Горные породы классификация горных пород по способу образования
ГОРНЫЕ ПОРОДЫ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ
Горные породы — природные образования, агрегат из од ного или нескольких минералов, слагающие разнообразные геологические тела, из которых построена земная кора
Они представляют собой закономерные сочетания или механические смеси различных по составу минеральных зе рен, кристаллических или аморфных. Наряду с минеральны ми зернами могут присутствовать и органические остатки. К горным породам принято относить встречающиеся в земной коре смеси жидких минеральных веществ органического и неорганического происхождения.
Минералы, на которых приходится основная часть объе ма горных пород и определяющие их свойства, называются породообразующими.
Минералы, присутствующие в горных породах в незна чительных количествах в качестве примесей называют акцессорными.
Порода, состоящая из одного минерала, называется мономинеральной (кварцит из кварца), а из нескольких минералов — полиминеральной (гранит из кварца, полевого шпата, роговой обманки, слюды).
Наука, изучающая горные породы, называется петрогра фией (от греч. «петрос» — камень, «графо» — пишу).
Каждая горная порода образуется в строго определенных физико-химических условиях, контролируемых геологиче скими процессами, происходящими в земной коре и на по верхности земли. Состав, строение и условия залегания гор ных пород находятся в причинной связи с указанными про цессами их формирования. Состав горных пород характери зуется слагающими их породообразующими и акцессорными минералами, а строение — их текстурой и структурой.
Структурой называют особенность строения, опреде ляемая состоянием минерального вещества (кристаллическое, аморфное, обломочное) и размером кристаллических зерен или обломков. Структура может быть полнокристаллической, стекловатой, аморфной, и др.
Текстура горных пород определяется, как совокупность признаков, обусловленных ориентировкой и взаимным рас положением составных частей. Она может быть плотной или пористой, однородной или ориентированной (слоистая, слан цеватая и др.).
По указанным особенностям строения и происхождению выделяют около 1000 видов пород. Часть горных пород назы вают рудой.
Руда — геолого-экономическое понятие, означающее ми неральный агрегат, пригодный для извлечения полезных компонентов. Скопление рудных пород на определенном уча стке, добыча которых экономически целесообразно на зывается месторождением полезных ископаемых.
Поскольку состав, строение и условия залегания горных пород зависят от механизмов образования, для их классификации применяют генетический признак.
По происхождению все горные породы делятся на три основных типа: магматические (изверженные), осадочные и метаморфические. По месту образования и действующему фактору типы пород делятся на классы:
1) магматические — интрузивные, эффузивные, жильные;
2) осадочные — терригенные (обломочные), хемогенные, органогенные;
3) метаморфические — регионально метаморфические, ме тасоматические, динамометаморфические.
Каждый класс по особенностям состава и строения де лится на генетические виды горных пород.
Приведенную классификацию всей совокупности горных пород можно представить в виде следующей схемы (табл. 4)
Горные породы могут образоваться под влиянием не од ного, а двух и более факторов, что вызывает затруднения при их определении и отнесении к тому или иному классу. С уче том этого в некоторых классификациях выделяют самостоя тельную группу вулканогенно-обломочных пород. Кроме то го, между осадочными и магматическими породами могут быть переходные виды, что обычно оговаривается при описании пород. Несмотря на эти трудности, в большинстве случа ев удастся идентифицировать породы по типам и классам при описании и анализе.
На долю магматических пород приходится более 90% массы земной коры и это не случайно, поскольку магма — пер воисточник всех минералов и пород, слагающих земную ко ру. По месту и условиям, в которых происходит застывание магмы, все магматические породы делятся на три группы:
1) интрузивные, или глубинные, образуются при застывании магмы, внедрившейся в земную кору, на глубинах 2- 3 км и более;
2) эффузивные, или излившиеся, связанные с застывани ем излившейся на поверхность лавы при вулканических про цессах;
3) жильные, образованные при остывании магмы в про тяженных в двух направлениях трещинах и полостях обычно над крупными интрузивными телами.
Породы каждой группы отличаются между собой по струк туре и текстуре ввиду различий в условиях застывания магмы (рис. 12, 13).
Рис. 12. Виды структур магматических пород:
1 – кристаллическая; 2 – равномернозернистая; 3 – стекловатая;
4 – порфировая; 5 – порфировидная.
Рис. 13. Текстуры магматических пород:
1 – массивная; 2 – сланцеватая; 3 – миндалевидная; 5 – флюидальная.
Интрузивным породам свойственны полно кристалличе ская разнозернистая структура и плотная массивная текстура, обусловленные следующими причинами:
1) медленное застывание магмы в течение миллионов лет в глубоких слоях земной коры;
2) в магме сохраняются газы и пары (до 12% объема), способствующие лучшему росту кристаллов;
3) высокое давление вышележащих слоев, обеспечи вающих создание плотных текстур.
Сходные условия складываются и при образовании жильных пород.
Для эффузивных пород характерны стекловатая и скрытокристаллическая мелкозернистая структуры ввиду относи тельно быстрого застывания излившейся на поверхность ла вы, лишенный летучих компонентов (газы, пар).
Только эффузивным породам свойственна пористая и пу зыристая текстура, обусловленная выделением газов из за стывающей лавы
Магматические горные породы классифицируются также по химическому составу, прежде всего по содержанию в них кремнекислоты ( SiO 2 ), как в свободном виде (кварц), так и в составе других силикатных минералов, входящих в породу.
В зависимости от процентного содержания кремнекисло ты магматические породы делятся на кислые (>65%), средние (65-52%), основные (52-45%) и ультраосновные (менее 45%).
Схема классификации изверженных пород приведена в таблице 5, а индивидуальная характеристика видов пород да ется в «Определителе горных пород» (см. «Практикум по гео логии»).
Классификация наиболее распространенных магматических
Каждая из четырех групп горных пород характеризуется соотношением кремнекислоты и оснований, а также опреде ленным набором преобладающих светло- и темно- окрашенных минералов.
В кислых горных породах содержание кремнекислоты настолько велико, что ее избыток представлен хорошо выра женными зернами кварца. Кроме кварца в их состав входят полевые шпаты, а также темно-окрашенные минералы — слюды, роговая обманка, авгит.
В средних породах количество кремнезема равно количе ству оснований, поэтому в них светлые (полевой шпат, пла гиоклазы) и темные (роговая обманка, биотит) минералы на ходятся примерно в равных количествах, что придает породе светло-серую или серую окраску.
В основных породах кремнекислоты меньше, чем осно ваний, поэтому эти породы состоят из темноцветных минералов бедных окисью кремния (роговая обманка, Лабрадор, авгит), что придает породе темную окраску.
В ультраосновных породах очень мало кремнекислоты и светлоокрашенных минералов, породы состоят из темно- окрашенных минералов (оливин до 80%, пироксены), что придает им темно-зеленую окраску вплоть до черного.
Поверхностные слои земной коры на 80% покрыты оса дочными породами и 95% из них имеют морское происхож дение. Они сформировались на поверхности Земли в резуль тате действия разнообразных внешних (экзогенных) факторов на существующие горные породы. Полный цикл осадочного породообразования включает в себя 4 стадии: мобилизация вещества выветриванием -> перенос продуктов выветривания -> осадкообразование в конечных водоемах стока (моря, океаны) -> диагенез (преобразование осадков в твердые ка менистые породы).
Выветривание — процесс физического разрушения и хи мического изменения горных пород в условиях земной поверхности под влиянием колебаний температуры, химического и механического воздействия атмосферы, воды и организ мов. Большая часть продуктов выветривания уносится вод ными потоками, а часть из них остается на месте и накапли вается, образуя коры выветривания, состоящие в основном из глинистых пород.
Перенос (транзит) продуктов выветривания осуществ ляется а твердом и растворенном виде реками, ручьями, вре менными водотоками, ледниками, морскими волнами и тече ниями, ветром и другими геологическими агентами, действующими на поверхности земл
Источник
Горные породы классификация горных пород по способу образования
Горные породы – устойчивый состав совокупности минералов, находящийся в разных агрегатных состояниях. Твердое или рыхлое соединение минералов. По происхождению породы делят, как правило, на три группы:
1) магматические – образуются в результате затвердевания магмы в толще земной коры или на поверхности. Выделяют:
а) интрузивные (сформировавшиеся в толще земной коры, например, граниты);
б) эффузивные (сформировавшиеся при излиянии магмы на поверхность, например, базальты).
2) осадочные – образуются на поверхности суши или в водоемах в результате накопления продуктов разрушения ранее существовавших пород разного происхождения. Осадочные породы покрывают около 75% поверхности материков. Среди осадочных пород выделяют:
а) обломочные – образовавшиеся из различных минералов и обломков горных пород при их переносе и переотложении (текучими водами, ветром, ледником). Например: щебень, галька, песок, глина; самые крупные обломки – валуны и глыбы;
б) химические – образуются из растворимых в воде веществ (калийная, поваренная соли и др.); в) органические (или биогенные ) – состоят из остатков растений и животных или из минералов, образовавшихся в результате жизнедеятельности организмов (известняк-ракушечник, мел, ископаемые угли);
3) метаморфические – получаются при изменении других видов горных пород под действием тепла и давления в глубинах земной коры (кварциты, мрамор).
По происхождению иногда выделяют еще две дополнительные группы горных пород: вулканические и метасоматические.
4) вулканические образуются в результате извержений вулканов. Различают излившиеся, или эффрузивные (базальт, андезит, трахит, липарит, диабаз) и вулкагеннообломочные, или пирокластические (туфы, вулканические брекчии) вулканические горные породы.
5) метасоматические образуются в результате метасоматизма. При этом происходят следующие стадии их образования: ранняя щелочная (магнезиальные и известковые скарны), кислотная (гейзеры и вторичные кварциты), поздняя щелочная (бере зит, лиственит).
Конспект урока «Литосфера. Горные породы». Следующая тема «Полезные ископаемые».
Источник
Происхождение и классификация горных пород
На протяжении своего существования Земля прошла длинный ряд непрерывных изменений. Они вызываются процессами различными по скорости, по масштабности и по источникам энергии. Эти процессы перемещения вещества, видоизменяющие земную кору и поверхность Земли, называются геологическими или геодинамическими.
Эндогенными процессами называются такие геологические процессы, происхождение которых связано с глубокими недрами Земли. В недрах Земли под внешними ее оболочками происходят сложные физико-механические и физико-химические преобразования вещества, в результате которых возникают мощные силы, воздействующие на земную кору, за счет которых они преобразуют ее. Эндогенные процессы коренным образом меняют характер земной коры и, в частности, ее поверхности; они приводят к созданию основных форм рельефа поверхности Земли – горных стран и отдельных возвышенностей, огромных впадин – вместилищ океанической и морской воды и др. Основными внутренними источниками энергии Земли являются: гравитационная дифференциация, ротационные (вращательные) силы, радиоактивный распад, химические и фазовые превращения, происходящие в недрах. Процессы, вызванные этими источниками энергии, называются эндогеннымиили процессами внутренней динамики. К ним относят:
1. тектонические движения (колебательные и горообразовательные);
Вторая группа процессов вызвана внешними источниками энергии и проявляется на поверхности Земли и их называют экзогенными. Это солнечная энергия и гравитация, перемещения водных и воздушных масс, влияние различных растительных и животных организмов, их воздействие на горные породы и минералы. Такие процессы называются экзогеннымиили процессами внешней динамики. К ним относят:
2. влияние текучих поверхностных и подземных вод;
3. влияние ледников и водно-ледниковых потоков;
4. процессы в мерзлой зоне литосферы;
5. влияние морей и океанов, озер и болот;
6. гравитационные процессы;
7. деятельность человека (техногенез).
Эндогенные и экзогенные процессы действуют одновременно и тесно связаны друг с другом (рис. 2.5)
Горные породы – природная совокупность минералов более или менее постоянного минералогического состава, образующая самостоятельное тело в земной коре
Горные породы формируются при различных процессах, протекающих как в недрах Земли, так и на ее поверхности, образуя сплавы, механические смеси, состоящие из одного (мрамор) или нескольких минералов (гранит) (рис. 2.5).
Рис. 2.5. Происхождение горных пород.
Горные породы классифицируют по происхождению (по генезису) и химическому составу. По происхождению выделяют магматические, осадочные и метаморфические породы (рис. 2.6).
Рисунок 2.6. Классификация горных пород по типу образования
Магматические и метаморфические горные породы слагают около 90 % объёма земной коры, однако, на поверхности материков области их распространения сравнительно невелики. Остальные 10 % приходятся на долю осадочных пород, занимающих 75 % площади земной поверхности.
Магматические горные породы подразделяют на интрузивные – глубинные и эффузивные – излившиеся.
Интрузивные горные породы образуются в недрах Земли в условиях высоких давлений и очень медленного остывания. Магма на глубине нескольких десятков километров от поверхности Земли находится под очень большим всесторонним гидростатическим давлением, достигающим нескольких тысяч атмосфер, и обладает высокой температурой. При внедрении магмы в вышележащие слои Земли физическая обстановка изменяется: магма встречается с твердыми и относительно холодными породами и начинает застывать и кристаллизоваться. Однако отдача тепла магмой в окружающую среду происходит очень медленно, так как теплопроводность горных пород низка. Температура магмы падает постепенно в течение миллионов лет. Примером может служить следующее наблюдение: на Северном Кавказе в районе Пятигорска интрузия магмы произошла в конце палеогенового периода (
30 млн. лет назад). Однако и в настоящее время разогретые массы магмы существуют на сравнительно небольшой глубине, на что указывают выходящие на поверхность земли горячие источники.
При медленном остывании магмы происходит постепенная и последовательная раздельная кристаллизация входящих в ее состав химических соединений, каждое из которых превращается в кристалл какого-либо минерала. Благодаря медленному росту кристаллы могут достигать относительно больших размеров, поэтому для многих интрузивных пород характерна крупно кристаллическая структура. В результате медленного остывания магмы происходит полная кристаллизация всего ее вещества, и в возникшей породе не остается аморфных участков.
Образующиеся в ходе кристаллизации минералы выпадают из расплава в определенной временной последовательности. Эту последовательность определяет степень тугоплавкости минералов, а также химический состав магмы. Большую роль в процессе кристаллизации играют летучие парообразные и газообразные вещества, способствующие и часто определяющие порядок и скорость кристаллизации минералов.
Поясним это на примере магмы гранитного состава, в результате кристаллизации которой на глубине образуется порода – гранит. В состав гранита входят такие породообразующие минералы, как полевые шпаты, кварц, из темноцветных силикатов – и реже роговая обманка (табл. 2.4). Температура плавления биотита и роговой обманки очень высокая (при 600 МПа 620–270 о С), поэтому их кристаллы образуются еще в жидкой магме.
Во вторую фазу кристаллизации возникают кристаллы полевых шпатов, температура плавления которых ниже, чем у темных силикатов (при 10 5 Па 1120 – 1250 о С). В отличие от условий первой фазы при кристаллизации полевых шпатов в жидкой массе магмы уже существуют твердые кристаллы темноцветных силикатов. Вследствие этого кристаллы полевых шпатов могут «обрастать» кристаллы биотита или роговой обманки и включать их в себя.
После кристаллизации темных и светлых силикатов порода окажется сформированной на 75—80% объема. Кремнезем, содержащийся в гранитной магме в избытке, начнет переходить в твердое кристаллическое состояние в последнюю очередь, превращаясь в кварц. Его кристаллы занимают свободное пространство между ранее образовавшимися кристаллами биотита, роговой обманки и полевого шпата и приобретать вид зерен неправильной формы, хотя внутреннее строение их кристаллической решетки вполне правильно. В итоге произойдет полная кристаллизация магмы, все ее вещество примет кристаллическое строение. Возникшая таким путем структура породы получила название полнокристаллической. Полнокристаллическая структура дает информацию о глубинных, или абиссальных, условия застывания магмы.
На больших глубинах в условиях всестороннего давления ориентировка осей и плоскостей растущих кристаллов ничем не контролируется, и расположение их в породе случайно. Подобную текстуру породы называют массивной, неориентированной; она характерна в основном для глубинных пород.
В ходе магматической интрузии возможно течение вязкой массы магмы, хотя и в ограниченных пределах. При этом кристаллы с удлиненными формами, например столбики роговых обманок и листочки слюды, ориентируются длинными осями параллельно направлению потоков в магме. Образуется так называемая флюидальная текстура. Встречаясь в интрузивных породах, она, однако, более типична для пород эффузивных.
Эффузивные горные породы образуются при излиянии на поверхность земли расплавленной магмы. При эффузии почти мгновенно, меняются температура окружающей среды и давление, снижающееся от нескольких тысяч атм. до 1 атм. В результате этого вначале начинается бурное выделение газов, растворенных в магме, сопровождающееся взрывами. Лава, выходящая из жерла вулкана, расплескивается, выбрасываясь вверх брызгами. Выделяющиеся из лавы газы могут ее вспенивать, образуя многочисленные пузыри, сохраняющиеся и при затвердевании вещества. Так образуется пузырчатая текстура. Порода подобного сложения получила название пемзы. Ее плотность настолько низка, что пемза плавает в воде.
Резко снижающаяся температура создает условия, при которых одновременно кристаллизуются многие минералы. Однако очень быстрое затвердевание вещества приводит к образованию мелких зачаточных форм кристаллов, которые можно обнаружить только под микроскопом. Значительная часть породы превращается в аморфную или стекловатую массу. Такая структура пород называется скрытокристаллической. При очень быстром остывании лавы процесс кристаллизации может и вовсе не начаться, в этом случае порода целиком будет состоять из вулканического стекла. Такая порода названа обсидианом. Это черная, темно-серая или темно-бурая порода с раковистым изломом, похожая на глыбу стекла. Полости газовых пузырей часто заполняются минералами, которые образуются вторично – в результате их кристаллизации из растворов горячих вод, проникших в застывшую лаву. При этом на фоне темно-серой породы, имеющей скрытокристаллическую структуру, выделяются округлые светлые пятна таких включений. Обычно они представлены такими минералами как кальцит и аморфный кремнезем – опал и халцедон.
С процессом извержения вулканов связано также образование группы пород, которые принято называть пиропластическими. Выделяющиеся из магмы газы часто скапливаются внутри жерла вулкана в таких больших количествах и под столь большим давлением, что возникают мощные взрывы, выбрасывающие высоко в атмосферу огромные массы лавы, состоящей из частиц самых разных размеров. Они остывают в воздухе и падают на землю в виде твердых пылинок, горошин и более крупных обломков. Их называют вулканическим пеплом. Массы этого вулканического материала покрывают окрестности извергающегося вулкана толстым рыхлым слоем. Дожди смачивают его, и он приходит в движение, образуя потоки вулканической грязи. Высыхая, грязь превращается в легкую пористую и твердую породу, называемую туфом. Подобная порода, образованная на дне моря или озера называется туффитом.
Классификация интрузивных и эффузивных пород строят на основе указанных выше особенностей структуры и текстуры, а также их химического и минералогического состава. По химическому составу магматические горные породы делят в зависимости от содержания в них окиси кремния SiO2 (табл. 2.5). Кислые породы чаще бывают светлыми, иногда белыми. С уменьшением содержания кремнезема окраска породы изменяется от серой до темно-серой. Для ультраосновных пород характерна черная или темно-зеленая окраска, зависящая от увеличения содержания темноцветных минералов, богатых окислами железа и магния.
Таблица 2.5. Классификация магматических пород по содержанию окиси кремния.
| Название группы | Содержание SiO2, % масс. | Горные породы (примеры) |
| Низко и некремнеземнистые | 78 % | пегматит, аляскит, пемзы, вулканическое стекло |
В табл. 2.6. приведена краткая характеристика основных магматических горных пород.
Таблица 2.6. Характеристика основных магматических горных пород.
| Горная порода | Минералогический состав | Структура |
| Интрузивные породы | ||
| Гранит красный, розовый, светло-серый | Кварц, полевые шпаты (ортоклаз, микроклин), роговая обманка, слюды | Полнокристаллическая, равномернозернистая и порфировидная |
| Сиенит | Ортоклаз, микроклин, роговая обманка, биотит | Полнокристаллическая, равномернозернистая и порфировидная |
| Габбро | Плагиоклазы (от лабрадора до анортита), оливин | Полнокристаллическая, равномернозернистая и порфировидная |
| Эффузивные породы | ||
| Пемза | Из различных минералов, обогащенных кремнием | Пенистая, сильнопузырчатая |
| Вулканический туф | Из различных минералов, обогащенных кремнием | Пузырчатая |
| Вулканическое стекло (обсидиан) | Кварц | Стекловатая |
| Липарит (эффузивный аналог гранита) | Кварц, полевые шпаты (ортоклаз, микроклин) | Порфировая |
| Трахит (эффузивный аналог сиенита) | Ортоклаз, микроклин, роговая обманка, биотит | Порфировая, тонкопузырчатая |
| Базальт (эффузивный аналог габбро) | Плагиоклазы, оливин, авгит | Плотная, мелко-кристаллическая, скрытокристаллическая |
| Андезит | Плагиоклазы, полевые шпаты, роговая обманка, биотит | Неполнокристаллическая порфировая, мелкозернистая |
Наибольшее распространение в земной коре имеют граниты (интрузивные породы), андезиты и базальты (эффузивные породы).
30% массы земной коры. Граниты состоят в основном из трех минералов: кварца, полевого шпата и слюды (или роговой обманки).
Андезиты – породы с вкраплениями из полевых шпатов (альбита, анортита), роговой обманки, слюд и пироксена – составляют
25% массы земной коры.
20% массы земной коры, в их состав входят преимущественно полевые шпаты, пироксен, оливин. Остальное приходится на долю всех остальных горных пород.
Осадочные горные породы образуются при механическом и химическом разрушении магматических пород под действием воды, воздуха и органического вещества.
По признаку происхождения их делят на три группы: обломочные, химические и органические.
Обломочные горные породы образуются в процессах разрушения, переноса и отложения обломков горных пород. Это чаще всего каменистые осыпи, галечники, пески, суглинки, глины и лёссы. Обломочные породы разделяют по крупности:
· грубообломочные (> 2 мм); остроугольные обломки – дресва, щебень, сцементированные глинистыми сланцами, образуют брекчии, а окатанные – гравий, галька – конгломераты);
· среднеобломочные (от 2 до 0,5 мм) – образуют пески;
· мелкообломочные, или пылеватые – образуют лёссы;
· тонкообломочные, или глинистые (
Дата добавления: 2015-06-27 ; просмотров: 13414 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Источник
