Магматические горные породы

Образуются в результате остывания и кристаллизации природного огненно-жидкого расплава (магмы, от греч. магма – тесто) как под Землей, так и на ее поверхности. В первом случае, затвердевание происходит медленно, вся магма успевает закристаллизоваться и образуются глубинные (интрузивные, от лат. интрузио – внедрение) горные породы, в во втором – при быстром поднятии магмы и резком падении температуры – излившиеся, поверхностные (эффузивные, от греч. эффузио – излияние) породы. Различные условия затвердевания магмы обусловили неодинаковые структурно-текстурные особенности пород (рис. 1).

а б в г

Рис. 1. Структуры магматических пород:

а – неравномерно-зернистая; б – равномерно-зернистая; в – порфировая;

г – порфировидная

Для интрузивных пород характерны полнокристаллические (зерна ясно различимы простым глазом), равномерно или неравномерно зернистые структуры и массивная (однородная, беспорядочная) текстура (рис. 2).

а	б	в
г	д	е

Рис. 2. Текстуры магматических пород:

а – массивная; б – миндалекаменная; в– полосчатая;

г – пузыристая; д – пятнистая; е - течения

Эффузивные породы отличаются стекловатым (аморфным), скрытокристаллическим (кристаллы неразличимы глазом), порфировым (крупные ограненные кристаллы среди плотной нераскристаллизованной основной массы) строением, пористой, миндалекаменной (пустотки – миндалины в породе заполнены вторичным минералом), флюидальной (связанной с течением магмы) текстурами.

Среди излившихся пород по степени их свежести выделяют кайнотипные (от греч. кайнос – новый), т. е. образовавшиеся совсем недавно – неизмененные,свежие породы и палеотипные(от греч. палеос – древний),более древние– в различной степени разрушенные и содержащие вторичные минералы.

При извержении происходят взрывы газов и перегретых паров воды и на поверхность земли выбрасываются раздробленные или распыленные твердые вулканические продукты (пепел, песок, вулканические бомбы). Этот материал в дальнейшем подвергается цементации и образуются пирокластические (вулканогенные – обломочные) породы (например, вулканический туф).

Минералогический состав магматических пород весьма разнообразен: наиболее распространены полевые шпаты, кварц, роговая обманка, авгит, слюды и меньше – оливин, нефелин, магнетит, апатит и другие минералы. Типичными процессами вторичного минералообразования являются серицитизация (серицит – тонкочешуйчатая светлая слюда), каолинизация, хлоритизация и др.

Общепринятой является классификация магматических пород по химическому и минералогическому составу. По содержанию SiO₂породы условно разделены на 4 группы: кислые (SiO₂более 65%), средние (SiO₂от 65 до 52%), основные (SiO₂от 52 до 40%) и ультраосновные (SiO₂менее 40%). Здесь в одну группу объединяют породы различные по происхождению, но близкие по вещественному составу. Дальнейшее разделение пород внутри группы производится по минералогическому составу, причем особая роль отводится полевым шпатам, меньше кварцу

Практическое значение классификации выражается в том, что с уменьшением содержания SiO₂окраска пород становится темнее, увеличивается их плотность, понижается температура плавления, породы лучше поддаются полировке.

Степень устойчивости магматических пород по отношению к выветриванию в значительной степени зависит от минералогического состава.

Кварцявляется одним из наиболее устойчивых минералов в коре выветривания. Породы с большим и равномерным содержанием кварца и мелкокристаллической структурой характеризуются весьма большой стойкостью против выветривания.

Слюдыспособствуют физическому выветриванию пород. Под влиянием колебаний температуры и периодического замораживания и оттаивания породы, содержащие большое количество слюд, теряют связи и расслаиваются.

Полевые шпатыустойчивы в свежем состоянии. Помутневшие и трещиноватые кристаллы быстро разрушаются. Причем наиболее устойчивы против выветривания ортоклаз и альбит, наименее – основные плагиоклазы.

Роговая обманкаиавгитсравнительно устойчивы против выветривания даже при действии кислот, которые образуются при разложении пирита.

Оливин наименее устойчивый минерал, быстро подвергающийся разложению под влиянием колебания температуры и действия воды, особенно содержащей серную кислоту

Следует отметить также пирит, который легко окисляется, образуя с водой серную кислоту, которая ускоряет процесс разложения других минералов.

Любые вторичные изменения горных пород влияют на их физико-механические параметры. Так, хлоритизация (т. е. замещение некоторых минералов хлоритом) магматических пород вызывает снижение их плотности, прочности, модуля упругости.

Наличие трещин в магматических породах нарушает монолитность массива, расчленяет его на различные отдельности, определяет пути движения подземных вод, наиболее вероятные подвижки отдельных блоков породы в откосах. Трещины влияют на прочность и устойчивость пород, их водопроницаемость, степень обводненности и т. д.

В целом, в районах преобразования магматических пород под влиянием выветривания, различных деформаций при тектонических движениях, антропогенных воздействиях и т. д. наблюдается значительное ухудшение их инженерно-строительной характеристики: увеличение их пористости и трещиноватости, уменьшение плотности, прочности, повышение водопроницаемости и т. д.