1.5. Горные породы

Горные породы представляют собой сочетание (агрегат) минералов естественного (природного) происхождения.

Каждой породе свойственно известное постоянство химического и минерального состава, структуры, а иногда и условий залегания в земной коре.

Породы состоящие из одного минерала, называются мономинеральными (кварцит – из кварца SiO₂, гипс – из одноименного минерала CaSO₄ · 2H₂O).

Породы, в состав которых входит несколько минералов, называются полиминеральными (гранит – кварц, полевые шпаты, слюды).

Горные породы не имеют химических формул. Их состав оценивается валовым химическим анализом, например химический состав базальта: SiO₂ – 49–52 %, А₂О₃ – 10–14 %, Fe₂O₃ – 4–14 %, СаО – 8–10 % и т. д.

Сейчас в земной коре установлено около 1000 горных пород.

По условиям образования (генезису) горные породы делятся на три типа:

1) магматические,

2) осадочные,

3) метаморфические.

Схема формирования горных пород в ходе геологического цикла приведена на рис. 3.

1.5.1. Магматические горные породы

1.5.1.1. Происхождение и классификация

Магматическими горными породами называют горные породы, которые образовались в результате кристаллизации магмы при ее остывании в недрах Земли или на ее поверхности.

Магма (или лава) – это сложный силикатный расплав следующего состава: O₂ – 46,7 %, Si – 27,7 %, Al – 8,1%, Fe – 5,1 %, Ca – 3,6 %, Mg – 2,1 %, Na – 2,7 %, K – 2,6 %, другие элементы обычно не превышают в среднем 1,4 %. Температура магмы различна, но обычно 1000–1300 °С.

В зависимости от условий, в которых происходит охлаждение и застывание (потеря подвижности) магмы, горные породы делят на интрузивные (глубинные) и эффузивные (излившиеся), рис. 4.

При застывании магма на значительной глубине охлаждалась медленно, при этом происходила кристаллизация вещества с образованием крупнокристаллических интрузивных горных пород (гранит, сиенит, габбро, лабрадор, дунит).

Эффузивные горные породы образовались из магмы, излившейся на поверхность земли, при этом магма остывала быстро с образованием мелкокристаллических пород (базальт, липарит, андезит).

В составе магматических пород основное место занимают полевые шпаты, амфиболы, пироксены, кварц и слюды. В наиболее древних породах могут присутствовать вторичные минералы (карбонаты, глинистые), которые возникают в процессе выветривания из первичных минералов.

Свойства пород зависят от особенностей их внутреннего строения и сложения в массиве.

Структура – особенности внутреннего строения породы, обусловленные формой, размерами, количественным соотношением ее составных частей – минералов.

В магматических породах различают следующие структуры:

1) полнокристаллическую (зернистую) – состоит из кристаллических зерен, типична для глубинных пород (гранит);

2) полукристаллическую (порфировую) – совместное нахождение кристаллов и аморфного стекла (базальт);

3) стекловатую (аморфную) – преобладают нераскристаллизованные массы, типичные для излившихся пород (обсидиан – вулканическое стекло).

Среди кристаллических структур выделяют:

• крупнозернистые, с размером зерен более 5 мм;

• среднезернистые, с размером зерен от 2 до 5 мм;

• мелкозернистые, с размером зерен менее 2 мм.

В случае, если порода состоит из очень мелких зерен, не различимых невооруженным глазом, ее структура называется афанитовой или скрытокристаллической.

Текстура (сложение) характеризует пространственное расположение частей породы в ее объеме «рисунок» породы.

Для магматических пород характерны следующие текстуры:

1) массивная – равномерное, плотное расположение минералов;

2) полосчатая – чередование в породе участков различного минерального состава или различной структуры;

3) шлаковая – порода, содержащая видимые глазом пустоты.

Отдельности. При остывании магмы в связи с изменением объема в породах возникают тончайшие трещины, которые разбивают массив на отдельные участки (формы). В зависимости от системы расположения трещин возникают отдельности:

1) столбчатая (базальт), рис. 5,

2) глыбовая (гранит),

3) шаровая (диабаз) и др.