Цель: Изучить основные горные породы магматического, осадочного и метаморфического происхождения их строение, минеральный состав и е свойства.
Материалы и принадлежности:коллекции горных пород, шкалы твердости Мооса, таблицы определения горных пород.
Горные породы – это совокупности минералов более или менее постоянного состава, образовавшиеся в результате геологических процессов и слагающие земную кору.
Строение породы определяется структурой и текстурой. Под структурой понимается особенность внутреннего строения горной породы, связанная со степенью ее кристалличности, абсолютными и относительными размерами зерен разных минералов, составляющих горную породу, их формой и способом сочетания; под текстурой — сложение породы, т.е. взаимное расположение в пространстве слагающих ее частиц.
По происхождению горные породы подразделяются на три группы:
1) магматические, образующиеся в результате внедрения (интрузии) в земную кору или извержения на поверхность магмы — флюидально-силикатного расплава; излившаяся на поверхность магма называется лавой;
2) осадочные горные породы, образующиеся путем механического или химического осаждения продуктов разрушения (экзогенными процессами) ранее существовавших горных пород, а также благодаря жизнедеятельности и вымирания организмов;
3) метаморфические породы, образующиеся из любых горных пород при воздействии на них высоких температур и давления, а также различных газообразных и жидких растворов, проникающих с глубины.
Магматические горные породы в зависимости от условий образования делятся на глубинные (интрузивные), жильные, излившиеся (эффузивные) и вулканогенные (пирокластические).
Магматические горные породы слагаются в основном силикатами. По содержанию SiО2 (кремнекислоты) они подразделяются на 5 групп:
1. Ультракислые породы содержат более 75% SiО2 — это различные пегматиты.
2. Кислые породы содержат более 65% SiО2. К ним относится группа гранита-липарита. Это кварц-полевошпатовые горные породы.
3. Средние породы, содержащие 65—55% SiО2. Группа диорита-андезита — это бескварцевые горные породы, состоящие из натрово-кальциевых плагиоклазов и содержащие до 15—30% темноцветных минералов (роговая обманка, часто присутствует авгит и биотит).
4. Основные породы содержат 55-45 (40)% SiО2. Группа габбро-базальта, состоящая из основных плагиоклазов и цветных минералов (до 30—50%), среди которых наиболее типичны пироксены.
5. Ультраосновные породы с минимальным (< 45%) содержанием SiО2. Группа перидотита (бесполевошпатовые горные породы). Эти породы сложены магнезиально-железистыми силикатами — оливином и пироксенами.
Осадочные горные породы покрывают около 75% поверхности континентов, и преобладающая часть их образовалась из осадков морских водоемов. По генетическим признакам среди осадочных горных пород выделяются 3 главные группы:
• обломочные породы;
• глинистые породы;
• химические и биохимические (органогенные) породы.
Обломочные породы подразделяются по величине обломков на:
3. Мелкообломочные — алевриты и алевролиты. Глинистые породы имеют наибольшее распространение (около 50%) среди осадочных горных пород и состоят из мельчайших 0,05—0,0005 мм (пылеватые) и менее 0,0005 мм (глинистые) частиц. Уплотненные глины называют аргиллитом. Помимо глин существуют суглинки различного генезиса с меньшим содержанием глинистых частиц и особый тип — лессовидные пылеватые суглинки.
По форме частиц обломочные породы делятся на обкатанные и необкатанные.
Химические и органогенные породы. Среди них наиболее широко распространены карбонатные породы — известняки, доломиты, мергели, в меньшей степени кремнистые — яшмы, диатомиты, трепелы, опоки. К породам химического происхождения относятся каменная соль, гипс и др.
Особой категорией являются породы угольного ряда, характеризующиеся различной степенью разложения органического вещества и разным содержанием углерода: это торф, бурый уголь, каменный уголь, антрацит. К породам смешанного обломочного и органогенного происхождения относятся горючие сланцы.
Метаморфические породы обычно имеют кристаллическую структуру. Текстура - наиболее надежный микроскопический признак их определения. У пород метаморфического происхождения различают следующие ее виды:
1) сланцевая - удлиненные или таблитчатые минералы располагаются своими длинными сторонами взаимно параллельно;
2) полосчатая или ленточная - чередуются полосы разного минералогического состава и цвета;
3) складчатая - плоскости сланцеватости и полосы смяты в мелкие складки;
1) контактовый (например, известняки переходят в мраморы. Строение - кристаллическое, сахаровидное, массивное, слабослоистое;
2) глубинный (региональный) -совместное воздействие температуры, высокого давления и флюидов, протекает на больших глубинах. Строение - кристаллическое, сланцевое, полосчатое, плотное. Анизотропия свойств;
3) динамометаморфизм - вызывается высоким давлением при горообразовании, тектонических процессах. Образуются мощные зоны смятия, сложные складки.
По мере нарастания интенсивности метаморфизма (повышение температуры и давления) среди них могут быть выделены глинистые сланцы, кристаллические сланцы и гнейсы (парагнейсы из осадочных пород и ортогнейсы — из магматических). При метаморфизме кварцевых песчаников образуются кварциты, а из известняков и доломитов — мраморы. К контактно-метаморфическим породам относятся роговики и скарны.
Магматические породы
Базальт
а) Излившиеся аналоги габбро. Цвет у базальта темно-серый до черного, у диабаза и темно-зеленого до черного.
б) структура мелкозернистая или скрытокристаллическая, иногда порфировая. текстура чаще плотная. Залегают в виде потоков, покровов и жил. Образуют целые комплексы лавовых потоков, пластовых интрузивных залежей (силлов), объединяемых термином трапп.
в) Распространены в Закавказье, западной Украине, Крыму, Сибири, Дальнем востоке и др.
г) Плотность 3,0-3,5 . Прочность 300-350 МПа, иногда до 500 МПа. Коэффициент крепости 20. Являются, особенно базальт, самыми прочными породами верхней части земной коры. Мелкозернистые базальты стойки при выветривании. В результате выветривания пород образуются глинистые карбонатные породы.
Применяется как строительный, кислотоупорный материал. Большое применение находят в каменнолитейной промышленности. При термической обработке (1200-1250°) получают прочные изделия: облицовочные плитки, плиты, кислотоупорные трубы и др.