Горные породы — это вещество, слагающее земную кору. Состоят горные породы из минералов, однородных или неоднородных, которые твердо или рыхло соединяются.
Нередко они состоят из сцементированных обломков различных пород, иногда с присутствием вулканического стекла. Горные породы сформировались в результате внутриземных или поверхностных геологических процессов.
Строение породы определяется ее структурой и текстурой. Под структурой понимают особенности соединения минеральных зерен, их размеры и формы. Одни породы состоят из крупных кристаллических зерен; другие — из мельчайших кристаллов, видимых только в микроскоп; третьи — из стекловидного вещества; четвертые — комбинированные, когда на фоне мельчайших кристаллов или стекловидного вещества встречаются отдельные крупные кристаллы.Под текстурой понимают взаимное расположение и распределение слагающих породу минералов. Различают следующие виды текстуры:
- массивная текстура: никакого порядка в размещении минералов не наблюдается;
- слоистая: порода состоит из слоев разного состава;
- сланцевая: все минералы плоские и вытянутые в одном направлении;
- пористая: вся горная порода пронизана порами;
- пузырчатая: в горной породе есть пустоты от выделившихся газов.
Урок 12 Горные породы и минералы
По происхождению горные породы подразделяются на:
Магматические. Эти горные породы образуются из расплавленной магмы при ее остывании и затвердевании. Строение этих пород зависит от скорости остывания магмы. На глубине в земной коре она остывает медленнее, чем на поверхности. При этом образуются плотные горные породы с крупными кристаллами минералов. Их называют глубинными магматическими породами.
К данной разновидности относится, например, гранит, имеющий зернистое строение. Гранит (итал. granito — зернистый) — самая распространенная горная порода на Земле. Он состоит из кварца, калиевого полевого шпата, кислого плагиоклаза и слюды. В гранитном слое содержится разнообразие цветных, драгоценных и редких металлов. В океанической земной коре слой гранита отсутствует.
Гранит широко применяется в хозяйстве, он используется как декоративный и строительный материал.
Магма, прорвавшаяся на поверхность по трещинам и разломам, застывает быстрее. Поэтому горные породы, образованные излившейся магмой, состоят из мелких кристаллов, их иногда трудно различить невооруженным глазом. Они обычно плотные, тяжелые, твердые. Примером такой горной породы может служить базальт (лат. basaltes — камень).
Это наиболее распространенная на Земле вулканическая горная порода черного или темно-серого цвета. Это очень прочная кислотоупорная и железосодержащая горная порода. Данные ее свойства используются для изготовления кислотоупорной аппаратуры, изоляторов сильного электротока. Базальт в отшлифованном виде становится красивым облицовочным камнем. Им вымощена Красная площадь в Москве.
Изливаясь по трещинам, магма создает обширные базальтовые пространства (Средне-Сибирское плоскогорье). Наслаиваясь один на другой, эти покровы образуют ступенчатые возвышенности — траппы. Толщина этих покровов достигает сотен метров, а площади, занятые ими, — сотни тысяч квадратных километров. Кроме покровов, базальт образует нижний слой земной коры, в состав которого входит большое количество железа.
В том случае, если магма содержит много газов, она при излиянии вспенивается, газы улетучиваются, и образуется магматическая порода, которая имеет губчатое, пористое строение. К таким горным породам относится пемза. Она легкая и не тонет в воде. Вместе с тем пемза достаточно твердая и используется как шлифующий материал.
Осадочные. Эти породы, в отличие от магматических, образуются только на поверхности земной коры в результате оседания под действием силы тяжести и накопления осадков на дне водоемов и на суше. По способу образования осадочные горные породы делятся обычно на группы:
а) обломочные. Они состоят из обломков различных пород. Происхождение их связано с процессами выветривания, перемещения обломков текущими водами, ледником или ветром и накопления их (см. Аккумуляция). При этом обломки дробятся, измельчаются, окатываются.
В зависимости от размеров обломочные породы бывают крупно-, средне- и мелкообломочные. К горным породам такой группы относятся щебень, галька, гравий, песок, глина. Многие из них используются как строительный материал;
б) химические. Горные породы, относящиеся к этой группе, образуются из водных растворов минеральных веществ. Это оседающие на дно водоемов калийная и поваренная соль. Из воды горячих источников выпадает кремнезем. Многие из горных пород этой группы используются в хозяйстве. Например, калийные соли — сырье для получения калийных удобрений;
в) органические, или органогенные (греч. organon — орган и genes — рождающий). К этой группе относятся осадочные породы, состоящие в основном из остатков растений и животных, накопившихся за миллионы лет на дне озер, морей, океанов.
- горючие полезные ископаемые: газ, нефть, уголь, горючий сланец;
- фосфориты: фосфатный ракушечник, скопление костей;
- известняки: известняк, мел, ракушечник. Органические горные породы образуют многочисленные ценные полезные ископаемые, широко использующиеся в хозяйстве. Для этой группы осадочных горных пород характерна слоистая текстура. Между слоями можно найти остатки и отпечатки растений и животных.
Осадочные горные породы покрывают земную поверхность почти сплошь. Они составляют 70% толщи земной коры, образуя ее верхний слой, толщина которого может доходить до 25 км.
Метаморфические. Это породы, первоначально образованные как осадочные или магматические и претерпевшие изменения в недрах Земли (греч. metamorphomai — преображаюсь, подвергаюсь превращению).
Вследствие воздействия высокого давления, температур и химических растворов в нижней части земной коры или в мантии происходит уплотнение, перекристаллизация, изменение структуры и текстуры горной породы без существенного Базальты (42.5%) Граниты (21.6%) изменения ее химического состава. При этом существенно преобразуется одна горная порода в другую, более стойкую и твердую, без ее растворения или расплавления. Например, известняк превращается в кристаллическую породу — мрамор, песчаник — в кварцит, гранит — в гнейс, глина — в глинистые сланцы. Метаморфические горные породы так же, как и магматические и осадочные, используются в хозяйстве. Например, железистый кварцит используется в качестве железной руды (Курская магнитная аномалия), а глинистые сланцы — как кровельный материал.
Итак, толща земной коры состоит из горных пород магматического, осадочного и метаморфического происхождения. Они являются источниками всех полезных ископаемых.
Источник: geographyofrussia.com
Горные породы
Земная кора – это самый верхний слой Земли. Земная кора состоит из горных пород. Из горных пород состоят горы, поэтому эти породы и называются горными. Но горные породы есть и там, где нет гор: на ровных местах и даже на дне океанов и морей. Земная кора состоит в основном из гранита и базальта.
Верхний слой земной коры состоит из почвы. Почва – это сложная смесь мелких частичек различных минералов и перегноя. Горные породы, на которых образуется почва, называются материнскими горными породами.
По своему происхождению горные породы бывают магматические, осадочные и метаморфические.
Магматические горные породы образовались из остывшей магмы. Магма – это сложный раствор множества различных веществ, из которого при остывании образуются различные кристаллические горные породы. Магма находится в земной коре на очень большой глубине. Там она образует громадные бассейны или очаги. На поверхность магма изливается в виде потоков вулканической лавы.
Здесь раскалённая лава остывает и кристаллизируется. Так образуются излившиеся магматические горные породы, например, базальт. Базальт – это тяжёлая плотная горная порода, обычно чёрная или тёмно-серая. Базальт – прекрасный строительный материал. Плавленный базальт применяется при изготовлении электроизоляторов, химических баков и различных труб.
Но не вся магма изливается на поверхность в виде лавы. Есть и такие магматические горные породы, которые образуются из магмы в глубине земной коры. Они называются глубинными магматическими горными породами. К этим горным породам относится гранит. Гранит – это тяжёлая плотная горная порода самого разнообразного цвета: серого, жёлтого, розового и красного.
В состав гранита входят три минерала: полевой шпат, кварц, и слюда. Эти минералы находятся в граните в виде мелких зёрен, плотно прилегающих друг к другу. Само слово «гранит» происходит от латинского «гранум», что означает «зерно». В состав гранита входят и другие минералы. Гранит применяется в строительстве.
Пьедестал памятника Петру I целиком высечен из одного огромного гранитного валуна.
Осадочные горные породы образовались из осаждённых обломков и частиц других горных пород. И остатков организмов. Эти обломки и частицы постепенно накапливаются у подножья гор, в долинах рек и на дне морей и океанов. Разрушение горных пород и образование обломков и частиц происходит в результате их выветривания. Кажется, что нет ничего прочнее гор. Но даже горы разрушаются.
Это происходит под воздействием смены тепла и холода. Днём Солнце сильно нагревает горы, ночью они быстро охлаждаются холодным горным воздухом. Кроме того в горных породах есть вода. Замерзая ночью, вода расширяет трещины в камнях. Вода растворяет неустойчивые горные породы и уносит их мельчайшие частицы.
Если в воде есть углекислый газ, то это намного увеличивает её разрушительную силу. Даже растения разрушают горные породы. Сначала появляются лишайники, потом – мхи, а затем травы, кустарники и, наконец, деревья. Корни кустарников и деревьев проникают в горные породы через трещины, трещины раздвигаются и расширяются
Из обломков разрушенных выветриванием горных пород образовались обломочные осадочные горные породы. В горах часто бывают обвалы. Обломки горных пород с грохотом падают вниз и скапливаются у подножья гор. Эти скопления остроугольных обломков величиной от лесного ореха до кулака называются щебнем. Щебень находит применение при строительстве железных дорог.
Уплотняясь и цементируясь, щебень постепенно превращается в горную породу – брекчию. Крупные камни и щебень, захваченные горными потоками, дробятся и постепенно сглаживаются. В результате образуются оказанные горные породы: валуны, галька и гравий. Валуны и гравий используются в строительстве.
Ежегодно вода больших рек и даже маленьких ручейков смывает с поверхности огромное количество мельчайших частичек песка и ила и уносит их на большие расстояния. Чем легче частицы, тем больше расстояние. Сначала оседают мелкие камешки, потом песок и глина, а дальше к морю – ил. Все эти осадки намываются и осаждаются в течение многих тысяч лет, образуя толстые пласты.
Не только вода, но и ветер, и ледники переносят горные породы на большие расстояния. Ветер переносит пыль на расстояние до 800 км. Ледники, сползая с гор, захватывают камни, песок и глину и переносят их к подножью гор.
Кроме обломочных осадочных горных пород существуют органические хемогенные (или химически осаждённые). Органические осадочные горные породы образовались в результате скопления твёрдых остатков разнообразных организмов на дне океанов. К ним относятся мел и известняки, которые находят применение в строительстве. Хемогенные осадочные горные породы образовались в результате длительного осаждения растворённых в морской воде солей. К ним относятся известные всем гипс и поваренная соль, а также мирабилит – сернокислая соль натрия, которая используется в химической промышленности.
Метаморфические горные породы образовались из магматических и осадочных горных пород, которые подверглись длительному воздействию большого давления и высокой температуры в толще земной коры. В результате происходит изменение или превращение горных пород. Греческое слово «метафорфис» означает «изменение», «превращение».
Так кварцевый песок превращается в кварцит, а известняк – в мрамор. Кварцит – это плотная горная порода красного цвет, розового и других цветов, прочный строительный материал. Из красного кварцита сложен Мавзолей В.И. Ленина в Москве. Из железистых кварцитов состоят крупнейшие месторождения железа: Курская магнитная аномалия, Криворожский бассейн и другие.
Мрамор – это перекриталлизовавшийся известняк. Серый, невзрачный известняк превращается в красивый мрамор. Мрамором отделаны вестибюли многих станций Московского метро.
Горные породы бывают плотные и рыхлые. К плотным горным породам относятся гранит и базальт, к рыхлым горным породам – песок. Все горные породы состоят из отдельных минералов. В Природе насчитывается около 3.000 различных минералов. Большинство из них встречаются очень редко и не образуют горных пород, например, золото, алмазы. Латинское слово «минера» означает «руда».
Из минералов состоят все полезные ископаемые, которые использует человек. Полезные ископаемые делятся на рудные, нерудные и горючие.
Рудные полезные ископаемые используются для выплавки металлов. Металлы разделяются на чёрные и цветные. К чёрным металлам относятся железо и его сплавы – чугун, сталь, а также марганец, хром. К цветным металлам относятся алюминий, медь, свинец, цинк, олово, золото, серебро и другие. Чёрные металлы (сталь и чугун) выплавляются из магнитного железняка.
Их можно различить по царапине на фарфоровой пластинке: у магнитного [железняка] черта будет чёрная; у красного [железняка] – тёмно-красная; у бурого [железняка] – бурая или жёлтая. Магнитный железняк имеет свойство отклонять стрелку компаса. Благодаря этому было открыто крупнейшее месторождение железа – Курская магнитная аномалия. Многочисленные цветные металлы тоже выплавляют из руд: медь – из медного колчедана, алюминий – из бокситов, цинк – из цинковой обманки
Нерудные полезные ископаемые имеют большое значение для жизни человека. Так поваренная соль используется не только при приготовлении пищи, но ив химической промышленности, Апатит служит сырьём для производства фосфатных удобрений для сельского хозяйства. Не менее важна для сельского хозяйства калийные удобрения, которые изготовляются из калийных солей. Без них плохо растут картофель, лён, клевер, корнеплоды и другие растения.
Горючие полезные ископаемые – это торф, уголь, нефть, природный газ.
П.С. В первоначальном замысле это эссе – фрагмент черновика школьного задания: реферат по природоведению (?), которое было вымучено мною совместно с моим племянником-школьником 4-го класса средней школы. В нём внесены минимальные орфографические изменения!
31 марта 2021 г.
Источник: proza.ru
Разновидности горных пород, их структура и свойства
Горные породы – классификация и видыПоверхность Земли состоит из минералов, которые, в свою очередь, образуют различные горные породы. Они формируются при определенных условиях и, в зависимости от происхождения, обладают особенными, характерными свойствами.
Горные породы залегают в земной коре – поверхностной оболочке нашей планеты и представляют большой интерес для человека в качестве минерального сырья. В природе редко можно встретить минералы в чистом виде. Обычно их обнаруживают вместе в больших количествах и их совокупность образовывает определенную горную породу.
Те минералы, которых в породе больше всего (20— 50%), геологи называют породообразующими, остальные, которых обычно не более 2 — 3%, — акцессорными минералами (от лат. accessorius — добавочный).
Каждая горная порода характеризуется степенью кристалличности, величиной и формой минералов, расположением мельчайших частиц относительно друг друга. По происхождению различают горные породы магматические, осадочные и метаморфические.
Магматические горные породы
Классифицировать горные породы можно по различным признакам, которые влияют на их состав и свойства.
В зависимости от количества минералов в составе различают два вида горных пород:
- Простые (мономинеральные) – состоят только из одной разновидности минерала.
- Сложные (полиминеральные) – состоят из нескольких различных минералов.
Магматические горные породы образуются обычно на большой глубине, где преобладают высокие температуры и давление. Они кристаллизуются из очень горячих природных расплавов (из магмы) с характерным силикатным составом.
На долю полевых шпатов в них в среднем приходится около 60%, кварца — около 12%, пироксена — около 12%. Глубинным магматическим породам присуще равномерное распределение зерен минералов. Магматические породы делят на две большие подгруппы: интрузивные (граниты, диориты, габбро) и эффузивные, т. е. вулканические (базальты, андезиты, липариты, дациты).
Кроме того, по химическому составу условно выделяют кислые, основные и ультраосновные магматические породы. К кислым относятся породы, содержащие в среднем 64 — 78% кремнезема (Si02): граниты, дациты, грано-диориты. Основные породы в среднем содержат 44 — 53% кремнезема: габбро, базальты, пироксениты и др. Ультраосновные породы содержат 30 — 44% кремнезема: дуниты, периотиты и др.
Граниты (от лат. granulum — зернышко) возникают при кристаллизации магмы на глубине более 2 км. Внешне граниты — среднезернистые или крупнозернистые породы, имеющие светлую (розовую, красную, серую) окраску. Цвет гранитов во многом зависит от содержания калиевого полевого шпата. В этих породах преобладающими являются кварц (30 — 35%), полевой шпат (50 — 60%), плагиоклаз (10 — 15%).
Акцессорных минералов бывает очень много: апатит, циркон, сфен, монацит, турмалин, биотит, магнетит и др. Насчитывается более двух десятков разновидностей гранитных пород. Среди них есть гигантозернистые пегматиты и мелкозернистые аляскиты. В зависимости от химического состава граниты могут быть плагиоклазовыми или щелочными.
Плотность гранитов колеблется от 2,58 до 2,81 г/см3. Граниты различаются по своей форме, происхождению и глубине образования. Удалось выяснить, что часть магматических расплавов, образовавших граниты, залегала на глубине 15 — 20 км, при этом были отмечены следы поднятия гранитной магмы со скоростью примерно 100 — 150 см в год. Мощности гранитных тел достигают 6 — 8 км.
Гранит — прочная горная порода с красивым рисунком расположения кристаллов. Когда хотят сказать о чем-то очень прочном, говорят «крепкий, как гранит». Действительно, из гранита делают фундаменты, опоры мостов.
Гранитной брусчаткой выложены улицы. Нижние этажи городских зданий часто облицовывают этим камнем. Гранит может противостоять ветру, дождю и снегу. Это объясняется особенностями его кристаллического строения, а внешний облик зависит от размеров породообразующих минералов и их цвета. Как правило, цвет гранита — это цвет его основного компонента — калиевого полевого шпата.
Особой разновидностью гранитов являются пегматиты — крупно- и гигантозернистые магматические породы. Из-за роста кристаллов кварца, проникающих сквозь полевые шпаты, пегматиты имеют вид «клинописи» на камне. Отсюда и такие названия, как «письменный гранит», «еврейский камень» и др. Из пегматитов добывают слюду, полевой шпат, драгоценные камни.
Гранит, как и всякая другая порода, может разрушаться на открытом воздухе, но происходит это медленно и едва заметно. Исторический опыт использования полированных плит гранита, которые подвергались воздействию резких колебаний температуры и атмосферных осадков, показал, что поверхность плит может начать изменяться только через 200 — 250 лет. Однако в современном мире выхлопные газы автомобилей, кислотные дожди и заводской дым существенно ускоряют процесс разрушения гранитов.
Магматические расплавы иногда прорываются по трещинам на поверхность, изливаясь в виде вулканических потоков. Излившиеся (эффузивные) потоки отличаются неравномерной кристалличностью, а отдельные минералы заключены в пористую или стекловидную массу.
Кристаллы в ней практически не видны. К таким горным породам относят базальты, которые по своему химическому составу являются основными породами (их плотность составляет 2,85 г/см3), и липариты — кислые породы с плотностью 2,59 г/см3.
Базальтовый расплав бывает сильно насыщен газами. Попадая на поверхность Земли, газы улетучиваются, оставляя поры, в результате чего порода становится ноздреватой. Иногда газов настолько много, что образующаяся горная порода (пемза) становится легче воды.
Осадочные горные породы
Осадочные горные породы — это разрушенные при выветривании и перемещенные водой или ветром обломки пород разного размера и формы. Осадочные породы покрывают 75% поверхности Земли. Их объединяют в четыре группы: обломочные, вулканогенно-обломочные (чаще их называют вулканогенно-осадочными или пирокластическими), глинистые и биохимические.
Обломочные породы состоят из обломков минералов, горных пород, остатков органических тел (например, из известковых скелетов животных, стволов и веток деревьев и др.). Обломки бывают крупными (более 10 мм) и мелкими (от I до 0,01 мм), имеют различную форму, иногда слабоокругленную, а иногда шарообразную.
В группу обломочных пород входят пески, алевриты, галечники и продукты их разрушения. Иногда обломки прочно скреплены глинистым веществом — природным цементом, который различается по своему составу и может быть кремнистым, карбонатным, железистым, глинистым. Плотность обломочных пород низкая — от 1.2 до 2.0 г/см2.
Осадочное происхождение имеют многие минералы — кальцит, доломит, гипс, галит, сильвин, ангидрит, лимонит и др. Их относят к минералам — индикаторам осадочных пород. Они могут возникать в самых разных физико-географических условиях. Например, железистые породы образуются на дне морей и озер, а также в болотах.
Особенно разнообразны известняки. Они накапливаются на дне морей или озер, встречаются в долинах рек и вблизи источников, где в воде много извести. Это широко распространенные известковые туфы — травертины.
Пирокластические породы находят вблизи действующих или давно потухших вулканов. Эти породы тесно связаны с вулканическими процессами, и поэтому их можно встретить как на суше, так и под водой, вблизи подводных вулканов.
Они представляют собой смесь вулканических пеплов, песков, шлаков, пемзы и даже вулканических бомб. Глинистые породы разнообразны. Встречается более 50 разновидностей глин, которые отличаются по своим минеральному, химическому и органическому составам. Их объединяет преобладание частиц, размеры которых колеблются от 0,01 до 0,001 мм.
Существуют две разновидности таких пород — глины и аргиллиты.
Биохимические породы образуются на дне озер, морей и океанов. К ним, например, относятся известняки-ракушечники, коралловые рифовые известняки, планктонные и фораминиферовые илы, озерный мел, диатомиты (диатомовые илы), сапропели (водорослевые илы) и другие, на суше — торф.
Метаморфические горные породы
Метаморфические горные породы образовались в результате изменения (метаморфизма) толщ осадочных или магматических пород. При сильном и длительном их сжатии, а также под воздействием высоких температур и газов в породах происходит изменение состава минералов, появляются новые минералы; эпидот, хлорит, тальк, серицит, графит и др. Самая известная из таких пород — мрамор, образующийся при метаморфизме известняков.
Чистый, белоснежный мрамор может просвечивать в слое толщиной до 30 см, что придает мрамору характерное для него мерцание. Под воздействием сжатия и высоких температур вулканические и осадочные породы превращаются в гнейсы, а каменные угли — в графиты. Пейсы — метаморфическая горная порода.
Насчитывают около 40 разновидностей гнейсов. Их чаще всего можно встретить в Финляндии, Карелии, Восточной Сибири, в Канаде. Для гнейсов характерны серый или зеленовато-серый цвет, тонкая полосчатость из темных, почти черных и светлых прослоек, включения сплюснутых минералов и обломков пород.
Гнейсы образуются при температурах от 400 до 900°С и давлении в 3 — 9 тыс. атмосфер. Такие условия существуют только в глубоких недрах Земли.
Образование гнейсов протекает в несколько этапов. Сначала осадочные породы (илы, пески) превращаются в глины и песчаники, а иногда в глинистые сланцы. Обычно это происходит в верхних горизонтах земной коры, где еще невелики температура и давление. Затем по мере погружения в глубину и с возрастанием температуры и давления сланцы и песчаники резко уплотняются, теряя при этом воду; минералы «расплющиваются».
Смена геологических условий приводит к появлению характерных листовидных и чешуйчатых «метаморфических» минералов: хлорита, талька, силиманита, ставролита и др. Высокие температуры и горячие магматические расплавы способствуют частичному расплавлению уже измененных пород. На последнем этапе гнейсы приобретают пластичные свойства и способны сминаться в складки, образуя иногда даже характерные гранито-гнейсовые купола.
Эти преобразования происходят очень медленно и постепенно. Возраст гнейсов в большинстве районов Земли составляет 2 — 2,4 млрд. лет. Чем древнее такие породы, тем больше фаз метаморфизма они испытали.
Источник: vseprokamni.ru