Понятие о горных породах

Размещено на http://www.allbest.ru/

Казахский Национальный Университет имени аль-Фараби

Факультет географии и природопользования

Кафедра географии, кадастра и землеустройства

Дисциплина: «Геология»

на тему

«Понятие о горных породах»

Выполнила: студентка 2 к.

спец.: «география»

Шаймерденова Раушан

Проверил: Бейсеев А.О.

Введение

Горные породы, природные агрегаты минералов более или менее постоянного состава, образующие самостоятельные геологические тела, слагающие земную кору.

Горные породы представляют собой механические сочетания разных по составу минералов, в том числе и жидких. Процентное содержание минералов в горных породах определяет её минеральный состав. Форма, размеры, взаимное расположение и ориентация минеральных зёрен или частиц горной породы обусловливают её структуру и текстуру.

По происхождению горные породы делятся на три группы: магматические (изверженные), осадочные и метаморфические. Магматические и метаморфические слагают около 90% объёма земной коры, остальные 10% приходятся на долю осадочных пород, однако последние занимают 75% площади земной поверхности.

Среди осадочных пород важную роль играет песок.

Песок - мелкообломочная, рыхлая горная порода, состоящая из зерен (песчинок) кварца, других минералов и обломков пород, содержит примесь пылеватых и глинистых частиц. Песок является основным заполнителем в строительных растворах, для штукатурок. Широко применяется в строительстве, в стеклянной промышленности

Целью курсовой работы является: рассмотреть горные породы их свойства и многообразие и изучить свойства песка, как рыхлой горной породы.

В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:

- рассмотреть понятие горных пород и их классификацию;

- изучить свойства горных пород;

- дать характеристику рыхлым горным породам;

- изучить свойства песка, как рыхлой горной породы и его применение.

Горные породы и их многообразие. Понятие горных пород

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.

осадочный горный порода песок

Классификация горных пород

По происхождению горные породы подразделяются на:

1. Магматические породы.

2. Осадочные породы

3. Метаморфические породы.

Магматические горные породы (а. magmatic rocks, volcanic rocks; н. magmatische Gesteine; ф. roches magmatiques; и. rocas magmaticas) -- минеральные ассоциации, образовавшиеся в результате кристаллизации или затвердевания магмы. Магма затвердевает как на глубине, внутри земной коры, так и на поверхности после излияния. В зависимости от этого магматические горные породы делят на два главных класса:

интрузивные горные породы и эффузивные горные породы. Первые обладают полнокристаллической структурой и чаще всего массивной текстурой, вторые -- стекловатой и сравнительно редко полнокристаллической структурой (последняя, чаще всего, наблюдается в центральных частях покровов). Текстура излившихся пород часто флюидальная (со следами течения) и миндалекаменная, но иногда наблюдаются и другие текстуры. По содержанию кремнезёма магматические горные породы делятся на четыре группы: кислые (SiO2 64-78%), средние (SiO2 53-64%), основные (SiO2 44-53%) и ультраосновные (SiO2<44%). По содержанию (Na2О + К2О) выделены три ряда магматических горных пород: нормальной щёлочности, с повышенным содержанием щелочей (субщелочные) и щелочные. Последние выделены по появлению в них фельдшпатоидов и (или) щелочных темноцветных силикатов (пироксенов и амфиболов). Граничные значения (Na2О + К2О) между рядами магматических горных пород значительно варьируют в зависимости от принадлежности к той или иной группе. Сочетание группы и ряда определяет семейство магматических горных пород с определённым соотношением SiO2 и (Na2О + К2О). Выделены также натриевые, калиево-натриевые и калиевые серии магматических горных пород (по величине Na2О/К2О), кроме того, виды (по набору типоморфных и существенных минералов, их количественными соотношениям) и разновидности (термин свободного пользования).

Ультраосновные горные породы (дуниты, оливиниты, перидотиты) сложены оливином или оливином и пироксенами, в основных (пироксениты, габбро, базальт) к ним присоединяется кальциевый плагиоклаз. В кислых горных породах (граниты, риолиты, дациты) уменьшается содержание магнезиально-железистых и кальциевых силикатов и появляются щелочные полевые шпаты и кварц. В щелочных магматических горных породах наряду с перечисленными минералами появляются нефелин, лейцит, содалит и другие фельдшпатоиды (в ультраосновных, основных и средних магматических горных породах) и эгирин, арфведсонит (в кислых). Для многих щелочных магматических горных пород и тогда они называются агпаитовыми в отличие от миаскитовых. К магматическим горным породам примыкают некоторые из т.н. вулканогенных обломочных или вулканокластических горных пород: лавобрекчии (обломки лавы с лавовым цементом), туфолавы, автомагматические брекчии, пирокласты, тефры, игнимбриты. Магматические горные породы развиты во всех складчатых областях, в фундаменте платформ, на щитах, в современных океанах. Исходные для них магмы возникали в мантии или коре (океанской и континентальной). С группами и рядами магматических горных пород связаны определённые полезные ископаемые. Например, с кислыми магматическими горными породами -- руды олова, вольфрама, золота; с основными -- титаномагнетит, медные руды, исландский шпат, с ультраосновными -- руды хрома, платины, никеля, а с щёлочно-ультраосновными -- руды титана, фосфора, циркония, редкоземельных элементов. В геологической истории Земли происходит эволюция магматических горных пород в сторону увеличения разнообразия их формаций, а также смена примитивных магматических серий дифференцированными. Магматические горные породы могут использоваться как строительные (туфы, лабрадориты и др.), абразивные (пемза) и теплоизоляционные (пемза, перлит) материалы; как сырьё для извлечения ценных компонентов (например, алюминия из нефелиновых сиенитов).

Вулканогенные породы

При извержениях вулканов центрального типа лавы больше выбрасывается, чем изливается.

Осадочныегоные породы (а. sedimentary rocks; н. Sedimentargesteine, Sedimentgesteine; ф. roches sedimentaires; и. rocas sedimentarios, rocas de lecho sedimentario) -- горные породы, возникшие путём осаждения вещества в водной среде, реже из воздуха и в результате деятельности ледников на поверхности суши, в морских и океанических бассейнах. Осаждение может происходить механическим путём (под влиянием силы тяжести и изменения динамики среды), химическим (из водных растворов при достижении ими концентраций насыщения и в результате обменных реакций), а также биогенным (под влиянием жизнедеятельности организмов). В зависимости от характера осаждения осадочные горные породы разделяются на обломочные, химические и органогенные (биогенные).

Источником вещества для образования осадочных горных пород являются: продукты выветривания магматического, метаморфического и более древних осадочных пород, слагающих земную кору; растворённые в природных водах компоненты; газы, различные вещества, возникающие при жизнедеятельности организмов; вулканогенный материал (твёрдые частицы, выброшенные вулканами, горячие водные растворы и газы, выносимые вулканическими извержениями на поверхность Земли и в водные бассейны). В современных океанических осадках (красная глубоководная глина, ил и др.) и в древних осадочных породах встречается также космический материал (мелкие шарики никелистого железа, силикатные шарики и т.п.).

Кроме того, в составе осадочных горных пород, как правило, присутствуют органические остатки (растительного и животного происхождения), синхронные времени их образования, реже более древние (переотложенные). Некоторые осадочные горные породы (известняки, угли, диатомиты и др.) целиком сложены органическими остатками. Размер частиц (зёрен), их форма и взаимное сочетание определяют структуру осадочных горных пород.

Осадочные горные породы образуют пласты, слои, линзы и другие геологические тела разной формы и размера, залегающие в земной коре нормально-горизонтально, наклонно или в виде сложных складок. Внутреннее строение этих тел, обусловливаемое ориентировкой и взаимным расположением зёрен (или частиц) и способом выполнения пространства, называется текстурой осадочных горных пород. Для большинства этих пород характерна слоистая текстура: типы текстуры зависят от условий их образования (главным образом от динамики среды).

Образование осадочных горных пород происходит по следующей схеме: возникновение исходных продуктов путём разрушения материнских пород, перенос вещества водой, ветром, ледником и осаждение его на поверхности суши и в водных бассейнах. В результате образуется рыхлый и пористый, насыщенный водой, полностью или частично, осадок, сложенный разнородными компонентами.

Он представляет собой неуравновешенную сложную физико-химическую и частично биологическую систему, с течением времени постепенно превращающуюся в осадочную породу.

Классификация осадочных горных пород основана на их составе и генезисе. В связи с тем, что большинство пород полигенно, т.е. одна и та же осадочная порода может образоваться при различных процессах (например, известняки могут быть обломочными, хемогенными или органогенными), при выделении основных групп пород учитывается их состав. Различают свыше 10 групп осадочных горных пород: обломочные, глинистые, глауконитовые, глинозёмистые, марганцевые, железистые, фосфатные, кремнистые, карбонатные, соли, каустобиолиты и др. Кроме основных групп существуют породы смешанного состава -- переходные между обломочными и карбонатными, карбонатными и кремнистыми и т.п., а также вулканогенно-осадочные породы, представляющие собой смесь обломочно-осадочного материала и твёрдых продуктов выбросов вулканов (см. также Пирокластические породы). Более детальное подразделение в пределах выделенных групп проводится по структуре (размеру зёрен), минеральному составу и генезису.

По химическому составу осадочных горных пород отличаются от магматических пород гораздо большей дифференцированностью, широким диапазоном колебаний в содержании породообразующих компонентов, повышенным содержанием воды, углекислоты, органического углерода, кальция, серы, галоидов, а также высокими значениями отношения оксидного железа к закисному.

Среди осадочных горных пород преобладают глинистые (глины, аргиллиты, глинистые сланцы -- 48% на платформах, 49% в геосинклиналях), песчаные (пески и песчаники -- 23% на платформах, 23% в геосинклиналях) и карбонатные (известняки, доломиты и др. -- 29% на платформах, 28% в геосинклиналях). Соли составляют всего 2,8% на платформах и 0,3% в геосинклиналях.

Образование и размещение на поверхности Земли осадочных горных пород определяется главным образом климатическими и тектоническими условиями. Так, в областях гумидного климата (влажного и тёплого) образуются глинозёмистые, железистые, марганцевые породы и различные каустобиолиты; для аридных (засушливых) областей характерны отложения доломитов, гипса, галита, калийных солей, красноцветных пород; для нивальных областей (полярных и высокогорных) -- продукты физического выветривания, представленные различными обломочными породами. Влияние тектонического режима не менее важно. В геосинклиналях накапливаются мощные толщи осадочных горных пород, которые, как правило, характеризуются изменчивостью в пространстве и пёстрым (многокомпонентным) составом обломочного и другого материала, наличием пластов вулканогенно-осадочных пород и т.п. Наоборот, на платформах залегают небольшие по мощности толщи осадочных горных пород, часто с пластами, выдержанными в пространстве, с более однородным (однокомпонентным) составом обломочного материала и т.п. Условия осадконакопления в прежние геологические эпохи (особенно в течение фанерозоя) были близки или аналогичны современным. Поэтому распределение типов пород на поверхности Земли в древние геологические периоды позволяет восстанавливать палеогеографическую и палеотектоническую обстановку геологического прошлого.

Осадко- и породообразование -- процесс периодический; формирование сходных типов пород и их парагенетических ассоциаций (формаций) многократно повторяется во времени, что связано с периодическими (долговременными) изменениями климата и режима геотектонических движений. Наряду с этим наблюдается также постепенное изменение условий осадконакопления на протяжении всей истории развития земной коры. Эволюция осадконакопления связана с изменением состава вод Мирового океана, атмосферы, эволюцией органического мира, а также с изменением (увеличением) общего количества осадочных горных пород на поверхности Земли.

Осадочные горные породы составляют около 10% массы земной коры и покрывают 75% поверхности Земли. Основная их масса сосредоточена на материках (752 млн. км3), шельфах и континентальных склонах (158 млн. км3), тогда как на дно океанов приходится 190 млн. км3. В пределах материков около 20% объёма всех осадочных горных пород залегает на платформах и 48% в геосинклиналях. Свыше 75% всех полезных ископаемых, извлекаемых из недр Земли (уголь, нефть, соли, руды железа, марганца, алюминия, россыпи золота и платины, фосфориты, нерудные строительные материалы и др.), заключено в осадочных горных породах. Изучением осадочных горных пород занимается литология.

Метаморфические породы (а. metamorphic rocks; н. metamorphe Gesteine; ф. roches metamorphiques; и. rocas metamorficas) -- породы, подвергшиеся метаморфизму, т.е. изменившие минеральный состав или размер и текстуру агрегатов зёрен без существенного изменения химического состава (за исключением содержания Н2О и CO2) под воздействием флюидов, температуры и давления. Различают пара- и ортометаморфические породы, возникшие при метаморфизме осадочных и изверженных пород соответственно.Наиболее распространены метаморфические горные породы сланцеватой или полосчатой текстуры -- сланцы, гнейсы, хотя нередки и массивные породы, например мраморы, кварциты, роговики. Кроме того, широко развиты породы с катакластическими текстурами, возникшими при дислокационном или динамическом метаморфизме, -- разнообразные катаклазиты и милониты.

Состав метаморфических горных пород, как и их физико-механические свойства, варьирует в широких пределах. Различают метапелиты -- производные кислых осадочных и изверженных пород (аргиллитов, алевролитов, песчаников, гранитоидных вулканитов и интрузивных пород) и метабазиты -- производные основных осадочных и магматических пород. Особняком стоят карбонатные метаморфические горные породы -- мраморы, кальцифиры, карбонатные катаклазиты.

По характеру температурного воздействия различают регионально-метаморфизованные (низкий температурный градиент, огромные региональные объёмы метаморфические горные породы, возникших в сходных интервалах температуры и давления) и контактово-метаморфизованные горные породы (локально высокие температурные градиенты возле магматических тел, малые глубины, небольшие объёмы метаморфических горных пород, возникших в сходных интервалах температуры и давления, концентрическая зональность около интрузивных тел). Контактово-метаморфизованные горные породы, образованные за счёт глинистых и других алюмосиликатных горных пород, -- роговики, за счёт известняков -- мраморы, бокситов -- наждаки.Среди регионально-метаморфизованных пород выделяют различные типы метаморфических горных пород, характерные для определённых фаций метаморфизма. Это разнообразные сланцы от низкотемпературных хлоритовых и серицитовых до кристаллических сланцев различного состава, образованных в высокотемпературных условиях. Существенно роговообманково-плагиоклазового состава метабазиты называются амфиболитами. Гнейсы -- метапелитовые полосчатые породы высоких ступеней метаморфизма, близкие к гранитоидам по химическому составу. К метаморфическим горным породам высоких давлений (1500 МПа) многие исследователи относят эклогиты -- массивные существенно гранато-пироксеновые породы со значительным содержанием пиропа в гранате и жадеита в пироксене.

Заключение

Таким образом, признаков происхождения горные породы не имеют. Отсутствие признаков происхождения не позволяет составить алгоритмы их определения, компьютерные программы. Отсутствие признаков генезиса свидетельствует, что магматических, осадочных и метаморфических пород в природе нет. Это видимый мир геологии, или вымысел.

Размещено на Allbest.ru