Горные породы

Горные породы
Литература
• Емельяненко П. Ф., Яковлева Е. Б. Петрография
магматических и метаморфических пород.
М.,1985.
• Логвиненко И. В., Сергеева Э. И. Методы
определения осадочных пород. Л., 1986.
• Миловскй А. В., Кононов О. В. Минералогия. М.,
1982.
• Справочник по литологии/Под ред. Н. Б.
Вассоевича. М., 1983.
Горные породы представляют
естественные минеральные агрегаты,
образующиеся в земной коре или на ее
поверхности в ходе различных
геологических процессов.
Основную массу горных пород слагают
породообразующие минералы, состав и
строение которых отражают условия
образования пород. Кроме этих минералов в
породах могут присутствовать и другие,
более редкие (акцессорные) минералы,
состав и количество которых в породах
непостоянны.
Если горная порода представляет
агрегат одного минерала, она
называется мономинеральной.
Мрамор
Кальцит
К таким породам
относятся, например,
мраморы, кварциты.
Первые представляют
агрегат кристаллических
зерен кальцита, вторые Кварц
кварца.
Кварцит
Если в породу входит несколько
минералов, она называется
полиминеральной.
В качестве примера
таких пород можно
назвать граниты,
состоящие из кварца,
калиевого полевого
шпата, кислого
плагиоклаза, а также
темноцветных - биотита,
роговой обманки, реже
авгита.
Гранит сероцветный
Кварц
Плагиоклаз
Биотит
Калиевый полевой шпат
Авгит
Строение горных пород характеризуется
структурой и текстурой
Структура определяется состоянием
минерального вещества, слагающего породу
(кристаллическое, аморфное, обломочное),
размером и формой кристаллических зерен или
обломков, входящих в ее состав, их
взаимоотношениями.
Если порода целиком состоит из
кристаллических зерен, выделяют
полнокристаллическую структуру. При
резком преобладании
нераскристаллизовавшейся массы говорят о
стекловатой или аморфной структуре. Если
в стекловатую массу вкраплены
кристаллические зерна (фенокристы или
порфировые вкрапленники), структуру
называют порфировой. Если крупные
кристаллические зерна вкраплены также в
кристаллическую, но более мелкозернистую
массу, структура называется
порфировидной. Когда порода состоит из
каких-либо обломков, говорят об
обломочной структуре.
Кристаллическая и обломочная структуры
подразделяются по величине зерен и
обломков
Так, среди кристаллических структур выделяют
крупнозернистые, с диаметром зерен более 5 мм,
среднезернистые с зернами от 5 до 2 мм в
поперечнике, мелкозернистые с диаметром зерен
менее 2 мм . В тех случаях, когда порода состоит из
очень мелких, не различимых невооруженным
глазом кристаллических зерен, ее структура
определяется как афанитовая, или
скрытокристаллическая. При более или менее
одинаковых размерах зерен породы говорят о
равномернозернистой структуре, в противном
случае - о неравномернозернистой.
Под текстурой понимают сложение
породы, т.е. расположение в
пространстве слагающих ее частиц
(кристаллических зерен, обломков и др.).
Выделяют структуры:
плотную;
пористую;
однородную или массивную;
ориентированную (слоистую,
сланцеватую и др.).
Горные породы по происхождению
разделяются на три группы:
• магматические,
• осадочные,
• метаморфические.
Классификация горных пород
Магматические породы это породы, образовавшаяся в результате
охлаждения и затвердевания магмы.
Лавовый поток
влк. Толбачик
Лавовая
река, склон
влк. Толбачик
Причудливые формы выветривания
магматических пород по берегам
Катанги. Хребет Румын.
Красноярский край, Республика
Эвенкия.
Магматические горные породы наряду с
метаморфическими слагают основную массу
земной коры, однако, на современной
поверхности материков области их
распространения сравнительно невелики. В
земной коре они образуют тела
разнообразной формы и размеров, так
называемые структурные формы, состав и
строение которых зависят от химического
состава исходной для данной породы магмы
и условий ее застывания.
В основе классификации магматических горных
пород лежит их химический состав. Учитывается,
прежде всего, содержание оксида кремния, по
которому магматические породы условно делят на
четыре группы кислотности:
• ультраосновные породы, содержащие более
45% кремнезема (SiO2),
• основные - 45-52,
• средние - 52-65,
• кислые - более 65% .
Породообразующими минералами
магматических пород являются минералы
класса силикатов:
Кварц
кварц, полевые шпаты
(ортоклаз и др.), слюды
(мусковит и др.),
амфиболы (авгит и др.),
пироксены, которые в
сумме составляют около
93% всех входящих в
магматические породы
минералов, затем оливин,
фельдшпатоиды (нефелин
и др.), некоторые другие
силикаты и около 1%
минералов других
классов.
Ортоклаз
Мусковит
Авгит
Оливин
Нефелин
Вспомнив химический состав этих минералов,
нетрудно убедиться, что
 в более основных породах должны преобладать
цветные (темноцветные), менее богатые
кремнеземом железисто-магнезиальные
(мафические, или фемические) минералы. Такое
соотношение цветных и светлых минералов
обусловливает более темную окраску основных и
черную ультраосновных пород, а также увеличение
плотности до 3,4 у ультраосновных пород.
 В кислых породах - преимущественно светлые
минералы, которые определяют их светлую
окраску и более низкую плотность (2,58).
В зависимости от условий, в которых происходило
застывание магмы, магматические породы делят
на ряд групп:
• породы глубинные, или
интрузивные,
образовавшиеся при
застывании магмы на
глубине (габбро, граниты
и др.),
• и породы излившиеся, или
эффузивные, связанные с
застыванием магмы,
излившейся на
поверхность, т.е. лавы. в
воздухе лавы, обломки
минералов и пород
(базальт, андезит и др.).
Габбро
Базальт
Среди интрузивных пород выделяют
ряд разновидностей по глубине
застывания магмы, а также жильные
породы, связанные с застыванием
магмы в трещинах.
Вулканические
бомбы
Слева- апельсин,
“задающий” масштаб
Выброс пирокластического
материала при извержении
К вулканическим породам кроме
излившихся относятся
пирокластические, представляющие
скопление выброшенного при
вулканических взрывах и осевшего на
поверхность материала - куски
застывшей в воздухе лавы, обломки
минералов и пород.
Физико-химические условия
застывания магмы на глубине и лавы
на поверхности различны,
соответственно различны и
образующиеся при этом породы.
Наиболее резко это выражается в
структуре пород.
На глубине при медленном застывании
магмы в условиях постепенного снижения
температуры и давления, в присутствии
летучих компонентов, способствующих
кристаллизации, образуются породы с
полнокристаллической структурой. Размеры
кристаллических зерен зависят от свойств
магмы, режима охлаждения, скорости
кристаллизации.
Излившаяся на поверхность лава попадает
в иные условия температуры и давления,
теряет растворенные в ней газы и застывает
или в виде аморфной массы, имеющей
стекловатую структуру, или образует
микрокристаллическую массу, т.е.
афанитовую структуру. У излившихся пород
встречается также порфировая структура,
кристаллические вкрапленники которой и
основная некристаллическая масса
возникли в разных условиях и
разновременно.
Интрузивные породы обладают
массивной текстурой,
характеризующейся отсутствием
ориентировки минеральных зерен.
Реже встречается ориентированная
текстура, отражающая движение
магмы в процессе застывания, а также
результат ее гравитационной
дифференциации.
В эффузивных породах ориентированная
текстура возникает чаще. При этом
кристаллические зерна, струи стекла,
пустоты располагаются упорядоченно по
направлению течения потока лавы и
породы приобретают флюидальную
текстуру. Для них характерна также
пористая текстура, отражающая процесс
выделения газов при застывании лавы.
По отношению кремнезема (SiO2) и
щелочей (K2O, Na2O) выделяют
нормальный ряд пород,
характеризующийся относительно
малым содержанием щелочей, и
щелочной ряд с повышенным их
содержанием. В земной коре
преобладают породы нормального
ряда.
Наиболее распространенные магматические горные породы
нормального ряда
Характерные
Условия
образования
Формы
залегания
1
Горные породы нормального (известково-щелочного) ряда
Кислые SiO2>65%
I
Средние
SiO2
65- 52%
II
Средние
SiO2
65- 52%
III
Базальт,
долерит
текстура
структура
2
3
4
а
б
Эффузивные
Покровы,
потоки,
купола,
обелиски,
некки
Плотная,
пористая,
флюидальная
Стекловатая,
афанитовая,
порфировая
Липарит
(риолит)
Дацит
Андезит
Интрузивные
Батолиты,
штоки,
лакколиты,
лополиты,
факолиты,
дайки,
силлы
Массивная
Полнокристаллическая,
порфировидная
Гранит
Гранодиорит
Диорит
Габбро
Ультраосновные
(ультрамафиты)
SiO2 <45%
IV
Дунит, перидотит,
пироксенит
Кварц
Светлые
Минеральный состав (главные
породообразующие минералы)
Цветные
Калиевый
полевой
шпат,
кислый
плагиоклаз
Кислый
плагиоклаз,
калиевый
полевой
шпат
Биотит, роговая обманка,
пироксены
Средние
плагиоклазы
Основные
плагиоклазы
Роговая
обманка,
биотит,
пироксены
Пироксены,
роговая
обманка,
оливин
Отсутствуют
Пироксены, оливин
Формы залегания магматических горных пород
Интрузии: 1 – батолит, 2 – шток, 3 – лакколит, 4 – лаполит, 5- дайка,
6 – силл, 7 – жила, 8 – апофиза. Эффузивы: 9 – лавовый поток,
10 – лавовый покров, 11 – купол, 12 - некк
Ультраосновные породы (гипербазиты, или ультрамафиты) в строении земной коры играют
незначительную роль, причем особенно редки
эффузивные аналоги этой группы (пикриты и
пикритовые порфириты). Все ультраосновные породы
обладают большой плотностью (3,0-3,4), обусловленной
их минеральным составом.
Ультраосновные породы слагают массивы разных
размеров, образуя согласные тела и секущие жилы. С
ними связаны месторождения многих ценных
минералов и руд, таких, как платина, хром, титан и др.
Наиболее
распространенные из
ультраосновных
глубинных пород –
перидотиты. К этому типу
пород относятся также
дуниты, пироксены и др.
Перидотит
Молодые дайки
пироксеновых порфиритов
Основные породы
Главными породообразующими минералами этих
пород являются пироксены и основные
плагиоклазы. Могут присутствовать оливин и
роговая обманка. В качестве второстепенных с
ними связан также ряд рудных минералов, таких,
как магнетит, титаномагнетит и др. Большое
количество цветных минералов придает породам
темную окраску, на фоне которой выделяются
светлые вкрапленники плагиоклазов. Основные
породы широко распространены в земной коре,
особенно их эффузивные разновидности (базальты).
Габбро-норитовые
скалы
Габбро
равномернозернистое
Габбро
Габбро-диабаз
Габбро - глубинные породы с
полнокристаллической среднеи крупнозернистой структурой.
Столбчатая отдельность
базальтов
Базальт
Оливиновый базальт
Базальты - черные или темно-серые породы,
обладающие афанитовой или порфировой
структурой.
Средние породы
характеризуются большим
содержанием светлых минералов, чем
цветных, из которых наиболее
типична роговая обманка. Такое
соотношение минералов определяет
общую светлую окраску породы, на
фоне которой выделяются
темноокрашенные минералы.
• Диориты - глубинные породы,
обладающие полнокристаллической
структурой
• Излившимися аналогами диоритов
являются андезиты, обладающие
обычно порфировой структурой
Диорит
Андезитовый порфирит
Андезит-дацитовые столбы в
кальдере влк. Горелый
Искусство Передней Азии
Статуя Гудеа. Диорит.
22 в. до н. э.
Лувр, Париж
Хаммурапи перед богом
Шамашем. Рельеф стелы законов
Хаммурапи из Суз. Диорит. Первая
половина 18 в. до н. э. Париж.
Лувр.
Для всех кислых пород характерно
наличие кварца. Кроме того, в
значительных количествах
присутствуют полевые шпаты калиевые и кислые плагиоклазы. Из
цветных характерны биотит и роговая
обманка, реже пироксены. В этой
группе наиболее широко развиты
интрузивные породы.
Гранит (итал. granito, от лат. granum зерно), магматическая горная порода,
богатая кремнезёмом. Одна из самых
распространённых пород в земной коре.
Состоит из калиевого полевого шпата
(ортоклаза, микроклина), кислого
плагиоклаза (альбита, олигоклаза),
кварца, а также слюды (биотита или
мусковита), амфибола и редко пироксена.
Письменный
(еврейский) гранит
Роговообманковый
гранит
Йосемити (США), странный гранитный мир,
облизанный когда-то ледниками
Порфировидный
гранит
Липариты
(риолиты)
Излившимися аналогами
гранитов являются
липариты (риолиты),
аналогами гранодиоритов
- дациты.
Дацит
Кислые породы со
стекловатой структурой,
представляющие
однородную аморфную массу
серой, до черной, иногда
буро-красной окраски, в
зависимости от содержания
воды называются
обсидианами (при
содержании воды до 1%)
Фигура Будды Майтрейи
Династия Цин (1644-1911)
Китай
Обсидиан; резьба, полировка
Обсидиан
Щелочные породы в земной коре
встречаются реже пород нормального
ряда. Среди них выделяют породы с
фельдшпатоидами и без них, но и те и
другие характеризуются относительно
повышенным содержанием щелочных
минералов.
Примером щелочных пород без
фельдшпатоидов являются сиениты
- средние глубинные породы,
главными породообразующими
минералами которых являются
калиевые полевые шпаты (более
30%). Сиениты встречаются
довольно редко в виде небольших
секущих тел, чаще сопровождают
кислые и основные интрузии.
Излившиеся аналоги сиенитов трахиты - также редки.
Золото по трещине в кварцевом трахите в
виде веточек с отдельными кристаллами
кварца. Румыния.
Трахит
Сиенит
Нефелиновый сиенит
Рифейские дайки
диабазового состава
Жильные и вулканогенно-обломочные породы формируются
при застывании магматических расплавов в трещинах,
рассекающих как магматические, так и вмещающие
породы.
Вулкан Мерапи на индонезийском
острове Ява выбрасывает раскаленный
вулканический пепел и затвердевшие
фрагменты лавы
Вулканогенно-обломочные (пирокластические) породы
являются результатом скопления выброшенного при
вулканических взрывах и затем осевшего материала.
Осаждающийся на поверхности Земли
материал образует рыхлые скопления,
которые в зависимости от размеров обломков
называются вулканическим пеплом при
пылеватых размерах частиц, вулканическим
песком при песчаной размерности обломков;
обломки более крупные называются
лапиллями (камушками) и вулканическими
бомбами, достигающими нескольких метров в
поперечнике.
Весь рыхлый пирокластический материал называется тефрой.
Тефровые поля.
Вулкан Крашенинникова
Линзовидно-слоистая дацитовая тефра.
Кальдера влк. Узон
Мелкообломочные туфы
андезидацитов
В последующем обломки
различными путями
цементируются и образуются
крепкие породы - вулканические
туфы и агломераты или
вулканические брекчии (при
больших размерах обломков), а
также лавовые брекчии (при
лавовом цементе).
Туф
Лавобрекчия базальтов
Магматические породы широко применяются в
различных отраслях строительства. С разными их
группами связаны различные комплексы
металлических полезных ископаемых. К
ультраосновным породам приурочены руды
платины, железа, хрома, никеля. Основные породы
сопровождаются месторождениями магнетита,
титаномагнетита, ильменита, медных и
полиметаллических руд; средние - магнетита,
халькопирита, золота и др.; кислые породы
содержат золото, цветные, редкие, радиоактивные
металлы. Нефелиновые сиениты используются как
руда на алюминий.
Из выборгского гранита-рапакиви,
выполнен пьедестал памятника
К.Минину и Д.Пожарскому.
Этот памятник - первый
монументальный памятник в Москве
был торжественно открыт 20 февраля
1818 года. Автором его был скульптор
Иван Петрович Мартос.
Памятник А.С.Пушкину на Тверской улице создан
скульптором А.М.Опекушиным и архитектором
И.С.Богомоловым в 1880г.
Бронзовая фигура Пушкина установлена на
высоком пьедестале из серого сердобольского
гранита, который добывали в окрестностях
г.Сердоболя (ныне Сортавала).
В архитектурной отделке фасада гостиницы "Москва", выходящего на
Охотный
ряд,
применены
красные
валаамские
граниты
месторождения Сюскюянсари. Из них выполнена облицовка главного
входа, стены на уровне первого этажа, колоннада портика. Здание
построено в 1932-38 годах под руководством А.В. Щусева.
Облицовочный камень получен при разборке Храма Христа спасителя.
Определенные связи устанавливаются
также между составом магматических пород
и неметаллическими полезными
ископаемыми. Например, ультраосновные
породы часто сопровождаются скоплениями
талька, асбеста, кислые -мусковита,
флюорита, щелочные - нефелина, апатита,
корунда и др.