Класифікація гірських порід та мінералів

За походженням всі гірські породи поділяють на три групи (Додаток Б):

- вивержені, або магматичні (первинні), які утворилися внаслідок охолодження й затвердіння магми;

- осадові (вторинні), які виникли в поверхневих шарах земної кори внаслідок руйнування (вивітрювання) первинних порід;

- метаморфічні (видозмінені), утворені з вивержених і осадових порід внаслідок перекристалізації та зміни структури під дією високих температур і тисків.

Вивержені породи, у свою чергу, поділяються на масивні та уламкові. Масивні утворюються внаслідок охолодження й затвердіння лави (магми) або в надрах - глибинні (інтрузивні) породи, або біля поверхні землі - вилиті (ефузивні) породи. Утворюючи глибинні породи, магма застигала повільно й рівномірно, що сприяло кристалізації мінералів. Такі породи мають характерну зернисто-кристалічну будову, вони щільні, міцні, морозостійкі. До глибинних гірських порід відносяться граніт, сієніт, діорит та габро. Вилиті породи утворилися внаслідок швидкого й нерівномірного охолодження магми. Для них характерна так звана порфіроподібна структура, коли окремі кристали вкраплені в дрібно­кристалічну або в склоподібну масу. Внаслідок активного газовиділення в період формування можлива значна пористість вилитих порід. До них належать кварцовий порфір, безкварцовий порфір, порфірит, діабаз, ліпарит, трахіт, андезит, базальт.

Уламкові (вулканічні) породи утворилися здебільшого внаслідок вулканічної діяльності. Ці породи можуть бути сипкими й зцементованими, їхні властивості змінюються в широких межах. До них належать вулканічний попіл, вулканічний пісок, пемза, вулканічна лава, вулканічний туф, трас, вулканічні стекла.

Осадові, або вторинні, породи поділяють на три групи: механічні відклади, які можуть бути сипкими й зцементованими (глина, пісок, гравій, природній щебінь, бруковий камінь, валуни, піщаник, конгломерат, брекчія); хімічні осади, насамперед карбонати (вапняк, вапняковий туф, мергель, доломіт, магнезит) й сульфати (гіпс, ангідрит, барит); органогенні відклади рослинного (фітогенного) походження (діатоміт, трепел, опока) чи тваринного (зоогенного) походження (крейда, вапняк-черепашник). Внаслідок різноманітного походження властивості й структура осадових порід досить різноманітні.

Осадкові породи виникають при руйнуванні або, інакше, при вивітрюванні магматичних і метаморфічних порід. До них відносяться і біогенні породи, серед яких мів, черепашник і вапняк, різні руди, фосфорити, вугілля і нафта. В наслідку фізичного (механічного і температурного) вивітрювання утворюється матеріал осипів, морен, покладу піску і глини. Хімічне вивітрювання і вимивання природними розчинами приводить до утворення і кристалізації кальциту, гіпсу, фосфоритів.

Метаморфічні породи утворилися як з вивержених, так і з осадових порід внаслідок того, що вони потрапили в умови метаморфізму. Залежно від ступеня метаморфізації їхні властивості можуть значно відрізнятися від властивостей вихідних порід. До них належать гнейс, сланці, мармур, кварцит.

Метаморфічні породи виникають при дії температури і тиску на раніше існуючі породи. Відмінною рисою більшості метаморфічних порід є їх шарувата, сланцева структура. При метаморфізації глина злежується, перетворюючись на м'які філлітові сланці, потім починаються зміни в її мінеральному складі, і утворюються хлорітові (від грецького «хлорос» - зелений) сланці. При достатньо високих температурах і тиску виникають слюдяні і кристалічні сланці. Їм часто супроводжу гранати і дістен. Залізисті глини перетворюються на залізисті сланці або джеспіліти, широко поширені, наприклад, на Криворізькому родовищі залізняку.

При метаморфізації піску виникає пісковик, потім кварцит і, за певних умов, гнейсовидний сланець, мало відмінний на вигляд від магматичних порід. До речі, якщо дії високих температур і тиску піддається граніт, з нього утворюється гнейс - кристалічна порода, що має шарувату структуру.

При метаморфізації моренних відкладень утворюються конгломерати, а осипів - брекчії. Прикладом штучної брекчії служить будівельний бетон з наповнювачем щебеня. Той же бетон, але з наповнювачем з гальки, можна назвати штучним конгломератом.

При метаморфізації вапняку утворюється мармур, деревної смоли - бурштин. Особливі породи виникають на контакті розплавленої магми з навколишніми (вміщаючими) породами. Тут утворюються роговики, грейзени і скарні. Найчастіше в подібних утвореннях зустрічаються такі мінерали, як гранати, гірський кришталь. До цих утворень нерідко приурочуються родовища корисної копалини, наприклад, Тирниаузське вольфрамітшеєлітове родовище на Кавказі.

Мінералом називається природне тіло, що є хімічним з'єднанням або самородним елементом. До мінералів відносяться всім нам відомий кварц, і такі його різновиди, як гірський кришталь, кремінь, халцедон. Мінералами є слюда, золото, самородна мідь і її з'єднання: малахіт, куприт, мідний колчедан. До них же відносяться що складаються з вуглецю алмаз, графіт, руди металів, вода і багато інших речовин. Геологам відоме понад дві тисячі мінералів. Деякі з них: кварц, польові шпати, апатит, різна слюда утворюється при кристалізації розплавленої магми. В цьому випадку говорять про їх магматичне походження.

При упровадженні магми в земну кору попереду неї по тріщинах підіймаються розжарені парогазові суміші - гідротерми. У їх склад входять не тільки вода і, звичні для нас, азот, кисень, вуглекислий газ, але і інші речовини, наприклад, окисел кремнію, оксиди сірі і різних металів. При високих температурах і тиску, характерних для земних надр, вони перетворюються на пару або стають розчинними у воді. У міру підйому газоподібна суміш розширяється, остигає і, поступово конденсуючись, перетворюється на сильно перегріту рідину. При пониженні температури, падає розчинність речовин у воді і газовій суміші. При цьому на стінках тріщин починають осідати природні оксиди і солі, іноді утворюючи прекрасні кристали. Мінерали, що вийшли таким шляхом, називаються гідротермальними. Основний мінерал гідротермальних порід - кварц. Білі кварцові жили, вкраплені в скельні породи - ознака цікавої для геолога і колекціонера ділянки. Гідротермальним шляхом утворюються кварц і його різновиди: прозорий гірський кришталь, фіолетовий аметист, голубувато-сірий халцедон, смугастий агат, а також руди багатьох цінних металів.

В процесі різних тектонічних переміщень, упровадження магми під впливом високих температур і тиску утворюються такі мінерали, як фанат, алмаз, дістен, апатит. Це мінерали метаморфічного комплексу.

Хімічні речовини, що знаходяться в розчинах, вступаючи з навколишніми мінералами в реакції заміщення, утворюють нові мінерали. Це - метасоматичний тип освіти. Нерідко метасоматичні мінерали приймають форму кристалів або агрегатів первинних мінералів. Так, наприклад, добре відомі белемніти, «чортові пальці», що мали вапняний скелет, тепер складаються із з'єднань кремнію. Це торкається і викопних раковин, а іноді і цілих деревних стовбурів. До метасоматичних відносяться широко поширений кремінь, опал, нефрит, лазурит, а також всім відомий накип, що засмічує труби. З метасоматозом пов'язане утворення підмосковних агатів, аметистів, гірського кришталю.