Классификация песчаников » Ремонт Строительство Интерьер

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Классификация песчаников

31.07.2021

Проблемы классификации осадочных пород впервые серьезно затронуты Грабау. Интерес к ним вновь пробудили Крынин, Петтиджон, Шрок и Роджерс. В последние годы появилась обширная литература, посвященная классификации песчаников. Обзоры классификаций песчаников сделаны Клейном, Мак-Брайдом, Окадой и совсем недавно Петтиджоном, Поттером и Сивером. В этих работах содержится как исторический обзор предмета, так и философское обоснование классификации и номенклатуры песчаников.

Оказывается, что песчаники лучше всего описаны и классифицированы с точки зрения их структуры и минералогического состава. Наиболее целесообразным критерием оказался состав: за небольшим исключением, он послужил основой всех классификаций. Все исследователи подчеркивают различия между цементирующими минералами и минералами, слагающими каркас, и рассматривают обломочную часть как важнейший параметр при выделении различных классов песчаников. Исследование любого песчаника (или современного терригенного песка) показывает, что его основными компонентами являются кварц, полевые шпаты и обломки пород; последние представляют собой частицы (песчаной размерности) тонкозернистого изверженного материала (например, фельзитов), материалов осадочного (кремень, микритовый известняк) и метаморфического (сланцы) происхождения. Другие обломочные компоненты имеют малое распространение, и только в порядке исключения могут быть основной составной частью (например, глауконит в зеленом песке и магнетит в черных песках). Поэтому состав каркаса может быть выражен через три вышеназванных компонента, содержание каждого из них показывается графически с помощью равносторонней треугольной диаграммы (рис. 7-5). По соотношению этих главных составных частей можно выделить основные классы или ряды песчаников. Площадь треугольника можно соответствующим образом подразделить с требуемой для любого случая детальностью.
Классификация песчаников

Названная система пригодна для обычных песков, которые обладают четко выраженными каркасом и поровым пространством. Применение ее к пескам со значительным объемом матрикса (ваккам) вызывает трудности. Поэтому многие исследователи для целей классификации предложили разделить пески на две группы — пески с матриксом и без него, — а затем подразделять каждую из этих групп. Такое разделение терригенных песков на две упомянутые группы подверглось критике не только из-за трудностей оперативного выделения матрикса, но также вследствие многообразного происхождения матрикса и возникающих отсюда проблем интерпретации. Несмотря на указанные трудности, в этой книге используется схема, предложенная Петтиджоном и модифицированная Доттом. Она показана на рис. 7-6.

Хотя в целом существует единодушное мнение, что такой подход к классификации песчаников является наиболее практичным и осмысленным, при его применении есть много вариантов. Существуют различия в установлении границ между группами песчаников, в их наименовании. В качестве примера можно привести работу Дикинсона. Сохраняется также неопределенность в таком вопросе: относить ли поликристаллический кварц, особенно такие его формы, как кремень, к обломкам породы или объединять с кварцем?

Наибольшую запутанность и противоречивость в вопросах систематики несет в себе термин граувакка. Крынин и Фолк использовали его для обозначения класса песчаников, который в настоящее время относится к лититовым песчаникам. От использования этого термина в целом отказались, и ныне термин «граувакка» большинством исследователей используется в его более классическом смысле, т. е. применительно к темно-серым песчаникам со значительным содержанием матрикса.

Необходимо отметить, что обычно (и в данной работе) выбор минералов-параметров как основы классификаций определяется не только возможностью с их помощью описать и разделить по категориям большинство песчаников; классификация должна иметь также генетический смысл. Отношение Q/(F+Rx) (где Q — содержание кварца, F — полевых шпатов, Rx — обломков пород) приблизительно отражает зрелость состава. Это отношение показывает степень эволюции породы в направлении конечного продукта — чистого кварцевого песка. Отношение F/Rx характеризует источники сноса, показывает соотношение исходного материала глубинного происхождения и супракрустального материала. Супракрустальные породы, будь то изверженные, метаморфические или осадочные, обычно тонкозернистые и поэтому дают обломки размера песка. Грубозернистые магматические породы производят только минеральные зерна песчаной фракции, часто полевошпатового состава. Отношение (Q+F+Rx)/матрикс (соотношение зерен и матрикса) интерпретировать труднее. Осадки с преобладанием матрикса являются, по-видимому, продуктом квазижидкой смеси или течения илисто песчаной массы; обычная разбавленная суспензия отлагает лишенный матрикса песок Поэтому когда-то это явление рассматривалось как индекс текучести. Ho если матрикс может быть постседиментационным продуктом (возможно диагенетическим), данное соотношение имеет различное значение, оно может, в частности, отражать степень разрушения элементов каркаса.

На рис. 7-6,а видно, что классификация, используемая в данной работе, сравнительно проста По соотношению обломочного кварца, полевых шпатов и обломков пород, а также с учетом наличия или отсутствия порового матрикса выделено несколько классов. Породы, в которых матрикс составляет 15% и более, представляют собой вакки; при содержании матрикса менее 15% порода является «обычным» (орто)песчаником. В классе песчаников, лишенных матрикса, или с незначительным его содержанием, выделяются три вида: 1) песчаники, в которых кварц составляет 95% каркаса или более — кварцевые арениты (ортокварциты); 2) песчаники, содержащие 25% или более полевых шпатов, при условии меньшего содержания обломков пород — аркозы: 3) песчаники, характеризующиеся наличием в составе 25% и более обломков пород — лититовые песчаники (лититовые арениты). Иногда целесообразно выделять и именовать подклассы, группы пород, переходные между главными видами, например субаркозы или сублититовые песчаники, или арениты. Класс лититовых аренитов, в свою очередь, можно достаточно обоснованно подразделить с учетом характера содержащихся в породе обломков пород, как показано на рис. 7-6,б. Наиболее распространенной разновидностью является песчаник, в котором преобладают обломки слабометаморфизованных пород глинистого состава, таких как аспидные сланцы, филлиты, слюдистые сланцы. Песчаники с такими листоватыми обломками называются филларенитами. Термин кальклитит предложен для терригенных песчаников, содержащих большое количество обломочных известняковых и доломитовых частиц, с целью отделить этот тип песков от калькаренитов; последний термин, предложенный Грабау, обозначает карбонатный песок, образовавшийся в результате химического и биохимического осаждения. К лититовым аренитам относятся также кремневый аренит, в котором преобладают кремневые обломочные частицы, и вулканомиктовый аренит, в котором обломки представлены вулканическими породами, разрушенными в процессе обычного выветривания и эрозии

Вакки также можно систематизировать, например, как показано на рис. 7-6,а. Преобладающими являются граувакки, у которых различаются две основные подгруппы лититовые граувакки, где обломки пород превалируют над полевыми шпатами, и полевошпатовые граувакки, в которых отмечается обратное соотношение. Кварцевые вакки образуют относительно немногочисленный и редкий класс внутри группы вакк.

Изложенная классификация основывается преимущественно на минеральном составе и, по существу, не зависит от обстановки осадконакопления. Кварцевые арениты, например, могут отлагаться в условиях пляжей, субаэральных дюн или потоками. Аркозы могут накапливаться в условиях субаэральных конусов выноса или на морском шельфе. И поскольку основным фактором, определяющим минеральный состав, является характер исходных пород, то данная классификация в значительно большей мере отражает минеральный состав источников сноса, чем любые другие условия. Таким образом, как некогда отметил Крынин, она косвенно связана с тектоникой.

Полная классификация песчаников должна учитывать структурные особенности, а также характер цемента. Эти аспекты могут быть учтены с помощью дополнительных определений типа: отсортированный известковый субаркоз, или плохо отсортированный кремнистый филларенит.

Для характеристики разнообразных типов песчаников, встречающихся в природе, используют большое количество названий. Некоторые из них, например грит, ганистер, флагстон (камень-плитняк), железистый песчаник, пришли из обиходного языка и выражают некоторые специфические свойства или особенности использования. Многие названия не имеют петрографического значения. Другие термины созданы специально, с целью дать более точное определение петрографического типа породы, например известковый филларенит. К сожалению, термины имеют тенденцию множиться безгранично, в настоящее время наш язык перегружен обилием терминов. В этой работе мы постараемся удержаться в разумных границах. Для определения редких типов пород рекомендуем словари терминов в ранней работе Аллена и более свежей сводке Петтиджона, Поттера и Сивера, посвященные исключительно систематике песчаников.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: