Грубообломочные породы
К грубообломочным относятся такие отложения, которые более чем на четверть состоят из частиц крупнее 2 мм. Эти породы могут сменяться мелкими галечниками и затем грубозернистыми песчаниками. Традиционно грубообломочные отложения подразделяются на брекчии, сложенные угловатыми частицами, и конгломераты, сложенные округлыми частицами.
Брекчии встречаются редко, в основном в зонах разломов (тектонические брекчии) и в некоторых каменистых осыпях. Большая часть грубообломочных пород представлена конгломератами.
По составу конгломераты можно разделить на три группы. Вулканокластические конгломераты, которые называются агломератами; они были рассмотрены вкратце ранее. Две другие группы — это карбонатные конгломераты (иногда известные как кальцирудиты) и терригенные конгломераты (однако их никто еще не называл силнрудитами).
Континентальные карбонатные конгломераты встречаются редко из-за их высокой растворимости в кислых грунтовых водах. Более распространены морские карбонатные конгломераты. Лучшими примерами таких отложений, вероятно, являются валунники из «коралловой породы», которые образуют подводные осыпи вокруг передовых рифов. Тонкие слои из карбонатных обломков, часто фосфатизированных, перекрывают по несогласной границе горизонты мела.
Ниже мы рассмотрим в основном терригенные конгломераты.
В структурном отношении конгломераты условно можно разделить на зернистые и сцементированные глиной. Эти последние породы вполне уместно называются диамиктитами. В них гальки редко контактируют одна с другой и рассеяны в мелкозернистом матриксе, подобно изюму в булке. Очевидно, диамиктиты, или галечниковые глины, отлагались в результате различных процессов, которые недостаточно изучены. Некоторые из них отложились из грязевых потоков, встречающихся как в субаэральных, так и в подводных обстановках, в которых они иногда называются флюксотурбидитами. Другие диамиктиты имеют гляциальное происхождение. Наиболее яркие примеры — это плейстоценовые ледниковые валунные глины.
Другая структурная разновидность конгломератов — это зернистые конгломераты. В них отдельные гальки соприкасаются одна с другой, но межзерновое пространство обычно выполнено матриксом, состоящим из плохо сортированного песка и глины. Вполне вероятно, что флювиальные конгломераты первоначально имели тот же самый гранулярный состав. С другой стороны, такие морские конгломераты, как пляжные галечники, которые несут признаки морских трансгрессий, по-видимому, первоначально не содержали матрикса. Наличие матрикса в них, вероятно, обусловлено инфильтрацией тонкого материала из перекрывающих отложений. Только что отложенные конгломераты имеют высокую пористость, но из-за крупных каналов между порами они характеризуются высокой проницаемостью. Эта высокая проницаемость способствует быстрому уменьшению пористости вследствие инфильтрации матрикса еще до того, как смогли начаться какие-либо процессы цементации.
Два дополнительных типа конгломератов выделяются на основании различия в составе галек.
Полимиктовые конгломераты сложены гальками более чем одного типа. Олигомиктовые конгломераты сложены гальками только одной породы. Если в полимиктовых конгломератах гальки имеют разный состав, то в олигомиктовых они кварцевые. Это объясняется высокой химической устойчивостью кремнистых пород. Поэтому конгломераты в неоднократно переотложенных осадках сложены гальками из жильного кварца, кварцита и кремней.
Полимиктовые конгломераты — это продукт аградации в тех местах, где тектонически активные районы источника поставляют шлейфы фангломератов.
Олигомиктовые конгломераты, напротив, представляют собой продукт деградации в тех районах, где тектонический покой обеспечивает экстенсивную переработку отложений с образованием обширных плащей базальных конгломератов, которые фиксируют главные поверхности несогласия.
На основании источников галек выделяют третий тип конгломератов — гетерогенный. Внеформационные, или экзотические конгломераты сложены гальками, которые были привнесены из района, лежащего за пределами бассейна седиментации.
Внутриформационные конгломераты содержат гальки из осадочных пород, которые образовались в пределах осадочного бассейна. Большинство известняковых конгломератов имеют внутриформационное происхождение, причины чего уже рассматривались. Внутриформационные конгломераты из песчаных пород встречаются редко, так как в неконсолидированных песках связь между частицами отсутствует, и они дезагрегируются при эрозии. Внутриформационные конгломераты из глинистых пород обычно называются глинисто-сланцевыми конгломератами. Эти типы конгломератов встречаются редко, и только в виде слойков толщиной не более одного-двух слагающих их обломков. Однако в седиментологии эти прослойки имеют важное значение, так как они указывают, что эрозия происходила почти одновременно с осадконакоплением. Внутриформационные конгломераты из глинистых сланцев часто встречаются в основании турбидитовых толщ и русловых отложений (фиг. 37).
Этот краткий обзор конгломератов показывает, что их номенклатура и классификация не разработаны. В табл. X терминология основывается на трехчленном делении пород по структуре, составу и районам источника.
