Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Горные породы. 5

Содержание

1. Три группы горных пород

- Магматические горные породы

- Метаморфические горные породы

- Осадочные горные породы

2. Как образуются горные породы

3. Структура горных пород

4. Виды горных пород

- Гранит

- Мраморы

- Известняки

- Травертин

- Диорит

- Габбро

- Базальт

5. Горные породы — строительные материалы природы

Горные породы — это природная совокупность минералов более или менее постоянного минералогического состава, образующая самостоятельное тело в земной коре. Земля состоит из горных пород.

Считается, что термин «горная порода» в современном смысле впервые употребил в 1798 русский минералог и химик В. М. Севергин

Три группы горных пород

По происхождению горные породы делятся на три группы: магматические (эффузивные и интрузивные), осадочные и метаморфические. Магматические и метаморфические горные породы слагают около 90 % объёма земной коры, однако, на современной поверхности материков области их распространения сравнительно невелики. Остальные 10 % приходятся на долю осадочных пород, занимающие 75 % площади земной поверхности.

Щебень 5-20,20-40,40-70 дешево!!!

Любой щебень,любая фракция,навалом и в мешках,24ч весы,самовывоз и доставка

Яндекс.Директ

Магматические горные породы по своему происхождению делятся на эффузивные и интрузивные. Эффузивные (вулканические) горные породы образуются при изливании магмы на поверхность земли. Интрузивные горные породы, напротив, возникают при изливании магмы в толще земной коры.

Разделение пород на магматические, метаморфические и осадочные не всегда очевидно. В осадочных горных породах, в процессе диагенеза, уже при очень низких (в геологическом смысле) температурах, начинаются минеральные превращения, однако породы считаются метаморфическими при появлении в них новообразованного гранита. При умеренных давлениях начало метаморфизма соответствует температуре 300 °C.

При высоких степенях метаморфизма стирается грань между метаморфическими и магматическими горными породами. Начинается плавление пород, смешение новообразованных расплавов с явно внешними. Часто наблюдаются постепенные переходы от явно метаморфических, полосчатых пород, к типичным гранитам. Такие процессы относятся к ультраметаморфизму.

Этот список игнорирует существание большой группы пород, имеющих важное значение,- метасоматические горные породы, образующиеся также в широком температурном интервале. К ним относятся, например, вторичные кварциты по кислым эффузивам, грейзены по гранитам, пропиллиты по средним и основным породам и т. д., а также широкая группа пород, слагающие околожильные зоны. Пропущена также специфическая группа горных пород, названная рудой (понятие не геологическое, а геолого-экономическое). Эта группа пород сложена преимущественно сульфидными минералами, хотя она может включать породы, сложенные и другими минералами (магнетит (железные руды), апатитовые руды, хромитовые руды и пр).

Ранее считалось, что отличие метасоматических пород от метаморфических пород заключается в участии воды в образовании только метасоматитов, но последующие исследования показали, что и метаморфические породы (гнейсы и сланцы), образованные даже при высоких темперурах, также формируются с участием воды. Так результаты изотопных исследований по кислым и средним силикатным породам показали, что все силикатные минералы (кварц, биотит, полевые шпаты, гранаты, роговые обманки и пр.) выделяются одновременно с водой, находясь с ней в изотопном равновесии по кислороду. В отличие от кислых пород все силикатные минералы (полевые шпаты, гранаты, оливины, пироксены и пр,) основных и ультраосновных пород, выделяются в изотопном равновесии по кислороду с СО2.

Отдельно стоят мантийные породы. С одной стороны, условия в мантии таковы, что даже если порода изначально была магматической, она все равно претерпела бы в мантии изменения. В целом для основного объёма мантии остаётся дискуссионным вопрос, была ли она когда-то в расплавленном состоянии. С другой стороны, по минералогии мантийные породы во многом идентичны породам магматическим. Поэтому к ним применяется номенклатура магматических пород с вариациями.

Есть магматические комплексы, текстурные признаки которых напоминают текстурные особенности осадочных пород. Это расслоённые основные интрузии. В некоторых из них наблюдаются типичные для осадочных горных пород градационная расслоенность, косая слоистость, ритмичное строение толщи, наличие скоплений тяжёлых минералов. Однако, вместо осадочных алевролитов, песчаников и гравелитов, такие комплексы сложены обычными магматическими породами. Неоднократно образование таких объектов объяснялось метаморфизмом осадочных пород, но такая интерпретация не могла объяснить наличие резких контактов между комплексом и вмещающими породами. На сегодня общепризнанно, что такие объекты формируются в результате гравитационного осаждения минералов из конвектирующего расплава. То-есть процесс имеет много общего с осадконакоплением, но среда, переносящая вещество в данном случае не вода, а магма.

Описанием и классификацией магматических и метаморфических горных пород занимается петрография, изучением их генезиса — петрология. Описанием, классификацией и анализом условий образования осадочных горных пород занимается Литология, в которой выделяется самостоятельный раздел — Петрография осадочных пород. С Литологией тесно связана родственная ей Седиментология, занимающаяся изучением условий образования современных осадков. Поскольку отсутствуют строгие определения понятий «осадок» и «осадочная порода», то различие между осадком и осадочной горной породой не всегда ясно. Эти науки тесно связаны с геохимией и минералогией.

Магматические горные породы

Горные породы, природные ассоциации минералов более или менее постоянного химического состава, образующие самостоятельные геологические тела, слагающие земную кору. Форма, размеры и взаимное расположение минеральных зерен обусловливают структуру и текстуру горных пород. По происхождению выделяют: магматические горные породы — образуются при застывании магмы под землей (интрузивные) или на ее поверхности (эффузивные); осадочные горные породы — формируются при осаждении вещества (механическим, химическим и биогенным путем) в водной среде, реже из воздуха и в результате деятельности ледников; метаморфические горные породы — в результате изменений исходных пород под действием высоких температур и давлений; метасоматические горные породы — результат воздействия на исходные породы химически активных природных растворов.

Магматические горные породы - горные породы, образовавшиеся в результате затвердения магмы.

В магматических горных породах, образовавшихся при постепенном застывании магмы на глубине, хорошо различимы кристаллы отдельных минералов: гранит, сиенит и др.

В магматических горных породах, образовавшихся при излиянии магмы на поверхность, кристаллы очень малы и часто не видны невооруженным глазом: базальт, вулканическое стекло, пемза и др.

По глубине формирования породы делятся на три группы: породы кристаллизующиеся на глубине — интрузивные горные породы, например, гранит. Они образуются при медленном остывании магмы и обычно хорошо раскристаллизованны; гипабисальные горные породы образуются при застывании магмы на небольших глубинах, и часто имеют неравномернозернистые структуры (долерит). Эффузивные горные породы формируются на земной поверхности или на дне океана (базальт, риолит, андезит).

Подавляющее большинство природных магм содержат в качестве основного компонента кремний и представляют собой силикатные расплавы. Много реже встречаются карбонатные и сульфидные и металлические расплавы. Из карбонатных раплавов образуются карбонатные магматические горные породы — карбонатиты. В XX-том веке зафиксированно несколько извержений вулканов с карбонатитовыми магмами. Сульфидные и металлические расплавы образуются в следстивие несмесимости и ликвации с силикатными жидкостями.

Важнейшей характеристикой магматической породы является состав. Существует несколько классификаций магматических горных пород по составу (номенклатура горных пород). Наибольшее значение имеет классификация по содержанию в породах кремнезёма SiO2, и щелочей(Na2O + K2O). По содержанию щелочей породы делятся на серии. Выделяются породы нормальной, субщелочной и щелочной серий. Формальным признаком такого деления служит появление в породе специфических щелочных минералов. По содержанию SiO2 породы разделены на ультраосновные — SiO2 в породе меньше 45 %, основные — если содержание SiO2 находится в диапазоне от 45 % до 54 %, средние — если от 54 до 65 % и кислые — содержание SiO2 больше 65 %.

Образование магматических пород непрерывно происходит и сейчас, в зонах активного вулканизма и горообразования.

Метаморфические горные породы

Метаморфические горные породы образуются в толще земной коры в результате изменения (метаморфизма) осадочных или магматических горных пород. Факторами, вызывающими эти изменения, могут быть: близость застывающего магматического тела и связанное с этим прогревание метаморфизуемой породы; воздействие отходящих от этого тела активных химических соединений, в первую очередь различных водных растворов (контактовый метаморфизм), или погружение породы в толщу земной коры, где на неё действуют факторы регионального метаморфизма —высокие температуры и давления.

Типичными метаморфическими Г. п. являются гнейсы, разные по составу кристаллические сланцы, контактовые роговики, скарны, амфиболиты, мигматиты и др. Различие в происхождении и, как следствие этого, в минеральном составе Г. п. резко сказывается на их химическом составе и физических свойствах.

Осадочные горные породы

Осадочные горные породы образуются на земной поверхности и вблизи неё в условиях относительно низких температур и давлений в результате преобразования морских и континентальных осадков. По способу своего образования осадочные породы подразделяются на три основные генетические группы: обломочные породы (брекчии, конгломераты, пески, алевриты) — грубые продукты преимущественно механического разрушения материнских пород, обычно наследующие наиболее устойчивые минеральные ассоциации последних; глинистые породы —дисперсные продукты глубокого химического преобразования силикатных и алюмосиликатных минералов материнских пород, перешедшие в новые минеральные виды; хемогенные, биохемогенные и органогенные породы — продукты непосредственного осаждения из растворов (например, соли), при участии организмов (например, кремнистые породы), накопления органических вещества (например, угли) или продукты жизнедеятельности организмов (например, органогенные известняки). Промежуточное положение между осадочными и вулканическими породами занимает группа эффузивно-осадочных пород. Между основными группами осадочных пород наблюдаются взаимные переходы, возникающие в результате смешения материала разного генезиса. Характерной особенностью осадочных Г. п., связанной с условиями образования, является их слоистость и залегание в виде более или менее правильных геологических тел (пластов).

Осадочные горные породы - горные породы, образующиеся с течением времени из геологических осадков. Характерной чертой осадочных горных пород является их слоистость, отражающая изменяющиеся условия отложения геологических осадков. Осадочные горные породы покрывают около 3/4 поверхности литосферы. В зависимости от исходного материала различают обломочные, хемогенные и биогенные осадочные горные породы.

Биогенные горные породы - осадочные горные породы, образующиеся из скопления продуктов жизнедеятельности и неразложившихся останков живых организмов: известняки и ракушечники, ископаемые угли, гуано-разложившийся помет морских птиц и др.

Как образуются горные породы

Три основных вида горных пород — магматические, осадочные и метаморфические — формировались по-разному.

Магматические породы образовались из магмы (расплавленной массы внутренней мантии Земли) в результате ее остывания и отвердевания. Иногда магма вытесняется на поверхность и изливается из кратеров вулканов в виде лавы. Базальт — одна из экструзивных горных пород, названных так, поскольку магма остывает и отвердевает на поверхности Земли. Интрузивные породы формируются при застывании магмы в земной коре. Наиболее часто встречающейся из таких пород является гранит. Осадочные породы состоят из осколков эродированной породы, а иногда из остатков некогда живой материи. Осколки породы, включая гальку, песок и глину, переносятся вихревой бурей или потоками воды или ледников и обычно оседают на дне озер и морей, где постепенно уплотняются. Просачиваясь через уплотненные частицы, вода оставляет там цементирующие их минералы. Сюда относятся конгломераты (сцементированный галечник с примесью более тонкого материала), песчаники (состоящие из крупиц песка), а также глинистые сланцы, или аргиллит. Некоторые виды карбоната кальция образовались из остатков вымерших организмов, таких как ракушечник. Чистый карбонат кальция (мел) состоит из остатков планктона (микроскопических морских растений и животных). Уголь относится к породам, состоящим из окаменевших остатков растительного материала. Другие осадочные породы образовались из растворенных в воде химических веществ. Так появились отдельные виды карбоната кальция, а также каменная соль, образующаяся при испарении морской воды.

К метаморфическим относятся магматические или осадочные породы, измененные в результате нагревания, давления или химических реакций. Так карбонат кальция становится мрамором, а уплотненная глина — сланцем.

Все многообразие земных ландшафтов сформировалось под влиянием трех основных факторов: твердости горных пород, составляющих поверхность суши, их структуры и сил природы, постоянно изменяющих очертания поверхности.

Относительная крепость (твердость) горных пород — это их способность сопротивляться механическому разрушению. Многие магматические и метаморфические породы обладают высокой твердостью, поскольку состоят из кристаллов. Например, такая кристаллическая магматическая порода, как гранит, часто залегает на поверхности в горных районах благодаря сопротивляемости к эрозии. Гранит образовался из расплавленной магмы, остывшей и затвердевшей в недрах Земли, и обнажился в результате выветривания более рыхлых пород, залегавших над нею.

Вулканические породы, включая застывшую лаву и пепел, обычно разрушаются намного быстрее гранита. Часто от потухшего вулкана остается лишь его некк — своего рода труба, по которой магма выходила на поверхность.

Осадочные породы также бывают разной твердости. Так, породы, образовавшиеся из глин, неустойчивы и быстро смываются. Поэтому они часто образуют долины между обнажившимися песчаниками и известняками. Кристаллические, или горные, известняки противостоят эрозии и часто образуют крутые утесы. Этот вид карбоната кальция покрывает подстилающие рыхлые породы у Ниагарского водопада в Северной Америке. Мел, слабо кристаллизованный вид карбоната кальция, менее устойчив. Поэтому меловые холмы обычно бывают пологими.

Все горные породы возникают в определенной геологической обстановке. В зависимости от условий образования они делятся на осадочные, магматические и метаморфические. Кратко познакомимся с их основными особенностями и происхождением.

Горные породы первой группы - осадочные - обладают хорошо выраженной слоистостью. Они образовались путем осаждения минеральных частиц или растворенных химических веществ из морской, озерной и речной воды, а иногда - вследствие накопления остатков животных или растений. К группе осадочных пород относятся известняки и песчаники, мергели, пески, глины, торф, ископаемый уголь и пр.

Но горная порода - не только минеральный агрегат, возникший определенным путем. Любое минеральное скопление образует геологическое тело той или иной формы и характеризуется определенными взаимоотношениями с окружающими горными породами. Другими словами, все горные породы обладают определенными формами залегания.

Наиболее распространенная форма залегания осадочных пород - слой, или пласт. Бывает, что поверхности, ограничивающие слой, быстро сходятся. Такая форма залегания называется линзой. Слои и линзы осадочных пород обычно лежат на подстилающих породах, не нарушая их положения, или, как говорят геологи, согласно. Некоторые осадочные породы могут образовывать секущие тела. Таковы, например, купола каменной соли, прорывающие вышележащие горные породы.

Трудно поверить, что из мелких частиц, содержащихся в воде, или из остатков организмов и растений могло возникнуть огромное количество твердого вещества, из которого состоят горные хребты. Удивительного, однако, в этом ничего нет, так как отложение осадков происходило в течение длительных отрезков времени, измеряемых многими миллионами лет,

Осадочные горные породы возникают не сразу. Вначале на дне водоема накапливается илистый, песчанистый, галечниковый или иной осадок. Он покрывается новыми отложениями, уплотняется, пропитывается минеральными солями из циркулирующих по нему вод и в конце концов превращается в твердую горную породу - глину (из глинистого ила), песчаник (из песка), конгломерат (из гальки и валунов). Иногда при образовании осадочных пород в большом количестве накапливаются остатки раковин и известковых скелетов погибших организмов - моллюсков, кораллов, фораминифер. Тогда возникают ракушечники и другие виды органогенных известняков.

Не только животные, но и растения могут быть строителями горных пород. Например, каменный уголь является товаром уплотнения и изменения деревьев, кустарников и трав, росших в заболоченных низинах в минувшие геологические эпохи. Отпечатки коры и листьев, остатки корней древних растений в пластах угля - немые, но яркие свидетели его растительного происхождения.

На суше осадочные породы широко распространены, и, на первый взгляд, может показаться, что они играют значительную роль в строении Земли. Однако в действительности это не так. Осадочные породы занимают сравнительно небольшую глубину. В масштабе земного шара они образуют всего лишь «пленку», под которой находятся породы иного происхождения.

Осадочные горные породы - ценнейший геологический памятник. При изучении их слоев можно выяснить условия, в которых они образовались. Например, вершины многих крымских гор состоят из известняков, в которых встречаются остатки окаменевших кораллов. Современные кораллы живут только в прибрежных зонах тропических морей. Поэтому можно утверждать, что крымские коралловые известняки образовались в мелководных участках теплого моря, некогда простиравшегося там, где сейчас возвышаются горы.

Большая группа горных пород образовалась в результате затвердевания и кристаллизации огненно-жидкого вещества - магмы, которая проникает в земную кору из глубин. Такие горные породы называются магматическими, или изверженными. Магма - это сложный силикатный расплав, содержащий громадное количество растворенных газов. Предполагают, что она вязкая, тестообразная, чем и объясняется ее название (греческое слово «магма» обозначает «густая грязь»). Изливаясь на поверхность, магма теряет заключенные в ней летучие вещества, прежде всего пары воды. Такая «обескровленная», лишенная газов и паров магма называется лавой. Лаву извергают вулканы.

В состав магмы входит огромное количество веществ, которые не обособлены друг от друга, а образуют сложный взаимный раствор - расплав. Находясь на глубине, в условиях высокой температуры и огромного давления, магма, по-видимому, состоит из ряда химических элементов или простых соединений, которые по мере понижения температуры постепенно «упорядочиваются», формируя своего рода прообразы будущих минералов. Как только температура понизится настолько, что начнется затвердевание расплава, из магмы начинают выделяться минералы. Они появляются не случайно, не хаотически, а в определенном порядке, который диктуется законами кристаллизации сложных растворов. Постепенно в магматическом очаге остается все меньше расплава, все больше становится минералов. Магма постепенно переходит в смесь минералов, которую мы после затвердевания называем магматической, или изверженной, породой. Эти породы, образно говоря, представляют собой затвердевшие волны и брызги некогда расплавленного подземного океана.

Превращение магмы в горную породу происходит в разных условиях. Так, магма может застывать на глубине, и тогда процесс ее охлаждения идет медленно, возникают зернистые, хорошо раскристаллизованные породы, называемые глубинными, или плутоническими (Плутон - в древнегреческой мифологии бог подземного царства). Наиболее распространенными глубинными породами являются граниты, диориты, габбро, сиениты, перидотиты.

Формы залегания глубинных пород очень разнообразны. Могут образоваться тела, согласные с пластами осадочных пород. Таковы, например, пластовые интрузии, возникшие путем распространения магмы между слоями осадочных пород. Другие тела рассекают слои окружающих пород и поэтому называются несогласными. Таковы, например, дайки, образовавшиеся путем заполнения трещин магмой.

Самая крупная из форм залегания глубинных изверженных пород - батолиты. Это огромные, площадью в сотый и тысячи квадратных километров, гранитные тела с неровной поверхностью - кровлей - и крутыми боковыми стенками. До недавнего времени считалось, что батолиты уходят на десятки километров вниз, до самого магматического очага.

В настоящее время бездонность батолитов поставлена под сомнение. Применение новых приемов исследования показало, что некоторые батолиты Казахстана, германии и др. - не бездонные тела, они имеют ограниченную толщину - всего несколько километров.

Наконец, часто под влиянием активных внутренних сил Земли магма прорывается на поверхность, растекаясь в виде потоков лавы. Так возникают излившиеся горные породы, или собственно вулканические. Слово «вулканический» происходит от имени бога огня и ремесел Вулкана, кузница которого, по мнению древних римлян, находилась под горами, извергающими огонь и дым, в группе Липарских островов (Стромболи, Вулкано и др.). Из вулканических пород наиболее широко распространены базальты, андезиты, порфириты, спилиты.

Вулканические породы также обладают различными формами залегания Лава, текущая по уклону, образует потоки. На обширной выровненной местности возникают покровы. Вязкая лава не успевает растечься и застывает в виде куполов. Продукты вулканических взрывов образуют слои и линзы.

На поверхности лава охлаждается гораздо быстрее, чем магма на глубине, поэтому условия для образования кристаллов менее благоприятны. Вулканические породы обычно бывают плохо раскристаллизованы, тонкозернисты, а иногда совершенно лишены кристаллов; в этом случае они внешне напоминают стекло и называются вулканическими стеклами.

Наблюдения над действующими вулканами показывают, что извержения лавы происходят по-разному. В одних случаях она появляется на поверхности спокойно, растекается по склонам гор в виде потоков. Так ведут себя лавы со сравнительно невысоким содержанием газов; эти лавы представляют собой подвижные жидкости, иногда не уступающие по вязкости воде. Однако нередко случается, что извержения лавы па поверхность Земли происходят очень бурно, с выделением огромного количества газов, которые распыляют жидкую лаву, а ее затвердевшую, плотную корку раздробляют на мелкие куски. Такие извержения сопровождаются взрывами и часто приводят к страшным катастрофам, как, например, известное извержение итальянского вулкана Везувия в 79 году нашей эры, когда были полностью уничтожены города Помпея и Геркуланум и деревушка Стабия, расположенные у подножия вулкана.

В результате взрывных извержений на поверхности Земли накапливается раздробленный вулканический материал - от тонкозернистого, подобного пыли, до грубо-обломочного. После уплотнения и цементации этот материал тоже превращается в горные породы. По условиям своего образования они занимают промежуточное место между вулканическими и осадочными. Подобно вулканическим эти породы возникли из лавы, но состоят они не из сплошной массы кристаллов и вулканического стекла, а из обломков лавового материала, залегающих в виде слоев, подобно осадочным породам. Такие горные породы называются пирокластическими, что в переводе с греческого значит «породы, состоящие из обломков огненного происхождения». К пирокластическим породам принадлежат туфы, туфобрекчии и туффиты.

Магматические породы, так же, как и осадочные, являются важными памятниками геологического прошлого. Глубинные породы свидетельствуют о грандиозных перемещениях расплавленного вещества в земной коре, происходивших в определенные периоды в участках с пониженной прочностью, куда легче всего могла проникнуть магма. Вулканические горные породы свидетельствуют о многократных, часто гигантских по своей силе вулканических извержениях, сопровождавшихся излиянием огромного количества лавы и выбросами обломочного материала. По количеству лавовых потоков можно судить о числе извержений лавы на поверхность, по мощности лавовых потоков - о силе извержений. Наличие вулканических туфов свидетельствует о взрывном характере вулканической деятельности. Смена лав одного состава лавами другого говорит о том, что магма с течением времени изменяет свой состав, или, как принято говорить, испытывает дифференциацию.

Третья группа горных пород по своим свойствам отличается от магматических и осадочных и вместе с тем связана с ними постепенными переходами. Это так называемые метаморфические, то есть измененные породы, которые образуются в глубинах Земли из осадочных и магматических пород под влиянием температуры, давления и химически активных веществ. Название этих пород про- 1 исходит от греческого слова «метаморфо», что значит «превращаю».

При метаморфических превращениях из кварцевых песчаников возникают кварциты, из известняков - мраморы, глины превращаются в глинистые сланцы. При глубоком изменении различных пород образуются гнейсы.

Формы залегания метаморфических пород во многих случаях не представляют собой чего-либо нового и являются повторением формы первичной, неметаморфизован-иой породы.