Песчаник структура и текстура: плотность и структура камня, свойства и состав горной породы, искусственный песок

Песчаник – ЛВ Стоун

Песчаник – прочный эстетичный натуральный камень, использующийся в фасадной и интерьерной отделке, в дорожном строительстве, в создании уникальных ландшафтных композиций. Он применяется в производстве декоративных изделий, строительных смесей, стекла, абразивов. Обладающий отличными прочностными свойствами, износостойкостью, исчисляемой столетиями эксплуатационной долгосрочностью природный материал зачастую применяется для элитарной отделки презентабельных зданий, выполнения внутренней эксклюзивной облицовки. Изумительная структура песчаников, формирование которых происходило в особых условиях миллиарды лет, вдохновляет современных архитекторов и дизайнеров на воплощение колоссального количества оригинальных идей.

Геологическое происхождение песчаников

Отличные эксплуатационные и физико-механические характеристики данного природного камня обусловлены спецификой его геологического происхождения и особенностями условий образования. По критериям геологического происхождения песчаники отнесены к осадочным обломочным породам, образованным в результате разрушения метаморфических или магматических горных пород, переноса разрушенного материала под воздействием воды или ветра и постепенного отложения перемещенных частиц с последующей цементацией. Плотность песчаников, пропорциональная их прочности, обоснована механическим воздействием пластов залегающих выше пород, служащих в качестве своеобразного пресса. Созданная природой фактурная оригинальность этого красивейшего каменного материала обладает изысканной неповторимостью. Так как процессы разрушения исходного камня проистекали по разным причинам, разнообразием также отличались расстояния, пройденные переотложенными частичками и условия, в которых происходила их транспортировка и накапливание, в составе песчаников есть компоненты разной окатанности. Обломки, ставшие основой образования песчаников, отличаются по форме и габаритам зерен, степени отсортированности зернового состава. Различия есть в количественном, химическом и качественном составе обломочной осадочной породы. Состав большинства сортов песчаника в преобладающем количестве включает кварц – один из самых устойчивых в химическом и физическом аспекте минералов. Процентное содержание кварца в разных сортах песчаника варьирует, благодаря чему природой создано огромное количество различающихся по текстурной гамме и фактуре типов.

В образовании данного натурального стройматериала и сырья для производства массы изделий участвовали слюда и полевой шпат, содержащиеся в разных сортах в разном количестве. Связующим веществом в формировании данной осадочной породы являются глинистые частички, цементирующие наряду с основными компонентами обломки известняка, гипс, кремнеземы. Неподражаемость структуре камня придают органические включения, останки древних моллюсков, растений, раковины.

Физико-механические и эстетические свойства песчаников

Ввиду того, что в природе песчаники покрыты мощной толщей более молодых осадочных пород, каменный материал характеризует высокая плотность и незначительное количество пор, открытых для проникновения влаги. Что обосновывает высокую морозоустойчивость отделочного естественного материала. Благородная облицовка из камня, поглощающего тепловое излучение, обеспечивает идеальный микроклимат внутри строений, что особенно ощутимо в изнуряющую летнюю жару. Благодаря тому, что частички разрушенных метаморфических и магматических горных пород проходили значительные расстояния перед их окончательным отложением, песчаники не имеют неблагоприятного для людей высокого радиационного фона.

По степени прочности данная осадочная порода не достигает характеристик гранита. Более податливый для выполнения любой схемы обработки песчаник менее трудоемок, чем гранит, в добыче, что в немалой степени влияет на стоимость естественного стройматериала. Выполненная с его помощью облицовка респектабельного фасада защитит строительные конструкции от механических, климатических, биологических, химических воздействий, существенно продлит эксплуатационные сроки жилых или коммерческих сооружений. Шероховатая поверхность песчаников, обоснованная присутствием зерен разной крупности, придает фасадам, ландшафтным или интерьерным элементам аристократичность и самобытность. Разные по крупности и пространственному расположению песчинки кварцевого песка потрясающе «играют» в лучах солнца или источников искусственного освещения. В случаях, когда этот шероховатый натуральный материал используется для укладки тротуаров, площадок или выполнения дорожных покрытий, обеспечиваются отличные условия для передвижения и безопасность, обоснованная требующимися параметрами трения скольжения.

Разновидности песчаника

Различия в химическом составе, степени окатанности зерен и содержании включений стали основой для образования обширного сортового разнообразия песчаников. В отделке и строительстве используют глауконитовые, кварцевые, полевошпатные песчаники и иные сорта этой обломочной осадочной породы. По преобладающему размеру зерен песчаники классифицируются на крупнозернистые, мелкозернистые и среднезернистые сорта, которые могут содержать разнообразные виды органических включений, крупные обломки горных пород иного происхождения. Среди декоративных сортов этого натурального материала популярностью пользуется ракушечник, текстура которого украшена уникальными оттисками и включениями древних раковин, оолитовый сорт, состоящих из окатанных до округлой формы сцементированных между собой зерен, пизолитовый вид, имеющий аналогичную с оолитовым песчаником структуру, но зерна большей величины. Нередко дизайнеры и архитекторы для воплощения передовых идей используют литографический песчаник, отличающийся однородностью и высокой плотностью.

Тип минеральных зерен, их количественное содержание, вид цемента и наличие окислов железа влияет на колоритную гамму материала. Природой созданы разновидности практически безупречно белого цвета и почти черные сорта. Декоративный облицовочный песчаник, добываемый в наши дни, представлен зеленоватыми, буроватыми, серыми, коричневыми оттенками. Присутствие красных оттенков в натуральном камне зависит от примеси подвергшегося окислению железа.

Экономические преимущества песчаника

Нетрудоемкий в добыче и обработке песчаник зачастую предпочитают в качестве материала для экстерьерной отделки, применяют для выполнения интерьерных элементов, создающих единую композицию с фасадом, для выполнения оригинального ландшафтного оформления. При довольно высоких характеристиках прочности, низкой истираемости и декоративном превосходстве данный натуральный камень значительно дешевле других природных аналогов. Песчаник не требует ухода, не теряет природной красоты от атмосферного негатива, радует своим аристократизмом и элегантностью многие поколения.

Все о песчанике: происхождение, свойства, месторождения и применение камня – Гантельстан

«Королевский камень» предлагает оптом и в розницу натуральный песчаник для облицовки и мощения различных цветов и толщины. Заказывайте камень у нас!

Песчаник – большая группа обломочных осадочных пород, в составе которых преобладают кластические зерна минералов, в основном песок из шпатов, слюды, глауконита, кварца, др., сцементированных в естественных условиях с помощью цементных отложений и глинозема. Размер входящих в состав зёрен варьируется от 0,05 мм до 2 мм.

Происхождение песчаника

Псаммолит образуется на дне рек, озёр, морей и океанов. Сначала горные породы разрушаются, превращаются в псаммит — песок, затем он перемешивается с природными цементирующими веществами, под давлением воды спрессовывается в течение столетий и преобразуется в высокопрочный минерал. Этот процесс называют литизацией. Также в некоторых случаях цементация породы происходит и без участия соединяющих частиц: при механическом сжатии (давление на огромной глубине) или расплавлении в твёрдом состоянии. Чем дольше песок подвергается сжатию, тем более зрелым и прочным становится этот стройматериал.

В случае образования полезных ископаемых на дне морей и океанов, через миллионы лет, в результате естественного движения земной коры (тектонической активности), рельеф поднимается, дно становится горами и равнинами на поверхности земли и крупные месторождения ценнейших осадочных пород становятся доступными для добычи.

Что такое минералы пример?

Минералы

– однородные природные тела в кристаллическом состоянии.
Примеры минералов
: кварц, форстерит, монтмориллонит, турмалин, хризотил-асбест, роговая обманка, магнетит, пирротин, нефелин, мусковит.

Интересные материалы:

Можно ли поменять экран на телевизоре самсунг? Можно ли поменять матрицу у телевизора? Можно ли поменять резинки на пластиковых окнах? Можно ли портативную колонку слушать от сети? Можно ли посмотреть городские камеры? Можно ли посмотреть историю конференций в Зум? Можно ли посмотреть историю печати? Можно ли поставить бассейн на песок? Можно ли поставить квадроцикл на учет? Можно ли посыпать капусту дустом?

Состав песчаника

Так как это полезное ископаемое потрясает разнообразием видов, существует множество классификаций по составу, отечественных и зарубежных, интересных в научном плане. Здесь же мы остановимся на показателях, полезных обработчику камня, дизайнеру, строителю и, конечно, покупателю.

Наиболее распространён «дикарь» из кварцевого песка. Реже встречаются породы из полевого шпата, кремния, слюды, глауконита и многих других минералов. Существуют даже породы с содержанием полудрагоценных примесей: турмалин, опал, циркон, апатит, гранат, гематит и др. Цементом могут служить: глинозём, каолин, кремнезём, кварц, полевой шпат, опал, гидрооксид железа (ржавчина), и т.д.

Нередки также вкрапления растительного или животного характера, например: древесина в породе, образованной на дне рек, раковины, элементы окаменелостей вымерших рыб и животных — в океанском камне.

Глинистый песчаник с с нуммулитами. Обломок включает зерна кварца, полевого шпата, глауконита, обломки и целые раковины нуммулитов (1–2 см). Мелкозернистая, органогенная структура. Текстура слоистая.

По количеству минералов в составе песка, псаммолиты разделяют на:

• моногенные (один минерал),
• олигомиктовые (два минерала),
• полимиктовые (три минерала и более).

Библиография

• Фолк, Р. Л., 1965, Петрология осадочных пород
  PDF версия. Остин: Книжный магазин Хемфилла. 2-е изд. 1981, ISBN 0-914696-14-9.
• Петтиджон Ф. Дж., П.Е. Поттер и Р. Сивер, 1987 г., Песок и песчаник
  , 2-е изд. Springer-Verlag. ISBN 0-387-96350-2.
• Шолле, П.А., 1978, Цветное иллюстрированное руководство по составным частям, текстурам, цементам и пористости песчаников и связанных с ними пород
  , Американская ассоциация геологов-нефтяников Memoir No. 28. ISBN 0-89181-304-7.
• Шолле П.А. и Д. Спиринг, 1982 г., Среды осадконакопления песчаников: терригенные обломочные отложения.
  , Американская ассоциация геологов-нефтяников Memoir No. 31. ISBN 0-89181-307-1.
• Ежегодник USGS Minerals: Камень, Размер, Томас П. Долли, Министерство внутренних дел США, 2005 г. (формат: PDF).

Свойства песчаника

Данные, приведенные ниже, достаточно общие. Если необходимы параметры выбранной вами породы, стоит уточнять их непосредственно у производителя или добытчика.
Плотность песчаника зависит от размера частиц, цементирующего вещества, прочих факторов и может колебаться от 1,6 гр/см3 до 2,77 гр/см3.
Некоторые виды достаточно хрупкие, некоторые по прочности приближаются к граниту. Это зависит от внешних факторов, состава песка, цемента. Например, породы с опаловым и халцедоновым цементом обладают высокой прочностью, с гипсовым, глинистым, мергелистым или известковым — средней прочностью. Есть виды, которые распадаются в воде.
Твердость по шкале Мооса: от 4 до 6.
Предел прочности на сжатие в сухом состоянии от 10 до 140 МПа.

Снашиваемость из-за трения — 0,55-0,72 гр./см2.

Морозостойкость — F50-F75. Выдерживает 50-75 циклов замораживания и размораживания.

Огнеупорность — кварцитовый псаммолит выдерживает 1700-1770°С без физических изменений.

Водопоглощение низкое.

Некоторые виды отличаются низкой теплопроводностью.

Виды песчаника

По размеру песчинок в структуре псаммитолиты в России классифицируют таким образом:

Структура	Размер обломочных зёрен, мм
Грубозернистая	2 — 1
Крупнозернистая	1 — 0,5
Среднезернистая	0,5 — 0,25
Мелкозернистая	0,25 — 0,1
Тонкозернистая	0,1 — 0,05

Источник: «Осадочные горные породы. Систематика и классификация». Бетхер О.В., Вологдина И.В.

Также вы можете встретить разнозернистый псаммитолит — результат образования «дикаря» из частиц, сильно отличающихся по размеру. Это могут быть и более крупные, чем песок, куски породы раннего периода в составе дикого камня.

Весьма интересен кварцито-песчаник — промежуточное звено между кварцевым песчаником и кварцитом. Эта порода гораздо плотнее, прочнее «дикаря». Процесс превращения одного минерала в другой без плавления называется метаморфизмом. Происходит в результате действия высокого давления и тепла в зонах стыков континентальных плит.

Кварцевый песчаник. Обломок содержит кварц и небольшие вкрапления полевого шпата и рудного минерала.

Аркозы состоят более чем на 25% из полевого шпата. Зёрна в породе угловатые, разноразмерные.

Аркозовый песчаник. Обломок содержит зерна кварца, полевого шапата, гематита и чешуйки слюды.

Граувакки — очень прочные полимиктовые разнозернистые породы графитовой, черной окраски со множеством неожиданных оттенков и примесей.

Граувакковый песчаник. Состоит из остроугольных зерен плагиоклаза и обломков вулканогенно-осадочных пород.

В литографии — печати рисунков при помощи камня, использовали литографический песчаник — минерал высокой плотности с однородным составом. Его шлифовали, наносили рисунок, затем протравливали специальным составом, смывали. Получался каменный штамп, на который затем наносили краску и делали оттиски.

Стоит также пару слов сказать о том, что называют песчаником-ракушечником. По сути своей, это — известняк. Он состоит обломков ракушек, образующих пористую структуру, известкового цемента, иногда песка. Эта окаменелость более хрупкая, поэтому ее применяют только в отделке.

Особое место занимают оолиты и пизолиты — пористые отложения из ооидов — мелких шариков, сцементированных между собой. Пизолиты отличаются тем, что шарики крупнее, чем в оолитах, более 2 мм. в диаметре. Оолит ещё называют яичным камнем, причем обычно это также вовсе не песчаник, а известняк. Как и другие осадочные породы, они могут быть очень разными по составу.

По степени обработки разделяют: бутовый камень (необработанный), пластушка и фонтанка (естественным образом откалывающиеся куски), плитняк (более плотный «дикарь», разрезанный на пластины), для строительства нарезают на блоки, подходящие для кладки.

Для декоративных целей вы легко подберёте песчаник нужной фактуры: грубой, шероховатой или гладкой. Это зависит от размера песчинок, метода обработки. Чтобы получить гладкий песчаник, его шлифуют и полируют. Иногда наносят защитное покрытие, чтобы сохранить природный цвет.

Популярен галтованный камень — обработанный в специальном барабане с абразивными частицами. Получается нечто среднее между просто нарезанными кусками и теми, которые в природе годами окатывались водой до гладких «кругляшей» — куски с неровными, но скругленными краями и сглаженной фактурой на плоских частях.

Смотрите также

• Геологический портал

• Размерный камень — Натуральный камень, обработанный до определенных размеров и форм.
• Список песчаников — Статья со списком Википедии
• Куркар — Региональное название эолового кварцевого калькрита на побережье Леванта.
• Осадочный бассейн — Области длительного проседания, создающие пространство для заполнения отложениями
• Сиднейский песчаник
• Yorkstone — Разнообразие песчаника из Йоркшира, Англия

Цвет песчаника

В следствие большого разнообразия факторов, влияющих на формирование породы, этот экологичный материал радует дизайнеров и владельцев частных домов широкой цветовой палитрой и приличным выбором рисунков. Более того, каждый срез имеет уникальный узор.

Наиболее распространен серый «дикарь», с буроватым или зеленоватым оттенком — глауконитовый вид.

Наличие в составе железа придает минералу ржаво-бурый или темно-красный тон — это элитный красный песчаник. Он очень красив и прочен. Помимо этого, не выгорает под солнцем, не боится значительных перепадов температур и влажности. Вероятно, причина в том, что этот вид был образован в более древнем периоде и дольше «созревал».

Некоторые оттенки красного получают, обжигая сырьё в печах при температуре 400-550 °С. В результате цветовая палитра расширяется от розового до терракоты. Помимо этого, увеличивается практичность минерала: повышается твердость, устойчивость к воздействию окружающей среды.

Роскошный белый песчаник и светло-серый обычно на 90% состоят из кварца. Их часто используют для отделки фасадов, колонн, создания архитектурных элементов и скульптур.

Тёмно-коричневый и черный песчаник образуются в результате примеси органических веществ — битумов. Выглядит презентабельно, особенно в декоре фасадов и ограждений.

Серо-голубой, серо-синий, серый, темно-серый оттенки можно обнаружить под общим названием: синий песчаник. Это — очень прочный материал. Особенно эффектно в этом цвете выглядит фактура «дракон».

Так называемый желтый песчаник выглядит желтовато-бурым или светло-бурым благодаря фосфатному цементу. Очень распространён в природе. Поверхность шероховатая, зернистая. Морозостойкость высокая, а прочность — не очень, по этой причине используют для отделки.

Также вы можете встретить другие цвета и названия рисунков: малиновый, медовый, терракотовый, тигровый, тигровый розовый, радужный, капучино, опавшая листва. Привлекателен рисунок, похожий на древесный: желтоватая, желто-коричневая, светло-коричневая гамма с характерными разводами. Красиво выглядит плитка с янтарным узором.

Использует

Главный четырехугольник Сиднейский университет, так называемый университет песчаника Статуя из песчаника Мария Иммакулата
Фиделисом Спорером, около 1770 г., в Фрайбург, Германия 17000-летний песчаник масляная лампа обнаружен в пещерах Ласко, Франция

Песчаник использовался с доисторических времен для строительства, декоративного искусства и предметов домашнего обихода и продолжает использоваться. Он широко используется во всем мире при строительстве храмов, домов и других зданий.[25]

Хотя его устойчивость к выветривание варьируется, песчаник прост в обработке. Это делает его обычным строительство и мощение материал, в том числе в асфальтобетон. Однако некоторые типы, которые использовались в прошлом, например Коллихерст песчаник используется в Северо-Западная Англия, имели плохую долговременную устойчивость к атмосферным воздействиям, что требовало ремонта и замены старых зданий.[26] Из-за твердости отдельных зерен, однородности размера зерна и рыхлость по своей структуре, некоторые виды песчаника являются отличным материалом для изготовления точильные камни, для заточки лезвий и других инструментов. Не рыхлый песчаник можно использовать для изготовления точильных камней для измельчения зерна, например, песчаник.

Тип чистого кварцевого песчаника, ортокварцита, с более чем 90–95 процентов кварца,[27] предложено для выдвижения в Каменный ресурс мирового наследия.[28] В некоторых регионах Аргентины каменный ортокварцит фасад это одна из главных особенностей Стиль Мар-дель-Плата бунгало.[28]

Месторождения и добыча песчаника

Залежи минерала распространены по всему миру.

В России это полезное ископаемое было обнаружено в Московской и Кемеровской областях, в Поволжье, на Урале, на Северном Кавказе и в Закавказье, в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке.

Особенно знамениты карьеры в Ростовской области и в Дагестане. В Карелии, недалеко от села Шокша, получают прославившийся на весь мир древний красный кварцито-песчаник протерозойского периода — Шокшинский порфир.

Шокшинский порфир — красный кварцито-песчаник

Добывают разными способами, в зависимости от глубины залегания, размеров и прочности:

• Камнерезный. Самый точный, практичный и бережный вариант. Ископаемое разрезают на части.
• Метод воздушной подушки, или контролируемый взрыв. Безопасный, бережный приём, позволяющий получить материал без микротрещин. В пласте проделывают шурфы, в которые закачивается воздух. Под давлением воздуха минерал раскалывается. Места расколов прогнозируемые.
• Буровзрывной. Самый опасный способ с большими потерями. Используют для прочных кварцевых и кремнистых пород, когда другие варианты не подходят. В скале бурятся отверстия, куда закладывается взрывчатка. После взрыва получают куски неровной формы, порядка 70% от объема и щебень — около 30%. Материал получается со скрытыми дефектами.

Добыча песчаника
Полученное сырьё пилят, затем режут на стандартные блоки, слэбы. Часть материала отправляется на фабрику для дальнейшей обработки, часть фасуется, отгружается прямо с карьера и доставляется покупателям по всей стране.

Где используется

• Архитектура. Многие памятники архитектуры были построены из него или отделаны им. В одном только Санкт-Петербурге насчитывают порядка 30 объектов.
• Скульптура. Например, египетский Сфинкс.
• Строительство частных зданий. Есть виды, обладающие низкой теплопроводностью, благодаря чему из них можно построить отличный дом из песчаника, в котором будет тепло зимой и прохладно летом.
• Облицовка каменной плиткой стен, пола, каминов, лестниц.
• Балясины для лестниц, колонны, балюстрады, подоконники, столешницы, раковины.
• Декоративные изделия в интерьере: вазоны, статуи, фонтаны.
• Мозаика: панно, барельефы.
• Поделки.
• Кладка и заливка фундамента — добавляют щебень в раствор.
• Для внутренней отделки стен применяют подобным образом, выбирая более мелкие фракции.
• Облицовка фасадов, ступеней, зон для барбекю, отмосток, ограждений, беседок.
• Тротуары и садовые дорожки.
• Ландшафтный дизайн: отдельно лежащие природные валуны интересной формы, садовые скульптуры, альпийские горки, обрамление клумб, водопады, фонтаны, даже выкладывают дно и побережье небольших водоёмов.
• Производство динаса — огнеупорного кирпича для обкладки внутренних стенок электрометаллургических, мартеновских, коксовых и стекловаренных печей.
• Производство стекла.
• Производство асфальта.
• В качестве флюса при выплавке меди и никеля.
• Сырьё для получения ферросилиция, карбида кремния (карборунда) и силумина (сплава алюминия и кремния).
• Производство жерновов, точильных камней.
• Производство удобрений.
• Литография — один из способов тиражирования рисунков.
• Ювелирное производство: бусы, браслеты, серьги.
• Оформление аквариумов и террариумов — тут чаще всего применяют пещеристый вид: бут разной формы белого, бежевого и желтоватого оттенков с большим количеством сквозных отверстий.
• Литотерапия — лечение прикладыванием нагретых камней и массажем.
• Ортопедические дорожки для малышей.
• Ритуальные услуги — плиты, памятники.

Египет. Сфинкс.

Информация Песчаник – как он формируется?

• Главная /
• Информация Песчаник – как он формируется?

Песчаник истертый, гладкий

Песчаник

представляет собой осадочную породу, состоящую в основном из зерен минералов или горных пород размером с песок. Большая часть песчаника состоит из кварца и/или полевого шпата, потому что это наиболее распространенные минералы в земной коре. Как и песок, песчаник может быть любого цвета, но наиболее распространенными цветами являются коричневый, коричневый, желтый, красный, серый и белый. Поскольку слои песчаника часто образуют хорошо заметные скалы и другие топографические особенности, определенные цвета песчаника четко отождествляются с определенными регионами.

Некоторые песчаники устойчивы к атмосферным воздействиям, но с ними легко работать. Это делает песчаник обычным строительным материалом и материалом для мощения. Из-за твердости отдельных зерен, однородности размера зерна и рыхлости его структуры песчаник является прекрасным материалом для изготовления точильных камней, для заточки лезвий и других орудий. Из негорючего песчаника можно изготовить точильные камни для измельчения зерна, например, песчаник. Скальные образования, состоящие в основном из песчаника, обычно позволяют воде просачиваться и достаточно пористы, чтобы хранить большие количества, что делает их ценными водоносными горизонтами. Мелкозернистые водоносные горизонты, такие как песчаники, более способны отфильтровывать загрязняющие вещества с поверхности, чем скалы с трещинами и трещинами, такие как известняки или другие породы, разрушенные сейсмической активностью

Песчаник недалеко от Штадтрода, Германия

Формирование песчаника включает две основные стадии. Во-первых, слой или слои песка накапливаются в результате осаждения либо из воды (как в реке, озере или море), либо из воздуха (как в пустыне). Как правило, седиментация происходит за счет осаждения песка из взвеси, т. е. перестающего катиться или отскакивать по дну водоема (например, моря или реки) или по поверхности земли (например, в пустыне или районе песчаных дюн). Наконец, когда он накапливается, песок становится песчаником, когда он уплотняется давлением вышележащих отложений и сцементируется за счет осаждения минералов в порах между песчинками. Наиболее распространенными вяжущими материалами являются кремнезем и карбонат кальция, которые часто образуются либо в результате растворения, либо в результате изменения песка после его захоронения. Цвета обычно будут коричневыми или желтыми (из-за смеси прозрачного кварца с содержанием темно-янтарного полевого шпата в песке). Преобладающим дополнительным красителем на юго-западе США является оксид железа, который придает красноватые оттенки от розового до темно-красного (терракотовый), а дополнительный марганец придает пурпурный оттенок.

Красные песчаники также встречаются на юго-западе и западе Англии и Уэльса, а также в Центральной Европе и Монголии. Регулярность последнего благоприятствует использованию в качестве источника для кладки, либо в качестве основного строительного материала, либо в качестве облицовочного камня, а не в другом строительстве.

Просо-песчаник Макро (~ 4 см)

Происхождение песчаника

Песчаники имеют обломочное происхождение (в отличие от органических, таких как мел и уголь, или химических, таких как гипс и яшма). Они образуются из сцементированных зерен, которые могут быть либо фрагментами ранее существовавшей породы, либо мономинеральными кристаллами. Цементы, связывающие эти зерна вместе, обычно представляют собой кальцит, глины и кремнезем. Размер зерен в песках находится в диапазоне от 0,1 мм до 2 мм (глины и породы с более мелкими зернами, включая алевролиты и сланцы, обычно называют глинистыми отложениями; породы с более крупными зернами, включая брекчии и конгломераты, называются крупнозернистыми отложениями).

Окружающая среда, в которой он откладывается, имеет решающее значение для определения характеристик полученного песчаника, которые в более мелких деталях включают размер зерен, сортировку и состав, а в более общих деталях включают геометрию горных пород и осадочные структуры. Основные среды осаждения можно разделить на наземные и морские, как показано в следующих широких группах:

Песчаник — AAPG Wiki

Запись о списании Wiki
Студенческое отделение	Университет Гаджа Мада
Конкурс	Декабрь 2014 г.

Песчаник навахо на тропе динозавров Мокасин-Маунтин. Фото Одина.

Содержимое

• 1 Весы Уддена-Вентворта
• 2 Характеристики песчаников основных классов
  • 2.1 Кварц Арениты
  • 2. 2 Полевошпатовые арениты
  • 2.3 Литические арениты
• 3 Зрелость песчаника
• 4 Неглубокое захоронение (Эогенез)
• 5 Глубокое захоронение (мезогенез)
• 6 Телогенез
• 7 Пористость и проницаемость
• 8 Пористость
• 9 Проницаемость
• 10 Каталожные номера
• 11 Полезные ссылки

Зерновая шкала Уддена-Вентворта

Рис. 1. Зерновая шкала Уддена-Вентворта (песочная шкала) (получена от Николса) ^[1]

Размер зерен песка варьируется от очень крупного до мелкозернистого. Для измерения размера зерна используется формула, предложенная Крумбейном в 1934 г., основанная на следующем соотношении:

ϕ=−log⁡2d{\displaystyle \phi =-\log 2d}

Где Ф (phi) размер, а d — диаметр зерна в миллиметрах. Например, зерно диаметром 4 мм имеет размер фи, равный -2, что соответствует степени, необходимой для увеличения основания (2) логарифма до 4 (т. е. 22).

Характеристики основных классов песчаников

Рис. 2. Классификация песчаника Петтиджона (получена от Николса) ^[1]

Типы песчаников были классифицированы Петтиджоном, 1975. Эта классификация основана на основном компоненте песчаника. Большинство песчаников состоят из смесей очень небольшого количества доминирующих компонентов каркаса, таких как кварц, полевые шпаты и обломки горных пород, которые обычно достаточно распространены, чтобы иметь важное значение для классификации песчаника.

Кварц Арениты

Кварцевые арениты состоят более чем на 90 процентов из кремнистых зерен (кварца, кремня, других обломков кварцевых пород), обычно хорошо литифицированных и хорошо сцементированных и сцементированных кремнеземным или карбонатным цементом. Он связан со стабильными кратонными средами, такими как эоловые, пляжные и шельфовые среды. Сохранность окаменелостей плохая, но следы окаменелостей, такие как норы фации сколтихоса, которые встречаются в приливных зонах, могут быть в изобилии в некоторых мелководных морских кварцевых аренитах. Кварцевые арениты представляют собой месторождения первого цикла, образованные из первично-кристаллических или метаморфических пород, подвергшихся процессу выветривания. Кварцевые арениты распространены в геологической летописи, составляют одну треть всех песчаников и обычно белые или светлые, могут быть окрашены оксидами железа в красный, розовый, желтый и коричневый цвет.

Полевошпатовые арениты

Полевошпатовые арениты имеют розовый или красный цвет из-за обильного присутствия калиевых полевых шпатов или оксидов железа, могут быть светло-серыми или белыми. Он содержит менее 90 процентов кварца, полевых шпатов больше, чем каменных обломков, имеет незначительное количество слюды и тяжелых минералов. Обычно имеет среднее или крупное зерно и может содержать высокое процент от угловатых до угловатых зерен, содержащих более 15 процентов матрицы и плохо-хорошо отсортированных по зерновой сортировке. Это означает, что обычно текстура бывает незрело-незрелой. Обычно встречаются в кратонных или устойчивых шельфовых условиях и реже откладываются в нестабильных бассейнах или других более глубоких водах.

Литические арениты

Литические арениты характеризуются неустойчивыми обломками горных пород, такими как вулканические, метаморфические обломки и другие, а кремнистые или кварцевые породы могут быть обломками литических аренитов. Содержит менее 90 процентов зерен кварца и больше обломков породы, имеет серый, солено-перечный до однородного среднего и серый цвет. Литические арениты, как правило, имеют большое количество матрицы, конечно, их можно назвать каменными вакками, которые плохо или очень плохо отсортированы, но могут быть хорошо отсортированы. Большинство литических песчаников имеют текстуру от незрелых до субзрелых, встречаются в ассоциации с флювиальными конгломератами и другими флювиальными отложениями или в ассоциации с более глубокими морскими конгломератами, сланцами, кремнями и подводными базальтами.

Зрелость песчаника

Мы можем определить зрелость основания песчаника двумя разными способами. Композиционная зрелость относится к относительному количеству стабильных и нестабильных зерен каркаса. ^[2] Зрелый песчаник содержит большое количество кварца (кварц является стойким минералом, см. серию реакций Боуэна), тогда как незрелый песчаник содержит большое количество нестабильных минералов или обломков горных пород, таких как полевой шпат. Текстурную зрелость определяют по относительному обилию матрицы и степени окатанности и сортировки зерен каркаса. ^[2] Степень зрелости текстуры может варьироваться от незрелой (много глины, плохо отсортированные и плохо окатанные зерна каркаса) до сверхзрелого (мало глины или ее отсутствие, зерна каркаса хорошо отсортированы и хорошо окатаны). ^[2] Текстурная зрелость показывает степень транспортировки и переработки отложений, отражает, насколько осадочные породы проходят цикл осадконакопления, на нее также могут влиять процессы диагенеза.

Неглубокое захоронение (эогенез)

Это происходит, когда вновь отложенные отложения включают переработку отложений организмом (биотурбация), незначительное уплотнение и переупаковку зерен, а также минералогические изменения. ^[2] Деятельность организма, такая как рытье нор, выслеживание, ползание, может разрушать первичные осадочные структуры, но обычно не изменяет минералогический и химический состав отложений. Это первая стадия диагенеза, вызванная очень малой глубиной залегания. Осадки подвергаются лишь очень слабому уплотнению и перестройке зерен в ходе раннего диагенеза. ^[2]

Эогенез действительно вызывает некоторые важные минералогические изменения в терригенных отложениях, такие как осаждение новых минералов. ^[2] В морской среде, где преобладают восстановительные условия, пирит может образовывать цемент или замещать другие материалы. ^[2] Другие важные реакции включают образование хлорита и глауконита. В неморской среде обычно образуются оксиды железа, образующие красные слои. ^[2]

Глубокое захоронение (мезогенез)

Уплотнение Давление нагрузки, вызванное более глубоким залеганием, увеличивает плотность упаковки зерен, уменьшает пористость и тонкость отложений. Повышение давления на контакте между зернами вызывает частичное растворение зерен, что приводит к сшиванию зерен. Химическое уплотнение уменьшает пористость и увеличивает утончение слоя. Глубокое залегание приводит к резкому снижению пористости песка.

Рис. 3. Пористость и уплотнение (производное от Nichols) ^[1]

Химические процессы и изменение температуры Повышение температуры при глубоком захоронении также увеличивает скорость химической реакции.

Цементация делает отложения более плотными, а литификация с образованием осадочной породы одновременно снижает пористость.

Телогенез

Песчаник, глубоко погребенный на глубине до нескольких километров, может выйти на поверхность в результате горообразования и лишиться кровли в результате эрозии. Снижение давления и температуры резко меняет характеристики песчаника. Ранее сформированные цементы и зерна каркаса могут подвергаться растворению или превращению зерна каркаса в глинистые минералы. ^[2] Другие изменения могут включать окисление минералов карбоната железа и других железосодержащих минералов с образованием оксидов железа. ^[2] Степень телогенеза переходит в субаэральное выветривание по мере выхода осадочных пород на поверхность Земли. ^[2] 

Пористость и проницаемость

Пористость и проницаемость песчаника представляют большой интерес для гидрогеологов и геологов-нефтяников. Пористость и проницаемость отражают взаимодействие зерен песчаника с жидкостью. Диагенез и тектоника влияют на качество пористости и проницаемости. Диагенез влияет на пористость и проницаемость за счет уплотнения и цементации. Уплотнение делает расположение зерен более плотным, механически и химически. Цементация осаждает вторичные минералы, такие как кальцит, кварц и оксиды железа, в порах песчаника.

Пористость

Поры — это открытые пространства между зернами, матрицей и цементом. Тогда пористость представляет собой отношение общего порового пространства к общему объему.

Пористость = общий объем порового пространства × 100 объем образца горной породы{\displaystyle {\text{Пористость}}={\text{объем общего порового пространства}}\times 100{\text{объем образца горной породы} }}

Пористость имеет первичное и вторичное происхождение. Первичная пористость возникает из-за отложения и расположения зерен. Межзерновая и внутризерновая пористость составляют первичную пористость. Между зернами существует межзерновая пористость, в большей степени затронутая тканями. Переменные, влияющие на межкристаллитную пористость, включают размер зерна, сортировку и форму. Увеличение размера зерна совпадает с уменьшением пористости. Ли (1919) в Selley ^[3] говорится, что пористость древних осадочных пород увеличивается с уменьшением размера зерен. Более мелкое зерно, как правило, имеет угловатую форму, что обеспечивает большее пространство пор. Сортировка, безусловно, влияет на пористость в пропорции размеров зерен и в том, как они расположены. Хорошо отсортированный песчаник имеет большую пористость из-за более высокого процента зерен в матрице. Менее сферическое зерно имеет тенденцию создавать большую пористость, поскольку оно едва плотно упаковано.

Вторичная пористость ^[3] охватывает межкристаллитную пористость, фенестральную пористость, плесневую пористость, кавернозную пористость и трещинную пористость. Типы пористости, обычно встречающиеся в песчанике, представляют собой межкристаллитную и трещинную пористость. Остальные три типа пористости обычно встречаются в карбонатных породах. Межкристаллитная пористость возникает между кристаллами, выделяющимися в диагенезе. С другой стороны, трещинная пористость связана с постосадочными структурами и тектоникой. Постседиментационные структуры способны образовывать осадочные разломы и складки. Ярким примером трещинной пористости из-за тектоники является антиклиналь. Внешняя дуга складки испытывает растяжение, образуя трещины растяжения и разломы. Внутренняя дуга складки испытывает сжатие, образуя компрессионные трещины. 

Проницаемость

Свойством песчаника, связанным с пористостью, является проницаемость. Проницаемость – это эффективное количество поровых пространств. Selley ^[3] определяет проницаемость как способность жидкости или газа проходить через пористое твердое тело. Закон Дарси определяет расчет проницаемости

Q = K ΔAμL {\ displaystyle {\ text {Q}} = {\ text {K}} \ Delta {\ text {A}} \ mu {\ text {L}}}

Q: Скорость расход (куб.см сек-1)

К: Проницаемость

Δ: Градиент давления

A: Площадь поперечного сечения

μ: Вязкость жидкости (сантипуаз)



Ссылки

1. ↑ ^{1,0 1,1 1,2} Николс, Г., 2009, Седиментология и стратиграфия, второе издание. Чичестер: Уайли Блэквелл.
2. ↑ ^{2.00 2.01 2.02 2.03 2.04 2.05 2.06 2.}