Интересно отметить, что натрия по массе всего 0,82%, а водорода, стоящего десятым в списке, — 0,48% по массе, но 9% по объему, точнее по числу атомов.
Более высокий, чем химический, минеральный уровень организации вещества позволяет уже в полной мере увидеть первичный, новообразованный характер подавляющего большинства осадочных пород, опровергающий еще бытующий у петрографов взгляд на них как на продукты разрушения магматических или других пород.
Все основные минералы и их группы (всего 18), слагающие магматические и осадочные породы, М.С. Швецовым даны по Твенхофелу (таблица 2.).
Уже чисто формально этот список можно разбить на четыре группы. Первая — темноцветные (оливин, пироксены, амфиболы, биотит) и основные плагиоклазы, вместе составляющие 31%; встречаются практически только в магматических породах, а в осадочных — в виде акцессориев, лишь изредка образуя пласты мощностью до 1 м.
Вторая группа — минералы железа и титана (магнетит, титанит, ильменит), а также кислые плагиоклазы и калиевые полевые шпаты, составляющие вместе 45% магматических пород; встречаются также и в осадочных породах, но в меньшем количестве (15,66%). Это минералы также магматические (как и первая группа), но в осадочных породах они имеют двойственное происхождение: во-первых, продукты разрушения магматических пород, т.е. остаточные, или реликтовые, во-вторых, и новообразованные, возникшие в осадочной оболочке: не только магнетит, но и титанит, и альбит, и калиевые полевые шпаты. Вероятно, это не меньше 4%, а если учитывать не вошедшие в подсчет огромные магнетитовые толщи джеспилитов докембрия первично-осадочного генезиса, то и до 7 %.
Таблица 2
Средний минеральный состав (%) магматических (М) и осадочных (О) пород
| Минералы и их группы | М | О |
| 1 .Оливин | 2,65 | — |
| Биотит | 3,86 | — |
| Роговая обманка | 1,60 | — |
| Авгит и другие пироксены | 12,90 | — |
| Анортит и другие основные плагиоклазы | 9,80 | - |
| 2.Магнетит | 3,15 | 0,07 |
| Альбит | 25,60 | 4,55 |
Таблица 2
Средний минеральный состав (%) магматических (М) и осадочных (О) пород
| Минералы и их группы | М | О |
| Ортоклаз | 14,85 | 11,02 |
| 3.Кварц | 20,40 | 34,80 |
| Мусковит,серицит, гидрослюды | 3,85 | 15,11 |
| 4.Другие глинистые минералы | — | 14,51 |
| Железные осадочные минералы | — | 4,00 |
| Доломит, сидерит | — | 9,07 |
| Кальцит | — | 4,25 |
| Гипс и ангидрит | — | 0,97 |
| Фосфатные минералы | — | 0,35 |
| Органические минералы | — | 0,73 |
| Всего | 100,11 | 99,45 |
Третья группа — кварц, мусковит и мусковитовые гидрослюды — также встречаются как в магматических, так и в осадочных породах, но в последних в значительно больших количествах — 50%. Большая их часть, не менее разности суммарных содержаний в обеих группах — 26%, является новообразованной.
Четвертая группа минералов свойственна практически только осадочным породам. Это глинистые, карбонатные, сульфатные, железные, алюминиевые, марганцевые, фосфатные, органические минералы, в сумме составляющие 34%. Они полностью новообразованные. Вместе с новообразованными минералами третьей группы (не менее 26%), и второй группы (не менее 5-7%) — новообразованных минералов в осадочных породах около 70%, возможно 75%.
Таким образом, осадочные породы состоят на 3/4 из минералов новообразованных, что показывает первичность большинства осадочных, являющихся не продуктами разрушения магматических или других пород, а результатом синтеза в новых термодинамических условиях, как бы в новой химической лаборатории.
Полный список минералов, встречающихся в осадочных породах, привести нельзя, так как это практически все минералы Земли, т.е. все реликтовые минералы, оставшиеся от магматических и метаморфических пород, и все новообразованные в зоне осадкообразования и стратисфере, т.е. осадочные минералы (Дир и др., 1965, 1966; Дэна и др., 1953, 1954; Минералы, 1-960-1967; Лазаренко, 1963; Теодорович, 1958). Среди них, кроме приведенных в табл. 2., сульфиды, силикаты цеолитовой, анальцимовой и других групп, минералы меди, алюминия, фтора и т.д. Основные породообразующие минералы, а их несколько сотен, описаны в соответствующих главах систематической части пород.
Осадочные минералы, часто называемые аутигенными, т.е. автохтонными, или рожденными на месте, в зоне осадкообразования или в осадочной оболочке Земли, характеризуются некоторыми общими свойствами, отличающими их от эндогенных. Хотя среди них обычны и высококристалличные, и даже гигантокристаллические минералы, все же их лицо определяют аморфные и микро-, скрыто- или полукристаллические минералы — глинистые, кремневые, железные, алюминиевые, фосфатные, марганцевые, органические. Второе общее свойство — гидратированность, причем вода в их составе разная, по разному связанная — гидроксильная конституционная, цеолитная, гигроскопическая и иная. В-третьих, они имеют переменный состав — не только связанный с переменным количеством воды, но и с изменчивым комплексом поглощенных катионов и других компонентов (адсорбированных редких и рассеянных элементов и др.). В них широко распространены изоморфизм и полиморфизм, что еще больше усложняет выделение минеральных видов и разграничение непрерывных серий, типичных для глинистых, карбонатных и других минералов. Осадочные минералы чаще магматических представлены в окисленной форме.
Все это весьма затрудняет минералогическое изучение осадочных пород, которые представляют "крепкий орешек" для распознания и выявления особенностей их структуры и состава. Поэтому осадочная минералогия вооружена гораздо большим арсеналом методов изучения, включая рентгеноструктурный, электронно-микроскопический, термический, люминесцентный, спектральный анализы и другие разнообразные методы химического анализа, инфракрасную спектроскопию и т.д. Осадочную минералогию можно сравнить с космосом или океаном, освоение которых еще впереди, и они в познании неисчерпаемы.
Следует отметить еще одну важную особенность осадочных минералов, сближающую их с живым веществом, — это способность реагировать на изменения окружающей среды, в чем можно видеть имитацию и как бы предвосхищение обмена веществ, составляющего сущность жизни. В наиболее сильной степени эта особенность проявляется в самых типичных и распространенных (их свыше 30% от всех минералов осадочных пород) глинистых минералах — алюмосиликатах слоистой кристаллической структуры, часто с подвижной кристаллической решеткой, способной обратимо раздвигаться или сжиматься многократно в зависимости от увеличения или уменьшения влажности, обладающей способностью катионного обмена со средой и другими минералами. Емкость поглощения у глин наибольшая из всех минералов и она разнообразна по природе: катионы и биполярные молекулы воды входят между слоями кристаллической решетки, поглощаются огромной (из-за их общей тонкой дисперсности) поверхностью глинистых частиц, а также чисто капиллярными силами.
Строение пород — вторая (после минерального состава), петрографическая их сторона, в генетическом (информативном) отношении нередко становящаяся первой, главной. Строением определяются и многие физические, прочностные свойства пород и их массивов и толщ, а также фильтрационные и коллекторские свойства. Строение пород как понятие охватывает много важных и самостоятельных сторон, которые получили свои названия — термины: структура, текстура и укладка (или упаковка). Нередко все вместе они обозначаются как структура, тогда это синоним термина "строение". Однако большинство геологов всех стран вслед за Розенбушем и Заварицким в понятии "строение" различают структуру и текстуру, хотя оба эти термина в переводе на русский язык означают одно — строение.
Структура— это та сторона строения, которая выражает зернистость породы и определяется ею, т.е. это размер, форма и взаимоотношение зерен, а текстура — та сторона строения, которая выражается расположением зерен и определяется им, т.е. это слоистое или неслоистое расположение зерен (текстура в узком смысле слова) и степень сближенности, или сгруженности, зерен (укладка, или упаковка, зерен). В последнее время укладку зерен начинают рассматривать как самостоятельную, третью сторону строения, так как нередки породы с одной текстурой (например, слоистой или неслоистой), но разные по укладке: плотной или рыхлой, с удаленными друг от друга зернами.
Структуры классифицируются по всем трем их сторонам, или аспектам: по взаимоотношению зерен, их размеру и форме. Взаимоотношение зерен показывает способ образования породы и, в частности, решает вопрос, возникли ли минералы на месте залегания породы или были сюда принесены. По типу взаимоотношения все осадочные породы подразделяются на две группы: I — конформнозернистые, или конформные, и II — неконформнозернистые, или неконформные (рис. 1.).