2. Изучение и описание магматических горных пород
2.1. Общие сведения
По генезису горные породы на Земле делятся на три группы: магматические (95%), осадочные (I %) и метаморфические (4%), особую группу составляют техногенные образования. В скобках указано их содержание в земной коре до глубины 16 км.
На Земле идет медленный и постоянный процесс перехода одних пород в другие. Как видно, магматизм является основным источником поступления минерального вещества в земную кору (рис.2.1.).
Рис. 2.1. Движение минерального вещества на Земле
Магматизм – совокупность явлений, обусловленных внутренней тепловой энергией Земли и связанных с поднятием из ее внутренних областей расплавленной магмы. При этом магма внедряется в толщу земной коры или изливается на ее поверхность.
Магма – высокотемпературный расплав, образующийся в виде отдельных очагов в верхней мантии и земной коре в результате выделения радиогенного тепла не участках концентрации радиоактивных элементов.
В зависимости от характера движения магмы различают две формы магматизма.
При интрузивном магматизме магма в своем движении не достигает земной поверхности, образует в земной коре магматическую камеру и застывает в ней. Образуются магматические интрузивные (глубинные) горные породы.
При эффузивном магматизме магма через подводящий канал изливается на поверхность Земли, образуя вулканы к застывает на поверхности, образуя магматические эффузивные (излившиеся) горные породы. Формы магматических тел показаны на рисунке 2.2.
Рис. 2.2. Формы магматических тел
2.2. Классификация магматических горных пород
Магматические горные породы можно классифицировать по минералогическому составу, генезису, химическому составу и другим признакам. В строительной практике наибольшее применение получила классификация, предложенная академиком А.П. Павловым. За основные критерии по этой классификации принижается условия образования пород, структура, цвет, химический и минералогический состав. В табл. 2.1. приведена классификация магматических горных пород, позволяющая по внешним признакам описать (найти название) исследуемой породы.
2.3. Описание магматических горных пород
Макроскопическое описание магматических горных пород включает в себя описание цвета, структура, текстуры, минералогического состава, условий образования, кислотности, оцениваются плотность и прочность на сжатие.
Цвет магматических горных пород определяется содержанием в них Si02 (см. классификацию, табл. 2.1). Так породы ультракислые все очень светлые, почти белые (например, пегматит), с понижением количества SiO2 они темнеют (диорит, гранодиорит), ультраосновные породы темно-серые, черные (габбро, базальт).
Структурой называют строение породы: степень кристаллизации, размер и форму минеральных зерен, и их взаимное расположение. Различает следующие виды структур:
– кристаллически-зернистая, она характеризуется наличием в природе отдельных различимых глазом минералов. По величине кристаллов они делятся на:
· крупнозернистые (кристаллы крупнее 5 мм),
· среднезернистые (1-5 мм),
· мелкозернистые (менее 1мм) и
· микрозернистые (неразличимы глазом).
Классификация магматических горных пород
Таблица 2.1.
По относительной величине кристаллов различают породы с равномернозернистой и неравномернозернистой (порфировидной) структурой. Кристаллически-зернистая структура свойственна для интрузивных пород.
– порфировая структура характеризуется содержанием в стекловатой
или мелкозернистой основной массе кристаллических образований в виде вкрапленников.
– стекловатая структура характеризуется тем, что порода постоит из аморфной массы (стекла).
Порфировая и стекловатая структуры свойственны для эффузивных горных пород.
Текстурой называют внешний облик породы, определяемый взаимным расположением частиц и плотностью их "упаковки". Выделяют текстуры:
– массивную (плотную) – без пор и пустот;
– пористую – поры, пустоты и каверны различимы глазом.
Минералогический состав магматических горных пород представлен кварцем, ортоклазом, плагиоклазом, роговой обманкой, биотитом, пироксеном, оливином и некоторыми другими. При макроскопическом описании крупно и среднезернистых образцов возможно описание минералов, слагающих породу. При этом пользуются лупой 2-8 кратной. Обычно же минералогический состав описывают при микроскопическом описании, используя специальный микроскоп.
Условия образования (отнесение к интрузивным или эффузивным) определяют по внешнему облику породы. Кристаллически-зернистые породы – интрузивные, порфировые и стекловатые – эффузивные.
Магма одного и того же состава может остыть в земной коре и на ее поверхности. При этом возникают породы аналоги. Так гранитам, полнокристаллическим глубинным породам, аналогичны кварцевые порфиры –излившиеся породы с тем же составом, но порфировой структуры.
Среди эффузивных пород выделяются в зависимости от степени выветрелости более свежие – кайнотипные и более древние выветрелые –палеотипные. Так, у излившихся диоритов есть два глубинных аналога. Более молодые, свежие (кайнотипные) – андезиты, более древние, выветрелые (палеотипные) - порфириты.
Кислотность или отнесение к одной из групп по классификации (ультракислые, кислые,..... ультраосновные) производится на основе определения цвета, минералогического состава и сравнения с классификацией (Таблица 2.1.).
Плотность и предел прочности на сжатие являются характеристиками физических и механических свойств породы и определяются по специальным методикам, не рассматриваемым здесь. Ими дополняется макроскопическое описание породы (табл. 2.2) для более полной характеристики.