Глинистые породы. 
Глинистые породы и их свойства

Глинистые породы — это пелитовые породы, которые на 50% и более сложены глинистыми минералами. Эти породы получили широкое распространение и составляют более 50% всех осадочных пород стратисферы. К ним относятся различные глины, аргиллиты, глинистые сланцы.

В основу классификации глинистых пород положены генезис, минеральный состав и их физико-химичекие свойства.

Среди глинистых пород выделяют 2 подгруппы:

• 1. глины — связные породы, размокающие в воде, пластичные, пористые (пористость может достигать до 50−60%,
• 2. аргиллиты и глинистые сланцы — сцементированные и метаморфизованные породы, плотные, слабо размокающие или совсем не размокающие в воде, не обладающие пластичностью.

Основными породообразующими минералами глинистых пород являются минералы группы каолинита (галлуазит); гидрослюд (вермикулит); монтмориллонита (бейделлит); смешанно-слойные образования. Последние представляют собой срастания глинистых минералов (Веавер, 1959). Особенно распространены смешаннослойные образования в рядах гидрослюда-монтмориллонит, хлорит-вермикулит и, вероятно, каолинит-гидрослюда. Эти образования наряду с нормальным изоморфизмом определяют широкие колебания состава глинистых пород. Кроме того, в глинах присутствуют такие глинистые минералы как хлорит, сепиолит, палигорскит, а также оксиды и гидроксиды алюминия (гиббсит), глауконит, опал. Второстепенные минералы представлены кварцем, халцедоном, полевыми шпатами, слюдами. В виде новообразований в породах встречаются кальцит, доломит, сидерит, гипс, пирит, марказит, оксиды и гидроксиды железа и марганца и другие минералы. В химическом отношении они состоят из кремнезема более чем на 50%, включают глинозем от 20 до 50%, а также незначительное количество щелочей калия и натрия.

Глинистые породы относятся к полидисперсным образованиям и слагаются частицами разного размера, среди которых преобладают частицы диаметром не менее 0,005 мм. Кроме того, в различных количествах в них присутствуют частицы алевритовой и песчаной размерностей. По гранулометрическому составу выделяют: тонкодисперсные глины — с частицами менее 0,001 мм и крупнодисперсные — размер частиц может варьировать от 0,01 до 0,001 мм.

Выделяют два генетических типа глинистых пород: хемогенные и обломочные.

Хемогенные глины формируются в результате химического выветривания кристаллических пород.

Обломочные глины образуются при разрушении и переотложении коры выветривания, а также осадочных пород более древнего возраста.

Текстуры глинистых пород слоистые, неслоистые, массивные. Среди слоистых текстур преобладают горизонтально-слоистые; среди неслоистых — пятнистые, сетчатые, конгломератовидные, брекчиевидные. Для глинистых пород характерны определенные разновидности микротекстур — спутано-волокнистая, ориентированная, чешуйчатая.

В глинах наблюдаются следующие типы структур: пелитовая, алевро-пелитовая, псаммо-пелитовая, фито-пелитовая, ооидная (бобовая), сферолитовая, реликтовая, конгломератовидная, брекчиевидная.

Образование глинистых пород происходит в разнообразных условиях, но преимущественно в водной среде. Выделяют морские, дельтовые, лагунные, озерные, болотные, речные, элювиальные глинистые отложения.

Морские глинистые породы получили распространение в образованиях различного геологического возраста. Состав глинистых осадков определяется сносом с континента, подводной и прибереговой вулканической деятельностью и процессами постседиментационной переработки (Справочник по литологии, 1983). Глинистые отложения приконтинентальной части морей и океанов обычно полиминеральны и отражают состав взвесей, поступающих с прилегающего континента, а состав глинистого материала центральной части океана зависит от эолового заноса терригенного и вулканогенного материала, разноса течениями и преобразования пирокластики в диагенезе. Ископаемые глинистые морские отложения сложены гидрослюдой, хлоритом, каолинитом, монтмориллонитом в различных соотношениях. Кроме того, в породах присутствуют кварц, полевые шпаты, кальцит, слюды пелитовой размерности, а также обломки пород, имеющие алевритовую размерность. Эти породы характеризуются повышенным содержанием органического углерода (3−4%), что обусловливает наличие в глинистых породах высоких концентраций таких микроэлементов как ванадий, никель, молибден, уран, медь.

Среди глин морского генезиса встречаются мономинеральные, быстро разбухающие монтмориллонитовые глины, которые называются бентонитовыми или бентонитами.

Морские глинистые породы залегают в виде пластов различной мощности и осадочных толщ, мощность которых достигает нескольких сотен метров.

Дельтовые глинистые породы сложены преимущественно монтмориллонитом, каолинитом, редко гидрослюдой. В этих породах присутствует значительная примесь терригенного материала, выраженного частицами пелитовой и алевритовой размерности. В глинистых отложениях часто наблюдаются тонкие прослои, линзы обломочного песчано-алевритового материала, что, по-видимому, можно объяснить сезонным изменением режима рек, а также органическое вещество, часто обугленное.

Глинистые породы слагают пласты, мощность которых непостоянна и может варьировать от единиц до нескольких десятков метров.

Лагунные глинистые породы образуются преимущественно в условиях гумидного и аридного климатов. Среди них следует различать отложения опресненных и засолоненных лагун.

Глинистые породы опресненных лагун по минеральному составу представлены, в основном, гидрослюдой, хотя здесь же могут присутствовать каолинит и монтмориллонит. Для этих отложений характерно наличие значительного количества органического вещества гумусового и сапропелевого ряда, небольшая примесь обломочного материла и остатков пресноводной или морской фауны и флоры.

В засолоненных лагунах глины слагаются гидрослюдами, хлоритом, монтмориллонитом, присутствуют палыгорскит и сепиолит. Минеральные новообразования представлены кальцитом, доломитом, гипсом, ангидритом и другими минералами. Органический материал и фаунистические остатки отсутствуют. Глинистые лагунные отложения образуют геологические тела, имеющие удлиненную форму и ориентированные параллельно береговой линии. Их мощность составляет единицы — первые десятки метров.

Озерные глины по составу могут быть каолинитовыми, монтмориллонитовыми, гидрослюдистыми, хлоритовыми. В породах обычно присутствует примесь обломочного материала алевритовой размерности. Озерные глины встречаются сероцветные и красноцветные, все зависит от условий их образования, климатических особенностей. Глины в озерах гумидного климата имеют каолинитовый, гидрослюдисто-каолинитовый состав. Здесь присутствуют растительные остатки, стяжения карбонатов и сульфидов железа. В озерах аридного климата получили распространение преимущественно гидрослюдисто-монтмориллонитовые глины с примесью палыгорскита и сепиолита. Эти глины содержат аутигенные минералы — кальцит, доломит, гипс, ангидрит, и другие новообразования. Озерные глины залегают в виде линз и пластов небольшой мощности.

Ледниковые глины встречаются среди моренных отложений. Их называют валунными глинами. Глины плохо сортированы, в них присутствуют валуны, галька, щебень, дресва, песок, органические остатки не наблюдаются. По минеральному составу они гидрослюдистые, гидрослюдисто-хлоритовые. Среди ледниковых глин встречаются ленточные глины, характеризующиеся тонкой слоистостью.

Аллювиальные глины приурочены к поймам и дельтам. Эти глины характеризуются разнообразным минералогическим составом, зависящим от источника сноса. В породах присутствует значительное количество обломочных частиц алевритовой и песчаной размерности, а также растительный детрит, редко остатки пресноводной фауны. В реках гумидных областей встречаются каолинитовые глины. Аллювиальные глины залегают в виде пластов небольшой мощности, невыдержанных по простиранию.

Глины озерно-болотные сложены различными по составу аллотигенными глинистыми минералами. Кроме того, здесь присутствуют аутигенные минералы, которые представлены, в основном, каолинитом. В глинах присутствует значительное количество обугленного растительного детрита, тонкодисперсной органики, придающих породам цвет от темно-серого до черного. Для пород данного типа характерны железистые минералы: пирит и сидерит.

Глины элювиальные имеют разнообразный состав, где, как правило, преобладает один минерал. Кроме основных глинистых минералов в них присутствует значительное количество песчаного, алевритового, иногда более крупного материала. Образование глин происходит в областях теплого и умеренного гумидного климата, в континентальных условиях при механическом разрушении и химическом разложении горных пород разрушении. При этом в геологическом разрезе отмечается зональность, обусловленная постепенным переходом от подстилающих материнских пород, выраженных алюмосиликатами, до глинистых толщ. В качестве примеси в глинах присутствуют устойчивые к выветриванию такие минералы как кварц, мусковит, халцедон и другие. Породы неслоистые. В зависимости от интенсивности и продолжительности выветривания мощность элювиальных глин может изменяться от сантиметров до десятков метров.