Общее понятие о горных породах.

Горными породами называются агрегаты минералов более или менее постоянного состава, образующие самостоятельные геологические тела, слагающие земную кору.

Горные породы делят на сложные и простые. Первые состоят из нескольких минералов, как например гранит (из кварца, полевого шпата и слюды). Вторые образуются в результате скопления одного минерала, например мрамор (из минерала кальцита).

Важнейшие признаки горных пород – их строение (структура), твердость, минералогический состав и условия залегания. Строение (структура) горных пород может быть различным:

А) Зернистое, когда минералы, слагающие породу, представлены ясно различными зернами. Пример: гранит. По крупности зерна различают строение: крупнозернистое (диаметр зерен от 3 до 5 мм), мелкозернистое (диаметр зерен от 2 до 3 мм) и тонкозернистое (диаметр зерен меньше 2 мм).

Б) Порфировое: в плотной или тонкозернистой массе разбросаны относительно крупные зерна. Пример: порфирит.

В) Обломочное: обломки различной величины, форсы и цвета сцементированы в сплошную массу. Пример: конгломерат, песчаник.

Г) Оолитовое: в плотной массе встречаются оолиты – небольшие шарики минерала с концентрически-скорлуповатым строением. Пример: боксит.

Д) Плотное: зерна в породе неразличимы невооруженным глазом. Пример: яшма.

Е) Землистое: порода внешним видом напоминает рыхлую почву и легко растирается между пальцами. Пример: глина, мел.

Ж) Пористое: ясно выражены поры. Породы легкие. Пример: пемза.

З) Полосчатое: чередование полос различного состава. Пример: гнейс.

И) Сланцеватое: материал однородного состава имеет рассланцовку и легко раскалывается на тонкие плитки. Пример: глинистый сланец.

К) Волокнистое, игольчатое. Пример: асбест.

Л) Порода состоит из скелетных остатков (раковин) морских животных. Пример:

известняк – ракушечник.

М) Несцементированные обломки: обломки различной величины, формы и цвета находятся в несцементированном, сыпучем состоянии. Пример: галечник, гравий, песок.

Для каждой горной породы характерна определенная группа основных минералов. Отсутствие хотя бы одного из основных минералов приводит к изменению породы.

Все горные породы по условиям образования делятся на три большие группы: магматические, осадочные и метаморфические.

По генезису горные породы на Земле делятся на три группы: магматические (95%), осадочные (I %) и метаморфические (4%), особую группу составляют техногенные образования. В скобках указано их содержание в земной коре до глубины 16 км.

На Земле идет медленный и постоянный процесс перехода одних пород в другие. Как видно, магматизм является основным источником поступления минерального вещества в земную кору.

 

Схема 1. Переход одного вида горных пород в другие различные виды.

 

3.Магматические горные породы; типы, структура, текстура, форма залегания.

Магматические горные породы — это породы, образовавшиеся непосредственно из магмы (расплавленной массы преимущественно силикатного состава, образованной в глубинных зонах Земли), в результате её поступления в верхние горизонты Земли, охлаждения и застывания. В зависимости от условий застывания различают интрузивные (глубинные) и эффузивные (излившиеся) горные породы.

Магматизм – совокупность явлений, обусловленных внутренней тепловой энергией Земли и связанных с поднятием из ее внутренних областей расплавленной магмы.

При этом магма внедряется в толщу земной коры или изливается на ее поверхность.

Магма – высокотемпературный расплав, образующийся в виде отдельных очагов в верхней мантии и земной коре в результате выделения радиогенного тепла не участках концентрации радиоактивных элементов.

 

Классификация магматических горных пород.

Магматические горные породы можно классифицировать по минералогическому составу, генезису, химическому составу и другим признакам. В строительной практике наибольшее применение получила классификация, предложенная академиком А.П. Павловым. За основные критерии по этой классификации принижается условия образования пород, структура, цвет, химический и минералогический состав. В (табл.1.) приведена классификация магматических горных пород.

 

Таблица 1

Классификация магматических горных пород.

 

Структура магматических пород.

Под структурой (лат. structura - строение, расположение, порядок), подразумеваются те особенности строения горной породы, которые обусловливаются размером, формой и взаимными отношениями составных частей (кристаллов и вулканического стекла, там где оно имеется).

Структурные признаки магматических пород зависят от степени их кристалличности и связаны с условиями кристаллизации магмы.

Различают полнокристаллическую, неполнокристаллическую и стекловатую структуры магматических горных пород (табл.2).

 

Таблица 2

Структура магматических пород.

 

Текстура магматических горных пород.

Текстура (лат. textura - ткань, строение, сплетение), определяется пространственным расположением минеральных зёрен, степенью сплошности породы.

Различают несколько типов текстур: массивная, сланцеватая, флюидальная, миндалевидная и др.

Рис.1. Текстуры магматических пород: 1 - массивная; 2 - сланцеватая; 3 - миндалевидная; 4 – флюидальная.

 

Формирование текстуры и структуры магматических пород обусловлено физическими условиями затвердевания магматического расплава и зависит от температуры; скорости затвердевания, глубины формирования, способствующей сохранению в магме минерализаторов. Так, например, гранит, кристаллизующийся из кислой магмы, богатой минерализаторами, на глубине обладает полнокристаллической структурой, в то время как липарит, образующийся из магмы того же состава в поверхностных условиях, состоит почти нацело из вулканического стекла. Это объясняется тем, что кислая магма при излиянии теряет свои минерализаторы и становится очень вязкой. В то же время, структуры пород различного состава при прочих равных условиях неодинаковы, что объясняется в первую очередь различной способностью магм основного и кислого состава к раскристаллизации. Так, например, базальты, затвердевая в тех же условиях, что и липариты, часто обладают полнокристаллическими структурами, т. е. не содержат вулканического стекла, характерного для

липаритов. Таким образом, структуры зависят также от химического состава магматических пород.

Рис.2. Формы залегания магматических пород.

Формы залегания магматических пород зависят от условий их образования. Наиболее разнообразные условия могут возникать при формировании интрузивных горных пород, образование которых происходит на разных глубинах при различных сочетаниях условий давления, температуры, количества магмы, ее состава, а также тектонических условий, при которых затвердевает расплав. Разнообразие условий приводит к образованию специфичных и разнообразных форм залегания интрузивных горных пород, называемых интрузивными массивами, или интрузивами, или плутонами. Обычно на дневную поверхность

выступает только часть интрузивного тела. По размерам (по площади на карте) различают интрузивы крупные (более 100 км2), средние (100-10 км2) и мелкие (менее 10 км2). Интрузивные тела делятся па секущие (интрузивы прорывают вмещающие породы'), согласные (интрузивы залегают согласно с вмещающими породами) и частично согласные (интрузивы располагаются между складчатой и

полого залегающей толщами). К наиболее широко распространенным секущим интрузивам относятся батолиты, штоки, дайки, магматические диапиры. Основными согласными интрузивными телами являются лополиты, лакколиты, факолиты, силлы, а частично согласные — гарполиты, магматические диапиры. Глубинные интрузивные породы в земной коре образуют обычно батолиты, гарполиты, лополиты и крупные штоки, а полуглубинные — более мелкие тела: штоки, дайки, лакколиты, факолиты, силлы, магматические диапиры. Условия образования вулканических горных пород, формирующихся на земной поверхности, менее разнообразны. Эффузивные горные породы в зависимости от химического состава лавы и особенностей излияния образуют покровы и потоки и связанные с ними некки-жерла вулканов. Наиболее вязкие (кислые) лавы образуют вулканические купола. Пирокластические породы имеют такие же формы залегания, как и осадочные: слой, линза.

 

4.Осадочные горные породы: типы, структура, текстура, формы залегания.

Осадочные горные породы — горные породы, существующие в термодинамических условиях, характерных для поверхностной части земной коры,

и образующиеся в результате переотложения продуктов выветривания и разрушения различных горных пород, химического и механического выпадения осадка из воды, жизнедеятельности организмов или всех трёх процессов одновременно.

Осадочные горные породы наиболее часто встречаются в практике строительства. Объясняется это просто. Районы жизни человека приурочены чаще всего к современным и древним долинам рек, озер, межгорьям, равнинам, т.е. к тем местам, в которых именно и происходит образование и (или) скопление этих пород.

Породы образованные лишь в результате физического выветривания, т.е. из обломков и частиц, прежде существовавших пород, называют обломочными осадочными горными породами. Химические (хемогенные) осадочные горные породы образовались вследствие преобладающего химического выветривания.

Выделяется также весьма распространенная промежуточная группа глинистых пород, в образовании которых играет большую роль процессы физического и химического выветривания. Осадочные породы, значительная часть которых состоит из остатков растений и скелетов или раковин организмов называются органическими (органогенными). Самостоятельной разновидностью пород являются пирокластические (вулканогенно-осадочные), состоящие из обломков эффузивных пород, вулканического пепла. К осадочным горным породам относятся также техногенные образования – результат производственной деятельности человека.

 

Рис.2. Схема образования осадочных горных пород.

 

Классификация осадочных горных пород включает в себя обломочные, глинистые, химические (хемогенные), органические (органогенные) и обломочные образования и представлена в (табл.3.).

Таблица 3

Классификация осадочных горных пород.

 

 

Структурой осадочных пород называют их строение, определяемое величиной, формой и характером поверхности частиц или их агрегатов, слагающих породу, их взаимным расположением и соотношением, наличием и характером связей между ними. Она различна и зависит от происхождения.

Структура обломочных и глинистых пород определяется величиной их обломков и зерен.

Рис.3. Структуры осадочных пород: 1 - кристаллическая; 2 - зернистая; 3 – органогенная.

Текстурой осадочных горных пород называют совокупность признаков строения, определяемое ориентировкой и относительным расположением составных частей породы. Независимо от их происхождения она может быть:

· неоднородной, когда частицы располагаются безо всякого порядка и ориентировки,

· микрослойной и плойчатой, когда частицы расположены ориентировано, тонкими слойками,

· флюидальной (перемятой), возникающей в результате движущихся, например оползневых масс.

Помимо указанных текстур у осадочных пород встречается еще пористая, характеризующаяся наличием в породе пор и пустот различного размера.

Рис. 4. Виды текстур осадочных пород:

1 – неоднородная, 2 – плойчатая, 3 – флюидальная.

 

Формы залегания осадочных горных пород.

Под влиянием глубинных процессов происходят колебательные, складчатые и разрывные движения земной коры. Вследствие колебательных движений нарушается горизонтальное положение пластов осадочных горных пород, и образуются пологие прогибы (синеклизы) и вздутия (антеклизы).

Складчатые движения приводят к образованию складок, характеризующихся антиклиналями и синклиналями.

Складка, обращенная вершиной вверх, называется антиклиналь, вершиной вниз - синклиналь. В зависимости от формы и угла наклонов крыльев и положения осевой плоскости складки делят на прямые, косые, лежачие, опрокинутые, веерообразные, сундучные и др.

Рис.5. Полная складка Толщина пласта: АС — истинная, АБ — горизонтальная, АД — вертикальная.

Складка представляет собой один сплошной перегиб слоев, возникает в результате воздействия на породы тангенциальных тектонических сил.

Складка имеет следующие элементы:

-Крылья А — боковые части складки (в синклиналях они называются бортами);

-замок Б — линия перегиба, соединяющая между собой крылья (борта);

замковая часть антиклинали называется седлом, синклинали — мульдой;

-осевая плоскость СДЕР;

-ось складки CF;

-угол складки MDN.

 

 

Рис.6. Складка.

В зависимости от положения осевой плоскости в пространстве и характера падения крыльев складка может быть:

 

Рис.7. Разновидности складок:

прямая (а), косая (б), опрокинутая (в), лежачая (г).

 

Рис.8. Флексура.

 

Моноклиналь - самая простая форма нарушения первоначального залегания пород, выражается в общем наклоне слоев по отношению к горизонту.

Флексура - представляет собой коленоподобную складку, образовавшуюся при смещении одной части толщи пород относительно другой без разрыва сплошности.

Разрывные движения, являющиеся следствием колебательных и складчатых форм движения земной коры, приводят к необратимому процессу образования складок разрывных форм: сбросов, взбросов, сдвигов, надвигов, горстов, грабенов.

 

Рис.9.

1 — сброс, 2 — взброс, 3 — сдвиг, 4 — надвиг, 5 — грабен, 6 — горст.