbuje, čím sa obnoví jej pôvodný obsah vody, čo je sprevádzané zväčšením objemu. To je základ pre technické využitie sadry ako cementu a spojiva.
Anhydrit(CaSO 4) - toto je názov samotnej soľnej horniny a minerálu, ktorý ju tvorí; je podobný kamennej soli, má belavosivú, žltkastú, modrastú farbu, ale má jemnozrnnú štruktúru a nemá slaná chuť. Používa sa pri výrobe minerálnych hnojív a v stavebníctve. Anhydritové vrstvy predstavujú nebezpečenstvo pri výstavbe tunelov, pretože pri vstupe vody extrémne silno napučiavajú a v dôsledku toho môžu stlačiť steny tunela.
Fosfátové horniny
Patria sem mnohé sedimentárne horniny obohatené vápenatými soľami kyseliny fosforečnej s obsahom P 2 O 5 do 12–40 % alebo viac. Fosforečnany vápenaté sú bežnejšie apatit.
Zahrnuté fosforitany sú pozorované nečistoty kremeňa, kalcitu, glaukonitu, zvyšky rádiolariánov, rozsievky a iné organické látky. Fosfátové horniny sa vyskytujú vo forme uzlíkov a plátov. Vznikajú chemogénne aj biogénne v moriach a na kontinentoch (v jazerách, močiaroch, jaskyniach). V moriach sa fosforitany vyskytujú, keď chemický sediment padá v hĺbkach od 50 do 150 m . Farba fosforitov je šedá, tmavošedá, čierna. Používajú sa ako suroviny na výrobu hnojív (superfosfát) a fosforu.
Kaustobiolity
Ide o veľkú skupinu horľavých uhlíkatých hornín organického zloženia a organogénneho pôvodu, a preto podľa prísnej definície nie sú skutočnými horninami. Ale na druhej strane sú integrálnou súčasťou pevnej zemskej kôry a sú čiastočne pozmenené do takej miery, že sa už nedá zistiť ich organická povaha, a preto sa zaraďujú medzi sedimentárne horniny.
Kaustobiolity vznikajú karbonifikáciou akumulácií rastlinného materiálu. Proces karbonifikácie spočíva v postupnom zvyšovaní relatívneho obsahu uhlíka v organickej hmote v dôsledku jeho úbytku kyslíka (a v menšej miere vodíka). Zvýšené tlaky a teploty spojené s horotvornými a vulkanickými procesmi spôsobujú diagenetické a metamorfné premeny uhlia.
Kaustobiolity sú pevné (rašelina, hnedé uhlie, čierne uhlie, antracit, grafit, roponosná bridlica, asfalt, ozokerit), kvapalné (ropa) a plynné (horľavé plyny). Vlastnosti pevných kaustobiolitov sú uvedené v tabuľke. 8.
Tabuľka 8
Vlastnosti pevných kaustobiolitov
Rašelina pozostáva z polorozložených zvyškov močiarov a drevín obsahujúcich uhlík (35–59 %), vodík (6 %), kyslík (33 %), dusík (2,3 %). Rašelina je sypká, hnedohnedá alebo čierna hornina. Podľa toho, z akých rastlinných zvyškov sa rašelina skladá, rozlišujú sphagnum, ostrica A trstinová rašelina. V surovej forme obsahuje rašelina až 85–90 % vody, po vysušení do suchého stavu v nej zostáva až 25 % vody. Rašelina sa používa na prípravu hnojív a technického vosku.
Hnedé uhlie obsahuje 67–78 % uhlíka, 5 % vodíka a 17–26 % kyslíka. Je to hustá tmavohnedá alebo čierna hmota so zemitým lomom, matným leskom a tmavohnedým pruhom. Tvrdosť 1–1,5; hustota 1,2 g/cm3. Hnedé uhlie obsahuje prímesi ílových minerálov, ktoré spôsobujú ich vysoký obsah popola.
Uhlie obsahuje uhlík až do 82-85%. Plemeno je čierne, husté, matný lesk, čierny pruh. Tvrdosť od 0,5 do 2,5; hustota
1,1–1,8 g/cm3.
Antracit obsahuje 92-97% uhlíka. Je to tvrdá, krehká hornina sivočiernej farby so silným polokovovým leskom. Zlomenina je zrnitá, konchoidná. Tvrdosť 2,0–2,5; hustota antracitu je 1,3–1,7 g/cm3. Farba pomlčky je svetlo čierna. Vytvára sa pri vysokom tlaku a teplote (nie nižšej ako 300 °C).
Grafit– kryštalický uhlík; Ide o vysoko metamorfované uhlie, ale môže byť aj anorganického pôvodu.
Roponosná bridlica– bridlicové, ílovité alebo slienité horniny, ktoré obsahujú organickú hmotu vo forme rozptýleného sapropelu (hnilobný kal). Roponosná bridlica je tenkovrstvová a má tmavosivú alebo hnedú farbu; Vznikli pri nahromadení odumretých mikrorias a planktónu. Používajú sa ako lokálne palivo a na výrobu kvapalných a plynných prchavých látok, z ktorých sa získavajú ropné produkty, plyn, síra, sušiaci olej, triesloviny, farby, pesticídy na ochranu rastlín.
Olej je zmes kvapalných a plynných uhľovodíkov. Podiel ostatných prvkov (dusík, kyslík, síra atď.) predstavuje 1–2 %. Vo vzhľade je to olejovitá kvapalina, farba sa mení od takmer bielej, žltej až po tmavohnedú; podľa toho sa mení aj hustota - od 0,76 do 1,0 g/cm3. Len asfaltové oleje majú o niečo vyššiu hustotu.
Amber(C 10 H 16 O) – stvrdnutá živica ihličnatých stromov, ktoré rástli pred 25–30 miliónmi rokov. Jantár je amorfný. Jeho farba je biela, žltá, hnedastá. Tvrdosť 2–2,5. Priehľadné alebo priesvitné. Lesk je mastný alebo matný. Hustota 1,05–1,1 g/cm 3, topí sa pri teplote 300 °C. Horí a uvoľňuje príjemnú vôňu. Pri trení ľahko elektrizuje. Vyskytuje sa vo forme blokov medzi piesčitými skalami. Používa sa v klenotníckom priemysle a v niektorých lekárskych prípravkoch.
Hlavné sedimentárne horniny organického a chemického pôvodu sú uvedené v tabuľke. 9.
Tabuľka 9
Hlavné horniny organického a chemického pôvodu
Klasické horniny. Pozostávajú z úlomkov erodovaného podložia alebo minerálov, niekedy so zvyškami rozbitých fosílnych schránok. Ich klasifikácia vychádza z veľkosti, stupňa zaoblenia a cementácie úlomkov (tab. 13 a tab. 14), ktoré závisia od pevnosti a odolnosti horninového podložia (deštruovaného) voči procesom zvetrávania, ako aj od štádia vývoja horniny: zvetrávanie. , denudácia, akumulácia alebo diagenéza. Takže voľné horniny z hranatých uvoľnených úlomkov sú produktmi (výsledkami) fyzikálneho zvetrávania; zo zaoblených – zvetrávanie, prenos (denudácia) a akumulácia (sedimentácia) sypkých sedimentov. Cementované klastické horniny prešli vo svojom vývoji štádiom diagenézy, počas ktorej sa medzi úlomkami vytvárali karbonátové alebo kremičité minerály, prípadne jemné klastické minerály - íly. Voľné horniny sú zvyčajne mladé, kvartérne a ležia blízko povrchu, stmelené horniny sú staršieho veku. Väčšina stmelených hustých klastických hornín sa hromadí na dne morí a oceánov, kam sa v konečnom dôsledku prenáša veľa produktov zvetrávania, a preto sa takéto horniny nazývajú aj pozemský(odstránené z kontinentov - pevnina). V prípade klastických hornín sa pojem „štruktúra“ často zamieňa s „textúrou“, takže možno jednoducho charakterizovať štruktúru hornín.
Rozdrvený kameň A trosky pozostávajú z nezaoblených úlomkov rôznych najodolnejších hornín a minerálov a líšia sa veľkosťou úlomkov. Majú eluviálne (produkty zvetrávania hornín zostávajúce v mieste ich vzniku) a deluviálne (vznikajú pri pohybe a hromadení úlomkov hornín na svahoch a na úpätí kopcov resp.
Tabuľka č.12
Charakteristika rozšírených sedimentárnych hornín a pôd
Meno a trieda (klasické, chemický, biochemické) |
Minerálne zloženie (tvorba skál) a chemické zloženie |
Štruktúra |
Farba a iné charakteristické vlastnosti |
Trieda a typy pôd (podľa distribúcie veľkosti častíc, priepustnosti vody, pevnosti a stlačiteľnosti, mäknutia, plasticity, slanosti, rozpustnosti atď.) |
|
textúra |
Štruktúra |
||||
Pieskové, klastické Pieskovec Konglomerát Vápence rôznych textúr Diatomit Kamenná soľ Anhydrit |
Dokončené Skontrolované
Tabuľka 13
Sedimentárne klastické horniny (kľúč)
Podľa veľkosti úlomky, mm |
Cementované |
minerály |
Štruktúra |
||||||||
Ostrý uhlový |
Zaoblené |
Ostrý uhlový |
Zaoblené |
Štruktúra |
textúra |
||||||
klastický -> 2…>100 |
Hrudky > 100 Rozdrvený kameň - Dresva – |
Konglomerát |
rôzne plemená |
Štruktúru cementovaných hornín určuje cement |
Voľné, zaoblené alebo nezaoblené, klastické alebo cementové |
||||||
klastický, |
Pieskovce |
kremeň, olivín, živce, granátové jablko atď. |
|||||||||
klastický, |
Siltstones |
Prachové častice kremeňa atď. |
|||||||||
klastický |
Bahenné kamene |
kaolinit, montmorillonit atď. |
Tabuľka 14
Základné štruktúry stmelených klastických hornín
Názov skupín štruktúr |
Názov hlavných štruktúr |
Vlastnosti |
Vplyv na vlastnosti horniny |
Psephyta |
Pebble Štrk Shchebnevaya Dresvyanaya |
Charakteristika zlepencov: zaoblené úlomky s rozmermi 10...100 mm Charakteristika gravelitov: zaoblené úlomky s veľkosťou od 2…10 mm Pozorované v brekciách a húsenových lesoch. Typický je nezaoblený tvar úlomkov s priemerom 10 ... 100 mm (drvený kameň) a 2 ... 10 mm (drvený kameň). |
Vlastnosti a stabilita, okrem veľkosti úlomkov, závisia od ich minerálneho zloženia, povahy a druhu cementu |
Psamitaceae |
Hrubé zrno Stredné zrno Jemné zrno |
Pozorované v pieskovcoch so zrnitosťou |
Vlastnosti a stabilita hornín, okrem veľkosti úlomkov, závisia od minerálneho zloženia úlomkov, povahy a typu cementu |
Silty |
prachovca prachovca |
Typické pre prachovce so zrnitosťou 0,1…0,05 mm Typické pre prachovce so zrnitosťou 0,05...0,005 mm |
Nie je odolný voči poveternostným vplyvom: tvrdý za sucha, tvrdý za mokra zmäknú, napučia vo vode, niekedy nasiaknu, až úplne stratia súdržnosť |
Pelitický |
Typické pre blatníky a zhutnené íly menšie ako 0,005 mm |
hory) pôvod, spočíva v myšlienke tenkých krytov a chodníkov na úpätí, ktoré pokrývajú takmer celý zemský povrch. Keďže najtrvanlivejšie podložie je zachované vo forme drveného kameňa a sutiny, tieto usadeniny majú koeficient pevnosti v priemere 1,5.
Kamienky a štrk Od drveného kameňa a trosiek sa líšia zaoblením úlomkov, ku ktorému dochádza pri dlhodobej preprave na značné vzdialenosti. Stupeň zaokrúhľovania a triedenia je mimoriadne rôznorodý. Delia sa na fluviálne, jazerné, morské a ľadovcové usadeniny, vyskytujúce sa vo forme vrstiev a šošoviek. Dutiny medzi okruhliakmi a štrkom sú dosť veľké. Kamienkové a štrkové zrná nemajú prakticky žiadnu schopnosť kapilárneho vzlínania vody, sú však vysoko priepustné a ľahko uvoľňujú vodu.
Okruhliaky a štrk majú veľký praktický význam ako ľahko triediteľný a spracovateľný stavebný materiál. Používajú sa na prípravu betónu, pri výstavbe ciest a pri montáži filtrov do hydraulických konštrukcií.
Sands- sypká hornina pozostávajúca zo zaoblených alebo ostrých zŕn rôznych minerálov a hornín rôznych farieb. Prevládajú kremenné piesky, ale často sa spolu s nimi vyskytujú aj zrná živcov, sľudy, magnetitu a iných minerálov. Niekedy sa nachádzajú piesky pozostávajúce takmer výlučne zo zŕn dolomitu, magnetitu, bridlíc, úlomkov schránok alebo hornín. V závislosti od podmienok vzniku môžu byť piesky riečne, jazerné, morské, ľadovcové a dunové, líšia sa vrstvením, guľatosťou, minerálnym zložením a ďalšími vlastnosťami.
Pórovitosť pieskov je podstatne menšia ako pórovitosť iných klastických hornín (spraše, ílu); zvyčajne sa rovná 30...40 %. Medzi veľmi dôležité vlastnosti piesku patrí jeho schopnosť nemeniť objem pri sušení a navlhčení a schopnosť absorbovať, prechádzať a uvoľňovať vodu. Piesok nasýtený vodou môže tiecť a na svahoch sa objavuje pohyblivý piesok. Piesok, ktorý je nasýtený vodou, ale nemá schopnosť pohybu a erózie, môže byť spoľahlivým základom. Piesky majú nízky kapilárny vzostup vody. Koeficient pevnosti 0,5...0,6. Filtračný koeficient 1…1400 cm/h.
Sands majú veľký praktický význam ako materiál na stavebné účely, na výrobu kameniny, porcelánu a skla; ako materiál na filtrovanie vo vodovodných zariadeniach a na iné účely.
Loess- zmes drobných zŕn (0,05...0,005 mm) kremeňa, častíc ílu a kalcitu, silne rozprášená, čiastočne vo forme lastúrovitých drobných guľôčok, žltkastobielej, svetlej, pórovitej horniny, ktorá sa po mletí mení na prášok. Vyznačuje sa vysokou súdržnosťou častíc a môže vytvárať strmé niekoľkometrové útesy. Spraš obsahuje veľa tenkých zvislých rúrok so stopami koreňov rastlín; veľa vápenatých konkrécií (žeriavy alebo drevené kukly) bizarného tvaru. Typická spraš sa vyznačuje absenciou vrstvenia. Je rozšírený na zemskom povrchu a zaberá asi 4 % pôdy. Väčšina vedcov považuje typickú spraš za eolický útvar, existujú však hypotézy o jeho pôdno-eluviálnom, deluviálnom, proluviálnom a dokonca glaciolakustrínskom pôvode. Spraš je špecifická pôda vďaka svojim inžiniersko-geologickým vlastnostiam: keď je suchá, môže slúžiť ako základ pre stavby, ale keď je navlhčená, podlieha silnému zhutneniu, čo vedie k výraznému poklesu. Pokles spraše je dôsledkom jej vysokej pórovitosti a pôsobenia vody, ktorá mení štruktúru spraše. Koeficient pevnosti je 0,8, pre skvapalnenú spraš 0,3. Koeficient filtrácie prachu 0,51…1,62 cm/h.
íly– jemne rozptýlené horniny, ktoré obsahujú najmä ílovité minerály – produkty chemického rozkladu (hydrolýzy) kremičitanov, hlavne živcov. Spolu s ílovými minerálmi
– kaolinit, montmorillonit a iné, íly obsahujú nečistoty vo väčšom či menšom množstve častice kremeňa, živcov a iných minerálov vrátane hydroxidov železa – hnedý limonit. Ílové horniny sú najrozšírenejšie na zemskom povrchu a medzi sedimentárnymi horninami, ktoré tvoria 50 % ich celkového objemu.
íly sa delia na mastný A chudá. Prvé sú na dotyk mastné, ich farba je najčastejšie sivá, svetlošedá, zelenošedá. Obsah kaolinitu je v nich vysoký – od 40 do 70 %. Tieto hliny sú vysoko odolné voči vysokým teplotám. Druhé - chudé íly - sú na dotyk menej mastné a pozostávajú z drobných čiastočiek živcov a kremeňa, ako aj kaolinitu v množstve menšom ako 40...10%. Maľované sú prevažne žltými, žltohnedými, červenohnedými farbami rôznych odtieňov s oxidmi železa.
Podľa podmienok vzniku sa íly delia na primárne, čiže zvyškové a sekundárne, čiže sedimentárne íly. Zvyškové íly sú produktmi hydrolýzy silikátov a hlavne živcov. Sekundárne íly vznikli na úkor primárnych ílov ich horizontálnym premiestňovaním a spätným ukladaním do nádrží a priehlbín, vyznačujú sa lepším triedením a obsahom tuku.
Íly v suchom stave sú tvrdé a predstavujú hustú horninu, ktorá sa dá rozdrviť na prášok. Majú výraznú pórovitosť; suché íly silne absorbujú vodu a keď sa stanú plastickým, uvoľňujú túto vodu veľmi pomaly (pozri tabuľku 9). Zároveň citeľne zväčšujú objem – napučiavajú. Íly sa vyznačujú vysokou nasiakavosťou - až 70% svojho objemu, kapilárnym vzlínaním a pri nasýtení vodou vodeodolnosťou (vodeodolnosť). Prispievajú k rozvoju zosuvov na primerane strmých svahoch; Poskytujú artézsku (tlakovú) vodu ako krycie vrstvy. Pod vplyvom vonkajšieho zaťaženia sú nespevnené odrody hliny značne stlačené, ale toto stlačenie nastáva veľmi pomaly a môže trvať stovky rokov. Ťažké budovy postavené na takejto hline môžu spôsobiť výrazné a často nerovnomerné osídlenie.
Ílové pôdy zahŕňajú piesčitá hlina, hlina a hlina. Piesočnatá hlina Je to prechodná hornina od pieskov k ílom. Množstvo ílových častíc v nich je 3...10%. Pri vyvaľkaní v rukách sa mokrá piesočnatá hlina drobí. Filtračný koeficient piesočnatej hliny 0,01…36 cm/h. Hlina obsahuje viac ílových častíc - 10...30%, svojimi vlastnosťami pripomína hlinu, ale mokrá hlina pri rolovaní a ohýbaní v rukách praská. Filtračný koeficient hliny je 0,06…5,0 cm/h. Hlina obsahuje viac ako 30% ílových častíc, vďaka čomu sa dá povraz z mokrej hliny zvinúť do bagela. Koeficient pevnosti hliny je 1,0. Filtračný koeficient 0,000002… 0,001 cm/h. Hlinené kamene sa medzivrstvia a rýchlo vyklinujú cez oblasť distribúcie.
Kaolínové íly sa používajú v porcelánovom a papierenskom priemysle, mastné íly sa používajú ako ohňovzdorný materiál a chudšie íly sa používajú na výrobu tehál, dlaždíc a keramiky. Fullingové íly, vyznačujúce sa schopnosťou absorbovať tuky a oleje, sa používajú na čistenie vlny, látok atď. Glaukonitové íly vytvárajú dobrú zelenú minerálnu farbu a železité íly vytvárajú červené farby, jantár, sienu a okr.
Argillit(alebo bridlica) je veľmi zhutnená jemnoklastická ílovitá hornina s výrazným vrstvením, niekedy prechádzajúcim do olistenia. Skladá sa z drobných čiastočiek kaolinitu, vločiek muskovitu, chloritanu, drobných zrniek kremeňa s prímesou častíc uhlíka a hydroxidov železa, a preto má často tmavú až čiernu alebo hnedastú farbu. Bridlice sa vyskytujú vo forme vrstiev, horizontálnych alebo zvrásnených, porušených zlomami.
Ílové bridlice sú zvyčajne rozšírené v zvrásnených oblastiach: na Kaukaze, Urale atď. Odrody tmavošedej farby s tenkou platňovou štruktúrou sa nazývajú strešné bridlice. Bridlicové bridlice majú čiernu farbu v dôsledku prítomnosti uhlíkatých látok. Bitúmenové a ropné bridlice sú plošné horniny čiernej a tmavosivej farby, bohaté na bitúmen.
Ako veľmi stabilná strešná krytina sa používajú ílovité bridlice s dobrou separáciou tenkých dosiek. Vyrábajú sa z nich schodiskové stupne, soklové lišty, dlažby, parapety, panely, stolové dosky a umývadlá. Namiesto mramoru sa v elektrotechnike používajú bridlice, ktoré neobsahujú prímesi rudných minerálov. Odpad z výroby strešných krytín a bridlice sa využíva na výrobu asfaltu a umelých cestných kameňov.
Inžiniersko-geologická charakteristika - ílovité bridlice sa od ílov líšia podstatne väčšou tvrdosťou. Koeficient pevnosti silnej ílovitej bridlice je 4. Dočasná pevnosť v tlaku je 60…200 MPa.
Pieskovce– stmelené husto vrstvené piesky rôznej pevnosti, vznikajúce diagenézou, zhutňovaním sypkých sedimentov pod ťarchou nadložných sedimentov. Na základe absolútnej veľkosti sa pieskovce delia na hrubozrnné, stredne zrnité a jemnozrnné pieskovce. Pozostávajú prevažne z najbežnejšieho a fyzikálne a chemicky stabilného kremeňa. Podľa mineralogického zloženia cementu sa pieskovce delia na kremičité, vápenaté, ílovité, železité a sadrovcové (pozri tabuľky 9, 13 a 14). Vyskytujú sa vo forme vrstiev a šošoviek.
Pieskovce sú rozšírené v Karélii, v centrálnych oblastiach Ruska, v regióne Volga a na Urale. Pieskovce sa líšia minerálnym zložením pieskových zŕn: monominerálne (zvyčajne kremeň), polyminerálne arkóza (pozostávajúca z kremeňa, živcov a sľudy) a droby (pozostávajúce z úlomkov rôznych hornín, amfibolov, kremeňa, živcov a sľudy), ako aj cement (pozri tabuľku 9).
Pieskovce sú široko používané ako stavebný materiál, najmä tam, kde nie sú iné kamenné stavebné materiály. Odrody pieskovcov bohaté na kyselinu kremičitú (najmenej 97%) sa používajú ako cenné suroviny dinasu. Pieskovce s kremičitým cementom sú široko používané v stavebníctve ako sutina, niektoré odrody sa úspešne používajú na výrobu mlynských kameňov.
Mechanická pevnosť pieskovcov sa značne líši v závislosti od pórovitosti, vlhkosti, tmeliacej látky, ako aj od štruktúry a veľkosti zŕn (pozri tabuľku 9). Pórovité pieskovce často obsahujú artézske vody, ropu a horľavé plyny. Pevnosť v tlaku sa pohybuje od 40...140 MPa. Koeficient pevnosti 2…15.
Breccia A konglomerát– stmelené horniny pozostávajúce z nezaoblených úlomkov hornín s ostrým a zaobleným uhlom (pozri tabuľku 13) a jemnejšej tmeliacej hmoty. Zloženie fragmentov brekcie v porovnaní s konglomerátmi je menej zložité, pretože oblasť demolácie fragmentov, ktoré tvoria brekcie, je oveľa menšia ako fragmenty, ktoré sú súčasťou konglomerátov. Klastiky zvyčajne patria k jednému alebo niekoľkým typom hornín. Trosky v konglomerátoch boli prepravované na veľké vzdialenosti počas dlhých časových období z mnohých miest. Zloženie cementu môže byť rôzne: vápenaté, kremičité, železité, ílovité. Breccia sa vyznačuje heterogenitou v zložení cementu, na rozdiel od homogenity zloženia úlomkov.
Breccia vzniká pri tektonických a zosuvných procesoch akumuláciou produktov deštrukcie (úlomkov) hornín na úpätí svahov. Vulkanické brekcie vznikajú cementáciou hrubých sopečných výronov; tufová brekcia - značné množstvo popola. Konglomeráty sú vyrobené z trosiek, ktoré sa nahromadili pozdĺž brehov morí, horských riek a jazier. Suť je stmelená rôznymi chemickými zlúčeninami vypadávajúcimi z vody (vápno atď.) a usadzovaním malých čiastočiek hliny. Vyskytujú sa vo forme vrstiev malej hrúbky - desiatok, niekedy niekoľko sto metrov. Sú distribuované hlavne v zložených oblastiach: Ural, Kaukaz a tiež v zónach zosuvov pôdy. Vďaka hranatému tvaru úlomkov sú brekcie pevnejšie ako zlepence a sú vhodnejšie ako stavebný kameň. Breccia je cenená ako obkladový kameň pre svoju krásu.
Klastické horniny sú teda veľmi rôznorodé v zložení, štruktúre a vzorcoch výskytu; vyklinovať a nahrádzať sa navzájom pozdĺž nárazu skál (v ploche) aj v hĺbke. Kontinentálne moderné klastické horniny, zvyčajne voľné horniny, majú hrúbku niekoľkých metrov až stoviek metrov, pričom pokrývajú celý zemský povrch. Práve v týchto horninách, medzi striedaním a utláčaním klastických a ílovitých hornín, musia stavitelia často vykonávať svoju prácu. Morské terigénne klastické horniny, rozprestierajúce sa na veľkých plochách, majú hrúbku stoviek až tisícov metrov, ako aj vyšší vek. V rovinatých oblastiach v rámci plošín ležia pod pokryvom kontinentálnych sedimentov, v zvrásnených oblastiach často ležia blízko zemského povrchu a spadajú do rozsahu inžinierskej činnosti.
Tabuľka 15
Chemogénne a biogénne horniny (kľúč)