Принципы систематики осадочных пород

Сложность состава и происхождения осадочных пород предопределяет широкое разнообразие их типов, что вызвало появление большого количества вариантов их классификации. Каждый из этих вариантов основан на приоритете того или иного критерия - это может быть генезис, вещественный состав, история формирования, структура, текстура и некоторые другие. Несмотря на то, что в литологии до сих пор не разработана общепринятая классификация осадочных пород, тем не менее, большинство ученых сходятся во мнении, что главными критериями систематики должны быть их происхождение и вещественно-химический состав.

По генезису осадочные породы подразделяются на три главные генетические группы: обломочные, хемогенные (или химические) и органогенные (или биогенные). Однако значительная часть пород имеет смешанный генезис – хемобиогенные (опоки, трепелы, марганцевые породы и т.д.), хемогенно-обломочные (фосфориты), органогенно-обломочные (известняки, доломиты).

Не менее важным принципом систематики является различие вещественно-химического состава пород. По этому признаку они подразделяются на следующие группы: 1) обломочные, 2) глины, 3) глиноземистые (аллиты), 4) железистые (ферриты), 5) марганцевые (манганаты), 6) фосфатные, 7) кремниевые, 8) карбонатные, 9) соляные, или эвапориты, 10) каустобиолиты.

Следующими по важности критериями для подразделения осадочных пород являются зоны осадконакопления (фации) и минеральный состав частиц. Например, среди хемогенных пород могут быть выделены озерные, континентальные и морские. По минеральному составу обычно каждая группа, выделенная по вещественно-химическому составу, делится на два-три вида.

Реже применяется ряд признаков, в которых учитываются:

- структурные особенности (так, по крупности зерен обломочные породы подразделяются на псефитовые, псаммитовые, алевритовые и пелитовые, причем при систематике крупнообломочных пород (псефитов) имеет значение степень окатанности обломков; далее каждая из этих подгрупп подразделяется еще детальнее),

- текстурные особенности, в частности тип залегания породы (пластовые и конкреционные тела в кремниевых, фосфатных и других породах).

Особенностью классификации осадочных пород является использование для разных типов пород различной иерархии подразделений. Например, основным критерием при классификации обломочных пород является размер слагающих их частиц, для кремниевых пород – генетический признак (биогенные, биохемогенные и хемогенные).

Большая часть осадочных пород является не только полигенетическими, но и полиминеральными образованиями. Поэтому приходится применять терминологию, соответствующую смешанным типам пород. В частности, часто встречаются сульфатно-карбонатные, карбонатно-глинистые, углисто-глинистые породы и т.д. Наконец, еще чаще встречаются породы сложного минерального состава, принадлежащие одной группе – например, оксидно-карбонатно-силикатные железные руды.

Особое место в систематике осадочных пород занимает группа образований, переходных от осадочных к вулканогенным породам, – вулканогенно-осадочные. Их систематика учитывает в первую очередь соотношение осадочного и вулканогенного (пирокластического) материала, а затем особенности каждой из этих составляющих породы.

Ученые кладут в основу и другие принципы систематики осадочных пород. Так, В.П. Батурин (1937) за основу систематики предложил использовать исходное вещество, из которого образуются осадочные породы. Л.В. Пустовалов (1940) в основу разделения осадочных пород положил теорию осадочной дифференциации вещества, распределив все породы по очередности их возникновения при процессах механической и химической дифференциации вещества.

М.С. Швецов (1948) объединил осадочные породы в три большие группы: 1) обломочные, 2) глинистые и 3) химические и биохимические отложения.

Ф. Петтиджон (1957) в качестве основы классификации использовал тектонический принцип развития территории, на которой формируются породы, выделив геотектонические зоны их образования как первый уровень систематики.

В способе классификации, предложенном Н.М. Страховым, общепризнанные группы осадочных пород привязаны к характерным типам литогенеза (гумидному и аридному).

В настоящее время продолжается совершенствование классификации отдельных групп осадочных пород. Однако до создания общей классификации пока еще довольно далеко, что лишний раз свидетельствует о чрезвычайной сложности их генезиса, состава и строения.

Роль различных осадочных пород в осадочной оболочке Земли неодинакова. Наиболее распространенными являются глинистые породы. Они занимают около 50% всего объема осадочной оболочки Земли. Затем следуют песчано-алевритовые (обломочные) породы и далее карбонатные. На долю этих трех групп приходится свыше 95% общей массы осадочных образований. Общепризнано, что песчаные породы составляют около четверти объема стратисферы, карбонатные – около 15%.

Эти данные не являются достаточно точными, тем более что во многих регионах они сильно отличаются от усреднённых по планете. Региональные различия в соотношении типов осадочных пород могут быть обусловлены тектоническим фактором. В частности, доказано, что на платформенных территориях (или плитах) относительно возрастает распространенность глинистых, песчано-алевритовых пород и эвапоритов. Другим определяющим фактором является возраст осадочных пород. Соотношение этих и некоторых других причин приводит к различию в составе осадочной оболочки Земли на разных континентах. Например, доля карбонатных пород оценивается следующими данными: на Восточно-Европейской платформе – 55%, Урале – 30-35%, в Китае – 55%. В то же время на территории Африки их доля существенно ниже.

Вопросы для самопроверки

1. Назовите основные принципы классификации осадочных горных пород.

2. Приведите примеры пород смешанного состава.

3. Назовите фамилии учёных, предлагавших варианты систематики осадочных горных пород.

II.Обломочные породы

Классификация. Систематика обломочных пород основана, прежде всего, на структурном принципе. Учитываются размер обломочных частиц, степень их окатанности, наличие цемента и степень метаморфизации породы. Дифференциация подчиненного порядка определяется различием минерального состава обломочных зерен и присутствием обломков пород или сростков минеральных зерен.

По структуре обломочные породы подразделяются на четыре группы:

- грубообломочные, или псефитовые (размер основной массы обломков более 1 мм);

- песчаные, или псаммитовые (от 1 до 0,1 мм);

- пылеватые, или алевритовые (от 0,1 до 0,01 мм);

- глинистые, или пелитовые (менее 0,01 мм).

Терминология названий осадков и осадочных пород меняется в зависимости от наличия цемента и при переходе осадочной породы в метаморфизованную осадочную породу.

В свою очередь, каждая из указанных выше групп осадков или осадочных пород подразделяется на подгруппы с учетом, с одной стороны, размеров частиц и, с другой, - степени окатанности обломков (табл. 1).

Грубообломочные породы (псефиты).Наиболее распространенными разностями грубообломочных осадков являются галечно-валунные, песчано-гравийно-галечные и дресвяно-щебнево-глыбовые, отличающиеся обычно большим диапазоном крупности обломочных частиц. Среди грубообломочных осадочных пород выделяются конгломераты и брекчии. По вещественному составу они в свою очередь подразделяются на поликомпонентные - полимиктовые, состоящие из обломков пород разного петрографического состава, олигомиктовые (2-3 компонента) и однокомпонентные.

Генезис. Грубообломочные осадки отлагаются обычно в горных реках, а также на берегах морей и озер. На больших по площади территориях они являются также результатом деятельности ледников. Ниже приведем описание наиболее распространенных генетических типов грубообломочных осадков и соответствующих им пород.

Таблица 1