Песчаные породы (псаммиты)

В общем ряду осадочных образований песчаные породы представляют собой часть более обширного класса обломочных или терригенных, отложений, сложенных обломками горных пород и минералов, возникших преимущественно за счет механического разрушения существовавших ранее магматических, осадочных и метаморфических пород. Физическое разрушение материнских пород и механическое перераспредделение образовавшихся при этом обломочных продуктов является главным процессом, определяющим наидолее характерные черты осадочных пород

Генетическая классификация осадочных пород, предусматривает выделение трех классов осадочных пород - - - обломочные, в том числе эффузивно-обломочные, как продукты механического разрушения пород

- глинистые, (глины), в том числе эффузивно-осадочные, как продукты химического разложения с примесью продуктов тонкого раздробления –химическое преобразование теригенного материала, сопровождающееся возникновением новых соединений и минералов, в наибольшей степени химическим изменениям подвергаются частицы меньше 0,005мм, обладающие большой по сравнению с объемом поверхностью соприкосновения с окружающей средой

- породы химические и биохимические, в том числе эфузивно –осадочные, как продукты химческого разложения и выпадения из растворов- прямое химическое осаждение веществ из истинных коллоидных растворов, осаждение веществ растворенных в воде, с помощью организмов

- угли и битумы, как продукты фотосинтеза, - накопление продуктов фотосинтеза из газов атмосферы и воды в результате жизнедеятельности организмов,

- породы смешанные, в том числе эффузивно-осадочные, как продукты резкого смешения разного материала, накопление твердых продуктов вулканических извержений.

- Если один из перечисленных процессов становится ведущим, происходит образование существенно глинистых осадков, химических, органических продуктов фотосинтеза или пирокластических отложений

Песчаные породы состоят из обломочных (аллотигенных) и аутигенных минералов. Среди обломочных минералов породообразующими являются кварц, полевые шпаты, слюды, глауконит, обломки горных пород. Глауконит может быть обломочным (имеет такие же размеры зерен, как и другие обломочные минералы породы и несет следы окатанности) и аутигенным (слагает цемент породы или встречается в виде конкреционных образований – микроконкреций). Глауконитит – порода сложенная преимущественно из аутигенного глауконита.

Второстепенные и акцессорные минералы песчаных пород чаще всего представлены:

магнетитом, ильменитом, цирконом, рутилом, гранатом, турмалином, апатитом, эпидотом, монацитом и др. Значительно реже встречаются: пироксены, амфиболы, дистен, силлиманит, корунд. Иногда они содержат золото, платину и некоторые драгоценные камни.

Аутигенные минералы слагают цемент песчаников. По минеральному составу цемент песчаников бывает глинистым ( каолинит, гидрослюды и др.), карбонатным (кальцит, доломит, реже железистые карбонаты), кремнистым (опал, халцедон, кварцин, кварц), железистым (окислы и гидроокислы железа). Значительно реже встречается цемент, состоящий из минералов группы хлорита, цеолитов, фосфатов, сульфатов.

Во многих песчаниках цемент полиминеральный: глинисто-карбонатный, кремнисто - глинисто - карбонатный и т.п. Некоторые песчаники содержат зерна или стяжения сульфидов железа.

Многие песчаники содержат примесь органического – углистого или битуминозного вещества.

По количеству и структуре цемента различают песчаники с базальным, поровым и контактным цементом. По способу образования цемента – песчаники с регенерационным (обрастание обломочных зерен тем же минералом с одинаковой оптической ориентировкой каемок), коррозионным (цементация с частичным растворением обломочных зерен), кристификационным (обрастание зерен), пойкилитовым (цемент состоит из крупных монокристаллов, в которых рассеяны обломочные зерна) и цементом механического выполнения пор.

В химическом отношении песчаные породы характеризуются высоким содержанием кремнезема, иногда повышенным количеством глинозема и железа.

По составу обломочного материала песчаники и алевролиты делятся на три группы:

Мономинеральные – состоящие из одного минерала (чаще всего кварца). Широко распространены кварцевые, сравнительно редко встречающиеся полевошпатовые и глауконитовые пески и песчаники.

Олигомиктовые - из двух минералов (чаще всего кварца и полевого шпата). К ним относятся – кварцево-полевошпатовые, полевошпатово – кварцевые, глауконитово-кварцевые, и др.

В составе мономинеральных и многих олигомиктовых пород обычно преобладает кварц – 80-99%.

Полимиктовые (поликомпонентные, полиминеральные) - из трех и более минералов (чаще всего кварца, полевого шпата, слюды и некоторых др).

. Точная диагностика таких пород производится под поляризационным микроскопом. В условиях буровой возможно отнесения их лишь к классу – олигомиктовые, полимиктовые и мономинеральные

Полимениральные разности представлены аркозами, грауваками и породами смешанного состава.

Аркозовыми песчаниками и аркозами называют песчаные породы, состоящие из кварца, полевых шпатов и слюды.. Они представляют собой продукты разрушения гранитов и гнейсов. Содержание полевых шпатов в аркозах более 20%, присутствуют также обломки пород (небольшое количество) и цемент, который обычно представлен гидрослюдой, каолинитом или карбонатами..

Граувакками первоначально называли песчаники, состоящие из обломков основных изверженных пород, имеющие крупный размер частиц и плохую сортировку материала. Такие представления сохранились у ряда современных авторов. Американские исследователи под граувакками понимают песчаники, содержащие, помимо кварца и полевых шпатов, значительное количество обломков горных пород, независимо от их состава, а также значительное количество глины. (Вакки – несортированные глинистые песчаники. Арениты – хорошо отсортированные песчаники, содержащие немного глинистых частиц меньше 10%). Термин «граувакка» заметно эволюционировал, и в настоящее время под грауваккой понимают песчаники, содержащие кварц, полевые шпаты, слюды, обломки различных горных пород и цементирующее вещество. Обломков горных пород содержится не менее 20%, цементом служит глина и продукты изменения обломочных зерен: серицит, хлорит, цеолиты и др.

Полевошпатовые граувакки или литоидные аркозы переходные породы между аркозами и граувакками.

Смешанного состава - песчаные породы, в составе которых все три компонента (обломки пород, кварц и полевой шпат) содержатся в количестве более 20%, (аркозо-граувакки).

Структуры песчаных пород – псаммитовые, псаммо- псефитовые, псамо- алевритовые, псаммо- пелитовые. В измененных и метаморфизованных песчаниках наблюдаются мозаичные конформно- регенерационные, стилолитовые, шиповидные и бластопсаммитовые структуры.

Текстуры – слоистые: косо- и диагонально-слоистые, волнистые и горизонтально- слоистые.

Цвет кварцевых песчаников – обычно светлые, белые, редко темные (с магнетитом или органическим веществом), бурые и красно-бурые (с железистым цементом), полевошпатовые и аркозовые – розовые и красные, граувакковые – зеленовато – серые, темно – серые до черных; глауконитовые песчаники окрашены в зеленые тона.

А левритовые породы очень сходны с песчаными. Основные различия заключаются в меньшем размере зерна и в связи с этим несколько ином минералогическом составе. В алевритах в больших количествах накапливаются глинистые минералы, слюды и мало или нет обломков горных пород.

Алевролиты – плотные сцементированные породы. По внешнему виду и окраске они весьма разнообразны: серые, темно-серые, бурые, красные, зеленовато-серые, пестрые, часто тонкослоистые или плитчаты (раскалываются на плитки), реже однородны, обычно переслаиваются с песчаными или глинистыми породами.

Глинистые породы – бывают как коллоидно-химического так и хемогенного происхождения.

За верхнюю границу глинистых частиц, отделяющую их от собственно обломочных, условно принимают размер 0,01 или 0,005мм. Максимальная высота капиллярного поднятия до 10м при размере частиц менее 0,005мм, до 2м при размере частиц 0,005-0,05мм, 0,13-1,05м при 0,05-1,0мм, 0,06 при размере частиц более 1мм (коэффициент фильтрации соответственно 0,001; 0,1; 2-50; 50-100; молекулярная влагоемкость % 44,0; 10,0; 4,0; 1,0;

Классификация обломочных пород по структурным признакам

Литифицированные

Метаморфизованные

Подгруппы

Размер частиц

рыхлые

Сцементированные

мм

окатанные

угловатые

окатанные

Угловатые

окатанные

угловатые

Глинистые

менее 0,001

Глина тонкая (мелкий пелит)

Аргиллит тонкий

Глинистый сланец тонкий

пелиты

0,001-0,005

Глина грубая (крупный пелит)

Аргиллит грубый

Глинистый сланец грубый

Пылеватые

0,005-0,01

Алеврит тонкий (средний)

Алевролит тонкий

Алевролитовый сланец тонкий

алевриты

0,01-0,05

Алеврит грубый (крупный)

Алевролит грубый

Алевролитовый сланец грубый

Песчаные

0,05-0,25

Песок мелкий

(кр-ый алеврит)

Песчаник мелкий

Песчаник кварцит мелкий

псаммиты

0,25-0,5

Песок средний

Песчаник средний

Песчаник кварцит средний

0,5-1,0

Песок крупный

Песчаник крупный

Песчаник кварцит крупный

1,0-5,0

Гравий

Дресва

Грав-ный мелкий

Дресв-я мелкая

Грав-ный мелкий

Дресв-я мелкая

мелкий

мелкая

конгломерат

Брекчия

конгломерат

брекчия

гравелит

Дресвит

гравелит

дресвит

Грубообломоч-

5,0-10,0

Гравий

Дресва

Гр-ный крупный

Дресв-я крупная

Гр-ный крупный

Дресв-я крупная

ная псефиты

крупный

крупная

конгломерат

Брекчия

конгломерат

брекчия

гравелит

Дресвит

гравелит

дресвит

10,0-50,0

Галька

Щебень

Галечниковый

Щебеночная

Галечниковый

Щебеночная

мелкая

мелкий

м-кий конгломерат

м-кая брекчия

м-кий конгломерат

м-кая брекчия

50,0-100,0

Галька

Щебень

Галечниковый

Щебеночная

Галечниковый

Щебеночная

крупная

крупный

кр-ый конгломерат

кр-ная брекчия

кр-ый конгломерат

кр-ная брекчия

100,0-500,0

Валун

Неокатанный

Валунный

Валунная м-кая

Валунный

Валунная м-кая

мелкий

валун мелкий

м-кий конгломерат

Брекчия

м-кий конгломерат

брекчия

(из неокатанных)

500,0-1000,0

Валун

Неокатанный

Валунный

Валунная кр-ая

Валунный

Валунная кр-ая

крупный

валун крупный

кр-ый конгломерат

Брекчия

кр-ый конгломерат

брекчия

(из неок-х валунов)

более 1000,0

Глыбы

Неокатанные

Глыбовый

Глыбовая брекчия

Глыбовый

Глыбовая

глыбы

конгломерат

(из неок-х глыб)

конгломерат

брекчия

Примечание: Порода получает соответствующее название при одержании той или иной фракции в количестве более 50%. Если ни одна из фракций не содержится в таком количестве, к названной породе прибавляется слово «разнозернистый» обязательно с указанием наиболее распространенной фракции, например- «песок разнозернистый крупнозернистый» Единственное исключение сделано для глинистых пород. Глиной – называется порода содержащая фракции менее 0,005мм в количестве более 30%. Такое исключение вызвано следующими соображениями: 1) уже при содержании частиц менее 0,005мм в количестве 30% порода приобретает черты глины по физическим и водным свойствам (пластичность, разбухание, размокание, пористость, компрессионные свойства);

Обломочные породы смешанного состава (песчано – алеврито – глинистые)

Число	Содержание частиц %		Литифицированные породы
пласт-ти	менее	0,005-	0,5-
рыхл.	0,005мм	0,05мм	1,0мм	рыхлые	сцементированные	метаморфизованные
пород	глина,%	алеврит	песок			породы

более	более 30	Больше	Меньше	Алевритовая	Алевритовый	Сланец глинистый
				глина	аргиллит	алевритовый
	более 30	Меньше	Больше	Глина	Аргиллит	Глинистый сланец
	20-30	Больше	Меньше	Суглинок тяжелый	Песчаный аргил-	Песчаный аргиллито-
				алевритовый	лито алевролит	алевролитовый сланец
22-10	20-30	Меньше	Больше	Суглинок тяжелый	Алевритовый аргил-	Алевритовый аргил-
					лито-песчаник	лито-песчаник
	10-20	Больше	Меньше	Суглинок легкий	Глинистый печаник-	Глинистый песчано-
				алевритовый	алевролит	алевролитовый сланец
	10-20	Меньше	Больше	Суглинок легкий	Глинистый алеврито-	Глинистый алеврито-
					песчаник	Песчаник
10-0	10-5	Больше	Меньше	Супесь	Глинисто-песчаный	Глинисто-песчаный
				алевритовая	алевролит	алевритовый сланец
	10-5	Меньше	Больше	Супесь	Глинисто-алеврито-	Глинисто-алеврито-
					вый песчаник	вый песчаник
	менее 5	Больше	Меньше	Песчаный	Песчаный	Песчаный алевролито-
				алеврит	алевролит	вый сланец
	менее 5	Меньше	Больше	Алевритовый	Алевритовый	Алевритовый
				песок	песчаник	песчаник

Диагностическая таблица для осадочных пород

Крупность	Форма	Характерные	Составные	Группа
Зерна	зерна	признаки	части	Пород

Более2 мм	угловатая	сцементированные обломки	Брекчии
		пород и минералов
Более 2 мм	округленная	то же		Конгломераты
2 - 0,2 мм	угловатая	разная степень упрочнения	Вулканические
		шероховатые, часто пористые,	Туфы
		нередко содержат стекло
2 - 0,2 мм	округленная	сцементированные	преимущест -	Песчаники
		песчаники	венно кварц
Менее 0,2 мм		пластичны в	глинистые мине-	Глинистые
		воде	ралы,кварц и др.	Породы
Менее 0,2 мм		нерастворимы в	кальцит	Известняки
	неразличима	холодной НСI
Менее 0,2 мм		растворимы в	доломит	Доломиты
		горячей НСI
Менее 0,2 мм		царапаются	гипс	Гипсовые
		ногтем		Породы
Более 1 мм	угловатая	растворимы в	соляные	Соляные
		воде	минералы	Породы
Неразличима	раковистый излом,	опал, халцедон	Кремень
		очень твердые
Неразличима		темные, горючие,		Угольные
		мягкие		Породы

Пример определения. Светло- серая плотная порода, крупность зерен не различима, вскипает с соляной кислотой, видны остатки створок раковин: известняк.

Кроме указанных выше основных типов осадочных пород в разрезах скважин встречаются вулканогенно – теригенные породы (песчаники, алевролиты), состоящие из переотложенных обломков изверженных пород, а также эффузивно-осадочные породы. Среди последних наиболее распространены туфогенные брекчии, песчаники, алевролиты и пеплы, сложенные смесью изверженного и осадочного материала. Коры выветривания