Магматические осадочные породы

Формирование магматических пород

Магма представляет собой жидкую расплавленную, чаще всего силикатную массу, образование которой происходит глубоко в недрах Земли. Оказавшись на поверхности, она застывает, образуя тем самым магматические горные породы или магматиты.

Рис. 1. Извержение вулкана

Состав магмы весьма разнообразен, и включает в себя внушительный список всевозможных химических компонентов, среди которых преобладает кремний, алюминий, магний, железо. В расплавленной массе присутствуют и летучие элементы: сероводород, хлор, водород, фтор. Также в состав магмы входит вода в парообразном состоянии.

При извержении вулкана происходит превращение магмы в лаву и потеря летучих газов. Остывая, она начинает кристаллизоваться, образуя твердые магматические породы. Они являются самыми твердыми и прочными на нашей планете, и называются первичными. К магматическим горным породам относятся:

  • гранит;
  • обсидиан;
  • базальт.

Помимо первичных магматитов, в природе существуют и вторичные породы: осадочные и метаморфические. Рассмотрим самые распространенные из них.

ТОП-3 статьикоторые читают вместе с этой

  • 1. Горные породы
  • 2. Метаморфические горные породы
  • 3. Осадочные горные породы

Классификация магматитов

В зависимости от того, в каких условиях протекает процесс остывания и загущения магмы, образуются различные по строению и свойствам магматиты:

  • Глубинные (плотные) породы – образуются только при равномерном и неспешном остывании магмы под воздействием очень высокого давления. При затвердевании магмы на больших глубинах происходит формирование горной породы с зернисто-кристаллической структурой.

Примеры магматических горных пород глубинного происхождения – граниты, сиениты, диориты.

В процессе остывания магмы на большой глубине крупнозернистые кристаллы настолько тесно срастаются между собой, как будто склеиваются самым крепким цементирующим составом. Такое плотное строение называется гранитным.

Рис. 2. Гранит

  • Излившиеся (пористые) породы – образуются вследствие неравномерного и относительно быстрого охлаждения магмы при невысоком атмосферном давлении. Это возможно в том случае, если магма в виде лавы излилась на поверхность земли или близко к ее поверхности. В таких условиях магма не успевает кристаллизоваться, и часто застывают в виде аморфного стекла. К наиболее распространенным излившимся горным породам относятся андезиты, базальты, риолиты.

Излившиеся или вулканические горные породы активно использовались в древности нашими предками. Так, из базальта древние египтяне изготовляли жертвенные фигурки и статуи, а ацтеки из обсидиана создавали острые и крепкие ножи.

Рис. 3. Базальт

Нефть

Нефть — это горная порода. Она относятся к группе осадочных пород вместе с песками, глинами, известняками, каменной солью и др. Мы привыкли считать, что порода — это твердое вещество, из которого состоит земная кора и более глубокие недра Земли. Оказывается, есть и жидкие породы, и даже газообразные. Одно из важных свойств нефти — способность гореть. Таким же качеством обладает и ряд других осадочных пород: торф, бурый и каменный уголь, антрацит. Все вместе горючие породы образуют особое семейство, получившее название каустобиолитов (от греческих слов «каустос» — горючий, «биос» — жизнь, «литое» — камень, т. е. горючий органический камень). Среди них различают каустобиолиты угольного ряда и нефтяного ряда, последние называются битумами. К ним-то и относится нефть.
Все каустобиолиты содержат углерод, водород и кислород, но в разном соотношении. В химическом отношении нефть — это сложная смесь углеводородов и углеродистых соединений, она состоит из следующих основных элементов: углерод (84-87 %), водород (12-14 %), кислород, азот и сера (1-2 %), содержание серы возрастает иногда до 3-5 %. В нефтях выделяют углеводородную, асфальто-смолистую части, порфирины, серу и зольную часть.
Главную часть нефтей составляют три группы УВ: метановые, нафтеновые и ароматические.
Метановые УВ (алкановые или алканы) химически наиболее устойчивы, они относятся к предельным УВ и имеют формулу CnH2n+2. Если количество атомов углерода в молекуле колеблется от 1 до 4 (СН4СН4Н10), то УВ представляет собой газ, от 5 до 16 (C5H16-C16H34) то это жидкие УВ, а если оно выше 16 (С17Н36 и т. д.) — твердые (например, парафин).
Нафтеновые (циклановые, или алициклические) УВ (CnH2n) имеют кольчатое строение, поэтому их иногда называют карбоциклическими соединениями. Все связи углерода с водородом здесь также насыщены, поэтому нафтеновые нефти обладают устойчивыми свойствами.
Ароматические УВ, или арены (СnНn), наиболее бедны водородом. Молекула имеет вид кольца с ненасыщенными связями углерода. Они так и называются — ненасыщенными, или непредельными УВ. Отсюда их неустойчивость в химическом отношении.
Асфальто-смолистая часть нефтей — это темноокрашенное вещество. Оно частично растворяется в бензине. Растворившаяся часть называется асфальтеном, нерастворившаяся — смолой. В составе смол содержится кислород до 93 % от общего его количества в нефтях.
Порфирины — особые азотистые соединения органического происхождения. Считают, что они образованы из хлорофилла растений и гемоглобина животных. При температуре 200-250оС порфирины разрушаются.
Сера широко распространена в нефтях и в углеводородном газе и содержится либо в свободном состоянии, либо в виде соединений (сероводород, меркаптаны). Количество ее колеблется от 0, 1% до 5 %.
Зольная часть — остаток, получающийся при сжигании нефти. Это различные минеральные соединения, чаще всего железо, никель, ванадий, иногда соли натрия.
К физическим свойствам нефтей относят плотность, вязкость, температуры застывания, кипения и испарения, теплотворную способность, растворимость, электрические и оптические свойства, люминесценцию и др.

Горная порода характеризуется как агрегат либо масса, состоящие из одного или нескольких продуктов видов минеральных веществ. Вещество может быть как мягким и рыхлым, так и консолидированным, твердым. Из горных пород различной массы и консистенции слагается земная кора. Изучением горных пород занимается наука петрография. Термин «горные породы» существует с 1798 года, он были предложен русским минерологом Василием Севергиным.

  • Магматические породы
  • Метаморфические породы
  • Осадочные породы

Виды горных пород

Магматические породы

Магматические горные породы, которые также называют магматитами, представляют собой конечный продукт деятельности вулканов (магматической деятельности). В процессе перехода расплавленной магмы в твердое состояние вещество кристаллизуется. Такие породы образуют геологические тела, обладающие разной массой и формой. Магматиты характеризуются различной структурой и составом, на этом и основывается их классификация.

Согласно классификации магматических пород по застыванию выделяют три их класса: вулканические, плутонические и гипабиссальные. Также данные породы подразделяются на отряды, подотряды, виды, семейства и разновидности. Причем разновидности ничем точно не регламентируются, и выделяются учеными лишь при необходимости.

В зависимости от того, на какой глубине происходит затвердевания магматической массы, выделяют три группы пород. Магматические породы также классифицируются по уровню залегания на:

  • Эффузивные
  • Интрузивные
  • Плутонические

Плутоническими называют породы, которые частично либо полностью образованы в нижнем слое земной коры. К таким породам относится, например, гранит, из которого сложены горные образования, расположенные на итальянском острове Сардиния.

Наиболее распространенными образцами эффузивных образований являются базальтовые плато – горизонтально расположенные базальтовые слои различной плотности и толщины. Эффузивными образованиями также являются натеки лавы, сформированные из вытекшей на поверхность магматической массы.

Интрузивные образования, которые иногда называют «плутоническими» или «плутонами», отличаются темной окраской, и характерной геометрией. Среди них различают батолиты — крупные плутоны, дайки – образования, имеющие трубчатую структуру и тонкие образования большой протяженности – жилы.

Кристаллы магматических пород и их размеры

Кристаллы данных пород могут иметь различные размеры и структуру. Некоторые из них можно увидеть невооруженным взглядом, мелкие же кристаллы можно обнаружить лишь при помощи специальных оптических приборов.

Структуру крупных кристаллов – тех, которые можно рассмотреть без приборов, называют фанеритовой. Образуются кристаллы с такой структурой в результате прогрессивного постепенного остывания магмы. Характерна для плутонов. Структура, которую можно изучить лишь с использованием микроскопа или лупы, называется афанитовой. Она являются характерной для гипабиссальных и вулканических пород. Образуется в результате стремительного остывания магматической массы.

Степень кристаллизации

Во многих магматических породах наблюдается присутствие (в различных соотношениях), как кристаллов, так и стекла, которое относится к некристаллическим веществам. Такие горные породы стеклокристаллическими. Но есть и породы, которые на 100% состоят из кристаллов. Их называют полнокристаллическими. Породы, состоящие исключительно из некристаллического вещества называют стекловатыми.

Полнокристаллические горные породы, как правило, являются плутоническими. Пример – монцонит. Стекловатые породы чаще всего имеют вулканическое происхождение, как, например, обсидиан. Интересно, что чем выше в породе содержание стекла, тем стремительнее остывала при ее образовании магма.

Магматические горные породы имеют разный минеральный состав. Среди них выделяют две основные группы: акцессорные минералы и породообразующие минералы. Как следует из называния, породообразующие минералы составляют большую часть горной породы. Акцессорные при этом составляют, как правило, всего 1-1,5% объема. Однако акцессорные минералы (в различных, часто минимальных количествах) присутствуют в составе породы всегда. Наиболее известные, часто встречающиеся акцессорные минералы это титанит, хромит, монацит, апатит, циркон.

Особенности состава магматических пород

Магматические породы обладают рядом характерных особенностей. Нормальный ряд пород характеризуется присутствием в составе полевых шпатов и кварца. Также для них характерно отсутствие темноцветных щелочных минералов и фоидов. Состав полевых шпатов характеризует состав магматической породы. Например, базиты содержат полевые шпаты, богатые кальцием, а кислые магматиты содержат богатые натрием плагиоклазы. Для кислых пород наиболее характерно присутствием минерала кварца.

Связь между составом и цветом магматических пород

Породообразующие минералы, которые богаты кремнием, как правило, имеют светлой окраской. Соответственно, чем больше в породе кремнозема, тем она светлее. Темноцветные материалы, содержащиеся в горной породе, подсчитывают в объемных процентах. Общий процент содержание называют цветным числом. Обоснованное предположение о составе горной породы можно сделать в результате визуального осмотра, основывающегося на подсчете цветного числа, определением структуры и текстуры. На основании этих сведений вывод о составе породы могут сделать не только ученые геологи, но и любители камня.

Метаморфические породы

Метаморфические горные породы — породы, образованные в результате процесса под называнием метаморфизмом. Процесс характеризуется изменения структуры горных пород под воздействием высоких температур давления.

Земная кора постоянно находится в движении, таким образом, осадочные и магматические породы подвергаются высокому давлению, воздействию высоких температур, а также воздействию растворов воды и газа. Под воздействием всех перечисленных факторов осадочные т магматические породы изменяются, образуются метаморфические породы.

Классификация метаморфизма

Существует несколько видов классификации процессов метаморфизма. Наиболее точная классификация приведена ниже. Метаморфизм бывает:

  • ударный (импактный);
  • дислокационный;
  • гидратации;
  • погружения;
  • нагревания.

Метаморфизм нагревания характеризуется циркуляцией водных растворов и увеличение давления.

Импактный метаморфизм – процесс, происходящий в результате падения метеоритов и мощных эндогенных взрывов.

Дислокационный метаморфизм характеризуется процессами тектонической деформации.

Изменения, которые происходят в результате нагревания, называют метаморфизмом нагревания.

В ходе взаимодействия водных растворов с горными породами происходит процесс, который называется метаморфизмом гидратации.

Метаморфические породы – формы залегания

Выше описано, что метаморфические горные породы образуются в ходе изменения магматических и осадочных пород. Вследствие этого формы залегания образующихся пород обычно совпадают с формами залегания исходных пород.

Если порода образовывалась в результате метаморфизма осадочных пород, то для них характерна пластовая форма. Если метаморфизму подвергалась магматическая порода, характерно залегание в виде покровов или интрузий.

От того, какого типа порода подвергалась изменению, зависит их название. Так, если изменялась осадочная порода, она получает приставку пара-. Если же она образована из магматической породы – то получает приставку орто-. Примеры – ортогнейсы и парагнейсы.

Метаморфические породы и их текстуры

Существует семь разновидностей текстур:

  • катакластическая;
  • плойчатая;
  • миндалекаменная;
  • полосчатая;
  • массивная;
  • сланцевая;
  • пятнистая.

Раздробление и деформация характерны для катакластической текстуры. Сланцевая текстура характеризуется большим распространением пластинчатых, чешуйчатых и листоватых минералов. Плойчатая текстура характеризуется наличием мелких складок, появляющихся под воздействием давления. Если породы чередуются по минеральному составу, то такая текстура называется полосчатой. Массивная текстура характеризуется отсутствием ориентировки минералов, из которых образована порода. Для миндалекаменной текстуры характерны агрегаты овальной и округлой форм.

Осадочные породы

Осадочные горные породы характерны для поверхностных слоев земной коры. Осадочными породами покрыто более трех четвертей поверхности суши. Данные породы существуют и образуются в результате различных процессов, таких, как выветривание, выпадение из воды осадка (химического и механического), жизнедеятельности организмов, разрушения пород.

Причем, образовываться такие породы могут как в результате одного из перечисленных процессов, так и в результате всех перечисленных факторов.

Основным исходным материалом при образовании осадочных пород служат образовавшиеся за счет разрушения ранее существовавших минералов минеральные вещества. Также материалом служат остатки всех типов пород — как магматических, так и метаморфозных и осадочных. Наука, изучающая осадочные горные породы носит название литология.

Именно в осадочных горных породах очень хорошо сохранились остатки вымерших организмов. По этим остаткам ученые успешно отслеживают и изучают историю развития планеты.

Именно из осадков образуются две крупные группы ОГН – механогенные и хемогенные. Механогенная группа включает в себя обломочные породы и глины. Осадочные породы образуются, в основном, в водных бассейнах, в приповерхностной части планеты и ее поверхности.

Основной и главной частью механогенных пород являются обломочные породы. Интересно, что до сих пор в науке отсутствует конкретное точное определение, что же означает «обломок». То же относится и к гальке, все существующие на сегодняшний день определения не являются точными.

Осадочные породы – самый распространенный на планете класс пород. Когда наука под названием литология только появилась, термин «осадочные породы» подразумевал обломки минералов и пород, а также их окатанные зерна. Однако на данный момент и этот термин также не является точным, потому что окатыши, например, обломками в прямом смысле этого слова не являются.

Генезис ОГП

Осадочные горные породы разделяются на три группы. Интересно, что термин ОГП объединяет три группы образований, которые практически не имеют существенных общих свойств. Исходя из этого и еще нескольких факторов, некоторые ученые считают, что СА термин ОГП является неточным определением и архаизмом. Это мнение также основывается на том, что, например, если скелеты планктонов можно отнести к «осадкам», то скелеты колониальных и донных кораллов уже точно к этой категории отнести нельзя. Таким образом, хотя они и есть в составе ОГП, но «осадками» не являются.

Классификация ОГП

Классифицируются осадочные породы по условиям и механизму образования (генезису). Эта классификация достаточно проста и состоит из четырех категорий:

  • хемогенные;
  • органогенные;
  • смешанные;
  • осадочные.

Катагинез осадочных пород

Стадия, на которой в осадочных породах происходят существенные изменения, называется катагинезом. Основные факторы, вследствии которых происходят такие изменения это вода (а также растворенные в воде компоненты газа и соли), давление, ультрафиолетовое излучение. Интенсивность изменений зависит от физических свойств пород и их состава.

Метагинез ОГП

Метагинезом осадочных пород называется стадия, на которой уплотнение пород достигает максимальных величин. На процесс метагинеза влияют те же факторы, что и на процесс катагинеза. Отличительная особенность одна – метагинез происходит при более высоких температурах (от 200 до 300 градусов Цельсия).

Добавить комментарий

Закрыть меню