ГРУППА ГРУБООБЛОМОЧНЫХ ПОРОД

РЯД СЦЕМЕНТИРОВАННЫХ ПОРОД

Песчаник

       

Краткая характеристика

Морфологические признаки. Однородный или слоистый агрегат обломочных зерен размером от 0,1 до 2 мм (песчинок), прочно связанных каким-либо минеральным веществом (цементом).

Структура песчаника определяется размером обломочных зерен.

Минеральный состав последних крайне разнообразен, в связи с чем выделяют олигомиктовые и полимиктовые разновидности песчаников.

К олигомиктовым относятся кварцевые песчаники (более 90% обломочного материала составляет кварц), полевошпато-, слюдисто-, глауконито-кварцевые и др. среди обломочного материала главную роль (60-90%) играет также кварц.

Полимиктовыми являются аркозовые песчаники — с заметным преобладанием полевого шпата над кварцем, граувакки — темноокрашенные песчаники сложного состава и др.

Состав цемента определяет физические свойства песчаника:

опаловый, халцедоновый цемент — высокую твердость и прочность;

гипсовый, глинистый, мергелистый или известковый цемент — среднюю твердость (легко чертится ножом с появлением царапины);

глинистый цемент — малую прочность (порода рассыпается от мороза и влаги, размокает в воде);

мергелистый или известковый цемент — активное вскипание под воздействием HCl.

Наиболее распространена серая окраска песчаников с буроватым или зеленоватым (в глауконитовых песчаниках) оттенками. Чисто кварцевые песчаники обычно белые или светло-серые. Присутствие в составе цемента гидроокислов железа придает песчанику ржаво-бурую или темно-красную окраску, а органических веществ (битумов) — темно-коричневую или черную окраску и вызывает появление запаха нефти при нагревании обломков породы. Светло-бурая, желтовато-бурая окраска свойственна песчаникам с фосфатным цементом. При трении кусков такого песчаника один о другой ощущается неприятный запах.

 

Многоминеральный, трудно диагностируемый состав обломков и цемента присущ грауваккам — массивным, очень крепким разнозернистым породам темно-серого и черного цвета с характерными пёстрыми оттенками: зеленоватым, буроватым, красноватым, лиловатым и т.п. Эти оттенки обусловлены присутствием вторичных минералов (хлорита, эпидота, гематита и др.) и различной степенью окисления железа, содержащегося в темноцветных (пироксены, амфиболы, слюды) и рудных (магнетит, ильменит, пирит) минералах. В цементе граувакк главную роль играют глинистые минералы, окислы железа, хлорит, кремнистое вещество, слюды и т.п.

Происхождение и распространение. Песчаники — это сцементированные пески. Цементация происходит либо в процессе окаменения осадка (отложения минеральных веществ из воды, пропитывавшей рыхлый песчаный слой), и тогда песчаники залегают слоями, либо позднее, в связи с проникновением поверхностных или глубинных вод по трещинам и порам в песке. В этом случае рыхлый осадок преобразуется в песчаник участками, и последний имеет каравае- или линзообразную форму залегания.

Известковый цемент характерен для песчаников морского происхождения, железистый — континентального, глауконитовый — мелководного морского, гипсовый — озерного или лагунного происхождения.

Граувакки являются продуктом размыва главным образом основных и средних вулканических пород.

Песчаники широко распространены на Украине, в центральных районах Европейской России, в Поволжье (от Ульяновска до Камышина), на Сев. Кавказе и в Закавказье, во многих р-нах Вост. Сибири и Дальнего Востока.

Диагностические признаки. Мелкообломочный характер, преимущественно высокая крепость — главные отличительные особенности песчаника вообще. Разновидности определяются по минеральному составу обломков и цемента. Отличие от кварцита — см. Кварцит. Граувакки легко можно спутать с некоторыми разновидностями Вулканических туфов.

Практическое значение. Кварцевые песчаники служат материалом для производства динаса — огнеупорного кирпича, для обкладки внутренних стенок электрометаллургических, мартеновских, коксовых и стекловаренных печей; флюсом при выплавке меди и никеля; сырьем для получения ферросилиция, карбида кремния (карборунда) и силумина (сплава алюминия и кремния).

В строительстве песчаники используются как облицовочный материал, бутовый камень, щебень. Из них же изготовляются жернова, точильные камни.

Слои слабо сцементированных и трещиноватых песчаников нередко бывают водоносными, а в районах распространения нефти служат ее главными естественными вместилищами (коллекторами). Нахождение битуминозных песчаников — один из признаков нефтеносности района.

С грубозернистыми песчаниками (кварцевыми, аркозовыми, глауконитовыми) иногда ассоциируют небогатые окисные и карбонатные марганцевые руды. Они представляют собой черные плотные либо рыхлые и пористые породы с обильными округлыми пустотами, в которых заключены зерна кварца, слабо сцементированные окислами и гидроокислами марганца. Суммарное содержание окислов марганца достигает 10-20%.