12.Магматические горные породы.
Магматические горные породы — горные породы, сформировавшиеся в результате остывания прорвавшегося в слои земной коры или на земную поверхность вещества мантии.
Магма периодически образует отдельные очаги в пределах разных по составу и глубинности оболочек Земли. Магматические горные породы образуются в результате затвердения магмы. Если расплав застывает на глубине, то образуются глубинные породы, при застывании магмы на земной поверхности, то образуются излившиеся. Глубинные породы застывают медленнее, и поэтому структура у них полностью кристаллическая. У излившихся она скрытокристаллическая, мелкозернистая или стекловидная. Каждой глубинной породе соответствует излившиеся того же химического состава.
13. Классификация магматических пород.
История создания научной систематики восходит к прошлому столетию, классическим трудам К. Розенбуша, Ф. Ю. Левинсон-Лессинга и других основоположников современной петрографии-петрологии.
В основу классификации магматических пород положен их генезис, химический и минеральный состав.
По генезису магматические горные породы подразделяются на эффузивные и интрузивные.
Интрузивные породы образуются за счёт полной раскристаллизации магматического расплава. Образуются глубоко в недрах Земли (от 5 до 40 км) в течение большого периода времени, при относительно постоянных температуре и давлении. Наиболее распространённые интрузивные породы - это граниты, диориты, габбро, сиениты.
Эффузивные породы образуются за счёт излияния вулканических лав на поверхность Земли, или в её недрах в приповерхностных условиях (до 5 км). Наиболее распространённые эффузивные породы - это базальты, диабазы, андезиты, андезито-базальты, риолиты, дациты, трахиты.
По степени вторичных изменений интрузивные породы делятся на кайнотипные, «молодые», не изменённые, и палеотипные, «древние», в той или иной степени изменённые и перекристаллизованные главным образом под влиянием времени.
К эффузивным породам относятся также вулканогенно-обломочные породы, образующиеся при извержениях вулканов и состоящие из различных обломков пирокластитов (туф, вулканические брекчии).
В основе химической классификации лежит процентное содержание кремнезёма (SiO2) в породе. По этому показателю выделяют ультракислые, кислые, средние, основные и ультраосновные породы, о чём подробно рассказывается при описании химического состава магматических горных пород. Чем больше SiO2 в породе, тем она светлее.
14. Осадочные горные породы.
Осадочными горными породами называются породы, существующие в термодинамических условиях, характерных для поверхностной части земной коры и образующиеся в результате переотложения продуктов выветривания и разрушения различных горных пород, химического и механического выпадения осадка из воды, жизнедеятельности организмов или всех трех процессов одновременно.
Более трёх четвертей площади материков покрыто осадочными породами, поэтому с ними наиболее часто приходится иметь дело при геологических работах. Кроме того, с осадочными породами связана подавляющая часть разрабатываемых месторождений полезных ископаемых, в том числе нефти и газа. В них хорошо сохранились остатки вымерших организмов, по которым можно проследить историю развития Земли.
Изучением осадочных горных пород занимается наука литология.
Образование осадков, из которых возникают осадочные горные породы, происходит на поверхности земли, в её приповерхностной части и в водных бассейнах.
Процесс формирования осадочной горной породы называется литогенезом и состоит из нескольких стадий:
- образование осадочного материала;
- перенос осадочного материала;
- седиментогенез – накопление осадка;
- диагенез – преобразование осадка в осадочную горную породу;
- катагенез – стадия существования осадочной породы в зоне стратисферы;
- метагенез – стадия глубокого преобразования осадочной породы в глубинных зонах земной коры.
15. Классификация осадочных пород.
Классификация осадочных пород. Осадочные породы принято подразделять на три основные группы: 1) обломочные, 2) химического происхождения (хемогенные); 3) органогенные, возникшие в результате жизнедеятельности организмов. Это деление несколько условно, так как многие породы имеют смешанное происхождение, например, отдельные известняки содержат в своем составе материал органогенного, химического и обломочного характера.
1) обломочные породы — продукты преимущественно физического выветривания материнских пород и минералов с последующим переносом материала и его отложением в других участках;
2) коллоидно-осадочные породы — результат преимущественно химического разложения с переходом вещества в коллоидальное состояние (коллоидные растворы); сюда же включаются и самые тонкие классы обломочных пород и остаточные породы кор выветривания;
3) хемогенные породы — осадки, выпадающие из водных, преимущественно истинных, растворов — вод морей, океанов, озер и других бассейнов химическим путем, т.е. в результате химических реакций или пересыщения растворов, вызванного различными причинами;
4) биохимические породы, включающие породы, образовавшиеся в ходе химических реакций при участии микроорганизмов, и породы, которые могут иметь двоякое происхождение: химическое и биогенное;
5) органогенные породы, образовавшиеся при участии живых организмов; отчасти эти породы являются непосредственными продуктами жизнедеятельности организмов и всегда содержат значительное количество остатков отмерших животных и растений или же целиком построены из вещества органического происхождения.
Дальнейшее подразделение каждого из подотделов основано на различных признаках.
Так, обломочные породы разделяются по степени цементации на два параллельных ряда: рыхлые и уплотненные (сцементированные).
Каждый из рядов делится на группы по размеру обломочных частиц.
Грубообломочные породы подразделяются еще по форме обломков (окатанные и угловатые), а также по минеральному составу — на олигомиктовые и полимиктовые (мало- и многоминеральные). В полимиктовых породах обломки могут быть представлены не только различными минералами, но и горными породами.
Биохимические и органогенные породы также разделяются по составу; для систематики последних важно учитывать, за счет каких организмов (растений и животных) они образовались. Особое место среди органогенных пород занимают так называемые каустобиолиты (твердые и горючие материалы), нефти и битумы, т.е. породы, почти целиком состоящие из органических веществ.
Некоторые типы горных пород могут иметь смешанное происхождение, например совмещать признаки обломочных и глинистых пород, обломочных и органогенных и т.д. Подобные породы включены в состав какой-либо одной группы.
17.Осадочные породы обломочного происхождения.
Эти породы наиболее распространены среди осадочных пород. Они образуются за счет механического разрушения разных пород. Состоят из обломков пород или минералов и могут быть рыхлыми или сцементированными.
18. Классификация пород обломочного происхождения.
Грубообломочпые ( псефитовые) породы (псефос - камешек (греч. ).
Глыбы (неокатанные) - крупные обломки пород, размером более 200мм.
Валуны (окатанные) - также крупные обломки, размером более 200мм. Валуны распространены среди аллювиальных и ледниковых отложений.
Сцементированных разновидностей у крупных грубообломочных пород нет. Менее крупные грубообломочные породы - щебень, дресва (неокатанные), галечник и гравий (окатанные). Размер их обломков от 1см до 20см от 0.2 до 1см соответственно. Все они образуются при механическом разрушении горных пород, но окатанные разности образуются при переносе обломков водными потоками.
Сцементированные разновидности этих пород - брекчии с остроугольными обломками и конгломерат с окатанными обломками. Брекчия может образоваться также или в результате тектонических движений - это тектоническая брекчия, или в результате вулканической деятельности - вулканическая брекчия. Состав обломков и цемента этих пород может быть различным.
Среднеобломочные породы (псаммиты). Это пески и песчаники.
Пески можно разделить по величине зерен на крупнозернистые (0,5-1 мм), среднезернистые ( 0,25-0,1 мм) и мелкозернистые ( 0,1-0,25мм). По минеральному составу пески подразделяют на мономинеральные и полимиктовые. Первые состоят из обломков одного минерала (кварцевые), вторые – из зерен нескольких минералов.
По преобладанию, какого то определенного минерала различают пески: полевошпатовые (аркозовые), глауконитовые, граувакки (обломки магматических и метаморфических горных пород), слюдистые и др. Цемент песчаников по составу может быть кремнистым, глинистым, известковым, железистым, глауконитовым, битуминозным и др.
Цемент может образоваться одновременно с обломками - сингенетический и позже их - эпигенетический. Эпигенетический цемент образуется при разложении минералов, входящих в породу.
По взаимоотношениям цемента и обломков выделяют несколько типов цементации, которые показаны на рис,5.
Мелкообломочные породы (алевриты).
Эти породы состоят из обломков размерами от 0,1 до 0,01мм. Это супеси, суглинки, лёсс. Супеси содержат до 25-30 % песчаных и 10-20 % глинистых частиц, суглинки содержат 20-25 % глинистых и 10-15 % песчаных частиц, лёсс состоит из частиц кварца и извести размером 0.05-0.01 мм с примесью глинистого материала.
Сцементированные алевритовые породы называются алевролитами.
Тонкообломочные породы (пелиты ).
Состоят из частиц диаметром менее 0,01мм. К этим породам относятся глины и аргиллиты.
Глинистые породы образуются в результате осаждения вещества и коллоидных растворов. Типичными глинистыми минералами являются каолинит и монтмориллонит, но глины могут содержать и другие минералы (гипс, галит, углистые вещества, пирит и др.), В зависимости от состава выделяют каолинитовые, бентонитовые, монтмориллонитовые глины. Каолинитовые глины с примесью гидратов окиси алюминия - огнеупорные. Чистые каолинитовые глины (фарфоровые) применяются для производства фарфора и фаянса.
Аргиллиты - это плотные глинистые породы. Цементом в них часто служит халцедон. Иногда они имеют сланцеватое строение за счет незначительных метаморфических изменений.
19.Осадочные породы химического происхождения.
Они образуются путем выпадения из растворов, в результате химических реакций. Реакции возникают при изменении концентрации растворов, температуры, с участием организмов, а также за счет других факторов.
Формируются хемогенные породы на дне водоемов или являются отложениями подземных вод (сталактиты, сталагмиты и др.). Выпавшие из истинных растворов образования - имеют кристаллическую структуру, а из коллоидных - скрытокристаллическую.
20.Классификация пород химического происхождения.
По составу хемогенные осадочные породы подразделяются на следующие группы: карбонатные, кремнистые, железистые и марганцевые, галоидные, сульфатные, алитные и фосфатные.
К группе карбонатных относятся известняки, известковые туфы (травертины) и доломиты.
Известняки состоят из кальцита (СаСОз) и имеют кристаллическое или скрытокристаллические (афанитовое) строение. Они бурно реагируют с соляной кислотой (НС1). Встречаются также оолитовые известняки, состоящие из мелких округлых стяжений - оолитов.
Известковые туфы (травертины) образуются в местах выходов на поверхность подземных вод. Они имеют пористое или ноздреватое строение, иногда заключают в себя раковины организмов, отпечатки растений. Они также хорошо реагируют с соляной кислотой.
Доломиты - это породы, состоящие из - доломита (Са, Mg[CO3]). Образуются они или в результате осаждения солей Са и Mg , или осаждения доломита из вод осолоненных лагун. Иногда доломиты образуются путем метасоматического замещения известняков под воздействием подземных магнезиальных растворов (доломитизация). С соляной кислотой они реагируют слабо.
К группе кремнистых пород относятся кремнистые туфы (гейзериты), кремни, яшмы.
Кремнистые туфы образуются при выпадении осадка из горячих вод вулканических источников. Они пористые, легкие, часто образуют натечные формы.
Кремни - плотные "сливные" образования, иногда это кремнистые конкреции с плотным кремнистым ядром.
Яшмы - плотные породы, сложенные скрытокристаллическим кварцем или халцедоном. Образуются в результате накопления кремнистого вещества вулканического происхождения. Яшмы с красивой окраской: красной, красно-буро - сургучные яшмы, или с зеленой, или полосчатой являются поделочным материалом.
К группе железистых пород химического происхождения относится бурый железняк (смесь гидроокислов железа (лимонита, гётита) с глинистым материалом). Если содержание железа в буром железняке более 30-40 %, то это железная руда. По строению такая руда иногда имеет оолитовое или бобовое строение, если отложение происходило из коллоидных растворов. Карбонатные железные руды состоят из сидерита (Fe[CO3]). Можно выделить железистые силикатные образования - железистые хлориты. Цвет железных руд обычно бурый различных оттенков.
Марганцевые осадочные породы представлены черными пиролюзитовыми и другими окисными соединениями марганца или родохрозитом (Мп[СО3]). Они имеют мягкое сажистое или оолитовое строение. Накопление марганцевых толщ происходит в результате коагуляции коллоидных соединений марганца.
Галлоидные породы химического происхождения - это каменная соль галит (NaCl) и сильвин ( КС1). За счет примесей они могут иметь разную (красную, синюю) окраску.
Среди сульфатных пород наиболее широко распространены гипсы и ангидриты. Они образуются при выпадении сернокислых солей из водных растворов в бассейнах с повышенной минерализацией (в мелководных лагунах и озёрах).
Ангидрит - состоит из минерала ангидрита (CaSO4). Это плотное мелкозернистое образование.
Залежи гипса сложены минералом гипсом (Са [SO4]х2Н2O). Это порода различной плотности и зернистости. Цвет этих пород зависит от примесей.
Аллшпные породы - это латериты и бокситы, состоящие из гидроокислов алюминия и железа.
Латерит образуется при выветривании алюмосиликатных магматических пород в жарком и влажном климате. Это плотные, рыхлые или пористые породы различного цвета (белые, серые, розовые и др.).
Бокситы также рыхлые, землистые или более твердые породы, цвет их определяется присутствием гидроокислов железа (бурые и буро-красные разных оттенков).
К фосфатным породам относятся фосфориты, которые образуются как в морях, так и в озерах и болотах. Обычно это пески и глины, обогащенные фосфатными минералами (главным образом, апатитом - Са5[РО4]} (F, CI)). Окраска их серая, темно - серая. Эти породы могут быть плотными, однородными песчано-глинистыми с зернами фосфата или образовывать фосфоритовые конкреции.
21.Породы органогенного происхождения.
Такие породы образуются за счет накопления продуктов жизнедеятельности организмов (скелетных остатков морских или пресноводных беспозвоночных, растений).
22. Классификация пород органогенного происхождения.
реди них по составу выделяют карбонатные и кремнистые породы, каустобиолиты.
Карбонатные органогенные породы представлены известняками и мелом.
Известняки такого происхождения образованы известковыми раковинами и скелетами различных животных и растений, замещенных кальцитом (Ca[CО3J) Они осаждаются на дне озер и морей,
По преобладанию тех или иных остатков организмов различают фузулиновые, фораминиферовые, нумулитовые, коралловые известняки, ракушняки и т.д.
По строению они могут быть плотными или пористыми. Темно - серые известняки с примесью органического вещества называются битуминозными. Мел - это разновидность органогенного известняка, состоящая из мельчайших остатков известковых водорослей - какколитофорид. Это порода мелкозернистая, однородная, хорошо реагирующая с соляной кислотой.
Кремнистые органогенные породы - это трепел и диатомит. Трепел состоит из мелких опаловых скорлупок, диатомовых водорослей. Это рыхлая или пористая порода, очень хорошо впитывающая влагу.
Диатомит - состоит из кремниевых скорлупок тех же диатомовых растений и тоже может быть рыхлой или пористой.
Каустобиолиты (горючие органогенные породы). Такие породы богаты органическим веществом и представляют собой продукты преобразования остатков растительных и животных организмов, в. основном, их тканей.
Каустобиолиты бывают твердыми (торф, бурый уголь, каменный уголь, горючие сланцы, асфальт), жидкими (нефть) и газообразными (горючие газы). Наиболее распространенными среди них являются угли, газы и нефть.
Торф - это начальная стадия преобразования органического вещества и исходный материал для образования бурого угля; каменного угля и антрацита, Торф - это рыхлая, пористая порода бурого цвета, состоящая из углерода, водорода, кислорода и отмерших остатков растений.
Бурый уголь (лигнит) содержит больше углерода, чем торф. Это плотная порода бурого или черного цвета. Он содержит примеси глин.
Каменный уголь образуется из бурого угля под влиянием высокой температуры и давления. Он содержит еще больше углерода.
Антрацит - это высококачественный уголь. Твердый, хрупкий.
Горючие сланцы (битуминозные) обычно тонкослоистые, глинистые или мергелистые породы, содержащие до 6O%.битуминозных веществ. Они имеют темно-серый, бурый цвет.
Асфальт - плотное битуминозное вещество буровато-черного цвета. Легко плавится.
Нефть - это смесь жидких и газообразных углеводородов. Это легкая маслянистая жидкость бурого или темно-коричневого цвета. Нефть образуется в условиях недостатка кислорода из исходной органической массы. Сначала это углеводороды, находящиеся в рассеянном состоянии, а затем они перемещаются по мельчайшим порам в породы-коллекторы, где и скапливается нефть. Но для этого еще необходимы условия с повышенными температурой и давлением.
Горючие газы состоят из газообразных углеводородов.