§ 1. Общая характеристика
Осадочная порода находится в термодинамических условиях, характерных для поверхностной части земной коры, и образуется в результате переотложения продуктов выветривания и разрушения различных горных пород, химического и механического выпадения осадка из воды, жизнедеятельности растений.
В результате воздействия агентов химического выветривания происходит окисление минералов, их гидратация, а также разложение минералов сложного состава с образованием новых минеральных видов и выносом в растворенном состоянии различного рода соединений. В качестве примера подобного рода процессов рассмотрим схему разложения полевых шпатов под воздействием воды и растворенной в ней углекислоты.
На первом этапе химического выветривания полевые шпаты переходят в глинистые минералы типа гидрослюды
6К [AlSi308] + 2С02 + п Н20 = 2KA1, [AlSi3O10] (ОН), х
X п Н20 + 2К2С03 + 12Si02
При более глубоком разложении образуется другой глинистый минерал — каолинит
4К [AlSi3Oe] + 2С02 + 4Н20 = Al4 [Si4O10] (ОН)8 + 2К2С03 + 8Si02
Преобладающая часть продуктов выветривания выносится из зоны выветривания и отлагается вдали от места разрушения материнских пород. Основными агентами переноса являются текучие воды, движущийся лед и ветер. Процессы переноса и отложения осадочного материала неразрывно связаны и составляют единую стадию осадкообразования — седиментогенез. При разрушении материнских пород, а также при последующем переносе и отложении осадочного материала происходит его разделение (дифференциация) по размеру частиц, плотности и химическому составу. В результате этого в бассейнах конечного стока отлагается не пестрая смесь всевозможных компонентов, а происходит их раздельное накопление, что обусловливает формирование осадков определенного состава.
По классификации В. И. Лучицкого, осадочные породы в зависимости от условий их образования делят на следующие три основные группы: 1) обломочные породы, или механические осадки: а) рыхлые (например, гравий, глины, пески), оставшиеся на месте разрушения пород или перенесенные водой, а также льдом (ледниковые отложения) или ветром (эоловые отложения); б) сцементированные (песчаники, конгломераты, брекчии); 2) химические осадки (например, гипс и известковые туфы), образовавшиеся из продуктов разрушения пород, перенесенных водой в растворенном виде; 3) органогенные породы, образовавшиеся из остатков некоторых водорослей и животных (скелеты губок, кораллов, раковины и панцири ракообразных и др.); к органогенным породам относятся мел, большинство известняков, диатомиты.
Кроме обломочных рыхлых пород встречаются также породы (конгломераты, брекчии, песчаники), зерна которых сцементированы различными природными «цементами». Эти цементы находились в растворенном или коллоидном состоянии в воде и выпали в толще рыхлых осадков, сцементировав их зерна в сплошные горные породы различной плотности.
Большинство осадочных пород имеет более пористое строение, чем плотные магматические породы, а следовательно, и меньшую прочность. Некоторые из них сравнительно легко растворяются (например, гипс) или распадаются в воде на мельчайшие нерастворимые частицы (например, глины).
В составе осадочных пород можно выделить две различные по своему происхождению группы минералов: 1) реликтовые и 2) минералы осадочного происхождения. К первой группе относят минералы магматические и метаморфические; обычно зерна этих минералов окатаны, ко второй — минералы, образовавшиеся на месте в осадке или в породе.