Го́рные поро́ды, природные моно- и полиминеральные агрегаты, сформировавшиеся в результате геологических процессов и залегающие в литосфере Земли в виде самостоятельных геологических тел . В широком смысле к горным породам также относят воду , нефть и природные газы . Горные породы слагают верхние оболочки планет земной группы, их спутников , астероидов . Термин впервые ввёл в геологическую литературу российский учёный В. М. Севергин (1798). Науки, непосредственно изучающие горные породы, – петрология , литология , геохимия , петрофизика .
Классификация. Основные характеристики
По происхождению горные породы делят на 4 типа: осадочные , магматические ( интрузивные и вулканические ), метаморфические и метасоматические . Различают также некоторые смешанные типы пород (например, вулканогенно-осадочные ). Магматические, метаморфические и метасоматические породы слагают около 90 % объёма земной коры , остальные 10 % приходятся на долю осадочных, которые занимают около 75 % площади земной поверхности.
География 5 класс. Минералы и горные породы. Типы горных пород по происхождению.
Осадочная горная порода – известняк нуммулитовый. Образец из коллекции ФГБУ «ВСЕГЕИ». Осадочная горная порода – известняк нуммулитовый. Образец из коллекции ФГБУ «ВСЕГЕИ».
Физические характеристики
Как физические тела горные породы характеризуются плотностью , упругостью , прочностью , тепловыми, электрическими, магнитными и другими свойствами. Значения физических характеристик пород обычно лежат в пределах: плотность 1,1–4,7 г/см 3 ; модуль продольной упругости 5·10 9 –1,5·10 11 Па; коэффициент Пуассона 0,15–0,38; предел прочности при сжатии до 5·10 8 Па; предел прочности при растяжении до 2,0·10 7 Па; коэффициент теплопроводности 0,2–10 Вт/(м·К); удельная теплоёмкость 0,5–1,5 кДж/ (кг·К); коэффициент линейного теплового расширения 2·10 –6 –4·10 –4 К –1 ; удельное электрическое сопротивление 10 –2 –10 12 Ом·м; относительная диэлектрическая проницаемость 2–30; магнитная восприимчивость 10 –7 –3,0.
Ряд пород имеет физические параметры, отличающиеся от приведённых значений; например, туфы могут обладать плотностью до 1 г/см 3 . В гидрогеологии и нефтяной геологии важное значение имеют также коллекторские свойства горных пород . Любые изменения состава, строения, а также термодинамических параметров влекут за собой и изменения свойств горных пород. Увеличение пористости приводит к снижению плотности, прочностных и упругих свойств, теплопроводности , диэлектрической проницаемости, электропроводности, магнитной проницаемости и др.
Теплоёмкость, коэффициент теплового расширения, модуль объёмного сжатия , прочность, упругость, теплопроводность, электропроводность зависят от минерального состава пород и их строения. Механические свойства в первую очередь обусловлены связью между частицами породы.
Существование преимущественной ориентации зёрен, трещин, пор, слоёв, прожилков обусловливает анизотропию горных пород. При этом значения модуля продольной упругости, предела прочности при растяжении, теплопроводности, электрической проводимости , диэлектрической проницаемости больше вдоль слоистости , а величины предела прочности при сжатии – поперёк слоистости.
География 5 класс (Урок№14 — Горные породы, минералы, полезные ископаемые.)
На физические свойства горных пород оказывает влияние размер слагающих их зёрен. У мелкозернистых горных пород выше прочность и упругость, ниже электро- и теплопроводность. Наличие аморфной, стекловидной фазы в породах снижает их прочность и теплопроводность.
Большинство горных пород относится к диа- и парамагнетикам ; ферромагнитные свойства определяются наличием в их составе железо-, кобальт- и никельсодержащих минералов. Свойства горных пород зависят также от механического, теплового воздействий и насыщения пород флюидами . Например, при насыщении скальных пород водой увеличиваются их упругость, теплопроводность, теплоёмкость, электрическая проводимость; глинистых пород и пород, содержащих легкорастворимые минералы, – уменьшаются упругость и прочность.
Под воздействием высокого давления глинистые породы уплотняются, их поры деформируются, увеличиваются площади контакта зёрен, что вызывает рост электропроводности, теплопроводности, прочности и т. д. Повышение температуры, как правило, снижает упругость и прочность и усиливает пластичность пород, уменьшает теплопроводность, увеличивает электропроводность и диэлектрическую проницаемость. Появление внутренних напряжений за счёт различных коэффициентов теплового расширения отдельных минералов приводит к возрастанию или уменьшению упругости и прочности пород в зависимости от направления результирующих напряжений. Перестройка кристаллической структуры минералов при нагреве ( полиморфные превращения и др.) влечёт за собой резкое изменение свойств породы. Тепловое воздействие приводит также к спеканию, дегидратации, плавлению, возгонке отдельных минералов, что соответственно изменяет свойства пород.
Технологические свойства
Как объект горных разработок горные породы характеризуются различными технологическими свойствами – крепостью, абразивностью, твёрдостью, буримостью и др. Крепость оценивает сопротивляемость пород механическому разрушению, абразивность – способность пород истирать режущие кромки рабочих механизмов и т. д. Для выбора рациональных методов и механизмов разрушения применяются различные классификации пород по технологическим свойствам (например, в практике горного дела широко применяется классификация горных пород по крепости, предложенная профессором М. М. Протодьяконовым ).
Практическое и научное значение
Большинство горных пород применяется в народном хозяйстве в качестве рудного , индустриального , горно-химического и агрохимического сырья, строительных материалов или сырья для их производства. С развитием технологий (и изменением кондиций полезных ископаемых ) всё большее число горных пород вовлекается в промышленное производство (например, источником получения глинозёма может служить такая распространённая на Земле горная порода, как анортозит ). Вещественный состав, строение, физические и физико-химические свойства горных пород являются основным источником информации в геологии (в том числе инженерной геологии ); при интерпретации данных геофизических исследований; учитываются в горном производстве. Богатиков Олег Алексеевич . Первая публикация: Большая российская энциклопедия, 2007.
Источник: bigenc.ru
5. Классификация горных пород (по происхождению)
По геологическому происхождению (генезису) горные породы разделяются на три основные группы с подгруппами:
I. Изверженные (магматические) —первичные:
А. Глубинные (интрузивные) —граниты, сиениты, диориты, габбро и др.
Б. Излившиеся (эффузивные)—диабазы, порфиры, базальты, туфовые лавы и др.
II. Осадочные — вторичные:
А. Механические, обломочные отложения: 1)рыхлые — валуны, щебень, гравий, песок; 2) сцементированные — песчаники, конгломераты, брекчии.
Б. Органогенные и химические образования —различные известняки, доломиты, магнезиты, гипс, ангидрит.
III. Метаморфические (видоизмененные)—гнейс, мраморы, кварциты.
А) Изверженные горные породы.
Изверженные горные породы образовались из расплавленной магмы, которая застыла, поднявшись к поверхности земли. Поднимаясь по трещинам в земной коре, магма претерпевала разнообразные воздействия (давление, понижение температуры), что приводило к образованию пород различного минералогического состава и строения, а следовательно, и технических свойств.
Химический состав изверженных горных пород также разнообразен и состоит в основном из кремния, алюминия, железа, кальция, магния, калия и натрия.
Глубинные горные породы. Граниты , диориты, габбро .
Излившиеся горные породы. Кварцевые порфиры, диабазы, базальты
Б) Осадочные, скальные горные породы.
Осадочные горные породы образовались в результате осаждения и цементации минеральных продуктов выветривания изверженных пород или осаждения продуктов жизнедеятельности и отмирания живых организмов, населяющих моря и океаны. Эти продукты осаждались и уплотнялись послойно, покрывая изверженные горные породы прерывистыми многослойными пластами. По физическим и механическим свойствам осадочные породы представляют большое разнообразие. Это объясняется разнообразием условии их образования.
Из большого разнообразия сцементированных осадочных горных пород можно выделить : песчаники, известняки и доломиты.
В) Метаморфические (видоизмененные) горные породы.
Метаморфические горные породы образовались в результате последующих видоизменении изверженных и осадочных пород. Они существенно могут отличаться от первоначальных пород по текстуре и минералогическому составу, К метаморфическим горным породам, применяемым в строительстве, относятся гнейс, мрамор, кварцит и сланцы.
6. Метаморфические гп. Основные породообразующие минералы, св-ва и применение в строительстве.
Метаморфические горные породы образовались из магматических и осадочных путем их преобразования под влиянием высокой температуры и давления.
В строительстве применяют гнейсы, глинистые сланцы, мраморы, кварциты.
Гнейсы по минералогическому составу являются аналогами гранита и имеют сланцевое строение. Используют гнейсы преимущественно как облицовочные плиты, в виде бутового камня для кладки фундаментов и стен неотапливаемых зданий, для тротуаров.
Глинистые сланцы состоят из уплотненных сланцевых глин. Цвет темно-серый, иногда черный. Глинистые сланцы раскалываются на тонкие плитки, обладают высокой атмосферостойкостью и долговечностью, что позволяет использовать их в качестве кровельного материала.
Мрамор — кристаллическая порода, образовавшаяся из известняков или доломитов. Кристаллы соединены без цементирующего вещества. Прочность мрамора до 300 МПа. Твердость небольшая — 3,0. 3,5. Он сравнительно легко пилится на плиты и хорошо полируется. Применяют мрамор для облицовки внутренних частей зданий, так как снаружи зданий полировка быстро утрачивается.
Это объясняется слабой химической стойкостью мрамора при воздействии на него атмосферы.
Кварциты — метаморфическая разновидность кремнистых песчаников с перекристаллизованными и сросшимися зернами кварца, так что цементирующее вещество неразличимо. Кварциты стойки против выветривания, прочность достигает 400 МПа. Используют кварциты для облицовки зданий, опор мостов, а также как сырье для производства динасовых огнеупорных изделий.
Источник: studfile.net
3. Горные породы
Горные породы — это природные скопления одного или нескольких минералов, возникшие в недрах Земли или на её поверхности.
Горные породы сложены кристаллами минералов разного размера. От степени соединения этих кристаллов между собой зависит прочность горных пород. Горные породы могут быть твёрдыми , пористыми , рыхлыми и сыпучими .
К твёрдым относятся довольно прочные камни, например: гранит, известняк, мрамор, гнейс, базальт. К рыхлым — породы, которые рассыпаются или легко разламываются. Это глина, песок, торф, мел. От условий образования горных пород зависят её прочность и состав минералов.
Источник: www.yaklass.ru