Схема классифации приповерхностных осадочных пород, встречающихся на территории Самарской области

ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ

Горную породу обычно определяют как природный минеральный агрегат, слагающий литосферу в виде самостоятельного геологического тела (Горная энциклопедия, 1986). Горные породы традиционно подразделяются по происхождению на три основных группы (раздела) – магматические, метаморфические и осадочные. Состав, строение, структура, текстура и условия залегания горных пород всех групп в совокупности определяются геохимическими законами, термодинамическими и палеобиотическими условиями породообразования (и разрушения), и, в свою очередь, определяют комплекс свойств пород.

Для территории Самарской области, полностью расположенной в пределах Русской платформы, наибольшую важность имеют осадочные породы. Ими сложена вся поверхность и толща осадочного чехла, имеющего мощность 1420-4600 м.

Прочие же группы присутствуют лишь в качестве минорных компонентов обломочных пород, и, кроме того, слагают на глубине кристаллический фундамент.

Несмотря на широчайшее распространение, великолепную изученность и доступность осадочных пород, их систематика, как ни странно, является одной из наиболее запутанных проблем геологического знания. Не существует даже общепринятого классификационного принципа. Осадочные породы могут быть классифицированы по множеству различных признаков, как-то: по минеральным классам, по источнику материала, по режиму образования, по структуре, текстуре и др. Для большинства классификаций характерно отсутствие концепции: определяющий признак не является общим для таксонов. В отличие от них, классификация (Систематика и классификации..., 1998), рекомендуемая Подкомиссией по классификации осадочных пород Национального комитета геологов России, использует единый систематический принцип деления осадочных пород по структурновещественному составу. Важно, что в понятие структуры включаются не только форма и размер, но и история её развития. Авторы классификации базировались, в том числе, на трудах А.А. Любищева (Любищев, 1923). Данная классификация и была взята нами за основу при составлении схемы, адаптированной к территории Самарской области (табл. 3).

Все осадочные породы классифицированы по двум категориям - структуре и химическому составу. Отметим, что этот системный подход снижает некоторую неопределённость, вызванную исторически сложившимися названиями пород (к примеру, известняк выделяется по составу, а близкий к нему мел - по структуре). Названия пород могут быть производными как от единственной из данных категорий, так и сразу от обеих. Степень значения любой из категорий для отдельно взятой горной породы различна. Например, один и тот же образец породы может быть определен и как доломитовая брекчия, и как брекчированный доломит; акцент при этом делается на ту категорию, которая более важная для текущего описания. По этой причине одна и та же порода может быть представлена в табл. 3 несколько раз под различными названиями.

За общий принцип отнесения к подкатегории в руководящем труде (Систематика и классификации..., 1998) принят следующий. Классификационной разновидностью, как правило, считается та, базовый признак которой составляет более 50% от всей совокупности признаков (т.е., система является двух-, трёх- и многокомпонентной с преобладанием одного компонента) - идиолитическая; при превышении границы 90% она считается чистой (однокомпонентной) разновидностью - моно-литической. Если базовый признак не достигает 50%, система считается смесью -микстолитической.

КАТЕГОРИЯ СТРУКТУРЫ

В Самарской области встречаются породы всех выделяемых структурных семейств и родов.

К семейству обломочных (кластических) относят породы, обладающие признаками первичных пород, и свойства которых определяются в первую очередь гранулометрическим составом. Устоявшихся граничных значений размеров обломков не существует, поэтому воспроизведенные из работы (Систематика и классификации .. ., 1998) цифры могут заметно отличаться в другой литературе, особенно технической. Обломочные породы подразделяются по размеру на следующие рода:

псефитовые (крупно- или грубообломочные, более 2 мм, сложены преимущественно фрагментами первичных пород), псаммитовые (песчаные, 0,05-2 мм, сложены преимущественно минеральными зёрнами), алевритовые (0,005-0,05 мм, сложены преимущественно продуктами раздробления минеральных зёрен). При достижении обломками определенной крупности (условно более 10 м) теряется понятие горной породы, так как элементы горной породы - отдельные фрагменты - становятся соизмеримыми с породными ассоциациями (телами) и отдельными географическими объектами. В то же время, скопления таких обломков иногда выделяют как мачи-ниты (утёсовые породы).

Название обломочных пород обычно производится по размеру крупнейших структурных элементов, поскольку породы, сложенные индивидуальным грубым материалом более чем наполовину, редки. Иногда породы со смешанным размером элементов выделяют под названием соответствующих микститов; в промышленности чаще употребляются наименования типа «гравийно-галечная смесь».

В ряде литературных источников, в т.ч. и поздних (напр., Платонов, Тугарова, 2004), существует определённая путаница между групповыми наименованиями рыхлых и сцементированных пород. Более того, наиболее общий термин «класто-литы», часто употребляющийся там как синоним термина «обломочные породы», пригоден исключительно для обозначения совокупности их сцементированных разновидностей. Очевидно, здесь необходим более строгий подход к употреблению терминологии (табл. 1).

Таблица 1

Классификационная терминология обломочных пород.

РАЗМЕР ЭЛЕМЕНТА	СТРУКТУРА	ОБЛОМОЧНЫЕ (КЛАСТИЧЕСКИЕ) ПОРОДЫ
	кластическая:	РЫХЛЫЕ ПОРОДЫ ( КЛАСТИТы ):	СЦЕМЕНТИРОВАННЫЕ ПОРОДЫ ( КЛАСТОЛИТЫ ):
более 2 мм	псефитовая	псефиты	Псефитолиты
0,05-2 мм	псаммитовая	псаммиты	Псаммолиты
0,005-0,05 мм	алевритовая	алевриты	Алевролиты

С увеличением размера обломков их окатанность приобретает всё большее значение для породы в целом. По данному признаку обломочные породы подразделяются на 2 подрода: ангулопсефитовые (с неокатанными или слабо окатанными обломками) и сферопсефитовые (с обломками значительной окатанности). Общая классификация крупнообломочных пород приведена в табл. 2. Существует более дробная детализация по размерам, сильно различающаяся в разной литературе.

Рекомендуется отличать названия самих обломочных пород от слагающих их структурных элементов. Необходимо отметить, что термины «дресва», «щебень» и «гравий» традиционно применяются в качестве неисчисляемых понятий для обозначения рыхлых пород. В этих же целях более оправданы, хотя и редко используются, термины «гравийник» и «щебенник». Термин «щебёнка» не может быть рекомендован к употреблению как просторечный. Заметим также, что из концепции терминологически выпадает название «дресвяник», которое исконно применяется только к сцементированной породе. Терминология крупноразмерных псефитов до настоящего времени проработана ещё хуже, и детализация их классификации здесь не приводится, во избежание критичных разночтений. Как пример крайне неудачного наименования можно привести используемое в труде (Систематика и классификации..., 1998) понятие «глыбовый валун».

Таблица 2 Классификация крупнообломочных (псефитовых) пород.

Размер элемента	СТРУКТУРА
	АНГУЛОПСЕФИТОВАЯ				СФЕРОПСЕФИТОВАЯ
	Элемент	Рыхлая порода	Сцементированная порода	Элемент		Рыхлая порода	Сцементированная порода
2-10 мм	Дресвяный обломок	Дресва	Дресвяник	Гравийный обломок		Гравийник (гравий)	Гравелит
1-10 см	Щебневый обломок	Щебенник (щебень)	Брекчия	Галька		Галечник	Конгломерат
более 10 см	Отлом Блок Глыба	Глыбовник и др.	Отломо-вая, глыбовая брекчия	Валун		Валунник	Валунный конгломерат

Ниже размера 0,005 мм большинство обломочных частиц теряет признаки первичных пород и минералов, из которых они образованы. Свойства пород в целом определяются уже не объёмом частиц, а их поверхностью. Такие структуры определяются как пелитовые; им соответствует семейство пелитовых пород (рыхлые – пелиты и сцементированные – пелитолиты).

Из состава пелитовых структур выделяются гелево-аморфные (колломорф-ные). Это наиболее однородные структуры, строение которых на макро- и микроуровне задаётся уже не столько частицами, сколько дефектами однородности. Порода слагается первично коллоидными частицами с размерами, не превышающим 1 мкм, причём сопряжения этих частиц имеют причудливую, в достаточной степени произвольную форму. Такие породы являются нераскристаллизованными или плохо раскристаллизованными (напр., стекловидными) хемогенными осадками.

В семейство пород с кристалло-органолитовой структурой объединяют породы, состоящие из различимых на макро- или микроуровне образований, которые формировались самостоятельно – без участия или при слабом участии фрагментов первичных пород.

В род кристаллитовых входят большинство структур, образованных совокупностью минеральных индивидов в явно кристаллической форме.

К роду сфероагрегатных относятся хемогенные оолитовые, псевдооолитовые, сферолитовые, натечные, конкреционные, секреционные и др. подобные структуры нарастания.

Представители биолитового структурного рода сложены мелкими или микроскопическими фрагментами отмерших организмов.

Интракластовыми именуются породы смешанных структурных типов. Во многих случаях их выделение в достаточной степени условно из-за сложностей в постулировании чётких граничных содержаний компонентов. Так же условно и выделение их в ранг самостоятельного семейства.

Флюидные структуры имеют на момент рассмотрения агрегатное состояние, отличное от твёрдого. При переходе под влиянием природных факторов в твёрдое состояние соответствующие породы должны быть отнесены к другому семейству.

КАТЕГОРИЯ СОСТАВА

Под вещественным составом горных пород в общей систематике в качестве главного признака подразумевается их минеральный состав - ассоциация минералов и полиминеральных агрегатов. Если этих признаков оказывается недостаточно для решения задачи, могут быть задействованы другие: элементный состав, изотопный и т. п. Стоит отметить, что высшие таксоны вещественного состава, по сути, классифицированы по химическому составу, поскольку именно на последнем основана систематика минералов. По этой причине, поскольку минеральный состав более сложен, в рамках естественной классификации логичнее было бы заявить в качестве приоритетного признака химический состав.

Породы по составу подразделяют на разряды силикатных пород [силикали-тов], несиликатных неорганических пород и органических пород [каустобиолитов]. Более дробное деление на классы (без учёта незначимых для Самарской обл.) производят следующим образом:

К классу субсиаллитов относят породы с небольшим преобладанием алю-мокремниевых компонентов над магнезиально-железистыми. Сюда могут входить охры, красные глины, железистые алевролиты, кремнисто-карбонатные конгломераты.

Сиаллиты - класс силикатов, значительно обогащенных алюмокремниевыми компонентами относительно магнезиально-железистых. Сюда входят олигомиктовые песчаники, глауконитсодержащие породы, смешаннослойные глины и др.

Супрасиаллиты - класс силикатов с максимальным преобладанием суммы алюминия и кремния над суммой магния и железа. К нему относятся, например, светлые маложелезистые глины и алевриты.

В класс силитов входят породы с содержанием свободного кремнезёма более 50%. Данный класс, несмотря на помещение в группу несиликатных пород, по своей сущности стоит гораздо ближе к силикатным породам, нежели к прочим оксидным.

К классу ферритолитов относят породы с содержанием минералов железа (в т.ч. сульфидных) более 50%.

К классу аллитов обычно относят породы с содержанием алюмооксидных минералов более 50%. Возможно, есть смысл включать сюда и породы, сложенные и другими несиликатными минералами алюминия (по той же логике, как это сделано с минералами железа).

В неоправданно редко выделяемую группу (класс) аквалитов входят воды, рассолы, льды и высокопористые или пустотелые породы, содержащие воду в различном агрегатном состоянии.

К классу фосфоритов традиционно относят породы с содержанием P ₂ O ₅ более 5%. При классификационном 50% барьере («фосфатолиты», соответствует 19,5% P ₂ O ₅ ) большая часть фосфатных пород остаётся «за бортом», поэтому применять такой барьер нецелесообразно.

В класс карбонатолитов входят породы с содержанием суммы минералов класса карбонатов более 50%.

К классу галолитов относятся галогенные породы, содержащие более 50% суммы галогенидов.

К классу сульфатолитов относятся сульфатные породы, содержащие более 50% сульфатных минералов. Вследствие путаницы с одинаковыми названиями породообразующих минералов и собственно пород рекомендуется использование для таких пород наименований: гипсолит, ангидритолит.

Породам, имеющим в основе несульфатные минералы серы, классификацией (Систематика и классификации, 1998) не придаётся ранг классов, и они рассмотрены в качестве двух отдельных внесистемных групп (сульфулитов и сульфидоли-тов), входящих в т.наз. «малые породы». Однако стоит принять во внимание, что, во-первых, роль несульфатных серных пород в древнейшие геологические эпохи была несравненно выше современной; во-вторых, их генетическая общность чрезвычайно высока. Необходимо также отметить, что для территории Самарской области обе эти группы имеют весьма важное значение. Логично было бы, если не придать им ранг классов, то хотя бы объединить данные породы в класс несульфатных серных пород, разделённый на 2 соответствующих подкласса (с пониженным классификационным барьером):

• -    подкласс сульфулитов - породы, сложенные самородной серой;

• -    подкласс сульфидолитов - породы, сложенные сульфидными минералами (пирит и марказит).

К классу карболитов относят породы угольного ряда, содержащие не менее 25% масс. (приблизительно соответствует 50% об.) органического вещества.

Класс битумолитов составляют углеродные некарбонатные породы, не имеющие биоморфной структуры и более чем наполовину состоящие из углеводородов и их производных, либо из продуктов их преобразования.

Чтобы не загромождать схему, из перечня пород (табл. 3) исключены встречающиеся в Самарской обл. исключительно на глубинах, недоступных для открытой разработки, а также те, которые на её территории известны только в качестве имеющих аллохтонное происхождение компонентов обломочных пород. Не включены в таблицу и современные осадки (почвы, илы и др.). В отдельных случаях в таблицу помещены разновидности пород (напр., единственно значимой для Самарской обл. разновидностью сидеритолитов является сферосидерит).

Автор выражает признательность за помощь в работе над материалом Т.М. Козинцевой (СГАСУ).