Доклад о Горных Породах

Доклад о Горных Породах.rar
Закачек 1356
Средняя скорость 7810 Kb/s
Скачать

Доклад о Горных Породах

Горные породы — это вещество, слагающее земную кору. Состоят горные породы из минералов, однородных или неоднородных, которые твердо или рыхло соединяются.

Нередко они состоят из сцементированных обломков различных пород, иногда с присутствием вулканического стекла. Горные породы сформировались в результате внутриземных или поверхностных геологических процессов.

Строение породы определяется ее структурой и текстурой. Под структурой понимают особенности соединения минеральных зерен, их размеры и формы. Одни породы состоят из крупных кристаллических зерен; другие — из мельчайших кристаллов, видимых только в микроскоп; третьи — из стекловидного вещества; четвертые — комбинированные, когда на фоне мельчайших кристаллов или стекловидного вещества встречаются отдельные крупные кристаллы.Под текстурой понимают взаимное расположение и распределение слагающих породу минералов. Различают следующие виды текстуры:

  • массивная текстура: никакого порядка в размещении минералов не наблюдается;
  • слоистая: порода состоит из слоев разного состава;
  • сланцевая: все минералы плоские и вытянутые в одном направлении;
  • пористая: вся горная порода пронизана порами;
  • пузырчатая: в горной породе есть пустоты от выделившихся газов.

По происхождению горные породы подразделяются на:

Магматические. Эти горные породы образуются из расплавленной магмы при ее остывании и затвердевании. Строение этих пород зависит от скорости остывания магмы. На глубине в земной коре она остывает медленнее, чем на поверхности. При этом образуются плотные горные породы с крупными кристаллами минералов. Их называют глубинными магматическими породами. К данной разновидности относится, например, гранит, имеющий зернистое строение. Гранит (итал. granito — зернистый) — самая распространенная горная порода на Земле. Он состоит из кварца, калиевого полевого шпата, кислого плагиоклаза и слюды. В гранитном слое содержится разнообразие цветных, драгоценных и редких металлов. В океанической земной коре слой гранита отсутствует. Гранит широко применяется в хозяйстве, он используется как декоративный и строительный материал.

Магма, прорвавшаяся на поверхность по трещинам и разломам, застывает быстрее. Поэтому горные породы, образованные излившейся магмой, состоят из мелких кристаллов, их иногда трудно различить невооруженным глазом. Они обычно плотные, тяжелые, твердые. Примером такой горной породы может служить базальт (лат. basaltes — камень). Это наиболее распространенная на Земле вулканическая горная порода черного или темно-серого цвета. Это очень прочная кислотоупорная и железосодержащая горная порода. Данные ее свойства используются для изготовления кислотоупорной аппаратуры, изоляторов сильного электротока. Базальт в отшлифованном виде становится красивым облицовочным камнем. Им вымощена Красная площадь в Москве.

Изливаясь по трещинам, магма создает обширные базальтовые пространства (Средне-Сибирское плоскогорье). Наслаиваясь один на другой, эти покровы образуют ступенчатые возвышенности — траппы. Толщина этих покровов достигает сотен метров, а площади, занятые ими, — сотни тысяч квадратных километров. Кроме покровов, базальт образует нижний слой земной коры, в состав которого входит большое количество железа.

В том случае, если магма содержит много газов, она при излиянии вспенивается, газы улетучиваются, и образуется магматическая порода, которая имеет губчатое, пористое строение. К таким горным породам относится пемза. Она легкая и не тонет в воде. Вместе с тем пемза достаточно твердая и используется как шлифующий материал.

Осадочные. Эти породы, в отличие от магматических, образуются только на поверхности земной коры в результате оседания под действием силы тяжести и накопления осадков на дне водоемов и на суше. По способу образования осадочные горные породы делятся обычно на группы:

а) обломочные. Они состоят из обломков различных пород. Происхождение их связано с процессами выветривания, перемещения обломков текущими водами, ледником или ветром и накопления их (см. Аккумуляция). При этом обломки дробятся, измельчаются, окатываются. В зависимости от размеров обломочные породы бывают крупно-, средне- и мелкообломочные. К горным породам такой группы относятся щебень, галька, гравий, песок, глина. Многие из них используются как строительный материал;

б) химические. Горные породы, относящиеся к этой группе, образуются из водных растворов минеральных веществ. Это оседающие на дно водоемов калийная и поваренная соль. Из воды горячих источников выпадает кремнезем. Многие из горных пород этой группы используются в хозяйстве. Например, калийные соли — сырье для получения калийных удобрений;

в) органические, или органогенные (греч. organon — орган и genes — рождающий). К этой группе относятся осадочные породы, состоящие в основном из остатков растений и животных, накопившихся за миллионы лет на дне озер, морей, океанов.

  • горючие полезные ископаемые: газ, нефть, уголь, горючий сланец;
  • фосфориты: фосфатный ракушечник, скопление костей;
  • известняки: известняк, мел, ракушечник. Органические горные породы образуют многочисленные ценные полезные ископаемые, широко использующиеся в хозяйстве. Для этой группы осадочных горных пород характерна слоистая текстура. Между слоями можно найти остатки и отпечатки растений и животных.

Осадочные горные породы покрывают земную поверхность почти сплошь. Они составляют 70% толщи земной коры, образуя ее верхний слой, толщина которого может доходить до 25 км.

Метаморфические. Это породы, первоначально образованные как осадочные или магматические и претерпевшие изменения в недрах Земли (греч. metamorphomai — преображаюсь, подвергаюсь превращению). Вследствие воздействия высокого давления, температур и химических растворов в нижней части земной коры или в мантии происходит уплотнение, перекристаллизация, изменение структуры и текстуры горной породы без существенного Базальты (42.5%) Граниты (21.6%) изменения ее химического состава. При этом существенно преобразуется одна горная порода в другую, более стойкую и твердую, без ее растворения или расплавления. Например, известняк превращается в кристаллическую породу — мрамор, песчаник — в кварцит, гранит — в гнейс, глина — в глинистые сланцы. Метаморфические горные породы так же, как и магматические и осадочные, используются в хозяйстве. Например, железистый кварцит используется в качестве железной руды (Курская магнитная аномалия), а глинистые сланцы — как кровельный материал.

Итак, толща земной коры состоит из горных пород магматического, осадочного и метаморфического происхождения. Они являются источниками всех полезных ископаемых.

Виды горных пород

Горные породы различаются по твердости. Для отделки пола, например, из твердых пород используют главным образом гранит. Эта порода образовалась миллионы лет назад из медленно остывавшей в недрах земли магмы. Гранит чрезвычайно тверд, не боится воды и устойчив к загрязнению. По своим свойствам идеально подходит общественным помещениям и наиболее эксплуатируемым участкам жилых домов: прихожей, кухни. Гранит имеет равномерный рисунок и большой спектр оттенков.

Среди пород средней твердости наиболее известны мрамор, песчаник и сланец. Мрамор — излюбленный материал мастеров по камню. Он может быть зеленым, белым, розовым, голубым, черным, и т.д. Разнообразные оттенки возникают благодаря содержанию в большем или меньшем количестве окислов различных металлов и графита. Но главную ценность мрамора составляют прожилки, которые образуют оригинальный рисунок.

Песчаник гораздо менее эффектный, но зато и менее дорогой камень. Он содержит кристаллы кварца и очень разнообразен в цветовом отношении — от розового до зеленого.

Для сланца характерна серая, серо-голубая и серо-зеленая гамма. Плиты имеют благородную рельефную поверхность. Натуральный цвет можно при желании искусственно усилить или затемнить. Правильно обработанный, он достаточно долговечен. Как материал для пола сланец имеет одну неприятную особенность: влажный он становится очень скользким, однако этот недостаток устраняется благодаря специальной обработке.

Для полов мягкие породы практически не используются.

Достоинства, недостатки и области применения различных каменных пород представлены в таблице

Таблица 1.
Основные достоинства, недостатки и рекомендуемое применение различных каменных пород

Декоративность, возможность получения любой фактуры поверхности, однородность структуры, долговечность, хорошая сопротивляемость коррозии, истираемости, распространенность месторождений

Значительные трудозатраты на добычу и обработку, высокая стоимость изделий

Плиты: облицовочные, цокольные, для полов; ступени, проступи, карнизы, колонны, базы колонн, профильные изделия для облицовки порталов, наличников, колонн и карнизов, тумбы, парапеты и др.

Декоративность, возможность получения любой фактуры поверхности, долговечность, хорошая сопротивляемость коррозии

Плиты: цокольные, подоконные; парапеты, карнизы, колонные, ступени, профильные изделия

Декоративность, возможность получения любой фактуры поверхности, долговечность, хорошая сопротивляемость коррозии

Весьма долговечен, хорошо сопротивляется истиранию

Недостаточно хорошо полируется, давая жирный блеск, без четкого отражения, ограниченность месторождений

Плиты: цокольные, подоконные, для полов; профильные детали, ступени, проступи, парапеты, карнизы, колонны, базы колонн, тумбы, балясины

Декоративность, сравнительно невысокие затраты на добычу и обработку, морозостойкость, хорошая сопротивляемость коррозии, долговечность, хорошая звуко- и теплоизоляция

Подверженность загрязнению в условиях запыленной среды, ограниченность распространения

Плиты облицовочные, стеновые блоки и камни

Плиты: цокольные, для полов; ступени, базы колонн, стеновой камень и блоки

Декоративность, разнообразие цветовой гаммы, однородность тона окраски, долговечность, хорошая сопротивляемость коррозии

Значительные трудозатраты на добычу и обработку, малое число месторождений с монолитным залеганием породы без трещин

Плиты: цокольные, для полов (ограниченно); базы колонн, парапеты, ступени (ограниченно), профильные и декоративные изделия

Белый и светло-серый мрамор, мраморизованный известняк

Декоративность, разнообразие окраски и рисунка, возможность получения любой фактуры поверхности

Плиты: облицовочные, цокольные, подоконные; ступени, проступи, карнизы, порталы и другие профильные изделия, парапеты, колонны, декоративные изделия

Декоративность, разнообразие окраски и рисунка, возможность получения любой фактуры поверхности

Подверженность коррозии, низкая морозостойкость

Плиты облицовочные для интерьера

Однородность цветового тона, невысокая стоимость, распространение месторождений

Неоднородность структуры и текстуры, подверженность коррозии

Плиты: цокольные; профильные изделия

Однородность цветового тона и структуры, невысокая стоимость

Подверженность коррозии, низкая морозостойкость

Плиты облицовочные (для поля стены), стеновой камень и блоки

Разнообразие цветовых тонов

Доломитизированный известняк, доломит

Плиты облицовочные, стеновой камень

Декоративность, разнообразие цветовых тонов, живописная текстура, морозостойкость, невысокая стоимость

Декоративность, чистота цветового тона

Ограниченность применения, высокое водопоглощение

Плиты облицовочные для интерьеров, декоративные изделия

Три группы горных пород

По происхождению горные породы делятся на три группы: магматические (эффузивные и интрузивные), осадочные и метаморфические. Магматические и метаморфические горные породы слагают около 90 % объёма земной коры, однако, на современной поверхности материков области их распространения сравнительно невелики. Остальные 10 % приходятся на долю осадочных пород, занимающие 75 % площади земной поверхности.

Магматические горные породы по своему происхождению делятся на эффузивные и интрузивные. Эффузивные (вулканические) горные породы образуются при изливании магмы на поверхность земли. Интрузивные горные породы, напротив, возникают при изливании магмы в толще земной коры.

Разделение пород на магматические, метаморфические и осадочные не всегда очевидно. В осадочных горных породах, в процессе диагенеза, уже при очень низких (в геологическом смысле) температурах, начинаются минеральные превращения, однако породы считаются метаморфическими при появлении в них новообразованного гранита. При умеренных давлениях начало метаморфизма соответствует температуре 300 °C.

При высоких степенях метаморфизма стирается грань между метаморфическими и магматическими горными породами. Начинается плавление пород, смешение новообразованных расплавов с явно внешними. Часто наблюдаются постепенные переходы от явно метаморфических, полосчатых пород, к типичным гранитам. Такие процессы относятся к ультраметаморфизму.

Этот список игнорирует существование большой группы пород, имеющих важное значение,- метасоматические горные породы, образующиеся также в широком температурном интервале. К ним относятся, например, вторичные кварциты по кислым эффузивам, грейзены по гранитам, пропиллиты по средним и основным породам и т. д., а также широкая группа пород, слагающие околожильные зоны. Пропущена также специфическая группа горных пород, названная рудой (понятие не геологическое, а геолого-экономическое). Эта группа пород сложена преимущественно сульфидными минералами, хотя она может включать породы, сложенные и другими минералами (магнетит (железные руды), апатитовые руды, хромитовые руды и пр).
Ранее считалось, что отличие метасоматических пород от метаморфических пород заключается в участии воды в образовании только метасоматитов, но последующие исследования показали, что и метаморфические породы (гнейсы и сланцы), образованные даже при высоких темперурах, также формируются с участием воды. Так результаты изотопных исследований по кислым и средним силикатным породам показали, что все силикатные минералы (кварц, биотит, полевые шпаты, гранаты, роговые обманки и пр.) выделяются одновременно с водой, находясь с ней в изотопном равновесии по кислороду. В отличие от кислых пород все силикатные минералы (полевые шпаты, гранаты, оливины, пироксены и пр,) основных и ультраосновных пород, выделяются в изотопном равновесии по кислороду с СО2 .

Отдельно стоят мантийные породы. С одной стороны, условия в мантии таковы, что даже если порода изначально была магматической, она все равно претерпела бы в мантии изменения. В целом для основного объёма мантии остаётся дискуссионным вопрос, была ли она когда-то в расплавленном состоянии. С другой стороны, по минералогии мантийные породы во многом идентичны породам магматическим. Поэтому к ним применяется номенклатура магматических пород с вариациями.

Есть магматические комплексы, текстурные признаки которых напоминают текстурные особенности осадочных пород. Это расслоённые основные интрузии. В некоторых из них наблюдаются типичные для осадочных горных пород градационная расслоенность, косая слоистость, ритмичное строение толщи, наличие скоплений тяжёлых минералов. Однако, вместо осадочных алевролитов, песчаников и гравелитов, такие комплексы сложены обычными магматическими породами. Неоднократно образование таких объектов объяснялось метаморфизмом осадочных пород, но такая интерпретация не могла объяснить наличие резких контактов между комплексом и вмещающими породами. На сегодня общепризнанно, что такие объекты формируются в результате гравитационного осаждения минералов из конвектирующего расплава. То-есть процесс имеет много общего с осадконакоплением, но среда, переносящая вещество в данном случае не вода, а магма.

Описанием и классификацией магматических и метаморфических горных пород занимается петрография, изучением их генезиса — петрология. Описанием, классификацией и анализом условий образования осадочных горных пород занимается Литология, в которой выделяется самостоятельный раздел — Петрография осадочных пород. С Литологией тесно связана родственная ей Седиментология, занимающаяся изучением условий образования современных осадков. Поскольку отсутствуют строгие определения понятий «осадок» и «осадочная порода», то различие между осадком и осадочной горной породой не всегда ясно. Эти науки тесно связаны с геохимией и минералогией.

Магматические горные породы

Магматические горные породы (Греция). По светлым полосам можно определить направление потоков лавы

Основная статья: Магматические горные породы

По глубине формирования породы делятся на три группы: породы кристаллизующиеся на глубине — интрузивные горные породы, например, гранит. Они образуются при медленном остывании магмы и обычно хорошо раскристаллизованны; гипабисальные горные породы образуются при застывании магмы на небольших глубинах, и часто имеют неравномернозернистые структуры (долерит). Эффузивные горные породы формируются на земной поверхности или на дне океана (базальт, риолит, андезит).

Подавляющее большинство природных магм содержат в качестве основного компонента кремний и представляют собой силикатные расплавы. Много реже встречаются карбонатные и сульфидные и металлические расплавы. Из карбонатных раплавов образуются карбонатные магматические горные породы — карбонатиты. В XX-том веке зафиксированно несколько извержений вулканов с карбонатитовыми магмами. Сульфидные и металлические расплавы образуются в следстивие несмесимости и ликвации с силикатными жидкостями.

Важнейшей характеристикой магматической породы является состав. Существует несколько классификаций магматических горных пород по составу (номенклатура горных пород). Наибольшее значение имеет классификация по содержанию в породах кремнезёма SiO2, и щелочей(Na2 O + K2 O). По содержанию щелочей породы делятся на серии. Выделяются породы нормальной, субщелочной и щелочной серий. Формальным признаком такого деления служит появление в породе специфических щелочных минералов. По содержанию SiO2 породы разделены на ультраосно́вные — SiO2 в породе меньше 45 %, осно́вные — если содержание SiO2 находится в диапазоне от 45 % до 54 %, средние — если от 54 до 65 % и кислые — содержание SiO2 больше 65 %.

Образование магматических пород непрерывно происходит и сейчас, в зонах активного вулканизма и горообразования.

Метаморфические горные породы

Метаморфическая горная порода, расслоившаяся по двум перпендикулярным направлениям (Долина Смерти, США)

Основная статья: Метаморфические горные породы

Метаморфические горные породы образуются в толще земной коры в результате изменения (метаморфизма) осадочных или магматических горных пород. Факторами, вызывающими эти изменения, могут быть: близость застывающего магматического тела и связанное с этим прогревание метаморфизуемой породы; воздействие отходящих от этого тела активных химических соединений, в первую очередь различных водных растворов (контактовый метаморфизм), или погружение породы в толщу земной коры, где на неё действуют факторы регионального метаморфизма —высокие температуры и давления.

Типичными метаморфическими Г. п. являются гнейсы, разные по составу кристаллические сланцы, контактовые роговики, скарны, амфиболиты, мигматиты и др. Различие в происхождении и, как следствие этого, в минеральном составе Г. п. резко сказывается на их химическом составе и физических свойствах.

Осадочные горные породы

Осадочные горные породы

Основная статья: Осадочные горные породы

Осадочные горные породы образуются на земной поверхности и вблизи неё в условиях относительно низких температур и давлений в результате преобразования морских и континентальных осадков. По способу своего образования осадочные породы подразделяются на три основные генетические группы: обломочные породы (брекчии, конгломераты, пески, алевриты) — грубые продукты преимущественно механического разрушения материнских пород, обычно наследующие наиболее устойчивые минеральные ассоциации последних; глинистые породы —дисперсные продукты глубокого химического преобразования силикатных и алюмосиликатных минералов материнских пород, перешедшие в новые минеральные виды; хемогенные, биохемогенные и органогенные породы — продукты непосредственного осаждения из растворов (например, соли), при участии организмов (например, кремнистые породы), накопления органических вещества (например, угли) или продукты жизнедеятельности организмов (например, органогенные известняки). Промежуточное положение между осадочными и вулканическими породами занимает группа эффузивно-осадочных пород. Между основными группами осадочных пород наблюдаются взаимные переходы, возникающие в результате смешения материала разного генезиса. Характерной особенностью осадочных Г. п., связанной с условиями образования, является их слоистость и залегание в виде более или менее правильных геологических тел (пластов).

Горная порода — это минеральные агрегаты, из которых состоит земная кора. Равнины сложены чаще все­го из рыхлых пород (песок, глина, гравий, галька). Как правило, все породы, слагающие равнины: глина, песок, гра­вий, галька — залегают пластами, которые лежат горизонтально. Горы состоят из самых разнообразных твёрдых пород, многие из ко­торых — ценные полезные ископаемые (например, железная руда), или породы, из которых получают медь, алюминий и неко­торые другие металлы. Геологи ежегодно находят де­сятки новых месторождений полезных ископаемых.

Магматические горные породы

Магматические породы (гранит, базальт и др.) обра­зовались из расплавленной горной массы — магмы. Гранит (лат. «гранум» — зерно) — это глубинная изверженная горная поро­да зернистого (кристаллического) строения, состоящая из кварца, полевого шпата и слюды. Базальт — это вулканическая горная по­рода, обычно чёрного цвета, которая имеет стекло­видное строение.

Гранит — очень твёрдая горная порода, обычно розоватого цвета. Состоит он из частичек полевого шпа­та, кварца и слюды. Из гранита сооружают памятники, грани­том облицованы некоторые здания, станции метрополитена и т. п.

Осадочные горные породы

Осадочные горные породы — это породы, образовавшиеся путём осаждения и отложения различного обломочного материала (продуктов разрушения горных пород) на суше и дне океанов, морей и озёр, а также ос­татков живых организмов (ра­кушки, скелеты рыб и т. д.). На гранитном слое (на материках) и на базальтовом (в оке­анах) лежат толщи осадочных пород: галька, гравий, песок, глина, песчаник, глинистый сланец, известняк. Осадочные годные породы слоисты, пористы, в них часто содержатся останки животных и растений.

Песчаник часто состоит из крепко сцементированных пес­чинок. Он очень прочный и является хорошим строительным материалом. Из песчаника делают фундаменты зданий, опоры для мостов. Кроме того, он идёт на изготовление мельничных жерновов, брусков, точильных камней. Цвет песчаника может быть самый различный: белый, жёлтый, коричневый, красный.

Известняк белого или желтоватого цвета. Если на него капнуть немного уксуса, то в месте попадания капельки он покроется пузырьками и послышится шипение. Известняк широко используется в строительстве. Из него делают известь и цемент. Известь также вносят в почву, так как она повышает её плодородие.

Метаморфические горные породы

Будучи погребёнными, под влиянием большого давления и высоких температур осадоч­ные и магматические породы испытывают изменения и пре­вращаются в метаморфиче­ские породы(от греческого слова «метаморфосис» — из­менение, превращение). Иногда происходит полное переплавление пород, и из гранита образуется гнейс, а например, из рыхлого известняка — мо­нолитный, звенящий от удара мрамор.

В общем, «родственные отношения» горных пород выглядят так:

Сланец обычно тёмного цвета. При ударе легко раскалы­вается на отдельные пластинки. Некоторые виды сланца при нагревании издают запах керосина или горят; это горючие слан­цы — ценное сырьё для промышленности.

По крутым берегам рек на склонах оврагов видны породы, из которых сложены равнины на глубине. Такие места, где можно увидеть, из каких пород сложена местность, называют обнажениями.

Распространение горных пород

Главное место образования осадочных пород — на дне моря, магматических — в горах, а метамор­фических — под землей. После образования все породы участвуют в движениях земной коры и могут оказаться где угодно. Материал с сайта http://wikiwhat.ru

Осадочные породы почти полностью покрыва­ют поверхность суши, формируя — в числе про­чего — значительную часть высочайших горных систем. Это озна­чает, что камни, из которых слагаются ныне вершины Альп или Гималаев, когда-то формировались под водой, ниже уровня моря: об этом свидетельствуют найденные в них ископаемые остатки морских обитателей. Любой геолог считает то обстоятельство, что горы когда-то являлись дном морей, само собой разумеющимся. Но первое осознание этого факта обычно поражает человека.

Использование горных пород

Горные породы в хозяйстве

Помимо полезных ископаемых, многие из горных пород население уже давно использует для хозяйственных нужд. Песок идёт для изготовления стекла, бетона, для строительства дорог. Глина — основное сырьё для кирпича. Используют в хозяйстве гравий — камни величиной от горошины до лесного ореха и гальку — камни размером от лесного ореха до кулака. Эти породы идут главным образом для изготовления бетона, а также применяются при строительстве дорог.


Статьи по теме