Пылеватые осадочные породы

К пылеватым породам согласно классификации относятся алеврит — несцементированная порода, алевролит — сцементированная порода и лёсс — связная порода. Кроме того, пылеватыми зовут глины, суглинки и супеси, когда в их составе пы­леватая фракция преобладает над песчаной. Чистые алевриты — до­вольно редкие в природе породы, в то время как алевролиты счита­ются породами, встречающимися часто.

Алеврит. В литературе часто основной составной частью указы­вается фракция 0,01-0,05 мм. В ГОСТ 25100-2011 границы пыле­ватой фракции расширены до диапазона 0,002—0,05 мм.

Частицы имеют преимущественно кварцевый состав. В меньшем количестве находятся полевой шпат, слюды и другие минералы. В виде агрегированных частиц пылеватого размера могут присут­ствовать глинистые минералы и различные минеральные соли. Чистый алеврит внешне напоминает муку, пудру или очень тонкий песок — таковы алевриты дочетвертичного возраста, морского про­исхождения. На континентах алевриты образуются в условиях су­хого климата (от холодного до жаркого), часто возможно их засо­ление и наличие примеси глинистого материала. В последнем случае они постепенно переходят в лёсс. Форма залегания в плат­форменных областях — горизонтальная.

Алевролит — сцементированная порода, содержащая более 50% пылеватых частиц кварцевого и полевошпатового состава. Образу­ется при литификации алевритов. Внешне и по всем свойствам алевролит похож на очень мелкий песчаник. В части образцов может быть заметна тонкая слоистость. Вообще слоистость этих пород хорошо видна только в обнажении. Преобладают плотные или слабо пористые текстуры. Рассматривается как скальная по­рода.

Некоторые слоистые разности хорошо разделяются на тонкие естественные плиты толщиной в несколько сантиметров. Такие плиты имеют шероховатую поверхность и устойчивы к внешнему воздействию дождей, снега, перепадам температуры. Они относи­тельно дешевы и могут использоваться как материал для покрытия пешеходных дорожек и облицовки стен. Благодаря практичному серо-коричневому цвету плиткой алевролита часто облицовывается цокольная часть зданий.

Лёсс выделяется следующими главными признаками — преобла­данием в составе пылеватой фракции (значительно больше 50%), большой пористостью и просадочностью. Велика естественная по­ристость лёссов, оцениваемая во многие десятки процентов. Она создается обычной микропористостью дисперсного грунта, а также наличием макропор диаметром около 1 мм. Макропоры имеют пре­имущественно вертикальное направление и пронизывают всю лёс­совую толщу, придавая ей явную анизотропию, столбчатую отде­льность и способность давать вертикальные обрывы на склонах. Видимо, макропоры представляют собой пустоты от сгнивших корней и стеблей растений, существовавших во время накопления лёссового материала. Имеющиеся в составе кристаллы кальцита и гипса создают пространственную структуру, препятствуют доуп- лотнению и способствуют сохранению сильно пористого сложения породы. Просадочность — свойство, являющееся следствием повы­шенной пористости. Это способность испытывать вертикальную деформацию под действием внешней нагрузки или собственного веса при замачивании. ГОСТ требует лабораторного измерения от­носительной просадочности и задает ее границу — E_Sl>0,01.

Схема просадки образца лёсса показана на рисунке ниже.

Как можно видеть, поначалу сухой образец незначительно сжи­мается под действием вертикальной нагрузки. Далее, после подачи воды, происходит быстрое резкое сжатие (просадка) и потом снова медленное нарастание осадки при увеличении нагрузки.

Просадочность лёссовой породы при замачивании (метод одной кривой)

Все лёссы содержат некоторое количество глинистых мине­ралов, благодаря чему приобретают свойство пластичности, ко­торое в соответствии с требованиями ГОСТ 25100—2011 переводит их в разряд глинистых пород. По величине числа пластичности I_р формальной точки зрения лёссы рассматриваются как глины, суг­линки и супеси.

Помимо кварцевой пыли и глинистых минералов лёссы могут иметь в своем составе до 20% (а иногда и больше) кальцита и не­сколько процентов гипса.

Лёссовые породы широко распространены на поверхности земли во всем мире. В России они имеются в Южном Заволжье, на Северном Кавказе, на юге Западной Сибири. Их много на Украине и в республиках Средней Азии, в Китае, Германии, Южной и Северной Америке .

Обычно лёссовые породы залегают прямо на поверхности земли, могут переслаиваться с погребенными почвами. Форма залегания в целом горизонтальная, сглаживающая подстилающий рельеф. Лёссовые отложения могут быть разных размеров — от небольших пластов до огромных толщ в сотни метров по мощности и десятки- сотни километров по простиранию.

Происхождение лёссов континентальное, в условиях сухого хо­лодного климата (с этим согласны все исследователи). Более 150 лет среди геологов идут споры о том, как именно образовывались лёссы. Выдвинуто так много гипотез, что их даже собрали в три группы — гипотезы эолового (ветрового), водного и почвенно-элю­виального происхождения. Считается, что сегодня нигде в мире не происходит накопления и формирования лёссов. Не исключено, что в разных местах лёсс образовывался по-разному, поэтому, изучая лёссы в разных условиях, исследователи приходят к разным выводам.