Песчаник какая горная порода Все о песчанике

Полимиктовые песчаники имеют более сложный состав, чем другие их виды. Наименее сложные из них — туфогенные песчаники, которые образуются в результате разрушения вулканического материала в процессе перокластического выброса. В рамках полимиктовых песчаников можно выделить несколько подкатегорий.

Песчаник – горная порода

Горные породы представляют собой разнообразные вещества, составляющие земную кору, и состоят из различных минералов. Они могут быть как однокомпонентными, так и многокомпонентными. В соответствии с их происхождением, горные породы делятся на три основные категории: магматические, метаморфические и осадочные. Осадочные породы, в свою очередь, классифицируются по трем основным типам — обломочные, органические и химические. Песчаник представляет собой горную породу осадочного происхождения и принадлежит к группе обломочных пород.

Что такое песчаник?

Песчаник — это однородный, а иногда и слоистый агрегат мелких обломочных частиц, скрепленных различными минералами. По существу, он представляет собой сцементированные пески.

Размер отдельных частиц колеблется от 0,05 до 2 мм. Такие песчинки формируются в процессе разрушения кристаллических горных пород, причем важнейшими факторами этого процесса выступают вода и ветер. Зная особенности процесса формирования песчинок, можно определить, к какому именно типу горной породы относится данный песчаник. Далее происходит их связывание — процесс, известный как цементизация.

Наиболее характерным минералом песчаника является кварц, который отличается высокой устойчивостью как в физическом, так и в химическом плане. Состав и свойства минералов, входящих в состав песчаника, напрямую определяют, какая именно горная порода образуется.

Помимо кварца, в состав песчаника могут входить такие минералы, как слюда, полевой шпат и множество других. Цементирующее вещество может быть аналогичным глине, извести или кремнезему, а также другими материалами.

Характеристика породы и её состав

Песчаник относится к группе псаммитовых пород, в которых размер обломочных зерен находится в диапазоне от 2 до 0,05 миллиметра. Эта группа включает как рыхлые разновидности (то есть пески), так и цементированные образования (или, собственно, песчаники).

В зависимости от размера обломочных частиц, породы подразделяются на несколько категорий:

• грубозернистые (2-1 мм);
• крупнозернистые (1-0,5 мм);
• среднезернистые (0,5-0,25 мм);
• мелкозернистые (0,25-0,1 мм).

Частицы меньшего размера образуют алевролиты. Кроме размера зерен, каждый вид песчаника также характеризуется составом обломочных зерен, цементом, формой обломков и характером цемента, а также особенностями его образования.

Для точного описания породы необходимо учитывать следующие параметры:

• размеры зерен;
• минералогический состав как цемента, так и обломков;
• цвет песчаника.

При классификации породы по веществу особое внимание уделяется типу цемента. В зависимости от количественных характеристик выделяют:

• мономинеральные образования (содержат 90% одного основного минерала);
• биминеральные (состоят из двух минералов);
• полиминеральные (содержат несколько разных минералов);
• группу полимиктовых образований (включают обломочные зерна с явными минералами, составляющими от 15 до 20% всей массы).

С помощью минералов-индикаторов можно восстановить условия, при которых образовался осадок, а также приблизительно оценить состояние среды его формирования. Состав песчаника часто включает остатки животных организмов и растительные реликты.

Физические свойства песчаников

Песчаник состоит из зерен кварца, соединенных между собой другими минералами. В зависимости от своего минерального состава, физико-механические свойства песчаника могут быть сопоставимы с прочностью гранита.

Цвет песчаника зависит от наличия примесей в цементе, таких как железная руда, обломки кварца и глауконита. Этот материал является отличным строительным камнем и активно используется в различных поделочных целях. Твердость песчаника находится на среднем уровне, а предел прочности при сжатии колеблется от 300 до 1000 кг/см³.

Плотность песчаника определяется его минеральным составом, особенностями цемента и наличием пор между частицами. Порода легко обрабатывается, а её текстура делает её эстетически привлекательным материалом, что позволяет использовать её для оформления фасадов зданий и создания каминов.

Один из примеров — красный песчаник, который часто применяется для укладки тротуаров. Он характеризуется шероховатой поверхностью, что создает удобные условия для передвижения по нему.

Применение породы

Песчаник уже давно используется как в декоративных целях — для создания бутового камня и булыжников, так и в ландшафтном дизайне для создания альпинариев, фонтанов и каскадов.

Эта порода отличается высокой долговечностью. Наиболее известным примером ее исторического применения является минарет Кутб-Минар, построенный в 1368 году недалеко от Дели. В Санкт-Петербурге в 1903 году был возведен двухэтажный дом А.Ф. Кельха, фасад которого выходит на улицу Чайковского.

Изделия из песчаника предлагают широкий спектр цветов и оттенков, что позволяет создавать изысканные каменные формы. Скульптуры, панно и барельефы, выполненные из этого материала, гармонично дополняют архитектурные ансамбли, а разнообразие расцветок вызывает положительные эмоции у зрителей.

Красный песчаник (Old Red Sandstone) относится к осадочным образованиям девонского периода и формировался в результате разрушения гор. Эта порода в основном распространена на Британских островах, где в отложениях часто находят остатки панцирных рыб.

Красный песчаник также активно используется для создания скульптур. Улицы городских парков обычно украшают изделия из песчаника насыщенного малинового и серо-голубого оттенка.

Пористая структура песчаника и его высокая проницаемость делают его отличным коллектором для углеводородов (таких как нефть и газ). Медистые песчаники часто связаны с крупными медными месторождениями.

Кварцевый песчаник, содержащий более 95% силикатных соединений (кварца), широко используется в промышленности в качестве флюса при выплавке цветных металлов, включая никель и медь.

Кварцевый песок является основным сырьем для стекольной промышленности, при этом основное производство стеклянных изделий сосредоточено вблизи карьеров по добыче кварцевого материала.

Физические свойства песчаника зависят от его минерального состава, который может включать магнетит, ильменит, рутил, циркон и турмалин. Цементирующее вещество может быть глинистым, известковым, кремнистым, железистым, фосфатным или иногда цеолитовым.

Природный камень, известный как «дикарь», обладает уникальной слоистой природой и не требует специальной обработки. Он может быть использован для отделки фасадов и оград. Естественный рельеф материала позволяет создавать оригинальные дизайнерские решения для различных поверхностей.

Свойства и особенности материала

Основу для формирования залежей песчаника составляет кварц, частицы которого соединяются между собой благодаря различным глиноземам и минеральным веществам. Богатые месторождения данной породы сегодня располагаются на Юге России, Урале и в Сибири, а также в таких странах, как Польша, Болгария и Казахстан. Минеральный состав, его количество и узор образцов определяют цвет и рисунок на срезе породы.

Популярность материала среди потребителей объясняется множеством его ценных характеристик:

• высокая прочность, а также устойчивая к воздействию влаги и температур;
• естественная эстетика и красота натурального рисунка;
• разнообразие текстур и цветовых решений;
• легкость в уходе и обслуживании;
• совместимость с различными строительными материалами и устойчивость к химическим воздействиям;
• простота в обработке;
• разумная цена.

Сферы применения природного камня

Песчаник — непривередливый, прочный и эстетически привлекательный материал, который находит широкое применение в строительстве. Он используется для обновления и украшения как интерьеров, так и экстерьеров, а также в ландшафтном дизайне. Наиболее востребованными направлениями его использования являются:

• отделка внешних и внутренних помещений (оформление фасадов, обрамление окон и дверей, оформление каминов, бассейнов и дымоходов);
• строительные работы (заполнение строительных смесей, возведение фундаментов, кладка стен и заборов);
• создание ландшафтных композиций (дорожек, альпийских горок, фонтанов);
• изготовление резных элементов ручной работы, чеканка по камню и создание различных узоров для интерьерной и экстерьерной отделки.

Кроме того, песчаник может использоваться как компонент в производственных процессах. Часто он входит в состав стекла, лака, цемента и других строительных материалов, которые имеют широкую популярность как в быту, так и в промышленности.

Классификация песчаников по цветам

• Красный;
• Бежевый;
• Древесный (желтые, бежевые и коричневые разводы);
• Розовый;
• Желтый;
• Янтарный;
• Белый;
• Коричневый с желтизной;
• Серо-зеленый (бутовый);
• Тигровый (цветовая гамма и рисунок напоминают окрас тигра);
• Серый и черный (граувакковая, туфогенная разновидность);
• Серо-голубой и золотой (содержат халькопирит);
• Серо-горчичный;
• Синий и голубой (медистый).

Благодаря своей пластичности и прочности, песчаник на протяжении многих веков использовался в строительстве и отделке различных сооружений.

Некоторые из исторических зданий построены именно из песчаника. Наиболее известным и древним монументом из этого материала является Сфинкс — огромная статуя льва с человеческой головой, расположенная в Египте, на плато Гиза.

В России песчаник использовали для строительства белокаменных церквей и оборонительных сооружений, таких как крепостные стены. Например, во Владимире сохранилась часть крепости и Золотые ворота, построенные из известняка.

До нашествия Наполеона Московский Кремль также был построен из известняка, однако он был разрушен при пожаре в 1812 году.

В западной части Европы в средние века песчаник использовали для строительства замков и крепостей. Например, знаменитый Версаль был построен именно из песчаника.

Песчаник применялся повсеместно как доступный отделочный строительный камень. Из-за своей пористой структуры и способности пропускать воздух, он считается хорошим изолирующим материалом и способен эффективно поддерживать комфортную температуру внутри помещений.

В Англии в эпоху индустриализации песчаник стал популярным материалом для отделки кирпичных зданий, увеличивая их долговечность и теплоизоляцию, что являлось надежным и недорогим решением.

В современном строительстве известняк используется крайне редко; чаще всего он служит второстепенным отделочным материалом или применяется в декоративных целях.

Компоненты песчаников (частичный обзор)

Минеральный скелет:

• кварц (обычно преобладает);
• полевой шпат (шпат >> плагиоклаз; чаще всего бывает частично изменён; микроклин > ортоклаз);
• фрагменты пород (кремень или кварцит действуют как кварц; остальные минералы могут быть менее устойчивыми);
• тяжелые минералы (всевозможные, большинство из них встречается в малом количестве);
• слюды (обыкновенные, с малой долей — мусковит чаще всего преобладает над биотитом);
• обломочные карбонаты (реже встречаются, чем законченные минералы);
• глауконит (может встречаться локально, иногда в кварцевых породах).

Пустой заполнитель:

• кварц (может выступать как вторичные гипертрофии);
• кварц (в кристаллизованном виде как аморфный кремнезем);
• кремень (в виде аморфного кремнезема);
• кальцит (реже встречается доломит);
• гематит (первичный или вторичный);
• разные «экзотические» минералы, такие как ангидрит, гипс, барит и галит, сидерит и прочие);
• матрица (мелкий неаутигенный материал);
• мелкозернистые нефиллосиликаты (включая кварц, полевой шпат, карбонаты);
• мелкозернистые филлосиликаты (начинающиеся как глинисто-минеральные грязи, перекристаллизовывающиеся в серицит, белую слюду или хлорит);
• фрагменты крупных горных пород, обогащенные филлосиликатами.

Классификация песчаников по принципу трёхмерного треугольника

Создание разумных классификаций песчаников потребовало значительных усилий и времени, что даже превышает подобные усилия для других осадочных пород. Геологи единодушны в том, что классификации важны и полезны не только для устного общения, но и для организации логического мышления о горных породах.

Правильно составленная классификация может помочь выявить основные закономерности, которые нуждаются в дальнейшем объяснении. Существует много различных видов классификаций. Обычно различие проводится между генетической и описательной классификацией.

Согласно общему мнению, наиболее полезной является описательная классификация, основанная на генетической. Преимущественное преимущество генетической классификации заключается в ее объективности и ориентированности на все аспекты образования породы.

Сложность классификации песчаников, аналогичных эолийской, заключается в том, что интерпретация условий осадконакопления мало защищает от возможных ошибок в оценках.

Ниже приведены несколько ключевых генетически обоснованных параметров, которые могут быть полезными для классификации:

• происхождение;
• минералогическая зрелость;
• текстурная зрелость;
• осадочная среда;
• диагенез.

Почти все разработанные классификации использовали хотя бы первые три упомянутых параметра. Многие классификации были официально предложены и представлены в печатных источниках. Однако большинство из них, за исключением нескольких, сейчас не имеют практической пользы.

Большинство предложений представляют лишь исторический интерес. Наиболее широко используемые в настоящее время всего лишь три классификации, именуемые в честь ученых, которые их разработали.

Технология классификаций представлена на изображении ниже в виде трехмерной модели:

Основной концепцией классификации является то, что существуют два широких текстурных типа песчаников:

1. Арениты, не содержащие заметной мелкой матрицы вместе с минеральным скелетом.
2. Граувакки, имеющие ощутимую мелкую матрицу, встроенную в минеральное скелет.

Внутри этих классов песчаника имена обозначаются на основе процентного содержания трех основных компонентов:

1. Кварца;
2. Полевого шпата;
3. Фрагментов породы.

Тем не менее, указанные классификации можно применять лишь с определенными ограничениями. Эти методы подходят для точных анализов.

К примеру, их использование представляет практическую ценность в поле, только если речь идет о достаточно грубом песчанике. Если возможности применения ограничены, необходимо прибегнуть к петрологии — собирательству треугольных композиций.

Эта информация была представлена ресурсом: SbGeo

КРАТКИЙ БРИФИНГ

Z-Сила — это публикации материалов, которые представляют интерес для общества. Это новости технологий, исследований, мировых экспериментов. Широкий спектр мультитематической информации — СМИ.