Брекчия

Брекчия — это обломочная горная порода, сложенная из сцементированных угловатых обломков (размером более 2 мм) и цементирующего вещества (матрикса). В отличие от конгломерата, где обломки окатаны, в брекчии они сохраняют острую, неокатанную форму, что указывает на незначительную транспортировку обломочного материала от источника сноса. Брекчии относятся к группе терригенных (обломочных) осадочных пород, однако существуют также брекчии тектонического, вулканического и импактного происхождения.

Классификация

По происхождению (генезису) брекчии делятся на несколько основных типов, каждый из которых характеризуется специфическими условиями образования и составом.

Осадочные брекчии

Осадочные брекчии образуются в результате накопления и последующего цементирования обломков, возникших при разрушении горных пород на суше или в водной среде. Выделяют несколько подтипов:

• Коллювиальные брекчии — формируются у подножия склонов в результате осыпей и обвалов. Обломки обычно крупные, плохо отсортированные, сцементированные карбонатным, глинистым или железистым цементом.
• Пролювиальные брекчии — образуются в результате деятельности временных водных потоков (селей, ливневых паводков) в предгорных районах. Характеризуются плохой сортировкой и наличием примеси песчано-глинистого материала.
• Делювиальные брекчии — возникают при смыве обломков дождевыми и талыми водами по склонам. Обломки обычно мелкие, часто с примесью глины.
• Карстовые брекчии — образуются в результате обрушения кровли карстовых полостей в растворимых породах (известняках, доломитах). Состоят из угловатых обломков тех же пород, сцементированных карбонатным материалом.
• Калькретовые брекчии — формируются в аридных зонах при цементации почвенного слоя карбонатами кальция; часто содержат обломки местных пород.

Вулканические брекчии

Вулканические (или эффузивные) брекчии образуются при извержениях вулканов. Они состоят из обломков лавы, туфа и других вулканических продуктов, сцементированных вулканическим пеплом или лавой. Выделяют:

• Лавовые брекчии — возникают при дроблении корки лавового потока при его движении (автокластические брекчии) или при взрывном разрушении лавы.
• Туфовые брекчии — содержат значительную примесь пирокластического материала (пепла, лапилли).
• Эксплозивные брекчии — образуются при мощных взрывах, выбрасывающих обломки ранее изверженных пород и вулканического стекла. Часто встречаются в жерлах вулканов (некках).

Тектонические брекчии

Тектонические брекчии (или брекчии трения) образуются в зонах разломов и тектонических нарушений в результате дробления горных пород под действием высоких напряжений. Обломки обычно имеют острые края, часто притерты друг к другу. Цементом служит тонкоизмельченная порода (милонит) или минеральные новообразования (кварц, кальцит). Характерны для зон сдвигов и надвигов.

Импактные брекчии

Импактные брекчии (или метеоритные брекчии) образуются при падении крупных метеоритов. Ударная волна дробит и переплавляет горные породы на месте удара. Такие брекчии часто содержат стекло (тектиты) и минералы высокого давления (например, козсит, стишовит). Классическим примером является брекчия, слагающая кратер Чиксулуб (Мексика).

Брекчии выветривания

Брекчии выветривания (элювиальные брекчии) образуются на месте разрушения коренных пород в коре выветривания. Обломки сохраняют связь с материнской породой, цемент — глинистый или железистый. Встречаются в зонах окисления сульфидных месторождений.

Состав и структура

Состав брекчии определяется двумя основными компонентами: обломками (кластами) и цементом (матриксом).

• Обломки могут быть представлены любой горной породой: гранитами, базальтами, известняками, песчаниками, кварцитами и др. Размер обломков варьируется от 2 мм до нескольких метров. Форма — угловатая, остроугольная, реже слабоокатанная. Сортировка обломков по размеру может быть хорошей (например, в некоторых осадочных брекчиях) или плохой (в тектонических и коллювиальных).
• Цемент связывает обломки. По составу цемент бывает:
• Карбонатный (кальцитовый, доломитовый) — наиболее распространён в осадочных брекчиях.
• Глинистый — характерен для делювиальных и пролювиальных брекчий.
• Железистый (гематитовый, лимонитовый) — встречается в корах выветривания.
• Кремнистый (кварцевый, опаловый) — редкий, но прочный тип цемента.
• Вулканический (пепловый, лавовый) — в вулканических брекчиях.
• Рудный — в брекчиях, связанных с гидротермальными процессами (например, в брекчиях золоторудных месторождений).

По количественному соотношению обломков и цемента выделяют:

• Брекчии с базальным цементом — обломки не соприкасаются друг с другом, цемент преобладает.
• Брекчии с поровым цементом — обломки соприкасаются, цемент заполняет промежутки между ними.
• Брекчии с контактовым цементом — цемент присутствует только в местах соприкосновения обломков.

Происхождение и образование

Образование брекчии — многостадийный процесс, включающий:

1. Разрушение исходной породы (физическое выветривание, тектоническое дробление, вулканический взрыв, удар метеорита).
2. Транспортировка обломков (водой, ветром, силой тяжести, ледником) — обычно на небольшие расстояния, что и объясняет сохранение угловатой формы.
3. Накопление обломков в понижениях рельефа, у подножий склонов, в руслах временных потоков, в кратерах.
4. Цементация — заполнение пор между обломками минеральным веществом, выпадающим из растворов (карбонаты, кремнезём, оксиды железа) или привнесённым в виде тонкого материала (глина, пепел). Цементация может происходить как в приповерхностных условиях, так и на глубине при диагенезе.

Распространение

Брекчии широко распространены в земной коре. Они встречаются:

• В горно-складчатых областях (тектонические брекчии в зонах разломов).
• В предгорных прогибах (пролювиальные и коллювиальные брекчии).
• В областях древнего и современного вулканизма (вулканические брекчии).
• В карстовых районах (карстовые брекчии).
• В зонах метеоритных кратеров (импактные брекчии).

На территории России брекчии известны на Урале (тектонические и вулканические), в Сибири (трапповые брекчии), на Камчатке (вулканические), в Крыму (карстовые и осадочные), на Кавказе (тектонические).

Применение

Брекчии находят применение в различных отраслях:

• Строительство — плотные и прочные разновидности (например, некоторые вулканические и осадочные брекчии) используются в качестве декоративного облицовочного камня (брекчия «Мраморная», «Брекчия Веронская»), для производства щебня, бутового камня, в ландшафтном дизайне.
• Горное дело — брекчии, особенно тектонические и гидротермальные, часто являются вмещающими породами для месторождений полезных ископаемых: золота, серебра, меди, свинца, цинка, урана. Например, брекчиевые структуры контролируют размещение рудных тел на многих золоторудных месторождениях (Сухой Лог, Олимпиада — Россия).
• Геология — изучение брекчий позволяет реконструировать тектонические движения, вулканические события, палеогеографические обстановки, а также выявлять зоны разломов и рудоконтролирующие структуры.
• Археология — брекчии, образовавшиеся в пещерах, часто содержат костные остатки древних животных и человека (например, брекчии пещер Таврида в Крыму).

Интересные факты

• Термин «брекчия» происходит от итальянского слова breccia — «разлом», «пролом», что отражает характерный угловатый облик обломков.
• В некоторых брекчиях, особенно вулканических и импактных, встречаются обломки, содержащие включения более древних пород, что позволяет изучать геологическую историю региона.
• Брекчии, образовавшиеся при падении метеоритов, иногда содержат алмазы, образовавшиеся в результате ударного метаморфизма (например, в Попигайском кратере в Сибири).
• В искусстве и архитектуре брекчии ценятся за разнообразие цветов и текстур. Известные сорта — «Брекчия Медичи» (Италия), «Брекчия Нумидийская» (Алжир), «Брекчия Сардинская».

Источники

1. Геологический словарь. В 3-х томах. — М.: Недра, 1978.
2. Петрография осадочных пород / Под ред. В. Н. Шванова. — М.: Недра, 1987.
3. Фролов В. Т. Литология. — М.: Изд-во МГУ, 1992.
4. Романовский С. И. Литология: учебник для вузов. — М.: Недра, 1990.
5. Минералогическая энциклопедия / Под ред. К. Фрея. — Л.: Недра, 1985.