Горные породы

Горные породы представляют собой естественные минеральные аг­регаты, формирующиеся в литосфере или на поверхности Земли 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.

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 (рис. 2.24).

Рис. 2.24. Порфировая структура кислой магматической породы

 

Под текстурой породы понимают расположение в пространстве слагающих ее минеральных агрегатов или частиц горной породы (кри­сталлических зерен, обломков и др.). Выделяют плотную и пористую текстуру, однородную или массивную и ориентированную (слоистую, сланцеватую и др.) структуру (рис. 2.25).

Рис. 2.25. Флюидальная текстура (текстура течения) в риолитовой лаве

 

В основу классификации горных пород положен генетический при­знак. По происхождению выделяют: 1) магматические, или извержен­ные, — горные породы, связанные с застыванием в различных условиях силикатного расплава — магмы и лавы; 2) осадочные горные породы, образующиеся на поверхности в результате деятельности различных экзогенных факторов; 3) метаморфические горные породы, возникаю­щие при переработке магматических, осадочных, а также ранее образо­ванных метаморфических пород в глубинных условиях при воздействии высоких температур и давлений, а также различных жидких и газооб­разных веществ (флюидов), поднимающихся с глубины.

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, со­став и строение которых зависят от химического состава исходной 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 делят­ся на четыре группы: ультраосновные породы, содержащие менее 45 % Si0₉, основные — 45-52 %, средние — 52-65 % и кислые — более 65 %.

В зависимости от условий, в которых происходило застывание маг­мы, магматические породы делятся на ряд групп: породы глубинные, или интрузивные, образовавшиеся при застывании магмы на глубине, и породы излившиеся, или эффузивные, связанные с охлаждением маг­мы, излившейся на поверхность, т. е. лавы.

Ультраосновные породы (гипербазиты, или улътрамафиты) в стро­ении земной коры играют незначительную роль, причем наиболее редки эффузивные аналоги этой группы (пикриты и коматииты). Все ульт­раосновные породы обладают большой плотностью (3-3,4 г/см³), обус­ловленной их минеральным составом.

Основные породы широко распространены в земной коре, особен­но их эффузивные разновидности (базальты).

Габбро — глубинные интрузивные породы с полнокристаллической средне- и крупнозернистой структурой.

Базальты — черные или темно-серые вулканические породы. Базаль­ты залегают в виде лавовых потоков и покровов, нередко достигающих значительной мощности и покрывающих большие пространства (десят­ки тысяч квадратных метров) как на континентах, так и на дне океанов.

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 интрузивные породы, обладающие нолно- кристаллической структурой. Излившимися аналогами диоритов явля­ются широко распространенные андезиты, обладающие обычно порфи­ровой структурой.

Для всех кислых пород характерно наличие кварца. Кроме того, в значительных количествах присутствуют полевые шпаты — калиевые и кислые плагиоклазы.

Граниты — глубинные интрузивные породы, обладающие полно­кристаллической, обычно среднезернистой, реже крупно- и мелкозер­нистой структурой. Породообразующие минералы — кварц (25-35 %), калиевые полевые шпаты (35-40 %) и кислые плагиоклазы (20-25 %), из цветных минералов — биотит, в некоторых разностях частично заме­щающийся мусковитом. Излившимся аналогом гранитов являются ри- олиты, аналогами гранодиоритов — дациты.

Осадочные горные породы. На поверхности Земли в результате действия различных экзогенных, т. е. внешних, факторов образуются осадки, которые в дальнейшем уплотняются, претерпевают физико-хи­мические изменения — диагенез — и превращаются в осадочные горные породы, тонким чехлом покрывают около 75 % поверхности континен­тов. Многие из них являются полезными ископаемыми, другие — со­держат таковые.

Среди осадочных пород выделяются три группы:

1) обломочные породы, возникающие в результате механического раз­рушения каких-либо пород и накопления образовавшихся обломков;

2) глинистые породы, являющиеся продуктом преимущественно химического разрушения пород и накопления возникших при этом гли­нистых минералов;

3) химические (хемогенные) и органогенные породы, образовавшиеся в результате химических и биологических процессов.

Обломочные породы по размерам обломков подразделяются на не­сколько типов.

Грубообломочные породы. В зависимости от формы и размеров обломков среди пород этого гранулометрического тина выделяются следующие: глыбы и валуны — соответственно угловатые и окатанные обломки размером свыше 200 мм в поперечнике; щебень и галька — при размерах обломков от 10 до 200 мм; дресва и гравий — при размерах обломков от 2 до 10 мм.

Грубообломочные породы, представляющие собой сцементированные неокатанные обломки, называются брекчиями и дресвяниками, сцемен­тированные окатанные обломки — конгломератами и гравелитами.

К среднеобломочным породам относятся распространенные в зем­ной коре пески и песчаники. Первые представляют собой скопление несцементированных окатанных обломков несчаной размерности, вто­рые — таких же, но сцементированных.

Мелкообломочные породы. Рыхлые скопления мелких частиц раз­мером от 0,005 до 0,05 мм называют алевритами. Одним из широко распространенных представителей алевритов является лесс — светлая палево-желтая порода, состоящая преимущественно из остроугольных обломков кварца и меньше — полевых шпатов с примесью глинистых частиц и извести.

Глинистые породы. Наиболее распространенными осадочными по­родами являются глинистые, на долю которых приходится больше 50 % объема всех осадочных пород. Глинистые породы в основном состоят из мельчайших (меньше 0,02 мм) кристаллических (реже аморфных) зерен глинистых минералов.

Химические и органогенные породы образуются преимущественно в водных бассейнах.

На долю карбонатных пород в осадочной оболочке Земли прихо­дится около 14 %. Главный породообразующий минерал этих пород — кальцит, в меньшей степени — доломит. Соответственно наиболее рас­пространенными среди карбонатных пород являются известняки — мономинеральные породы, состоящие из кальцита.

Кремнистые породы состоят главным образом из опала и халцедона. Так же, как карбонатные, они могут иметь биогенное, химическое и с­мешанное происхождение.

К биогенным породам относятся диатомиты и радиоляриты, состо­ящие из мельчайших, не различимых невооруженным глазом скелет­ных остатков диатомовых водорослей и радиолярий, скрепленных опа­ловым цементом.

Каустобиолиты образуются из растительных и животных остатков, преобразованных под влиянием различных геологических факторов. Эти породы обладают горючими свойствами, чем и обусловлено их важное практическое значение. К ним относятся породы ряда углей (торф, ис­копаемые угли), горючие сланцы.

Метаморфические горные породы — результат преобразования пород разного генезиса, приводящего к изменению первичной структу­ры, текстуры и минерального состава в соответствии с новой физико- химической обстановкой. Главными факторами (агентами) метамор­физма являются эндогенное тепло, всестороннее (литостатическое) давление, химическое воздействие флюидов. Постепенность нараста­ния интенсивности факторов метаморфизма позволяет наблюдать все переходы от первично осадочных или магматических пород к образую­щимся по ним метаморфическим породам. Метаморфические породы обладают полнокристаллической структурой. Размеры кристаллических

Рис. 2.26. Круговорот горных пород

 

Земная кора является основным объектом изучения геологии. По­этому мы приведем средние химические составы континентальной и оке­анической коры, а также земной коры в целом согласно расчетам А. А. Ярошевского.