2.2.2. Классификация горных пород

В зависимости от условий формирования все горные породы разделяются на три генетических типа: магматические, осадочные и метаморфические. Магматические (изверженные) образовались из застывшей в недрах земли или на ее поверхности магмы. Они представляют собой типичные высокотемпературные образования. Осадочные образовались в результате накопления и преобразования продуктов разрушения ранее возникших горных пород, остатков организмов и продуктов их жизнедеятельности. Образование осадочных горных пород происходит на поверхности земли при обычных температурах и нормальном давлении, главным образом в водной среде. Метаморфические образовались на больших глубинах за счет изменений (метаморфоз) осадочных и магматических пород под действием различных эндогенных процессов (высоких температур и давления, газообразных веществ, выделяющихся из магмы и т.д.).

Горные породы различаются между собой по следующим признакам:

1) условиям залегания в земной коре;

2) химическому и минеральному составу;

3) структуре.

Количество расположенных горных пород в земной коре неодинаково. Основную ее массу (95 %) до глубины 16 км составляют магматические и метаморфические породы, значительная площадь которых с поверхности покрыта тонким слоем осадочных пород. Последние покрывают около 75 % земной поверхности и только 25 % ее площади приходится на долю метаморфических и магматических пород.

Магматические породы образовались из расплавленной магмы, поднявшейся из земных глубин и отвердевшей при остывании. В зависимости от условий застывания исходных расплавов магматические горные породы разделяются на глубинные (интрузивные) и излившиеся (эффузивные). Глубинными называют породы, образовавшиеся в глубине земной коры в условиях медленного охлаждения. Они отличаются хорошей закристаллизованностью и, как правило, состоят из тесно сросшихся и достаточно крупных кристаллов. Поэтому они обладают большой плотностью, высокой прочностью и морозостойкостью. Все это обусловливает высокие строительные свойства интрузивов. Их применяют для изготовления облицовочных плит, лестничных ступеней, полов, бутового камня, щебня и т.д.

Излившиеся породы образовались при застывании лавы в верхних слоях земной коры. В результате быстрого охлаждения лавы они не отличаются хорошей закристаллизованностью и состоят из отдельных хорошо закристаллизованных кристаллов, вкрапленных в основную скрытнокристаллическую массу. Наиболее распространены среди них порфиры. Состав и свойства излившихся пород такие же, как и у глубинных, но структура их неполнокристаллическая с обилием аморфного стекла, неоднородной текстурой.

К магматическим горным породам относятся: габбро, базальт, диабаз, диорит, порфириты, сиениты, граниты, липариты, кварцевые порфиры, пегматиты, лабрадориты, туфовые лавы.

Осадочные породы сформировались на поверхности земли в условиях относительно низких температур и атмосферного давления. Они возникли в результате разрушения других, ранее образовавшихся пород; из продуктов выпадения из водной и воздушной среды материалов любого происхождения, а также из продуктов жизнедеятельности растительных и животных организмов. По характеру образования и составу осадочные горные породы делят на три группы:

1) обломочные – осадки механического происхождения;

2) хемогенные – осадки химического происхождения;

3) органогенные – осадки биохимического происхождения.

Породы обломочного происхождения являются продуктами механического разрушения каких-либо материнских пород и сложены преимущественно обломками устойчивых к выветриванию минералов и пород. Они бывают рыхлые (гравий, песок, глина) и сцементированные – те же рыхлые осадки, частицы которых склеены природным цементом (брекчии, конгломераты, песчаники).

Хемогенные породы образовались в результате выпадения из водных растворов различных веществ в виде химических осадков с последующим их уплотнением и цементизацией. К ним относятся карбонатные породы (известняк, магнезит, доломит, известковый туф) и сульфатные (гипс, ангидрит).

Органогенные (биогенные) породы образовались при непосредственном или косвенном участии организмов, способных извлекать из растворов или морских вод необходимые для их жизнедеятельности соединения и концентрировать их в твердых частях тела. К ним относятся некоторые разновидности плотных известняков, известняк-ракушечник, мел, диатомиты, опоки, трепелы.

Осадочные породы разнообразны по составу, структуре и физико-механическим свойствам. В отличие от вулканических пород они менее однородны, залегают пластами, имеют слоистое строение, что отрицательно сказывается на строительно-технических свойствах получаемых из них природных каменных материалов. Большинство осадочных пород имеет более пористое строение, чем плотные магматические породы, а следовательно и меньшую прочность. Для производства нерудных строительных материалов наиболее широко применяются известняки, доломиты, песчаники, а также рыхлые породы – гравий, песок, глина.

Метаморфические породы образовались под воздействием высоких температур и давления, химически активных газообразных веществ и горячих растворов, циркулирующих в породах. Результат такого воздействия – изменение структурных и текстурных свойств, а иногда и химического состава пород. Метаморфизироваться могут как магматические, так и осадочные породы. Метаморфические породы более плотны, чем исходные осадочные. В большинстве случаев они имеют слоистую структуру, что снижает строительно-технические свойства получаемых из них природных каменных материалов. Наиболее широкое применение в строительстве и архитектуре имеют гнейсы, кристаллические сланцы, кварциты, мрамор.

На рис. 26 приведена общая классификация горных пород.

Горные породы