Как используются осадочные горные породы

Химические породы

Все обучались в школе и изучали общие принципы образования осадочных пород. Сейчас мы с вами немного поговорим о самых известных нам химических породах.

Что такое осадочные породы?

Множество физико-химических процессов происходят на планете Земля. Как результат, плотность осадков увеличивается. Со временем они трансформируются. Данный вид занимает больше 70% Земли. Что самое интересное, большинство этих пород на самом деле полезные ископаемые или содержат их.

Существует три основных категории осадочных пород:

Одним из самых главных признаков всех химических пород является их минеральная составляющая. Если изучать их под микроскопом, тогда и глинистые породы будут обнаружены. Как определить осадочные породы? Самым главным опознавательным признаком осадочной породы является их слоистая текстура. Она образуется в разных условиях, созданных для их накопления. Если переместить в другую местность и изменить условия образования, тогда все изменения отразятся на данных породах. Возможно, изменится состав или полностью прекратится поступление необходимого материала.

Возьмите одну породу и разрежьте её. Вы сможете наблюдать образованные слои, разграниченные разными напластованиями, что обуславливается их составом и строением. Каждый из пластов одной породы имеет разные по составу составляющие. Слои – это тела, которые имеет более плотную текстуру и разную толщину. Она может быть несколько метров, а временами не больше 20 миллиметров. Если тщательно изучить образцы и их слои, вы сможете с точностью выяснить все условия их образования, и то, какие именно условия они претерпели за всё это время.

В процессе изучения пород придаётся огромное значение пористости, проницаемости для воды, газа, нефтяных продуктов и самой нефти, и, конечно, прочности и устойчивости под давлением разной массы. При внешнем рассмотрении видны только самые крупные поры. При детальном изучении с использованием микроскопов можно увидеть более мелкие и изучить их свойства.

Структуризация всех осадочных пород рассказывает об их происхождении. Например, глинистая порода сложена из мельчайших зёрен глинистого минерала – имеет пелитовую структуру; хемобиогенная может состоять из трёх структур: аморфная, органогенная (накопленные временем скелетные части организма и их составляющих частей), кристаллическая.

Масса осадочных пород – это продукты химического выветривания горных пород, которые были размыты материалами.

Классификация осадочных горных пород

Коллоидно-осадочные породы глинистые:
пластичные
непластичные

Глины: каолинитовая, монтмориллонитовая, полимиктовая; суглинок
Глина сухарная, аргиллит

Ископаемые угли:
гумусовые
сапропелита

Материалы, оказывающие влияние на осадочные породы

Все материалы, которые влияют на образование осадочных пород, изначально делятся на две группы:

Несколько групп, химической и органогенной породы, которые разделяются на несколько подкатегорий:

Практическое применение химических осадочных пород

Данные породы имеют как теоретическую, так и практическую составляющую. Не все знают, но большое количество данных пород мы постоянно используем в повседневной жизни. Именно эти виды пород используются в строительстве и сельскохозяйственной деятельности. Наверно, вы не знали, что больше 90% всех полезных ископаемых добывается именно из таких осадочных пород. Например, цемент, пески, большое количество разнообразных удобрений и масса других полезных материалов, которые мы давно и успешно используем в жизни.

Из мелководных морских месторождений добывается марганец в чистом виде, а ещё песок с глиной. 7% хромовой руды добывается в основном из магматической породы. Все составляющие черной металлургии добываются целиком. К ним относятся коксовый уголь, разные подвиды известняка, флюсы, песок формовочный.

Добыча цветного и лёгкого металла варьируется от пятидесяти до ста процентов этих пород. Добыча магния происходит из магнезита и некоторой части доломита. Титановая руда на 80 процентов состоит из осадочных пород, медные руды на 72 процента. В эту группу входят глина, сланцы, известняк и вулканогенные породы.

Практическое использование карбонатолитов

Карбонатные породы, или карбонатолиты, это осадочные породы, которые по большей части состоят из карбонатного минерала. К таким относятся кальциты, доломиты, арагониты, сидериты, магнезиты, анкериты и пр. Несколько карбонатолитных пород относятся к родохрозитолитам (руды с марганцем) или манганолитам, также отдельно существует группа соды (карбонат натрия).

К сведению, категория карбонатолитов прочно располагается на втором месте по занимаемой площади в стратосфере. Она составляет больше 20 процентов осадочной оболочки Земли, пропуская в лидирующие позиции только глину. Изучение данной группы пород началось более двухсот лет назад.

Классификация терригенно-карбонатных пород

Порода

Карбонатные минералы, %

Терригенная составляющая, %

Источник

Осадочные горные породы

У этих пород бурная история: они видели динозавров, пережили всемирный потоп, другие катаклизмы. А сегодня делают жизнь людей легче и приятнее.

Что представляют собой

Осадочные горные породы – разрушенные или перемещенные ветром, смытые водой фрагменты пород (магматических либо метаморфических).

Это результат нескольких процессов:

Разнообразие «осадочной» группы не отменяет объединяющих свойств пород. Это твердость не выше средней, полиминеральный состав, слоистость структуры, залегание пластами.

Они формируются на поверхности или небольших глубинах суши, дне водоемов при малой температуре и давлении, осаждаясь из воздуха или воды.

Породы этой группы составляют десятую часть земной коры, но «расползлись» на три четверти поверхности Земли.

Их изучает наука литология. За пределами России она называется седиментологией (от латинского sedimentum – осадок).

Стадии формирования

Осадочные породы разных видов формируются миллионы лет. Но этапы процесса образования идентичны.

Диагенез

Осадок на суше либо дне водоема – это нестойкое образование из компонентов разного агрегатного состояния (твердые частицы, газы, жидкости).

Под влиянием биоорганизмов в его толще и внешних природных процессов запускается процесс преобразования:

Диагенез занимает десятки или сотни тысяч лет, во время которых создается осадочный слой толщиной 12-55 м, иногда больше.

Катагенез

На этой стадии происходят кардинальные преобразования по структуре, текстуре, минералогическому составу.

Они обусловлены влиянием внешней среды: температуры, давления, минералогического состава воды, радиации.

Осадочные пласты еще больше уплотняются, окончательно обезвоживаются, избавляются от неустойчивых соединений, биоорганизмов.

Результатом становится образование новых минералов.

Метагенез

Преобразование осадочных пластов на данной стадии обусловлено теми же, но более выраженными природными факторами:

Результат – максимальное уплотнение осадочного материала, изменение минерального состава, структуры, текстуры. Зерна укрупняются, исчезает хаотичность в расположении, обнуляется присутствие останков фауны.

В финале осадочные породы перемещаются в группу метаморфических.

Способ образования

По способу образования выделяют следующие классы пород:

Возраст в сотни миллионов лет, природные катаклизмы плюс условия формирования обусловили расплывчатость, переходные стадии между группами осадочных пород.

Осадочные породы называются вторичными.

Классификация

Разработано деление пород осадочного происхождения на группы в соответствии с физико-химическими характеристиками.

Обломочные

Состоят из обломков минералов, останков биологических организмов (известковые стволы, ветви деревьев, скелеты животных).

Эту группу составляют алевриты, галечники, пески и их фрагменты.

Обломки бывают сцементированы глинистым веществом разного состава: железистым, кремнистым, карбонатным. Но плотность все равно мала – максимум 2 г/см3.

Габариты обломков – от 0,01 до 10+ мм. У них разная форма (почти всегда гладкая, но не обязательно круглая).

Вулканогенно-обломочные

Чаще фигурируют в литературе как вулканогенно-осадочные или пирокластические.

Порождены вулканизмом, поэтому их находят вблизи вулканов – действующих или спящих сотни лет. Причем на суше или под водой.

Фактически это смесь продуктов извержения вулканов: пеплов, пемзы, песков, шлаков.

Пемза в природе

Глинистые

Дисперсные продукты – результат химического преобразования алюмосиликатных и силикатных компонентов материнских пород.

Группа объединяет более полусотни позиций с разным минеральным, химическим и органическим составом.

Общая характеристика глинистых пород – доминирование частиц микроскопических габаритов (0,01-0,001 мм).

Выделено два типа – собственно глины и аргиллиты.

Биохимические

Биохемогенные и органогенные породы созданы в результате осаждения из растворов или концентрации органических веществ. В процессе задействованы разные организмы либо продукты их жизнедеятельности.

Это нефть, уголь, торф.

Типичные представители

Номенклатура минералов осадочного происхождения насчитывает сотни названий.

К осадочным горным породам относится опал и янтарь.

Опалы – это окаменевшие деревья и скелеты мелких животных, янтарь – затвердевшая смола хвойных деревьев возрастом 26-31 млн. лет.

Янтарь зеленого цвета

Где используются

Сырье осадочного происхождения присутствует повсеместно:

Сырье осадочного происхождения недорого, по высокой цене идут лишь декоративное материалы. Например, разновидность известкового туфа травертин. Ее используют как покрытие стен, каминов, материал столешниц, других подобных изделий. Янтарь и опал забирают ювелиры, собиратели минералогических коллекций.

Осадочные породы добывают по всей планете миллионами тонн, добыча ведется открытым или шахтным способом.

Значение для науки

Возраст осадочных горных пород – 55 – 280 млн. лет. Кроме практического применения, они – союзник ученых.

В осадочных слоях находят остатки вымерших организмов хорошей сохранности. По ним восстанавливается геологическая, биологическая, климатическая история планеты за сотни миллионов лет.

Например, бурый уголь изучают палеоботаники. Глыбы сохраняют отпечатки флоры, произраставшей на Земле эпохи динозавров или раньше.

Источник

Осадочные горные породы — определение, виды, как образуются и что к ним относиться

Известно, что вся земная кора состоит из множества горных пород. Все породы можно разделить на три вида: осадочные, магматические и метаморфические. Об осадочных горных породах читайте в этой статье.

Что такое осадочные горные породы

Осадочные горные породы – те породы, которые образуются на дне океанов, морей и озер, формируясь из разрушенных ранее горных пород, из-за выпадения химических элементов или скопления продуктов жизнедеятельности организмов.

Осадочные породы можно найти на небольших глубинах суши, на дне водоемов. Все осадочные породы имеют такие качества как средняя твердость, залегание пластами, слоистость. Осадочными горными породами занимается наука литология.

Как формируются осадочные горные породы

Осадочные горные породы образуются миллионы лет. В их формировании можно выделить 3 этапа: диагенез, катагенез, метагенез. О каждом из них подробнее:

Способы образования осадочных горных пород

Классификация осадочных пород и примеры

Из-за разности состава пород и неодинаковых условиях появления, ученые делят их на несколько групп: обломочные, глинистые, вулкагенно-обломочные, биохимические:

Как человек использует осадочные породы

Сначала стоит сказать, что осадочные породы составляют половину всех пород в металлургической промышленности. Они могут быть во всех трех агрегатных состояниях – жидком, твердом и газообразном.

Вклад осадочных пород велик – при изготовлении карандашей используют графит, при строительстве – мрамор и известняк, глину для производства посуды, соль используют как естественный консервант и без нее не обходится ни одно блюдо. Нефть, газ и уголь используются как топливо для машин и для отопления.

Подведем итоги

Осадочные горные породы – породы, образующиеся из разрушенных ранее пород или химических элементов на дне водоемов или на небольшой глубине земной коры. Их изучает наука литология.
Осадочные горные породы образуются в 3 стадии – диагенез, катагенез, метагенез.

Все горные породы делятся на обломочные, вулкагенно-обломочные, глинистые, биохимические.
Осадочные породы делятся на 4 группы по способу образования – механогенные, хемогенные, органогенные и смешанные.

Человек использует осадочные горные породы во всех сферах своей жизни – готовка, строительство, производство канцелярии, обслуживание машины и отопление в домах.

Источник

Осадочные и изверженные горные породы: особенности и применение

Происхождение горной породы – осадочное или изверженное – определяет ее основные свойства, такие как прочность, водопоглощение, износостойкость. Как следствие, горные породы разного происхождения находят применение в различных отраслях строительства и промышленности.

Осадочные горные породы

Породы этого вида образовались вследствие отложения органических материалов или в результате механического разрушения других пород (выветривание). Возникновение глинистых пород обусловлено глубокими изменениями химического состава материнской породы.

Преимущественно осадочные породы отличаются невысокой прочностью, пористостью, высоким водопоглощением. При этом зачастую они обладают хорошей теплопроводностью.

В строительстве наиболее распространено использование песчаника, доломита и разновидностей известняка. Так, плотные известняки применяют для облицовки, песчаники – в кладке фундаментов и стен неотапливаемых помещений, а также для изготовления плит и бордюров. Известняковый (доломитовый) щебень используют в приготовлении легких бетонов.

Изверженные горные породы

Существует два вида изверженных (магматических) горных пород – глубинные (интрузивные) и излившиеся (эффузивные). При этом у каждой интрузивной горной породы есть излившийся аналог, не отличающийся от нее по химическому и минеральному составу. Однако прочность таких пород различна.

Глубинные горные породы обладают так называемой гранитной структурой. Это придает им большую, чем у эффузивных аналогов, прочность и износостойкость. Излившиеся породы остывали близко к земной поверхности, поэтому структура у них аморфная или стекловидная.

В строительстве обычно используют гранит (наиболее популярный материал), габбро и эффузивный аналог последнего – базальт.

Гранит и габбро отличаются высокой прочностью, широко используются для различных целей – облицовка, в том числе гидротехнических сооружений, изготовление высококачественного щебня. Базальт, отличающийся твердостью и хрупкостью, приобретает особую прочность при переплавке.

К эффузивным изверженным породам относятся пемза и вулканический туф. Эти породы отличаются отличными теплоизоляционными качествами. Также они используются для изготовления мелкофракционного щебня (заполнитель легких бетонов).

Источник

Как используются осадочные горные породы

Широкое применение в качестве строительного камня имеют породы, содержащие в основном СаСО3, MgCO3 • СаСО3 и SiO3, называемые соответственно известняками, доломитами и песчаниками. Известняк, мел и другие породы (гипс, ангидрит, магнезит) используют как сырье для производства вяжущих веществ; для изготовления кирпича и других искусственных камней применяют глину и песок, а для бетонов — песок и гравий.

Большинство осадочных пород имеет более пористое строение, чем плотные изверженные породы, а следовательно, и меньшую прочность. Некоторые из них сравнительно легко растворяются (например, гипсы) или распадаются в воде на мельчайшие нерастворимые частицы (например, глины).

Образование осадочных пород

Изверженные породы,находящиеся на поверхности земли, под влиянием смен температуры и влажности постепенно покрываются сетью тончайших трещин, разрыхляющих верхние слои. Замерзающая в трещинах вода, увеличиваясь в объеме, расширяет их, и порода постепенно распадается на отдельные куски и зерна (песок).

Этот процесс иногда усиливаемый действием ветра, называют физическим «выветриванием» породы.
Поверхность кусков камня и зерен песка, подверженная воздействию атмосферы и воды, гораздо больше, чем поверхность исходной массивной породы, что усиливает разрушающее действие окружающей среды. Сильнее всего действует вода с растворенными в ней углекислотой и кислородом. Например, гранит под влиянием колебания температуры и действия воды, содержащей углекислоту, разрушается, образуя природный щебень, песок (в основном кварцевый) и глину.

Текучие воды уносят щебень, песок, глину и другие образовавшиеся вещества, а затем отлагают их в новом месте, сортируя нерастворимые частицы по размерам. Вынесенные же растворимые вещества впоследствии отлагаются из пересыщенных растворов при испарении воды или в других особых условиях. Природный щебень истирается при движении воды или льда и превращается в более или менее окатанный гравий.

Осадочные породы, в зависимости от условий их образования, делят на следующие основные группы:

Кроме рыхлых пород (песок, гравий, глина) встречаются также осадочные породы (конгломераты, песчаники) зерна которых сцементированы различными природными «цементами». Эти цементы находились в растворенном или коллоидальном состоянии в воде и выпали в толще рыхлых осадков, сцементировав их зерна в сплошные горные породы различной плотности.

Осадочные породы существенно отличаются от изверженных по строению и составу, а следовательно, и по свойствам. Осадочные породы большей частью слоисты, поэтому их называют иногда пластовыми.

Известняки и доломиты

Известняки состоят главным образом из СаСОз. Если же в них присутствует и доломит, то их называют доломитизированными. Известняки образовались главным образом из скелетных остатков растительных и животных организмов, населявших моря. Эти остатки (целые или, чаще, разрушенные) впоследствии были сцементированы углекислым кальцием. Кроме органогенных, встречаются известняки химического происхождения, образовавшиеся вследствие выпадения углекислого кальция из водных растворов.
Для строительства наиболее важны следующие виды известняков:

Пористые известняки

Плотные известняки

Природными цементы

Наиболее широко применяются в строительстве обыкновенные плотные известняки. Они состоят из мелких зерен СаСО3, связанных или непосредственным сцеплением кристаллов или различными природными цементами:

Известняки редко бывают вполне чистыми; в большинстве случаев кроме СаСО3 они содержат различные примеси кремнезема, окислов железа, глины, доломита и др.
Окремнелые известняки, содержащие некоторое количество кремнезема, обычно более прочны и стойки, чем другие виды известняков.

В зависимости от относительного содержания СаСО3 и глины породам дают названия. Наличие глины в известняке можно установить по величине коэффициента размягчения и пробой на водостойкость при многократном попеременном насыщении водой и высушивании. Наименее стойки известняки с глинистыми гфослойками. Мергелистые известняки и мергели в качестве строительного камня не применяют, их используют как сырье для производства цемента.

Цвет известняков зависит от примесей: при содержании органических веществ он серый, темносерый; при наличии окислов железа — желтый, бурый и красноватый; присутствие тонко распределенного серного колчедана пирита (FeS2)— придает светлому известняку сероватый или синеватый оттенок.

Из-за разнообразия состава и строения известняков строительные свойства последних различны и их нельзя установить только внешним осмотром. Плотные на вид известняки иногда легко разрушаются из-за наличия в них незаметных на глаз примесей глины или серного колчедана (FeS2).

При оценке качества известняков необходимо установить:

Благодаря широкому распространению и сравнительной простоте добычи и обработки обыкновенные известняки доломитизированные известняки и доломиты применяют в строительстве чаще, чем другие породы. Их употребляют в виде бутового камня для фундаментов, стен неотапливаемых зданий или жилых домов в районах с теплым климатом, а наиболее плотные породы применяют в виде плит и фасонных деталей — для наружных облицовок зданий.

Известняковый щебень часто используют при устройстве щебеночных дорог и в качестве заполнителя для бетона. Наконец, известняки широко применяют как сырье для получения вяжущих веществ — извести и цемента.

Ракушечники

Известняки-ракушечники образовались из более или менее крупных обломков раковин, сцементированных, углекислыми (известковыми или известково-магнезиальными) солями, нередко с примесью глины, кремнезема и т. д. В результате получились сравнительно крупнозернистые породы. В отдельных случаях встречаются мелкопористые и более прочные разновидности ракушечников, сложенных из мельчайших обломков раковин (так называемые раковинно-шламовые известняки).

Для наружных стен зданий наиболее пригодны ракушечник с объемным весом около 1200—1300 кг/м3 и с прочностью при сжатии 10—50 кг/см2.
В ряде мест на побережьях Черного и Каспийского морей: (например, в Молдавии, Одесской области, ряде районов Крыма и Азербайджана) ракушечник является основным материалом для кладки стен и перегородок; наиболее же плотные разновидности ракушечников и раковинных известняков используют и для кладки фундаментов, цоколей, наружной (отчасти и внутренней облицовки стен, а щебень ракушечника используется как: заполнитель для бетона и даже железобетона.

Строительные материалы и изделия из ракушечника

Камни из пористых пород. Раковинные известняки, ракушечники и туфы легко распиливаются на камни правильной формы и разных размеров.

К пиленому камню из ракушечника предъявляются следующие требования:

Ракушечник должен выдерживать не менее 10 повторных циклов замораживания и оттаивания в воде (при 20-25°) без видимых признаков разрушения, сохраняя при этом не менее 75% прочности (по сравнению с прочностью насыщенных водой образцов, не подвергавшихся замораживанию).

Основные размеры камней из ракушечников и других пористых пород 390х190х188 мм. Номинальные (т. е. с учетом толщины шва раствора при кладке) размеры камня вообще должны быть кратны установленному единому строительному модулю — 100 мм. В данном случае номинальные размеры камней будут равны 400х200х200 мм, если толщину вертикальных швов принять равной 10 мм, а горизонтальных — 12 мм. Иногда изготовляют и более крупные камни, размеры которых (считая со швами кладки) также должны быть кратны 100 мм.
Сравнительно небольшая теплопроводность ракушечников и туфов дает возможность применять их для стен жилых, общественных и промышленных зданий.

Известковые туфы

Известковые туфы, образовавшиеся в результате выпадения СаСОз из холодных или горячих углекислых подземных вод,
обладают различной пористостью и, следовательно, разной прочностью. Очень пористые, ноздреватые туфы имеют объемный вес 1400—1700 кг/м3 и прочность до 100—150 кг/см2. Прочность при сжатии у более плотных разновидностей с равномерно распределенными мелкими порами доходит до 800 кг/м2. При высокой морозостойкости известковые туфы являются хорошим материалом для наружной облицовки зданий.

Источник