Полезные ископаемые магматические осадочные метаморфические горные породы

Горная порода характеризуется как агрегат либо масса, состоящие из одного или нескольких продуктов видов минеральных веществ. Вещество может быть как мягким и рыхлым, так и консолидированным, твердым. Из горных пород различной массы и консистенции слагается земная кора. Изучением горных пород занимается наука петрография. Термин «горные породы» существует с 1798 года, он были предложен русским минерологом Василием Севергиным.

Виды горных пород

Магматические породы

Магматические горные породы, которые также называют магматитами, представляют собой конечный продукт деятельности вулканов (магматической деятельности). В процессе перехода расплавленной магмы в твердое состояние вещество кристаллизуется. Такие породы образуют геологические тела, обладающие разной массой и формой. Магматиты характеризуются различной структурой и составом, на этом и основывается их классификация.

Согласно классификации магматических пород по застыванию выделяют три их класса: вулканические, плутонические и гипабиссальные. Также данные породы подразделяются на отряды, подотряды, виды, семейства и разновидности. Причем разновидности ничем точно не регламентируются, и выделяются учеными лишь при необходимости.

В зависимости от того, на какой глубине происходит затвердевания магматической массы, выделяют три группы пород. Магматические породы также классифицируются по уровню залегания на:

Эффузивные
Интрузивные
Плутонические

Плутоническими называют породы, которые частично либо полностью образованы в нижнем слое земной коры. К таким породам относится, например, гранит, из которого сложены горные образования, расположенные на итальянском острове Сардиния.

Наиболее распространенными образцами эффузивных образований являются базальтовые плато – горизонтально расположенные базальтовые слои различной плотности и толщины. Эффузивными образованиями также являются натеки лавы, сформированные из вытекшей на поверхность магматической массы.

Интрузивные образования, которые иногда называют «плутоническими» или «плутонами», отличаются темной окраской, и характерной геометрией. Среди них различают батолиты — крупные плутоны, дайки – образования, имеющие трубчатую структуру и тонкие образования большой протяженности – жилы.

Кристаллы магматических пород и их размеры

Кристаллы данных пород могут иметь различные размеры и структуру. Некоторые из них можно увидеть невооруженным взглядом, мелкие же кристаллы можно обнаружить лишь при помощи специальных оптических приборов.

Структуру крупных кристаллов – тех, которые можно рассмотреть без приборов, называют фанеритовой. Образуются кристаллы с такой структурой в результате прогрессивного постепенного остывания магмы. Характерна для плутонов. Структура, которую можно изучить лишь с использованием микроскопа или лупы, называется афанитовой. Она являются характерной для гипабиссальных и вулканических пород. Образуется в результате стремительного остывания магматической массы.

Степень кристаллизации

Во многих магматических породах наблюдается присутствие (в различных соотношениях), как кристаллов, так и стекла, которое относится к некристаллическим веществам. Такие горные породы стеклокристаллическими. Но есть и породы, которые на 100% состоят из кристаллов. Их называют полнокристаллическими. Породы, состоящие исключительно из некристаллического вещества называют стекловатыми.

Полнокристаллические горные породы, как правило, являются плутоническими. Пример – монцонит. Стекловатые породы чаще всего имеют вулканическое происхождение, как, например, обсидиан. Интересно, что чем выше в породе содержание стекла, тем стремительнее остывала при ее образовании магма.

Магматические горные породы имеют разный минеральный состав. Среди них выделяют две основные группы: акцессорные минералы и породообразующие минералы. Как следует из называния, породообразующие минералы составляют большую часть горной породы. Акцессорные при этом составляют, как правило, всего 1-1,5% объема. Однако акцессорные минералы (в различных, часто минимальных количествах) присутствуют в составе породы всегда. Наиболее известные, часто встречающиеся акцессорные минералы это титанит, хромит, монацит, апатит, циркон.

Особенности состава магматических пород

Магматические породы обладают рядом характерных особенностей. Нормальный ряд пород характеризуется присутствием в составе полевых шпатов и кварца. Также для них характерно отсутствие темноцветных щелочных минералов и фоидов. Состав полевых шпатов характеризует состав магматической породы. Например, базиты содержат полевые шпаты, богатые кальцием, а кислые магматиты содержат богатые натрием плагиоклазы. Для кислых пород наиболее характерно присутствием минерала кварца.

Связь между составом и цветом магматических пород

Породообразующие минералы, которые богаты кремнием, как правило, имеют светлой окраской. Соответственно, чем больше в породе кремнозема, тем она светлее. Темноцветные материалы, содержащиеся в горной породе, подсчитывают в объемных процентах. Общий процент содержание называют цветным числом. Обоснованное предположение о составе горной породы можно сделать в результате визуального осмотра, основывающегося на подсчете цветного числа, определением структуры и текстуры. На основании этих сведений вывод о составе породы могут сделать не только ученые геологи, но и любители камня.

Метаморфические породы

Метаморфические горные породы — породы, образованные в результате процесса под называнием метаморфизмом. Процесс характеризуется изменения структуры горных пород под воздействием высоких температур давления.

Земная кора постоянно находится в движении, таким образом, осадочные и магматические породы подвергаются высокому давлению, воздействию высоких температур, а также воздействию растворов воды и газа. Под воздействием всех перечисленных факторов осадочные т магматические породы изменяются, образуются метаморфические породы.

Классификация метаморфизма

Существует несколько видов классификации процессов метаморфизма. Наиболее точная классификация приведена ниже. Метаморфизм бывает:

ударный (импактный);
дислокационный;
гидратации;
погружения;
нагревания.

Метаморфизм нагревания характеризуется циркуляцией водных растворов и увеличение давления.

Импактный метаморфизм – процесс, происходящий в результате падения метеоритов и мощных эндогенных взрывов.

Дислокационный метаморфизм характеризуется процессами тектонической деформации.

Изменения, которые происходят в результате нагревания, называют метаморфизмом нагревания.

В ходе взаимодействия водных растворов с горными породами происходит процесс, который называется метаморфизмом гидратации.

Метаморфические породы – формы залегания

Выше описано, что метаморфические горные породы образуются в ходе изменения магматических и осадочных пород. Вследствие этого формы залегания образующихся пород обычно совпадают с формами залегания исходных пород.

Если порода образовывалась в результате метаморфизма осадочных пород, то для них характерна пластовая форма. Если метаморфизму подвергалась магматическая порода, характерно залегание в виде покровов или интрузий.

От того, какого типа порода подвергалась изменению, зависит их название. Так, если изменялась осадочная порода, она получает приставку пара-. Если же она образована из магматической породы – то получает приставку орто-. Примеры – ортогнейсы и парагнейсы.

Метаморфические породы и их текстуры

Существует семь разновидностей текстур:

катакластическая;
плойчатая;
миндалекаменная;
полосчатая;
массивная;
сланцевая;
пятнистая.

Раздробление и деформация характерны для катакластической текстуры. Сланцевая текстура характеризуется большим распространением пластинчатых, чешуйчатых и листоватых минералов. Плойчатая текстура характеризуется наличием мелких складок, появляющихся под воздействием давления. Если породы чередуются по минеральному составу, то такая текстура называется полосчатой. Массивная текстура характеризуется отсутствием ориентировки минералов, из которых образована порода. Для миндалекаменной текстуры характерны агрегаты овальной и округлой форм.

Осадочные породы

Осадочные горные породы характерны для поверхностных слоев земной коры. Осадочными породами покрыто более трех четвертей поверхности суши. Данные породы существуют и образуются в результате различных процессов, таких, как выветривание, выпадение из воды осадка (химического и механического), жизнедеятельности организмов, разрушения пород.

Причем, образовываться такие породы могут как в результате одного из перечисленных процессов, так и в результате всех перечисленных факторов.

Основным исходным материалом при образовании осадочных пород служат образовавшиеся за счет разрушения ранее существовавших минералов минеральные вещества. Также материалом служат остатки всех типов пород — как магматических, так и метаморфозных и осадочных. Наука, изучающая осадочные горные породы носит название литология.

Именно в осадочных горных породах очень хорошо сохранились остатки вымерших организмов. По этим остаткам ученые успешно отслеживают и изучают историю развития планеты.

Именно из осадков образуются две крупные группы ОГН – механогенные и хемогенные. Механогенная группа включает в себя обломочные породы и глины. Осадочные породы образуются, в основном, в водных бассейнах, в приповерхностной части планеты и ее поверхности.

Основной и главной частью механогенных пород являются обломочные породы. Интересно, что до сих пор в науке отсутствует конкретное точное определение, что же означает «обломок». То же относится и к гальке, все существующие на сегодняшний день определения не являются точными.

Осадочные породы – самый распространенный на планете класс пород. Когда наука под названием литология только появилась, термин «осадочные породы» подразумевал обломки минералов и пород, а также их окатанные зерна. Однако на данный момент и этот термин также не является точным, потому что окатыши, например, обломками в прямом смысле этого слова не являются.

Генезис ОГП

Осадочные горные породы разделяются на три группы. Интересно, что термин ОГП объединяет три группы образований, которые практически не имеют существенных общих свойств. Исходя из этого и еще нескольких факторов, некоторые ученые считают, что СА термин ОГП является неточным определением и архаизмом. Это мнение также основывается на том, что, например, если скелеты планктонов можно отнести к «осадкам», то скелеты колониальных и донных кораллов уже точно к этой категории отнести нельзя. Таким образом, хотя они и есть в составе ОГП, но «осадками» не являются.

Классификация ОГП

Классифицируются осадочные породы по условиям и механизму образования (генезису). Эта классификация достаточно проста и состоит из четырех категорий:

хемогенные;
органогенные;
смешанные;
осадочные.

Катагинез осадочных пород

Стадия, на которой в осадочных породах происходят существенные изменения, называется катагинезом. Основные факторы, вследствии которых происходят такие изменения это вода (а также растворенные в воде компоненты газа и соли), давление, ультрафиолетовое излучение. Интенсивность изменений зависит от физических свойств пород и их состава.

Метагинез ОГП

Метагинезом осадочных пород называется стадия, на которой уплотнение пород достигает максимальных величин. На процесс метагинеза влияют те же факторы, что и на процесс катагинеза. Отличительная особенность одна – метагинез происходит при более высоких температурах (от 200 до 300 градусов Цельсия).

Источник

1)Изверженные, магматические (первичные) – образовались непосредственно из магмы (расплавленной массы преимущественно силикатного состава), в результате ее охлаждения и застывания. Они делятся на массивные (глубинные (гранит, сиенит, габбро), излившиеся (базальт, порфиры, диабаз)) и обломочные (рыхлые (вулканический пепел), цементированные (вулканический туф)). В зависимости от условий застывания различают глубинные и излившиеся горные породы. Глубинные возникли в результате постепенного остывания магмы при высоком давлении внутри земной коры. В этих условиях составляющие магмы кристаллизовались, благодаря чему образовались массивные плотные породы с полнокристаллической структурой: граниты, сиениты, лабрадориты и габбро. Излившиеся породы образовались в результате вулканического извержения магмы, которая быстро остывала на поверхности при низкой температуре и давлении. Времени для образования кристаллов было недостаточно, поэтому породы этой группы имеют скрыто или мелкокристаллическую структуру и большую пористость: порфиры, базальты, вулканические туфы, пеплы и пемзы. 2)Осадочные горные породы называют вторичными, поскольку они образовались в результате разрушения изверженных пород или из продуктов жизнедеятельности растений и животных организмов. Они делятся на: механические отложения (рыхлые (пески, глины, гравий, щебень); цементированные (песчаники, брекчии, конгломераты)); химические осадки (гипс, доломит, ангидрит), органогенные отложения(известняки, диатомит, мел). 3) Метаморфические породы образовались путем превращения изверженных и осадочных горных пород в новый вид камня под воздействием высокой температуры, давления и химических процессов. Они делятся на измененные изверженные (гнейс) и измененные осадочные (мрамор, кварцит, сланец).

22. Основные виды магматических горных пород, применение, свойства, условия образования.

Они образовались непосредственно из магмы (расплавленной массы преимущественно силикатного состава), в результате ее охлаждения и застывания. Маг-е г.п. делятся на массивные (глубинные (гранит, сиенит, габбро), излившиеся (базальт, порфиры, диабаз)) и обломочные (рыхлые (вулканический пепел), цементированные (вулканический туф)). В зависимости от условий застывания различают глубинные и излившиеся горные породы. Глубинные возникли в результате постепенного остывания магмы при высоком давлении внутри земной коры. В этих условиях составляющие магмы кристаллизовались, благодаря чему образовались массивные плотные породы с полнокристаллической структурой: граниты, сиениты, лабрадориты и габбро. Излившиеся породы образовались в результате вулканического извержения магмы, которая быстро остывала на поверхности при низкой температуре и давлении. Времени для образования кристаллов было недостаточно, поэтому породы этой группы имеют скрыто или мелкокристаллическую структуру и большую пористость: порфиры, диабазы, базальты, вулканические туфы, пеплы и пемзы. Химический состав изверженных горных пород разнообразен и состоит в основном из кремния, алюминия, железа, кальция, магния, калия и натрия. По содержанию кремнезема эти породы разделяют на. кислые (85—65%), нейтральные (65—52%), и основные (52—35%). Кислые горные породы богаты соединениями кремния, калия, натрия и отличаются светлой окраской; основные породы содержат много кальция, магния, железа и окрашены чаще в темный цвет. Минеральный состав магматических горных пород также разнообразен: полевые шпаты, кварц, амфиболы, пироксены, слюды, в меньшей степени — оливин, нефелин, лейцит, магнетит, апатит и другие минералы. Цвет магматических пород зависит от их минерального и химического состава, то есть от содержания в них темно- и светлоокрашенных минералов. Структура: различают 1)полнокристаллическую (равномернозернистую, неравномернозернистую) и 2)неполнокристаллическую (порфировую, стекловатую) структуры.

Благодаря своим высоким механическим показателям и эксплуатационным свойствам магматические г.п. широко используют для облицовки фасадов, отделки общественных зданий, внутри помещения, при создании монументальных сооружений.

23. Основные виды осадочных горных пород, применение, свойства, условия образования.

Осадочные горные породы называют вторичными, поскольку они образовались в результате разрушения изверженных пород или из продуктов жизнедеятельности растений и животных организмов. Они делятся на: механические отложения (рыхлые (пески, глины, гравий, щебень); цементированные (песчаники, брекчии, конгломераты)); химические осадки (гипс, доломит, ангидрит), органогенные отложения(известняки, диатомит, мел). 1)Один из способов формирования этих горных пород – химические осадки, образующиеся в процессе высыхания озер и заливов. В результате в осадок выпадают различные соединения, которые со временем превращаются в травертин, доломит. Общая особенность этих пород – пористость, наличие трещин, растворяемость в воде. 2)К обломочным (механические отложения) осадочным породам относятся сцементированные отложения (песчаники, брекчии, конгломераты) и рыхлые (пески, глины, гравий и щебень). Сцементированные отложения образовались из рыхлых. Например, песчаник – из кварцевого песка с известковым цементом, брекчия – из сцементированного щебня, а конгломерат – из гальки. Еще известны породы органического происхождения – известняки, мел, каменный уголь, торф, доломит. Они образуются в результате жизнедеятельности животных организмов и растений.

Применение:Конгломераты, брекчии и песчаники используют для фундаментов, подпорных стенок, тротуаров, а особо стойкие – для облицовок; кроме того, из песчаников делают щебень для бетонов и дорожных покрытий. Известняки используются в качестве щебня для бетона, сырья для получения извести и цемента. Мел используют при производстве извести, цемента, стекла и благодаря высокой дисперсности для приготовления красок и шпатлевок. Диатомиты и трепелыприменяют как гидравлическую добавку к вяжущим. Их также используют при производстве теплоизоляционных материалов.Магнезит используют для получения огнеупорных материалов и магнезиальных вяжущих.Доломит применяют в качестве строительного камня и щебня для бетона.

24. Основные виды метаморфических горных пород. Условия образования, свойства, применение.

Метаморфические породы образовались путем превращения изверженных и осадочных горных пород в новый вид камня под воздействием высокой температуры, давления и химических процессов. Они делятся на измененные изверженные (гнейс) и измененные осадочные (мрамор, кварцит, сланец). Среди метаморфических пород различают массивные (зернистые), к которым относятся мрамор и кварциты, а также сланцеватые – гнейсы и сланцы. Сланцеватость понижает строительные свойства метаморфических пород, в частности морозостойкость и прочность, но придает им способность относительно легко раскалываться по плоскостям сланцеватости на более или менее тонкие слои. Зернистые породы отличаются очень высокой плотностью по сравнению с осадочными породами, из которых они образовались.Минеральный состав метаморфических пород часто идентичен исходным магматическим или осадочным породам.В строительстве из метаморфических пород применяют гнейсы, глинистые сланцы, мраморы, кварциты. Гнейсы используют в виде бутовых плит для кладки фундаментов, устройства тротуаров, облицовки набережных, каналов.Глинистые сланцы легко раскалываются на тонкие ровные плитки, применяемые как кровельный материал (природный шифер). Мраморы широко применяют для внутренней облицовки стен, изготовления ступеней, подоконных досок и других изделий. Кварциты применяют для наружной облицовки повышенной стойкости.

25. Фактура камня: 1)ударная – скала, бугристая, рифленая, бороздчатая, точечная (молоток-бучарда); 2)образивная – пиленая, шлифованная, лощеная, полированная; 3)УЗ и терморезаками – полученная под воздействием ультразвука, и под воздействием терморезаков. Полированная фактура – гладкая поверхность камня с зеркальным блеском, четко отражающая детали предметов. Достигается применением специальных абразивов. Полностью выявляет природный цвет и рисунок камня. Существуют виды природного камня, отполировать которые не возможно. Термообработанная фактура –шероховатая поверхность, такая фактура камня достигается воздействием пламени высокой температуры, от нагрева зерна камня отслаиваются, образуя поверхность со следами шелушения. Бучардованная (бучардированная) фактура –точечная фактура обработки камня. Образуется путем воздействия на поверхность природного камня ударами твердосплавного инструмента. В итоге образуются полосы, которые препятствуют скольжению, при этом неровность рельефа не должна превышать 5 мм. Акваобработанная фактура –появляется вследствие воздействия на камень струей воды под высоким давлением. Колотая фактура. Образуется после раскола камня по линии наименьшего сопротивления. Типичный пример – поверхность брусчатки. Пиленая фактура – шероховатая поверхность камня с продольными канавками. Образуется после распиловки блоков природного камня на крупноформатные плиты (слэбы) или плитку. Шлифованная фактура – ровная, слегка шероховатая поверхность камня со следами обработки абразивным инструментом. Достигается шлифовкой поверхности изделия после распиловки. Лощеная фактура – гладкая матовая поверхность камня с явно выраженным рисунком. Образуется путем обработки более тонкими абразивами. Рифленая фактура отличается наличием непрерывных параллельных борозд, располагаемых без строгой прямолинейности и получаемых при помощи строгальных станков или ручного инструмента (троянки). Травленая фактура –изделие из камня помещают в кислоту, например, азотную. Обоженная фактура – достигается обжигом всего камня, не только его поверхности. Фактура естественной скалы –облицовочный камень больших размеров с такой фактурой во множестве использовался при облицовке “сталинских” домов и мостов постройки тех лет. Расщепленная фактура – образуется при производстве кровельного сланца. Точеная фактура –образуется путем помещения камня в абразивные смеси. Так, например, достигается эффект античного мрамора.

26. Правила отделки фасада зданий природным камнем. 1. Если планируется произвести облицовку природным камнем, плиты которого имеют площадь более 400 см2, а толщину более 10 мм, необходимо крепить плиты к основанию конструкции, а промежуток между конструкцией и облицовочными блоками заполнять раствором либо, если облицовочные плиты отстают от поверхности, которую следует облицовывать, оставлять промежуток незаполненным. 2. Если их размер не превышает 400 см2, а толщина, соответственно, меньше 10 мм облицовочные материалы крепятся к конструкции посредством раствора или мастики. Также следует поступить, если поверхность, которую требуется облицовать, является горизонтальной или наклонена (но не более 45˚). 3. Если же вы отделка природным камнем производится одновременно с кладкой стен, то закрепить облицовочный материал необходимо непосредственно на кладочный раствор. 4. Внутри дома облицовочные каменные плиты обычно крепят с применением той или иной сухой строительной смеси – в зависимости от типа поверхности и рабочего материала. Существует также метод создания так называемого вентилируемого фасада, который используют, если необходимо сохранить тепло в здании или, напротив, отвести лишнее. При этом на небольшом расстоянии от основной стены устанавливается жесткая металлическая конструкция, на которую без применения раствора крепятся облицовочные каменные плиты. 5. Выставлять облицовочные плиты следует начиная снизу от угла конструкции, на которую будет наноситься облицовка. 6. Осуществляя отделку природным камнем, наносят клеящую прослойку (мастику или раствор) равномерно по всей поверхности и только потом укладываем блоки природного камня. 7. При облицовке с использованием плит различной структуры (шлифованной, точечной, бугристой и так далее) либо блоков с так называемым скальным рельефом, важно обеспечить дополнительную защиту вертикальных швов, заполнив их раствором или специальным герметиком (на глубину около 20 мм). 8. После облицовки цоколя природным камнем, облицовки камина природным камнем, или же отделки фасадов природным камнем следует удалить выступившие излишки мастики или раствора.

27. Теплоизоляционные строительные материалы, получаемые из камня. Теплоизоляционными называют строительные материалы и изделия, предназначенные для тепловой изоляции конструкций зданий и сооружений, а также различных технических применений. Основной особенностью теплоизоляционных материалов является их высокая пористость и, следовательно, малая средняя плотность и низкая теплопроводность. Т-й материал получаемый из камня называется минеральной ватой. Минеральная ватапредставляет собой тонкие и гибкие волокна, полученные при охлаждении предварительно раздробленного в капли и вытянутого в нити минерального расплава. В зависимости от вида сырья минеральная вата делится на каменную и шлаковую. Сырьем для производства каменной ваты служат горные породы – диабаз, базальт, известняк, доломит, и др. Основным свойством минеральной ваты, отличающим ее от многих других ТИМ, является негорючесть в сочетании с высокой тепло- и звукоизолирующей способностью. К тому же минераловатные ТИМ обладают устойчивостью к температурным деформациям, негигроскопичностью, химической и биологической стойкостью, экологичностью и легкостью выполнения монтажа. Теплопроводность минераловатных изделий складывается из трех составляющих: теплопроводности волокон, теплопроводности воздушной среды и влаги, находящихся между волокнами, а также передачи тепла лучеиспусканием. Важное свойство минераловатных материалов – очень малая усадка (в том числе термическая) и сохранение своих геометрических размеров в течение всего периода эксплуатации здания. Минеральная вата обладает низкой гигроскопичностью: содержание влаги в изделиях из нее при нормальных условиях эксплуатации составляет 0,5% по объему. Изоляционные материалы из минеральной ваты отличаются высокойхимической стойкостью. Более того, минеральная вата является химически пассивной средой и не вызывает коррозию контактирующих с ней металлов. Применяется в качестве теплоизоляционного материала для стен, в качестве основания под рулонные и мастичные кровли, в конструкциях перекрытий и полов, в фасадных системах наружного утепления и т.д.

Источник