Напиши какие свойства горных пород
На чтение 8 мин. Просмотров 833 Опубликовано 23.08.2019
Горные породы – классификация и видыПоверхность Земли состоит из минералов, которые, в свою очередь, образуют различные горные породы. Они формируются при определенных условиях и, в зависимости от происхождения, обладают особенными, характерными свойствами.
Горные породы залегают в земной коре – поверхностной оболочке нашей планеты и представляют большой интерес для человека в качестве минерального сырья. В природе редко можно встретить минералы в чистом виде. Обычно их обнаруживают вместе в больших количествах и их совокупность образовывает определенную горную породу.
Те минералы, которых в породе больше всего (20— 50%), геологи называют породообразующими, остальные, которых обычно не более 2 — 3%, — акцессорными минералами (от лат. accessorius — добавочный).
Каждая горная порода характеризуется степенью кристалличности, величиной и формой минералов, расположением мельчайших частиц относительно друг друга. По происхождению различают горные породы магматические, осадочные и метаморфические.
Магматические горные породы
Классифицировать горные породы можно по различным признакам, которые влияют на их состав и свойства.
В зависимости от количества минералов в составе различают два вида горных пород:
- Простые (мономинеральные) – состоят только из одной разновидности минерала.
- Сложные (полиминеральные) – состоят из нескольких различных минералов.
К основным критериям классификации горных пород относят химический и минеральный состав. Последний определяется процентным содержанием минералов в горных породах.
Магматические горные породы образуются обычно на большой глубине, где преобладают высокие температуры и давление. Они кристаллизуются из очень горячих природных расплавов (из магмы) с характерным силикатным составом.
На долю полевых шпатов в них в среднем приходится около 60%, кварца — около 12%, пироксена — около 12%. Глубинным магматическим породам присуще равномерное распределение зерен минералов. Магматические породы делят на две большие подгруппы: интрузивные (граниты, диориты, габбро) и эффузивные, т. е. вулканические (базальты, андезиты, липариты, дациты).
Кроме того, по химическому составу условно выделяют кислые, основные и ультраосновные магматические породы. К кислым относятся породы, содержащие в среднем 64 — 78% кремнезема (Si02): граниты, дациты, грано-диориты. Основные породы в среднем содержат 44 — 53% кремнезема: габбро, базальты, пироксениты и др. Ультраосновные породы содержат 30 — 44% кремнезема: дуниты, периотиты и др.
Граниты (от лат. granulum — зернышко) возникают при кристаллизации магмы на глубине более 2 км. Внешне граниты — среднезернистые или крупнозернистые породы, имеющие светлую (розовую, красную, серую) окраску. Цвет гранитов во многом зависит от содержания калиевого полевого шпата. В этих породах преобладающими являются кварц (30 — 35%), полевой шпат (50 — 60%), плагиоклаз (10 — 15%).
Акцессорных минералов бывает очень много: апатит, циркон, сфен, монацит, турмалин, биотит, магнетит и др. Насчитывается более двух десятков разновидностей гранитных пород. Среди них есть гигантозернистые пегматиты и мелкозернистые аляскиты. В зависимости от химического состава граниты могут быть плагиоклазовыми или щелочными.
Плотность гранитов колеблется от 2,58 до 2,81 г/см3. Граниты различаются по своей форме, происхождению и глубине образования. Удалось выяснить, что часть магматических расплавов, образовавших граниты, залегала на глубине 15 — 20 км, при этом были отмечены следы поднятия гранитной магмы со скоростью примерно 100 — 150 см в год. Мощности гранитных тел достигают 6 — 8 км.
Гранит — прочная горная порода с красивым рисунком расположения кристаллов. Когда хотят сказать о чем-то очень прочном, говорят «крепкий, как гранит». Действительно, из гранита делают фундаменты, опоры мостов.
Гранитной брусчаткой выложены улицы. Нижние этажи городских зданий часто облицовывают этим камнем. Гранит может противостоять ветру, дождю и снегу. Это объясняется особенностями его кристаллического строения, а внешний облик зависит от размеров породообразующих минералов и их цвета. Как правило, цвет гранита — это цвет его основного компонента — калиевого полевого шпата.
Особой разновидностью гранитов являются пегматиты — крупно- и гигантозернистые магматические породы. Из-за роста кристаллов кварца, проникающих сквозь полевые шпаты, пегматиты имеют вид «клинописи» на камне. Отсюда и такие названия, как «письменный гранит», «еврейский камень» и др. Из пегматитов добывают слюду, полевой шпат, драгоценные камни.
Гранит, как и всякая другая порода, может разрушаться на открытом воздухе, но происходит это медленно и едва заметно. Исторический опыт использования полированных плит гранита, которые подвергались воздействию резких колебаний температуры и атмосферных осадков, показал, что поверхность плит может начать изменяться только через 200 — 250 лет. Однако в современном мире выхлопные газы автомобилей, кислотные дожди и заводской дым существенно ускоряют процесс разрушения гранитов.
Магматические расплавы иногда прорываются по трещинам на поверхность, изливаясь в виде вулканических потоков. Излившиеся (эффузивные) потоки отличаются неравномерной кристалличностью, а отдельные минералы заключены в пористую или стекловидную массу.
Кристаллы в ней практически не видны. К таким горным породам относят базальты, которые по своему химическому составу являются основными породами (их плотность составляет 2,85 г/см3), и липариты — кислые породы с плотностью 2,59 г/см3.
Базальтовый расплав бывает сильно насыщен газами. Попадая на поверхность Земли, газы улетучиваются, оставляя поры, в результате чего порода становится ноздреватой. Иногда газов настолько много, что образующаяся горная порода (пемза) становится легче воды.
Осадочные горные породы
Осадочные горные породы — это разрушенные при выветривании и перемещенные водой или ветром обломки пород разного размера и формы. Осадочные породы покрывают 75% поверхности Земли. Их объединяют в четыре группы: обломочные, вулканогенно-обломочные (чаще их называют вулканогенно-осадочными или пирокластическими), глинистые и биохимические.
Обломочные породы состоят из обломков минералов, горных пород, остатков органических тел (например, из известковых скелетов животных, стволов и веток деревьев и др.). Обломки бывают крупными (более 10 мм) и мелкими (от I до 0,01 мм), имеют различную форму, иногда слабоокругленную, а иногда шарообразную.
В группу обломочных пород входят пески, алевриты, галечники и продукты их разрушения. Иногда обломки прочно скреплены глинистым веществом — природным цементом, который различается по своему составу и может быть кремнистым, карбонатным, железистым, глинистым. Плотность обломочных пород низкая — от 1.2 до 2.0 г/см2.
Осадочное происхождение имеют многие минералы — кальцит, доломит, гипс, галит, сильвин, ангидрит, лимонит и др. Их относят к минералам — индикаторам осадочных пород. Они могут возникать в самых разных физико-географических условиях. Например, железистые породы образуются на дне морей и озер, а также в болотах.
Особенно разнообразны известняки. Они накапливаются на дне морей или озер, встречаются в долинах рек и вблизи источников, где в воде много извести. Это широко распространенные известковые туфы — травертины.
Пирокластические породы находят вблизи действующих или давно потухших вулканов. Эти породы тесно связаны с вулканическими процессами, и поэтому их можно встретить как на суше, так и под водой, вблизи подводных вулканов.
Они представляют собой смесь вулканических пеплов, песков, шлаков, пемзы и даже вулканических бомб. Глинистые породы разнообразны. Встречается более 50 разновидностей глин, которые отличаются по своим минеральному, химическому и органическому составам. Их объединяет преобладание частиц, размеры которых колеблются от 0,01 до 0,001 мм.
Существуют две разновидности таких пород — глины и аргиллиты.
Биохимические породы образуются на дне озер, морей и океанов. К ним, например, относятся известняки-ракушечники, коралловые рифовые известняки, планктонные и фораминиферовые илы, озерный мел, диатомиты (диатомовые илы), сапропели (водорослевые илы) и другие, на суше — торф.
Метаморфические горные породы образовались в результате изменения (метаморфизма) толщ осадочных или магматических пород. При сильном и длительном их сжатии, а также под воздействием высоких температур и газов в породах происходит изменение состава минералов, появляются новые минералы; эпидот, хлорит, тальк, серицит, графит и др. Самая известная из таких пород — мрамор, образующийся при метаморфизме известняков.
Чистый, белоснежный мрамор может просвечивать в слое толщиной до 30 см, что придает мрамору характерное для него мерцание. Под воздействием сжатия и высоких температур вулканические и осадочные породы превращаются в гнейсы, а каменные угли — в графиты. Пейсы — метаморфическая горная порода.
Насчитывают около 40 разновидностей гнейсов. Их чаще всего можно встретить в Финляндии, Карелии, Восточной Сибири, в Канаде. Для гнейсов характерны серый или зеленовато-серый цвет, тонкая полосчатость из темных, почти черных и светлых прослоек, включения сплюснутых минералов и обломков пород.
Гнейсы образуются при температурах от 400 до 900°С и давлении в 3 — 9 тыс. атмосфер. Такие условия существуют только в глубоких недрах Земли.
Образование гнейсов протекает в несколько этапов. Сначала осадочные породы (илы, пески) превращаются в глины и песчаники, а иногда в глинистые сланцы. Обычно это происходит в верхних горизонтах земной коры, где еще невелики температура и давление. Затем по мере погружения в глубину и с возрастанием температуры и давления сланцы и песчаники резко уплотняются, теряя при этом воду; минералы «расплющиваются».
Смена геологических условий приводит к появлению характерных листовидных и чешуйчатых «метаморфических» минералов: хлорита, талька, силиманита, ставролита и др. Высокие температуры и горячие магматические расплавы способствуют частичному расплавлению уже измененных пород. На последнем этапе гнейсы приобретают пластичные свойства и способны сминаться в складки, образуя иногда даже характерные гранито-гнейсовые купола.
Эти преобразования происходят очень медленно и постепенно. Возраст гнейсов в большинстве районов Земли составляет 2 — 2,4 млрд. лет. Чем древнее такие породы, тем больше фаз метаморфизма они испытали.
Источники:
https://geographyofrussia.com/kakie-byvayut-gornye-porody/
https://obrazovaka.ru/geografiya/gornye-porody-klassifikaciya-vidy.html
Земная кора состоит из горных пород и минералов. Эти ресурсы необходимы людям, поскольку из них можно изготовить разнообразные материалы и сплавы. Многие путают минералы с горными породами. Эти понятия очень близки, но не равнозначны. Чем они отличаются друг от друга? Каковы их свойства? Какие разновидности минералов и горных пород существуют? Как их используют в промышленности?
Минерал и горная порода: в чем отличие между этими понятиями?
В чем отличие минерала от горной породы? Некоторые люди считают, что эти понятия синонимичны. В действительности горные породы – это смеси разнообразных минералов. В зависимости от того, как минералы сочетаются между собой, они способны создавать разнообразные породы с разным набором физических свойств. К примеру, на основе кварца могут образовываться абсолютно разные горные породы – гранит и базальт.
Гранит
Минералы обладают следующими свойствами:
- В большинстве случаев имеют однородную кристаллическую структуру, также их структура может быть аморфной. Они бывают твердыми (сера), жидкими (нефть) и газообразными (углекислый газ).
- Наличие цвета. Минералы бывают прозрачными, полупрозрачными, мутными. Любой из минералов обладает конкретным цветом. Например, графит – черный, а малахит – зеленый.
- Спайность. У всех минеральных пород есть способность раскалываться по нескольким направлениям. В зависимости от того, насколько минерал твердый, он будет раскалываться по-разному. Различают весьма совершенную спайность (кусочки от минерала откалываются тонкими пластами), совершенную (куски в виде кристаллов откалываются при механическом воздействии), среднюю (отколотые частички обладают неправильной формой), несовершенную (плоскости у отколовшихся кусочков неровные) и весьма несовершенную (минерал ломается, как стекло).
- Способность оставлять порошковый след на фарфоровой пластинке. Любой минерал способен рисовать на фарфоре, при этом цвет его следа не всегда совпадает с цветом самого минерала.
Базальт
Ученые выделяют больше 3 тысяч основных видов минералов, но наиболее распространены лишь 300. Изучением минералов занимается минералогия, а горные породы изучает петрография.
Типы горных пород
Горные породы являются частью земной коры. Их основная особенность – длительный и непростой процесс образования. В результате различных реакций, происходящих в земной коре, минералы вступают в химическое взаимодействие и образуют многообразие горных пород. В зависимости от происхождения горные породы делятся на несколько типов: осадочные, магматические и метаморфические.
Описание осадочных пород
Осадочные горные породы наиболее распространены в земной коре. Само название «осадочные» свидетельствует об особенностях их образования: данные соединения оседают на поверхности коры нашей планеты.
Они появляются в результате выветривания магматических пород, которые рассыпаются на кусочки и скапливаются в одном месте. Постепенно, под воздействием различных внешних сил, эти скопления приобретают новую структуру и затвердевают.
Осадочные породы делятся на несколько разновидностей. В основе деления лежит специфика процесса осаждения:
- обломочные – появляются после скопления в определенном месте кусочков магматических пород, перенесенных ветром;
- хемогенные – породы, которые образуются путем отделения от водных растворов;
- биохимические – минеральные породы, которые появляются благодаря деятельности микроорганизмов;
- биогенные – остатки растительных и животных организмов.
Нередко осадочные породы образуются в результате нескольких процессов, которые протекали в какой-либо очередности. Например, известняк имеет одновременно хемогенное, обломочное, биохимическое и биогенное происхождение. Осадочные породы широко используются в строительстве.
Магматические породы
Такие минеральные смеси образуются в результате того, что магма с мантии поднимается на поверхность земли, при этом на ней появляется вулканический рельеф. Магматические породы, осевшие в толще таким образом, имеют интрузивную структуру. Под воздействием ветра и осадков породы, под которыми скрывается магматический пласт, разрушаются и дают ему выйти на поверхность.
Данные горные породы отличаются плотной кристаллической структурой, которая сформировалась в результате охлаждения магмы. Если магма остывает медленно, внутри породы формируются крупные кристаллы. При быстром остывании происходит формирование скрытокристаллической породы.
Громадные глыбы магмы, поднимаясь и остывая в толще земли, образуют батолиты. Эти породы обычно состоят из гранита, в результате эрозии они нередко выступают на земной поверхности. В природе встречаются залежи батолитов, которые простираются на несколько километров.
Метаморфические породы
Когда на магматические или осадочные породы воздействуют высокие или низкие температуры, давление, они меняют структуру. В результате этого образуются метаморфические породы, залежи которых могут занимать как небольшие участки, так и огромные подземные территории. К метаморфическим породам принадлежат сланцы, которые образовываются из глины и почвы, и мрамор, формирующийся из известняка.
Горячая магма оказывает влияние на горные породы. Под влиянием высокой температуры меняются цвет, структура и химический состав минеральных соединений. Породы способны нагреваться не только под воздействием магмы, но и при трении движущихся плит и пластов.
Классификация минералов
Классификация минералов производится на основе состава:
- Самородные минералы, состоящие только из одного основного химического элемента. К ним относятся сера, золото, графит. Их насчитывается около 90 видов.
- Сульфиды. Так называются соединения, которые состоят из нескольких элементов, один из которых — сера. К сульфидам относят сфалерит и галенит. К этой группе принадлежит еще и пирит, который еще называется «золотом дураков», потому что соединение обладает блеском и характерным желтым цветом.
- Сульфаты. Данное название носят натуральные соли серы. Известно около 260 видов сульфатов, самые используемые среди них – гипс и барит. Последний выделяется своими способностями нейтрализовать вред рентгеновских лучей.
- Галоиды – группа минералов, которые образовались в результате химической реакции между галогенами и другими элементами. В состав этого вида входит около сотни минералов – все они являются осадками соленых озер и морей. Наиболее распространенный галоид – это хлорид натрия.
- Фосфаты. В группу входят соли фосфорной кислоты, которых насчитывается около 350 видов. Одно из наиболее популярных фосфатных соединений – бирюза. К этой группе причисляются и такие драгоценные камни, как апатит и пурпурит.
- Карбонаты. Под этим названием объединяют соли угольной кислоты. Среди них выделяется доломит. В Альпах есть массив, который почти полностью состоит из этого минерала. Горы называются Доломитовые Альпы. Под воздействием солнечного света они приобретают розовый цвет.
- Окислы – образуются при соединении оксидов с металлами. Ученые описали около 300 разновидностей этих минералов. К наиболее распространенным окислам относятся кремень, опал и александрит. Наиболее необычным видом этой группы можно назвать аметрин – довольно редкий драгоценный камень.
- Силикаты. Данная группа является наиболее многочисленной. В силикатах содержится алюминий и кремний. В состав этих минералов входят ионы железа, магния, натрий, калий и многие другие микроэлементы. К наиболее известным минералам группы относятся глины, полевой шпат, изумруд, турмалин, нефрит и др.
Использование этих природных соединений человеком
Горные породы и минералы сыграли огромную роль в развитии нашей цивилизации. Так, кремний был материалом для изготовления первых орудий труда. Из глины люди с давних времен изготавливали разные предметы. Не обходятся без этого полезного ископаемого люди и сегодня. Из глины делают строительные материалы, посуду и даже косметику.
Известняк, песок, глина, мел, гипс, мрамор нашли широкое применение в строительстве. Такие породы, как железистые кварциты, используют для получения чугуна и стали.
Некоторые минералы нашли свое применение в радиоэлектронике, оптике, химической промышленности и в космической отрасли.
Многие силикаты и окислы использовались для украшения аксессуаров и разнообразных атрибутов. Нефриты, изумруды, опалы, александриты используются для дорогих украшений, описание всех этих и других минералов встречаются в старинных книгах ювелиров.
К минералам относятся также самородные золото, серебро и платина. Сферы, в которых их применяют: ювелирное дело, электроника, машиностроение.