Магматические горные породы образуются из огненно-жидких силикатных расплавов (магма), в той или иной мере насыщенных газами и парами, в результате кристаллизации магмы при её остывании в недрах Земли или на её поверхности. Магма, излившаяся на поверхность и освободившаяся от части газов и воды, превращается в лаву. Магма представляет собой сложный силикатный расплав примерно следующего состава: кислород – 46,7%, кремний – 27,7%, алюминий – 8,1%, железо – 5,1%, кальций – 3,6%, магний – 2,1%, натрий –2,7%, калий – 2,6%, доля остальных элементов не превышает 1,4%. Температура магмы различна и составляет 100…1300 о С [1, 3, 4, 6, 8, 13, 14].
Магматические горные породы возникают при остывании и отвердении магмы и лавы. При медленном остывании магмы на значительных от поверхности глубинах отвердение магматического расплава происходит путём образования и роста кристаллов, т. е. идёт процесс кристаллизации. При этом возникают магматические горные породы полнокристаллического строения, называемые глубинными или интрузивными. При быстром остывании магмы, излившейся на поверхность, кристаллизация не поспевает за остыванием и магма превращается в горные породы неполно кристаллического, стекловатого или скрыто кристаллического строения — излившиеся или эффузивные породы. Кроме зёрен в составе излившихся магматических пород встречается вулканическое стекло, возникшее при очень быстром охлаждении и затвердевании магматического расплава.
Матайбаева И. лекция №3 «Горные породы»
Главными породообразующими минералами являются кварц, полевые шпаты, нефелин, минералы из группы слюд, амфиболов, пироксенов, оливин. Оливин, пироксен, слюды, амфиболы по своей окраске называются тёмноцветными; полевые шпаты, нефелин, кварц – светлыми. Минералы, содержащие в своём химическом составе щелочные элементы – К, Nа объединяются в щелочные группы, это калиевые полевые шпаты и альбит, щелочные пироксены и щелочные амфиболы, нефелин [9, 10, 11, 12].
Акцессорные минералы представлены в магматических породах апатитом, магнетитом, ильменитом и другими.
Текстура (сложение) характеризует пространственное расположение частей породы в её объёме, «рисунок породы». Для магматических пород характерны следующие текстуры: массивная – равномерное, плотное расположение минералов, характерна для глубинных магматических пород; полосчатая – чередование в породе участков различного минерального состава или различной структуры; шлаковая – порода, содержащая видимые глазом пустоты для вулканических излившихся горных.
По расположению минеральных зёрен в породе выделяют следующие текстуры: массивная с беспорядочным расположением минералов – гранит, диорит (рисунок 1, 2); полосчатая с полосчатым расположением минералов – сиенит (рисунок 3); такситовая с пятнистым расположением пятнистых минералов – гранит, пегматит (рисунок 5, 6, 7).
Горные породы
Рисунок 1- ГранитРисунок 2 — ДиоритРисунок 3 — Сиенит
Рисунок 5 — Письменный Рисунок 6 — Гранит Раппакиви Рисунок 7 – Пегматит
По способу заполнения пространства различают текстуры компактовые (рисунок 8, 9) и пористые (рисунок 10, 11).
Рисунок 8 – Обсидиан Рисунок 9 — Габбро
Структура – внутреннее строение породы, обусловленное формой, размерами, количественным соотношением её составных частей – минералов. В магматических породах различают ряд структур: зернистые, типичные для глубинных пород; полукристаллические (совместное нахождение кристаллов и аморфного стекла); стекловатые, типичные для излившихся пород.
Рисунок 10 — Туф Рисунок 11 — Пемза
Зернистая структура различной крупности характерна для гранита (рисунок 12, 13, 14, 15), плотная или афанитовая – для базальта (рисунок 16).
По абсолютной величине кристаллических зёрен различают следующие структуры:
Рисунок 12 — Весьма Рисунок 13 -Крупно-Рисунок 14–Средне-
крупнозернистая>10 мм зернистаяот 3 до 10ммзернистая от 1 до 3мм
По степени кристаллизации выделяют полнокристаллическую структуру – гранит, габбро (рисунок 17, 18), неполнокристаллическую – трахит, андезит (рисунок 19, 20) и стекловидную – обсидиан (рисунок 21).
Рисунок 17 — ГранитРисунок 18 -Габбро
Рисунок 19 — ТрахитРисунок 20 -Андезит Рисунок 21 — Обсидиан
По относительной величине кристаллических зёрен выделяют структуры: равномернозернистую и неравномернозернистую – гранит (рисунок 22) и порфировую – порфир (рисунок 23).
Рисунок 22 — Гранит Рисунок 23 — Порфир
При остывании магмы (рисунок 24) в связи с изменением объёма в породах возникают отдельные трещины, разбивающие массив на отдельности, форма которых может быть столбчатая (базальт), глыбовая (гранит), шаровая при подводном излиянии лавы (диабаз) и др.
Рисунок 24 — Структуры глубинных пород: a — порфировидная,
б — порфировая, в — пегматитовая
Формы залегания магматических горных пород весьма разнообразны и зависят от химического состава магмы и геологического строения района. По формам залегания, по характеру взаимоотношения с вмещающими горными породами различают согласные и несогласные интрузивные тела.
Согласные интрузивные породы залегают между породами, не пересекая их (залежи, лакколиты, лополиты, факолиты, силлы). При несогласных интрузиях формы залегания магматических пород не зависят от напластования осадочных пород (батолиты, штоки, дайки, интрузивные жилы, вулканические некки и др.). Формы залегания магматических горных пород показаны на рисунке 25. Несогласная магматическая порода пересекает тела вмещающих пород.
Батолитами называются громадные интрузивные массивы площадью более 100 км 2 . Массивы по площади до 100 км 2 называются штоками. На глубине они связаны с батолитами. Батолиты и штоки распространены в складчатых зонах.
При проникновении магмы в трещины образуются секущие интрузивные жилы. Дайками называются вертикальные или с крутым падением секущие интрузивные жилы. Дайки и жилы имеют мощность от нескольких сантиметров до десятков и сотен метров при значительной протяженности, достигающей десятков и сотен километров.
Вулканические некки представляют собой магматические тела, образовавшиеся в вертикальных каналах, по которым двигалась лава от магматического очага к кратеру. При разрушении вулкана образуются останцы столбчатой формы.
Из согласных интрузий наиболее простое строение имеют интрузивные залежи, или силлы, приуроченные обычно к пологонаклонным комплексам покровных образований. Магма внедряется по наиболее слабым прослоям. При этом образуются пласты изверженных пород небольшой мощности при большом протяжении. Они чередуются с пластами осадочных пород.
Лакколиты образуются вязкими магмами, внедряющимися по слоям пород, поднимая при этом вышележащие породы. Форма их куполообразная или грибообразная (горы Бештау, Машук, Железная и др. в районе Пятигорска, Медведь-гора в Крыму).
Лополиты в связи с опусканием дна интрузии при ее внедрении имеют вогнутую чашеобразную форму.
Факолиты приурочены к складчатым структурам. В процессе складкообразования магма внедряется в перегибы складок, где давление ниже, и образует сложные изогнутые залежи.
Рисунок 25 — Блок-диаграмма форм залегания магматических тел по М. Васичу (силл, лополит, лакколит, батолит, шток, некк)
Ультраосновные и основные породы слагают обычно интрузивные залежи, факолиты, лакколиты, лополиты и дайки; средние и кислые породы — лакколиты, батолиты и дайки.
Формы залеганий эффузивных горных пород зависят от типа излияния магмы и ее вязкости. Жидкая лава, стекая по конусам вулканов, образует потоки, а вязкая и малоподвижная лава образует купола и конусы. Покровы возникают при трещинных излияниях жидкой лавы на сравнительно ровную поверхность. Покровы занимают огромные площади (Сибирь, Индия, Исландия, Северная и Южная Америка), мощность их может достигать более 1км.
Источник: studfile.net
Магматические породы
Полнокристаллическая структура глубинных пород (гранит) : Оr — ортоклаз; Pz — плагиоклаз; q — кварц; b — биотит
В зависимости от условий образования магматические породы разделяются на глубинные (интрузивные), излившиеся (эффузивные) и полуглубинные (гипабиссальные). Глубинные породы образуются на больших глубинах в условиях высоких температуры и давления, медленного и равномерного остывания магмы.
Оно завершается формированием разновидностей с полнокристаллической структурой, массивной текстурой и равномерным распределением минеральных составных частей в массе породы, любые участки которой одинаковы по составу и структуре. Излившиеся породы появляются на поверхности земли в условиях низкой температуры и атмосферного давления при быстрой отдаче теплоты и быстром выделении газообразных веществ из лавы с образованием в ней многочисленных пор, сохраняющихся и после затвердевания. Поэтому они отличаются неполнокристаллической структурой с обилием аморфного стекла, неоднородной текстурой и чередованием в ее объеме участков с неодинаковыми составом и структурой. Полуглубинные породы образуются на некоторой глубине от поверхности земли при изменяющемся режиме понижения температуры, в результате чего из магмы выделяются разноразмерные кристаллы одного и того же минерала: крупные, образовавшиеся в первую, и мелкие, появившиеся во вторую фазы кристаллизации. Структуры этих пород отличаются разнозернистостью и называются порфировидными.
Неполнокристаллическая (порфировая) структура излившихся пород (альбитовый порфир): Ав — альбит в скрытозернистоЙ основной массе породы
В составе магматических пород существенное значение имеют оксиды SiO2; А12О3; FeO; MgO; CaO; Na2O; K2O; H2O и особенно первый, являющийся надежной характеристикой их химического состава. В зависимости от количественного содержания кремнезема все магматические породы разделяются на: ультракислые — свыше 75%; кислые — от 65 до 75%; средние — от 52 до 65%, основные — от 40 до 52% и ультраосновные— менее 40% кремнезема.
С уменьшением его содержания возрастает плотность и темнеет окраска магматических пород, так как в их составе увеличивается количество более тяжелых железисто-магнезиальных силикатов. Главнейшими минералами магматических пород являются кварц, полевые шпаты, плагиоклазы, нефелин, слюды, авгит, роговая обманка и др.
Калиевые полевые шпаты и кислые плагиоклазы, кварц и слюды встречаются преимущественно в кислых породах; средние плагиоклазы и роговая обманка — в средних, а основные плагиоклазы и авгит — в основных породах. Формы залегания магматических пород разнообразны.
Глубинные породы залегают в виде батолитов — огромных (до 160 000 км2) массивов неправильной формы; штоков— массивов изометричной формы; отличающихся от батолитов меньшими (до 100 км2) размерами; лакколитов— грибообразных тел, соединяющихся подводящими каналами с очагами магмы и жил — плитообразных тел, образованных внедрением магмы в трещины пород. Типичными формами излившихся пород являются потоки, покровы и купола (конусы).
Потоки представляют собой плоские тела, вытянутые в направлении движения жидких лав. Покровы в отличие от потоков имеют равновеликие длину и ширину и образуются при массовых трещинных излияниях лав на больших площадях. Купола представляют собой конусообразные массы излившихся пород, приуроченных к месту поверхностного излияния. Остывание магматических массивов сопровождается значительным сокращением их объема с появлением многочисленных, закономерно расположенных трещин, разбивающих массив на отдельные блоки различной величины и формы— отдельности.
Установление направления трещин отдельности имеет большое практическое значение при разработке магматических пород: оно облегчает их добычу, упрощает механическую разделку пород и вместе с тем эти трещины в известной степени ограничивают возможность использования их трещиноватых разновидностей в строительных целях, так как они становятся досадными дефектами изготовляемой штучной продукции.
Глубинные породы имеют высокие показатели прочности, средней плотности, а также незначительную пористость, с которой связаны весьма низкое водопоглощение, высокие теплопроводность и морозостойкость. Из этой группы рассматриваются граниты, сиениты, диориты, габбро, перидотиты и пироксениты, расположенные в приведенном порядке по мере уменьшения в них кремнезема.
Сиениты — средние породы, содержащие до 65% SiO2. В отличие от гранитов, в них отсутствует свободный кварц. Сиениты содержат до 50. 70% кислых полевых шпатов (чаще ортоклаз) и около 25% цветных минералов (роговая обманка и биотит). Из-за отсутствия кварца они являются более мягкими и одновременно более вязкими породами вследствие значительного содержания роговой обманки.
Сиениты окрашены обычно в светлые серые, розоватые или зеленоватые тона, имеют среднезернистую структуру и массивную однородную текстуру. Сиениты встречаются реже, что снижает их значение как строительного камня.
Диориты являются средними (62. 65% SiO2;) породами, состоящими из средних плагиоклазов (до 75%) и роговой обманки (25%), наряду с которой могут присутствовать авгит, биотит. Окраска диоритов темно-серая, темно-зеленая до черной. Они характеризуются полнокристаллической равномерно-зернистой структурой и массивной текстурой, высокой прочностью при сжатии (180 . 250 МПа), большими плотностью и средней плотностью, повышенной ударной вязкостью и достаточной устойчивостью к выветриванию, хорошей полируемостью. Эти свойства позволяют использовать диориты в качестве материалов, противодействующих различным вибрационным воздействиям (подпорные камни, фундаменты мостовых сооружений и др.), а также применять как ценный декоративный материал.
Габбро — основные породы, содержащие от 40 до 52% SiO2. Из них наиболее распространенными являются массивные полнокристаллические породы серого, темно-серого и темно-зеленого цветов, сложенные примерно равными количествами основного плагиоклаза и диаллага (разновидности авгита). Разновидности габбро, состоящие почти из одного основного плагиоклаза Лабрадора (более 85%), называются лабрадоритами, имеющими серую и черную окраску с красивыми переливами в синих и зеленых тонах за счет иризации (отражения световых лучей от внутренних плоскостей спайности этого минерала) и благодаря этому являются ценным декоративным и облицовочным материалом. Габбро — тяжелые породы с почти одинаковыми истинной плотностью и средней плотностью, отличающиеся высокой вязкостью, которая затрудняет их обработку. Месторождения габбро широко распространены в Карелии, на Кольском полуострове, Украине, в Средней Азии и др.
Перидотиты и пироксениты — ультраосновные бесполевошпатовые полнокристаллические породы, содержащие менее 40% SiO2 и сходные по своим свойствам. Постоянными минеральными компонентами перидотитов являются оливин (30. 70%), авгит и гиперстен, а пироксениты состоят почти целиком из последних. Обе породы часто содержат примеси рудных минералов, повышающих их среднюю плотность.
Отличаются крупно- и среднезернистой структурой и массивной текстурой. Высокая твердость этих пород затрудняет разработку месторождений, а высокая вязкость осложняет их обработку, вследствие чего они применяются в качестве материалов особого назначения в специальных гидротехнических и других сооружениях, для устройства внутренних интерьеров гражданских зданий, а также как поделочный и художественный материалы.
Излившиеся породы являются аналогами глубинных по составу, но сильно отличаются от них по структурным и текстурным особенностям. Наличие неполнокристаллической и стекловатой структур, а также немассивной часто пористой текстуры неблагоприятно отражается на стойкости их к выветриванию и стабильности прочностных показателей. Однако среди них обнаруживается немало плотных и прочных разновидностей, широко применяемых в строительстве. Из их числа рассматриваются кварцевые порфиры и липариты; бескварцевые порфиры (ортофиры) и трахиты; порфириты и андезиты; диабазы и базальты, расположенные в приведенном порядке по тому же признаку уменьшения кремнезема, что и в группе глубинных пород.
Кварцевые порфиры и липариты — излившиеся аналоги гранитов. Кварцевые порфиры относятся к древним, а липариты—к нововулканическим породам. От гранитов они отличаются порфировой структурой с наличием в мелкозернистой или стекловатой массе породы вкрупленников — крупных кристаллов кислого полевого шпата и реже кварца.
Цветные силикаты наблюдаются в виде мелких чешуек биотита или тонких иголочек роговой обманки. Кварцевые порфиры окрашены в красновато-бурые тона и являются плотными породами. Предел прочности при сжатии изменяется у них в зависимости от содержания кварца и вулканического стекла, значительно повышаясь при увеличении первого и одновременном снижении второго в массе породы.
От количества, размеров и степени разрушения вкрапленников зависит пористость пород, с которой связаны величина их водопоглощения и морозостойкость. Липариты — более легкие и пористые по сравнению с кварцевыми порфирами породы белого, светло-серого цвета, содержащие небольшие вкрапленники кислого полевого шпата и среднего плагиоклаза, а также повышенное количество нераскристаллизованного вулканического стекла. В свежем состоянии обе эти породы применяются для изготовления тесаного камня, бута, щебня и др. Декоративный вид и способность полироваться позволяют применять некоторые разновидности липаритов наравне с гранитами для отделочных работ. Месторождения этих пород имеются на Кавказе (Армения), Урале, в Средней Азии, а также в Казахстане.
Бескварцевые порфиры (ортофиры) и трахиты являются соответственно древними и молодыми излившимися аналогами сиенитов. У ортофиров сильно изменен минеральный состав с появлением в нем вторичных минералов: каолинита, карбонатов, хлоритов и др., которые уплотняют породу, заполняя ее пустоты, и способствуют образованию вторичной микрозернистой структуры.
Бескварцевые порфиры окрашены в серовато-зеленый или красновато-бурый цвета. Трахиты — пористые и сильношероховатые породы белой, серой, желтоватой окраски с ясно выраженной порфировой структурой.
Соотношение вкрапленников (кислый полевой шпат) и вулканического стекла в породе сильно варьируется: встречаются плотные зернистые разновидности со средней плотностью от 2200 до 2600 и вместе с тем сильнопористые, напоминающие пемзу. Высокая пористость трахитов способствует их быстрому выветриванию. Они менее прочны, быстро истираются и маломорозостойки.
Предел прочности обеих пород невысок и составляет 60 . 70 МПа. Их используют для изготовления бута, щебня, колотой и тесаной шашки, а также как кислотоупорные материалы. Красивые разновидности ортофиров применяются для отделочных работ (алтайские ортофиры). Эти породы хорошо поддаются обработке, но не полируются и быстро истираются.
Порфириты и андезиты — плагиоклазовые излившиеся аналоги диоритов, соответственно древне- и нововулканического возраста. Отличаются пористой текстурой и порфировой структурой с вкрапленниками плагиоклазов или роговой обманки. Порфириты отличаются повышенной выветрелостью и наличием вторичных силикатов— серицита, хлорита и др.
Заполняя поры пород, они окрашивают их в сероватые и зеленоватые тона, вследствие чего порфириты называют зеленокаменными породами. Свежие порфириты являются плотными породами со средней плотностью до 2500. 3000 и пределом прочности при сжатии 160. 250 МПа.
Андезиты—менее выветрившиеся серые, желтовато-серые или буроватые пористые породы, сложенные авгитом или роговой обманкой и средним плагиоклазом — андезином, которые встречаются в виде вкрапленников в основной массе плотной или пористой мелкозернистой породы. Порфириты и андезиты достаточно плотные (2700.
3100) и прочные породы, с пределом прочности при сжатии от 140 до 250 МПа, который показывает широкий разброс ее значений в зависимости от их пористости. Высокие показатели прочности относятся главным образом к плотным роговообманковым и авгит-содержащим разновидностям андезитов. Обе породы используются как дорожный камень; пористые легкие разновидности андезитов идут на изготовление стенового материала, из плотных же андезитов получают кислотостойкие материалы. Красивые разновидности порфиритов применяются для отделочных работ. Порфириты распространены на Кавказе, Урале, в Средней Азии, на Алтае, Дальнем Востоке, а андезиты — на Украине, Кавказе, в Восточной Сибири.
К вулканогенным породам относят рыхлые вулканические пеплы, пески и сцементированные —вулканические туфы, туфовые лавы.
Вулканические пеплы—мелкие порошкообразные массы частиц неправильной формы, выброшенные во время извержений и осевшие на поверхности лавовых потоков, а также вокруг вулканических конусов. Они состоят из мельчайших обломков вулканического стекла и кристаллических зерен некоторых минералов, особенно кварца. Размеры частиц вулканических пеплов колеблются от 0,1 до 2 мм.
В пеплах содержится свыше 65% частиц мельче 0,15 мм преимущественно кремнистого состава. Рыхлые массы, сложенные более крупными частицами (до 5 мм), называются вулканическими песками. Вулканические пеплы являются активными минеральными добавками при производстве цементов. Их месторождения распространены в Крыму (Карадаг).
Туфовые лавы образуются при быстром вспенивании изливающихся лав при резком падении давления и одновременном примешивании к ней разнообразного вулканического материала. Количественное соотношение лавы и твердого обломочного материала в ней варьирует в широких пределах с образованием многочисленных разновидностей, различных по составу, строению, окраске и физико-механическим свойствам.
Как и вулканические туфы, они обладают большой пористостью и стекловатой структурой. Представителем этих пород является артикский туф — декоративный и стеновой материал розово-фиолетового цвета со средней плотностью 750. 1400 кг/м3 и плотностью около 2,6 г/см3, пористостью от 45 до 70% и теплопроводностью 0,55. 0,62 Вт/(м-К).
Источник: catalogmineralov.ru
Какие существуют виды магматических горных пород?
Две самые большие группы магматических горных пород — это эффузивные (андезиты, базальты, дациты, лапариты) и интрузивные (габбро, диориты, граниты). Эффузивные для удобства принято еще называть вулканическими. По химическому составу магматические горные породы бывают основные, ультраосновные и кислые. Принадлежность к определенной группе определяет процент содержания кремнезема в самой породе.
Комментировать
Комментарии 0
5 лет назад
Когда-то мне казалась сложной мудреная многоступенчатая классификация горных пород. Потом я, в рамках развития художественных навыков, вдруг решила, что зарисовки разных горных пород научат меня лучше понимать и передавать текстуру объектов. Мда. Теперь я подозреваю, что выучить наизусть все типы горных пород и то проще, чем достоверно изобразить гранит и базальт.
Какие бывают горные породы
Горные породы классифицируют, разделяют и группируют на основании многих признаков, но главное разделение происходит уже на стадии происхождения.
Именно по принципу происхождения горные породы традиционно разделяют на три большие группы:
- осадочные;
- метаморфические;
- магматические.
Последние обязаны своим существованием магме. Застывая и остывая, та дает начало магматитам.
Узкие специалисты смогут рассказать об их классах, типах, подтипах и подподтипах, но я ограничусь самым основным. При классификации магматических горных пород обращают внимание, в первую очередь, на то, где порода образовалась.
Те, что сформировались над поверхностью земли из извергнувшейся лавы, называются эффузивными или вулканическими.
Те же, чей процесс формирования шел глубоко внизу, в недрах земной коры, называют интрузивными магматическими породами. Их же еще величают плутоническими/глубинными/абиссальными.
На «промежуточном этаже» образовались гипабиссальные породы.
Abyss, кстати, это «бездна, глубина» по-английски. Лучше запомнить, чтобы каждый раз не спотыкаться о непонятную «абиссальность».
Помимо непосредственной глубины залегания, эти три типа магматитов обладают и специфическими особенностями состава, но это уже отдельная и очень большая тема.
Самые известные виды магматических горных пород
Для наглядности приведу несколько примеров. К вулканическим породам относятся:
- базальты;
- пикриты;
- кимберлиты.
Кимберлиты, кстати, известны тем, что в них обнаруживают алмазы.
Интрузивные магматические породы:
- граниты;
- оливиниты;
- пироксениты;
- лабрадориты.
Лабрадорит весьма красив и популярен в качестве декоративного облицовочного материала.
Источник: travelask.ru