Загальні положення Загальні відомості про гірські породи.

Гірські породи являють собою природний агрегат декількох визначених мінералів і рідше складаються із скупчення зерен одного мінералу. Породи, що складаються з одного мінералу, звуться мономінеральними. До полімінеральних порід відносяться ті, що складаються з декількох мінералів. Кожна гірська порода утворюється в суворо визначених фізико-механічних умовах. Мінерали, що входять до складу і визначають властивості гірських порід, звуться породоутворюючими. Крім породоутворюючих мінералів, в породах присутні акцесорні мінерали (другорядні). Вони зустрічаються в породах у вигляді окремих включень і гнізд. Для найменування породи треба вивчити її склад, структуру і текстуру. Для кожної генетичної групи порід характерні лише властиві їй форми залягання. Для ефузивних порід характерні покрови і потоки, для абісальних -величезні, невірної форми тіла - батоліти, штоки, для гіпабісальних - жили і невеликі тіла у вигляді чечевиць (факоліти), караваїв (лаколіти) і т.п. іноді тіла гіпабісальних порід мають більш складні форми.

Структура - це будова мінерального агрегату, тобто ступінь кристалічності, форма, розміри мінеральних зерен, що складають дану породу. Під текстурою розуміють будову породи, тобто взаємне розташування складаючих її мінералів. Структура і текстура гірської породи обумовлюється фізико-хімічними умовами її утворення.

За умовами утворення (генезисом) гірські породи, що складають літосферу, умовно поділяються на три класи:

1. магматичні, або вивержені, породи що утворилися з магми, що застигла в різних умовах;

2. осадові породи, що утворюються на поверхні Землі при руйнуванні будь-яких раніше існувавших порід і мінералів і механічному або хімічному відкладанні продуктів цього руйнування, а також завдяки життєдіяльності або відмиранню організмів.

3) метаморфічні породи, що утворюються на великих глибинах з магматичних або осадових порід при впливі на них високих температур і тиску, властивих цим глибинам, а також у ряді випадків завдяки збагаченню їх різними газоподібними і пароподібними речовинами, що виділяються з найближчого магматичного осередку.

Магматичні гірські породи.

На долю магматичних гірських порід випадає до 56-60% усієї маси гірських порід земної кори. В залежності від умов, в яких відбувається застигання магми, магматичні породи поділяються на дві групи: а) глибинні, або інтрузивні, що утворилися при застиганні магми, що впровадилась в земну кору; б) ефузивні, що вилились, пов'язані з застиганням магми, що вилилась на поверхню Землі при вулканічному виверженні і загубила при цьому частину своїх летючих компонентів.

Інтрузивні в свою чергу поділяються на власне глибинні (абісальні), що застигли на великих глибинах, і напівглибинні (гіпабісальні) породи, що утворилися при застиганні магми поблизу поверхні Землі. Представники порід однієї групи відрізняються від порід іншої за структурою і часто за текстурою.

Абісальним породам властива повнокристалічна структура і щільна текстура, що обумовлюється рядом причин: 1) в глибоких шарах земної кори застигання магми відбувається повільно (впродовж мільйонів років) за поганої теплопровідності вміщуючих магму порід; 2) в магмі зберігаються гази і пара (мінералізатори), сприяючі кращому росту кристалів, а великі тиски вищезалягаючих порід забезпечують утворення щільних текстур. В результаті на великих глибинах утворюються породи, що складаються повністю з зерен мінералів, що в неї входять, щільно прилягаючи одне до одного. В залежності від величини зерен розрізняють крупнозернисті (більш ніж 6 мм), середньозернисті (від 2 до 6 мм) і дрібнозернисті (менші за 2 мм) породи.

Гіпабісальним породам властива порфировидна структура, що являє собою вкраплення зерен одного мінералу в загальну дрібнозернисту масу, порфірова - зерна вкраплені в прихованозернисту масу. Утворення порфірової структури відбувається наступним шляхом: з магми при її підйомі до поверхні Землі викристалізовуються окремі мінерали; маса, що залишилася, вживлюючись в поверхневі, більш холодні шари земної кори, швидко застигає, не встигнувши добре розкристалізуватися. Серед гіпабісальних порід є і породи з кристалічною структурою.

Магматичні гірські породи поділяються не тільки за походженням, але и за хімічним (мінералогічним) складом. В залежності від відсоткового вмісту в магматичних гірських породах кремнекислоти вони поділяються на наступні групи: кислі породи з вмістом SiO₂ 75-65%, середні – SiO₂ біля 65-52%, основні – SiO₂ біля 62-40 і ультраосновні – SiO₂ менш ніж 40%. Співвідношення світлих і темних силікатів в породі визначає її забарвлення. Забарвлення - важлива діагностична ознака для визначення кислотності магматичної породи. В кислих породах переважають світлі силікати, тому ці породи світлі; в основних та ультраосновних - темні силікати, тому і породи темно-зелені або навіть чорні. Середні за кислотністю породи мають сірі тони. Питома вага зростає від кислих (2,5-2,7) до ультраосновних (3,2-3,3).

Кислі породи характеризуються високим вмістом кремнекислоти (65-85%), незначним вмістом кольорових силікатів (3-12%) і загальним світлим забарвленням. Питома вага близько 2,7. Характерна присутність кварца і значка кількість ортоклазу, іноді кислого плагіоклазу, біоліту або мусковіту , менше присутня рогова обманка, ще менше - авгіт. Серед кислих порід більше розповсюджені інтрузивні породи, менше - їх ефузивні аналоги. Граніт - абісальна порода з повнокристалічною структурою. Породоутворюючі мінерали граніту: кварц, ортоклаз, біотит, інколи рогова обманка і авгіт. Граніт переважно має рівномірнозернисту структуру, але інколи на фоні основної добре розкристалізованої маси помітні крупніші кристали мінералів, що мають той самий склад, що і загальна маса. Така структура зветься порфіроподібною. Порфироподібні, крупнозернисті біотіто-гранітообманкові граніти з великими окремими кристалами ортоклазу мають назву рапаківі. Напівглибиний аналог граніту - кварцевий порфір; вилившийся аналог граніту - ліпарит. Кварцевий порфір і ліпарит мають такий склад, як граніт. Ліпарит має афанітову або порфірову структуру. Порода, що за своїм складом відповідає ліпариту але має склоподібну структуру, називається вулканічним склом або обсидіаном. Обсидіан - аморфна маса темного до чорного кольору з раковистим зломом. Утворення обсидіану часто супроводжується утворенням пемзи - пористої некристалічної породи, що супроводжує вулканічні виверження кислої, багатої на гази магми. Кварцевий порфір має щільну текстуру і порфіроподібну структуру. Колір його основної слаборозкристалізованої маси сіруватий або рожево-білий, вкраплені зерна кварцу, інколи польового шпату. Вилив кислої магми часто супроводжується викидом крихких продуктів виверження того ж складу. Ці продукти утворюють піропластичні породи. Пухкі накопичення найменших часток утворюють вулканічний попіл, частки розміром від 0,5 до 2 мм утворюють вулканічний пісок, більші уламки - розміром до 30 мм - називають лапілями; камінці розміром від 30 мм до кількох метрів в перерізі називають вулканічними бомбами. Внаслідок спікання вулканічного попелу і піску утворюється вулканічний туф; якщо порода містить крупніші уламки, вона називається вулканічною брекчією. Внаслідок змішування попелу з мулоподібними відкладами водойми утворюється туфіт.

Середні породи вміщують 52-65% кремнекислоти. Характеризуються більшим вмістом світлих мінералів, ніж темних, серед породоутворюючих переважають рогова обманка, біотит, менше - авгіт. Колір сірий або світло-сірий. Структури: повнокристалічна, середньозерниста і порфірова. Текстура - щільна. Типові представники: інтрузивні гіпабісальні - сієніт, діорит; ефузивні - трахіт, андезит, андезитовий порфірит.

Лужні породи характеризуються меншим вмістом кремнекислоти (40-50%) і значним вмістом лугів. Внаслідок нестачі кремнекислоти в цих породах замість калієво-натрієвих польових шпатів утворились фельдшпатиди —нефелін в інтрузивних і лейцит - в ефузивних породах. Лужні породи світлі за кольором. Питома вага - 2,7. Зустрічаються рідко, мають велике практичне значення - з ними пов'язані родовища апатиту, циркону, титанових і рідкоземельних руд. Типовий представник — нефеліновий сієніт.

Основні породи вміщують близько 40-62% кремнекислоти. Головні породоутворюючі мінерали: піроксени і плагіоклази, може бути присутня рогова обманка. Породи мають темний колір, на загальному фоні висвічують зерна плагіоклазів. Типові представники: габро, базальт, діабаз.

Ультраосновні породи вміщують менше 40% кремнекислоти. Породи цієї групи складаються переважно з олівіну і піроксену, тобто силікатів, бідних на глинозем і луги, але багатих на оксиди заліза і магнію. Питома вага -3,2-3,3. Колір від темно-зеленого до чорного. Ці породи здебільшого інтрузивні, ефузивні представники зустрічаються дуже рідко. Типові представники: піроксеніт, перидотит, дуніт. На поверхні Землі ці породи розповсюджені мало, але вони мають велике практичне значення, з ними пов'язані родовища хрому, платини, міді, срібла, кобальту, нікелю, азбесту, тальку.

Форми залягання інтрузивних порід

Батоліти. Батолітами називають великі масиви інтрузивних порід, що мають площу виходу на поверхню не менш 100 км² і січні контакти з породами, що їх вміщують. Складені вони головним чином гранітами, грано-діоритами, діоритами, сієнітами, габро. Верхня поверхня батолітів звичайно має плавні обриси, що порушуються численними куполоподібними виступами. Нижня границя дуже нерівна і має вигляд коренеподібного каналу, що звужується донизу. Переважно батоліти мають вигляд короваїв з вузьким каналом, що відходить униз від центральної частини дна масиву (батоліти центрального типу), або форму язика, у яких підводний канал підходить збоку (батоліти тріщинуватого чи щілинного типу). Сам батоліт являє собою величезне розширене інтрузивне тіло, що знаходиться збоку або над каналом, що підводить. Породи, що вміщують батоліт, в місцях контакту з інтрузивними утвореннями носять сліди плавлення, шари як би обрізаються інтрузивними контактами. У більш загальному плані присутні виразні сліди механічного впливу магми на навколишні породи. Це виражається у вигині осей складок у плані паралельно границям бічних поверхонь батолітів, у появі розривів і інших деформацій, що вказують на розсування порід. Поблизу верхніх і нижніх положистих поверхонь батолітів у вміщуючих породах подібних явищ не спостерігається. Складчасті комплекси ніби проплавляються магмою без порушення їхнього загального напрямку и будови.

Штоки. Штоками називаються інтрузивні тіла округлої чи витягнутої форми, що мають площу виходу на поверхні менші від 100 км² .

Лаколіти. Лаколітами називаються невеликі (до 3— 6 км, у розрізі) грибоподібні тіла, границі яких узгоджені з поверхнями шаруватості їхніх порід, що вміщують. Лаколіти є розповсюдженою формою гіпабісальних інтрузій. Вони утворюються в результаті нагнітання магми в міжпластові чи міжформаційні простори. Верхні шари, що покривають лаколіти, піддаються інтенсивному механічному впливу магми і звичайно, вигнуті відповідно до контурів лаколіту. Висота лаколітів частіше менша від їхньої довжини, а товщина зменшується до периферії. Утворення лаколітів відбувається найчастіше у верхній частині земної кори.

Магматичні діапіри. Магматичні діапіри належать до гіпабісальних інтрузій. Вони характеризуються витягнутою веретеноподібною чи грушоподібною формою в плані и у розрізі, відносно невеликими розмірами (від десятків метрів до декількох кілометрів) і січними контактами з вміщуючими породами. Магматичні діапіри при своєму утворенні викликають у навколишніх товщах появу розривів і інтенсивних зминань.

Лополіти. Лополітами називаються блюдце подібні тіла, що залягають узгоджено з породами, що їх вміщують; лополіти утворені, головним чином, основними, ультраосновними або лужними породами. Розміри лополітів різні. Вони утво­рюють невеликі поклади і величезні тіла в сотні кілометрів у розрізі. Лополіт Бушвельдта, наприклад, має довжину близько 300 км.

Факоліти. Факолітами називаються невеликі інтрузії, що мають серповидну форму в розрізі. Вони утворюються в ядрах антиклінальних чи рідше синклінальних складок. Потужність факолітів вимірюється сотнями, а іноді тисячами метрів. Магма, що утворює факоліти, впроваджується в ослаблені ділянки між шарами в замках складок. Найбільш сприятливі для утворення факолітів ділянки з крутим зануренням шарніра.

Вулканічні жерла (некки). Вулканічні жерла являють собою канали, по яких магма при вулканічних виверженнях піднімається на поверхню. Таким чином, некки є частиною еруптивного апарату вулкану. Форма їх у плані круг­ла, овальна чи неправильна. Діаметр від десятків метрів до 1—1,5 км. Бічні стінки некків круті, вертикальні. Породи, що заповнюють некки, мінливі. Найчастіше це дрібнозернисті чи напівскловидні вивержені породи. У деяких випадках некки заповнені грубим невідсортованим пірокластичним матеріалом (агломератами), чи попілом вулканічної брекчії.

Дайки. Дайки, які не цілком правильно назвають також жилами, яв­ляють собою плитоподібні тіла, що розміщуються в тріщинах земної кори. Во­ни можуть бути виконані різними за складом породами - як інтрузивними, так і ефузивними. Розміри дайків дуже різні (на Алдані описана складена габродіабазом дайка довжиною більш 100 км і потужністю до 250 м.) Дайки переважно мають довжину в сотні чи десятки метрів при потужності, вимірюваної декількома метрами. Переважна більшість дайків залягає круто чи верти­кально, із породами, що вміщують, вони мають різко січні контакти.

Інтрузивні поклади (сіли). Інтрузивні поклади, чи сіли, утворюються при впровадженні магми уздовж поверхонь нашарування. Відомі інтрузивні поклади площею до 10 000 км, їхня потужність коливається від самих тонких ін’єкцій до 600 м. Сіли складаються різними породами — від гранітів до габро, однак найчастіше зустрічаються поклади основних порід. В умовах геосинклінального розвитку інтрузивні поклади звичайно, виникають при опусканнях земної кори одночасно з нагромадженням опадів, але вони можуть формуватися і пізніше утворення осадових товщ, що вміщують, їхня поява в таких випадках відбувається в обстановці інтенсивної вулканічної діяльності. Нерідко міжшарові ін'єкції магми утворюють серію покладів, розташованих один над другим і з'єднаних один з одним відгалуженнями, що січуть вміщуючі породи. Апофізи (язики) являють собою невеликі відгалуження від великих магматичних тіл. Приведені вище форми інтрузивних тіл стосовно шаруватості їхніх порід, що вміщають, поділяються на дві групи: узгоджені и неузгоджені. Обмежуючі поверхні в узгоджених інтрузіях рівнобіжні шаруватості. Неузгоджені інтрузії проривають вміщуючі шаруваті товщі.