Основні теоретичні положення. Осадова гірська порода – це геологічне тіло, складене із мінералів або органічних утворень, а також тих і других сумісно

Осадова гірська порода – це геологічне тіло, складене із мінералів або органічних утворень, а також тих і других сумісно, сформоване із осадів, відкладених на поверхні суші або на дні водойми, що існує в термобаричних умовах, характерних для верхньої частини літосфери. Перш за все необхідно засвоїти, що вихідним матеріалом для утворення осадових гірських порід служать продукти механічного і хімічного вивітрювання, життєдіяльності організмів, вулканічної діяльності та ін. Тому утворення осадових порід – складний природній процес, який проходить в різних умовах, що визначаються різноманітними факторами і силами земної та космічної природи. У цьому зв’язку всі осадові породи за способом утворення мінеральної речовини поділять на уламкові, складені уламками мінералів і гірських порід, органогенні, в основі яких знаходяться тверді частини рештків організмів і продуктів їх життєдіяльності, і хемогенні, виражені мінералами, що сформувались хімічним шляхом. Між цими групами осадових порід нема чіткої межі. Особливо часто породи змішаного походження трапляються серед органогенних і хемогенних порід.

Головними ознаками, що визначають осадові гірські породи, є мінеральний склад осаду, ступінь діагенезу, колір, текстура, структура, пористість і густина.

Мінеральний склад осаду. Осадові гірські породи формуються за рахунок ряду компонентів різного складу і походження. Ці компоненти присутні у різних співвідношеннях і сполученнях. Основними складовими частинами цих порід є уламкові, хемогенні, біогенні, вулканогенні, колоїдні та космічні компоненти. При цьому осадові породи включають одну, а частіше всього декілька складових частин. Найголовнішими з них є уламкова, хемогенна і біогенна, а в давніх відкладах і вулканогенна частини. В осадових породах зростає роль мінералів, стійких до існування в умовах денної поверхні (кварц, мусковіт). Менш стійкі мінерали типу польових шпатів і плагіоклазів в умовах земної поверхні руйнуються і в осадові відклади переходить лише незначна частина.

Діагенез, катагенез і метагенез. Ознаки, які показують, які зміни пройшли в осадку після його утворення в процесі перетворення у гірську породу. Діагенез призводить до ущільнення осаду під вагою утворених вище від нього шарів, обезводнення та його перекристалізація. Катагенез являє собою сукупність процесів перетворення осадових гірських порід після виникнення їх в результаті діагенезу і до перетворення в метаморфічні гірські породи. Метагенез – це сукупність природних процесів перетворення осадових гірських порід при зануренні їх у надра Землі в умовах все зростаючого тиску і температури. Утворення цементу в уламкових породах і їх цементація – найпотужніший фактор цих процесів. Частіше всього цемент буває глинистий, кремнистий, карбонатний або залізистий, тобто складений окислами заліза.

Колір породи. Однією із важливих діагностичних і генетичних ознак є забарвлення порід. У природі бувають породи різного забарвлення, але, як правило, в більшості сірих відтінків. Поява того чи іншого кольору породи залежить від багатьох причин, головними із котрих є забарвлення уламків мінералів, які складають породу, а також колір цементу. Так, білими або світлозабарвленими бувають породи, що містять карбонати, сульфати, галоїди, кремнисту речовину або кварц. Залізистий цемент надає породі різних відтінків коричневого кольору. Зелений колір пов’язаний з наявністю в породі глауконіту, хлоритів, епідоту та ін.

Текстура. Під текстурою розуміють характер розміщення осадових порід в просторі. В осадових породах вона різноманітна. Найбільш часто трапляються шаруваті текстури, коли в породі різко розрізняють шари і неможливо встановити закономірності в положення складових частин, плямиста, коли окремі складові частини породи утворюють обусоблення у вигляді плям.

Структура – характер взаєморозміщення і величини складових частин порід. Вона залежить від належності до тої або іншої генетичної групи. Так, структури уламкових порід – уламкові, глинистих – пелітові, хемогенних – часто кристалічні або аморфні, органогенних – органогенні і детритові. Структури осадових порід визначаються головним чином розміром і частково формою складових частин та їх взаємозв’язком.

Пористість – характерна ознака для багатьох осадових порід. Між твердими частинками, які утворюють гірську породу, існують простори – пори, зайняті рідинами або газами. Сумарний об’єм цих просторів в одиниці об’єму породи називають пористістю. Вона оцінюється за розміром пор, їх кількістю і способів утворення (пористість міжзернова, кавернозна та ін.).

Густина – важлива діагностична ознака осадових порід. Вона тісно пов’язана з більшістю розглянутих властивостей. Густиною твердої фази породи називають відношення маси твердої фази породи до її об’єму. Густина твердої фази порід змінюється в межах 2550 - 2800 кг/м³.

Шаруватість властива більшості осадових порід. Вона надзвичайно різноманітна. Шари можуть бути гігантськими і макроскопічними, паралельними і перехресними, горизонтальними і косими, хвилястими та ін. На границях шарів нерідко спостерігаються сліди рябі, течій, слідів донних тварин та ін.

Твердість осадових порід – це властивість виявляти опір заглибленню в них інших тіл при спрямованому контактно-силовому впливі. Твердість порід залежить від багатьох факторів, але основними серед них є мінеральний склад, ступінь цементації складових частин, ущільнення порід тощо.

Пластичність осадових порід – це властивість порід беззворотньо деформуватися без мікроскопічних порушень їх суцільності під дією механічних навантажень і зберігати її у зміненому вигляді після зняття зусиль, що викликали цю деформацію. Пластична деформація проходить під дією одностороннього або всестороннього тиску в результаті зміщення однієї частини породи відносно іншої. Пластичність осадових порід збільшується при підвищенні температури і тиску. Найбільш пластичними породами є глини, графіт, кам’яна сіль та деякі інші породи.

Абразивність осадових порід – це їх здатність піддаватися руйнуванню при терті по них різних твердих тіл, зокрема металів, сплавів, гірських порід тощо. Обумовлена вона міцністю, розмірами і формою мінеральних зерен, які складають породу, а також твердістю самих мінералів. Серед гірських порід найменшу абразивність мають кам’яна сіль, сульфати, глини за умови, що вони не містять значної кількості твердих включень. Найбільша абразивність у кварцових пісковиків, алевролітів, кварцитів та ін.

Проникність осадових порід – це здатність породи пропускати через себе рідину і гази при наявності перепаду тиску. Вона кількісно характеризує фільтраційні властивості колекторів. Величина проникності залежить від літологічного складу і будови гірської породи. Важливий вплив на величину проникності мають пористість, цементуючий матеріал, глибина залягання порід, термобаричні умови та інші геолого-фізичні фактори.