Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ГП_св-ва_вводная.docx
Скачиваний:
1
Добавлен:
02.12.2018
Размер:
43.51 Кб
Скачать

Горные породы образуются в результате различных геологических процессов и представляют собой минеральные агрегаты более или менее постоянного состава. По условиям образования выделяются три крупные группы пород: магматические (или изверженные), осадочные, метаморфические. Большое значение для характеристики горных пород и познания их генезиса имеют структуры и текстуры пород. Структура определяется взаимоотношениями минеральных индивидов, слагающих породу (их формой, размерами, характером сочетаний между собой), текстура - взаимоотношениями минеральных агрегатов, слагающих породу.

Структура определяется размерами, формой и характером срастания минеральных индивидов, составляющих агрегат. Единичными элементами, образующими структуры, являются зёрна или кристаллы минералов, а поскольку их размеры, как правило, невелики, структуру можно считать микроскопической характеристикой. Структуры изучают обычно с помощью микроскопа в петрографических шлифах или в полированных образцах (аншлифах). Для словесной характеристики структур применяют набор специальных терминов, учитывающих форму индивидов (например, «волокнистая», «пластинчатая» и т.д.) и их расположение («сидеронитовая», «венцовая», «графическая» и др.). Характеризуя структуру по размеру минеральных индивидов можно пользоваться следующей шкалой:

скрытозернистая– при размере минеральных индивидов менее 0,01 мм,

микрозернистая - 0,01 – 0,1мм,

мелкозернистая - 0,1 – 2мм,

среднезернистая - 2 – 20мм,

крупнозернистая - 20 – 100мм,

гигантозернистая – более 100мм.

Текстурой называют характеристику строения горной породы или твердого полезного ископаемого, определяемую формой, размерами и способом сочетания минеральных агрегатов, отличающихся по минеральному составу или структуре. Единичными элементами, образующими текстуры, служат минеральные агрегаты, однородные по составу и структуре. Эта характеристика – макроскопическая и может наблюдаться в образцах, естественных и искусственных обнажениях. Словестная характеристика текстуры полезного ископаемого даётся при помощи одного или нескольких специальных терминов, так как даже в одном образце нередко можно наблюдать несколько текстурных мотивов (например, плойчатая текстура в сочетании со сланцеватой, ячеистая – с натёчной и колломорфной и т.д.). Многие текстуры хорошо известны для горных пород, но некоторые типичны лишь для полезных ископаемых. Определение текстур играет огромную роль при решении генетических задач, так как, наряду с текстурами, встречающимися в полезных ископаемых различных генетических типов (например, полосчатой, массивной, линзовидной), наблюдаются текстуры практически однозначно демонстрирующие условия рудообразования (табл.2).

Горные породы. Природные агрегаты минералов определенного состава и строения, обособленные в виде самостоятельных геологических тел, образующих литосферу Земли, слагающие твердые оболочки планет земной группы, Луны, входящие в состав метеоритов и астероидов называют горными породами. Науки, изучающие горные породы – петрография, литология, петрофизика и физика горных пород.

Горные породы могут состоять как из одного, так и из нескольких минералов. В отличие от минералов горные породы внутренне неоднородны. Из общего числа минералов лишь 150 являются породообразующими (петрогенными), причем главными следует считать лишь 10. До 60 минералов слагают 99% горных пород. Самыми распространенными минералами земной коры (~50%) являются полевые шпаты. Минералы, доля которых в горной породе не превышает 15%, называются акцессорными. В природе сочетания минералов определяются физико-химическими процессами породообразования и геохимическими законами распространения литофильных химических элементов.

Состав, строение, свойства, состояние и условия залегания горных пород определяются ходом геологических процессов, приводящих к их образованию и изменению. Различают три генетических класса горных пород: осадочные, магматические (изверженные) и метаморфические. Магматические и метаморфические горные породы слагают соответственно примерно 50 и 40% объема земной коры, осадочные менее 10% (занимая около 75% площади поверхности Земли).

Горные породы различаются не только составом, но и особенностями строения, объединяемыми в понятиях структура и текстура. Структура и текстура наряду с минеральным составом являются важнейшими диагностическими признаками горных пород.

Структура горных пород – свойство, отражающее генезис и преобразования горных пород, выраженные через размер, форму и характер сочетаний минеральных зерен. Для магматических и метаморфических горных пород структуры определяются степенью раскристаллизации (полно- и неполнокристаллическая, скрытокристаллическая или стекловатая структура), размерами и формой зерен, способом сочетания их между собой и с заполнителем. Структуры осадочных горных пород зависят от состава первичного осадка, динамики среды осадконакопления, величины и формы минеральных частиц и агрегатов, их взаимного расположения и соотношения, особенностей физических связей между ними. Пример наименований структур осадочных горных пород: тонко-, мелко-, средне- и крупнозернистые, рыхлые и сцементированные.

Текстура горных пород – характеристика распространения и взаимного расположения совокупностей составных частей (минеральных агрегатов) породы в пространстве. Примеры названий текстур горных пород: массивная, слоистая (полосчатая).

Горные породы при кондиционном (промышленно значимом) содержании полезных компонентов или непосредственно (без выделения отдельных составляющих) могут быть использованы в качестве полезного ископаемого. Горные породы следует рассматривать как объекты разработок и как конструктивные элементы горных выработок.

Как физические тела горные породы характеризуются прочностными, плотностными, упругими, тепловыми, магнитными, электрическими, радиационными и др. свойствами, обусловленными их составом и строением, а также термобарическими условиями формирования и нахождения. Такие свойства горных пород, как теплоемкость, коэффициент теплового расширения, модуль объемного сжатия и пр. зависят от минерального состава пород, а прочность, упругость, тепло и электропроводность – от строения и минерального состава. Механические свойства обусловлены силами связей между минеральными частицами, а тепловые и электрические – ориентировкой минеральных зерен и наличием непрерывных проводящих каналов в горных породах. Свойства горных пород зависят также от механического, теплового, электрического, магнитного, радиационного воздействия и насыщения пород жидкостями, газами и т.д. Изменение одного из свойств горной породы приводит к изменению ряд других, так увеличение пористости приводит к снижению плотности, прочностных и упругих свойств, теплопроводности, диэлектрической проницаемости, а также к увеличению влагоемкости и водопроницаемости горных пород.

Совокупность химических, физико-механических, водных и горно-технологических свойств горных пород определяют технологию горных работ и бурения скважин, обогащения и переработки (использования), меры по управлению состоянием массива горных пород, особенности конструкций оснований и фундаментов сооружений при строительстве. Закономерности изменения физико-технических параметров горных пород от внешнего воздействия используются для создания новых методов ведения горных работ, добычи и переработки полезных ископаемых.

Магматические (изверженные) горные породы  естественные ассоциации минералов, а также вулканического стекла1 в различных пропорциях, образовавшиеся как считается из магмы2 (ортопороды) и метасоматоза3 (парапороды).

Главные породообразующие минералы магматических горных пород - силикаты и алюмосиликаты (полевые шпаты, кварц, слюды и др.). По содержанию кремнезема по массе магматические горные породы делят на группы: кислые (SiO2 более 64%), средние (53-64%), основные (около 44-53%), и ультраосновные (менее 44% SiO2). При содержании кремнезема более 53% в магматической горной породе выделяется свободный кварц. В кислых породах содержание кварца превышает 5% по объему. В каждой группе выделяют магматические горные породы нормального и щелочного ряда, с высоким содержанием щелочных металлов (K2О+Na2О>7%). Породы, различающиеся по содержанию главных элементов, отличаются и по содержанию элементов примесей. С кислыми магматическими горными породами связаны руды олова, вольфрама, золота; с основными породами руды титаномагнетита и меди; с ультраосновными породами руды хрома, никеля, платина и т.д.; с щелочными породами руды титана, циркония, редких земель, апатиты и т. д. Магматические горные породы могут использоваться как строительные материалы; сырьё для извлечения ценных компонентов (например, алюминия из нефелиновых сиенитов) и как скальные основания зданий и сооружений.

При застывании магмы в верхней мантии и глубоких зонах земной коры (глубже 3 км) образуются полнокристаллические крупно- и среднезернистые массивные интрузивные горные породы, слагающие чаще всего секущие (дайки) и послойные (силлы) магматические тела. Из магмы, застывшей на глубине менее 1 км или излившейся на земную поверхность, образуются эффузивные горные породы, залегающие в виде потоков и покровов. Эффузивные горные породы стекловаты или скрытозернисты, частично или полностью состоят из вулканического стекла, могут иметь текстуру со следами течения. В термодинамических условиях земной коры на глубинах 1-3 км из магмы возникают гипабиссальные горные породы, по строению занимающие промежуточное положение между интрузивными и эффузивными горными породами. Систематика магматических горных пород основана на их минеральном составе и структуре. Наиболее распространенные магматические породы приведены в табл. 6.

Осадочные горные породы образуются в результате процессов разрушения более древних горных пород любого генезиса, а также в процессе осаждения вещества из воды и воздуха, жизнедеятельности организмов или совокупности этих процессов. Отложение исходного вещества осадочных горных пород происходит под действием силы тяжести горизонтальными слоями. Смена обстановки осадконакопления приводит к стратификации (формированию отдельных слоев) осадочной толщи.

По способу образования осадочные горные породы делятся на хемогенные (гидрогенные), сложенные минералами, сформировавшимися химическим путем в водной среде, органогенные (биогенные, биохемогенные), сложенные твердыми частями организмов и продуктами их преобразования и обломочные, состоящие из обломков горных пород (У. Твенгофел, 1926; М.С. Швецов, 1934). Породы, имеющие один и тот же состав или структуру могут принадлежать к разным генетическим классам (например, известняки могут быть, как хемогенными, так и органогенными, а пелиты и хемогенными и обломочными).

Существуют и другие классификации осадочных пород. В 1998 г. В.Н. Шванов и др. предложили классификацию осадочных горных пород по вещественно-структурному принципу на разряды кварцево-силикатных (силикалитов), несиликатных (оксидных, фосфатных, соляных и др.) и некарбонатно-углеродистых (органических) пород.

Наиболее характерными текстурами осадочных пород являются слоистая, землистая, оолитовая (с преобладанием в объеме породы шарообразных выделении), массивная; структуры – зернистая, скрытокристаллическая, обломочная, органогенная.

Между основными группами осадочных пород наблюдаются взаимные переходы, возникающие в результате смешения материала разного генезиса. В связи с этим хемогенные и органогенные породы классифицируют по химическому составу (табл. 7).

Диагностика хемогенных пород производится, прежде всего, по их минеральному составу, а органогенных пород по составу преобразованных органических остатков.

Хемогенные глинистые породы — дисперсные продукты глубокого химического преобразования силикатных и алюмосиликатных минералов исходных пород, перешедших в новые минеральные виды.

Органогенные горные породы  группа осадочных пород, в образовании которых решающую роль играют остатки животных и растений. Например, кремнеземные панцири диатомей слагают диатомит; мел образован кальцитовыми остатками морских водорослей. К этой группе относятся и органические горные породы.

Таблица 6

Характерные признаки широко распространенных магматических горных пород

1. Типичная текстура магматических горных пород – массивная или флюидальная, миндалекаменная, пористая.

2. Породообразующие и второстепенные минералы магматических горных пород – силикаты и алюмосиликаты.

Породообразующие минералы-индикаторы

(в порядке значимости)

Кварц,

полевые шпаты

Полевые шпаты,

кварц

Полевые шпаты

Оливин. Пироксены

Нефелин,

полевые шпаты

Второстепенные минералы

(в порядке встречаемости)

Слюды, амфиболы, пироксены

Пироксены,

оливин,

амфиболы

Амфиболы

Амфиболы, пироксены, биотит

Окраска породы

Светлая (коричневая / серая), пятнистая

Темная,

пятнистая

Черная, темно-зеленая, однотонная

Пестрая (зеленоватая, серая)

Объем темных минералов в породе

0-15%

15-50%

50-65%

65-100%

15-50%

Структура

породы

Группы

пород*

Кислые

(SiO2>64%)

Средние

(SiO2 53÷64%)

Основные

(SiO2 44÷53%)

Ультраосновные

(SiO2<44%)

Щелочные

(K2О+Na2О>7%),

SiO2<56%

Крупно- и среднезернистая,

порфировидная**,

пегматитовая

Интру-зивные

Гранит

Гранодиорит

Сиенит

Диорит

Габбро

Перидотит

Дунит

Пироксенит

Нефелиновый сиенит

Средне- и мелкозернистая,

порфировидная

Гипабис-

сальные

Диабаз

Скрытозернистая, стекловатая, порфировая и пористая

Эффузив-ные**

Кварцевый порфир Риолит. Пемза. Обсидиан***

Порфир Трахит Андезит

Базальт

Пикрит

Кимберлит****

Фонолит

* В каждой группе выделяют магматические горные породы нормального и щелочного ряда. В таблице 6 для примера приведены лишь нефелин содержащие щелочные горные породы.

** Порфировая структура - строение горных пород, при котором отдельные крупные, минеральные зерна погружены в основную относительно равномернозернистую массу породы. Пегматитовая структура характеризуется массовостью весьма крупных минеральных индивидов в объеме породы.

*** Минеральный состав основой массы эффузивных горных пород макроскопически не различим.

**** Обсидиан (вулканическое стекло) обычно окрашен в темные тона.

***** Кимберлит – брекчиевидная горная порода, состоящая из обломков ультраосновных и основных горных пород, иногда гранитов, кристаллических сланцев, песчаников и др., включенных в мелкозернистую массу серпентин-карбонатного состава. Возможность существования исходной кимберлитовой магмы не доказана. Отнесение кимберлитов к магматическим породам условно.

Таблица 7

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]