Горные породы. Происхождение и классификация На

Горные породы. Происхождение и классификация

• На протяжении своего существования Земля прошла длинный ряд непрерывных изменений. Они вызываются процессами различными по скорости, по масштабности и по источникам энергии. Эти процессы перемещения вещества, видоизменяющие земную кору и поверхность Земли, называются геологическими или геодинамическими.

• Процессы, вызванные этими источниками энергии, называются эндогенными или процессами внутренней динамики. К ним относят: • 1. тектонические движения (колебательные и горообразовательные); • 2. магматизм; • 3. метаморфизм; • 4. землетрясения

• Эндогенные процессы коренным образом меняют характер земной коры и, в частности, ее поверхности; они приводят к созданию основных форм рельефа поверхности Земли – горных стран и отдельных возвышенностей, огромных впадин – вместилищ океанической и морской воды и др.

• Вторая группа процессов вызвана внешними источниками энергии и проявляется на поверхности Земли и их называют экзогенными

• 1. выветривание; • 2. влияние текучих поверхностных и подземных вод; • 3. влияние ледников и водно-ледниковых потоков; • 4. процессы в мерзлой зоне литосферы; • 5. влияние морей и океанов, озер и болот; • 6. гравитационные процессы; • 7. деятельность человека (техногенез).

Эндогенные и экзогенные процессы действуют одновременно и тесно связаны друг с другом

Горные породы – природная совокупность минералов более или менее постоянного минералогического состава, образующая самостоятельное тело в земной коре

• Горные породы классифицируют по происхождению (по генезису) и химическому составу. По происхождению выделяют магматические, осадочные и метаморфические породы по типу образования

Магматические горные породы подразделяют на интрузивные – глубинные и эффузивные – излившиеся

Интрузивные породы • образуются в недрах Земли в условиях высоких давлений и очень медленного остывания. Магма на глубине нескольких десятков километров от поверхности Земли находится под очень большим давлением, достигающим нескольких тысяч атмосфер, и обладает высокой температурой. (лакколит Аю-даг)

• В состав гранита входят такие породообразующие минералы, как полевые шпаты, кварц, из темноцветных силикатов – и реже роговая обманка.

• 1 фаза- биотит и роговая обманка (темные силикаты) (высокая т. пл. ) поэтому их кристаллы образуются еще в жидкой магме. • 2 фаза — кристаллизация кристаллов полевых шпатов, температура плавления которых ниже. При кристаллизации полевых шпатов в жидкой массе магмы уже существуют твердые кристаллы темноцветных силикатов. Вследствие этого кристаллы полевых шпатов могут «обрастать» кристаллы биотита или роговой обманки и включать их в себя. • 3 фаза — После кристаллизации силикатов порода окажется сформированной на 75— 80% объема. Кремнезем (Si. O 2 ) переходит в твердое кристаллическое состояние и превращается в кварц.

Эффузивные горные породы образуются при излиянии на поверхность земли расплавленной магмы. .

опал

Пирокластические породы

• Пирокластические (вулканогенные) осадки — осадки, сложенные преимущественно продуктами вулканической деятельности (наземной или подводной) • Вулканогенные отложения попадают в океан при выбросах обломков глубинных пород и минеральных зерен во время вулканических подводных извержений. • Сложены преимущественно продуктами наземной и подводной вулканической деятельности — скоплениями шлака, пемзы, лапиллей, вулканических пеплов и т. д. • Эти осадки встречены в любых климатических условиях, они широкими полосами окаймляют вулканы Тихого, Индийского и Атлантического океанов.

Типы основных магматических пород

Трубка взрыва — трубообразный канал, образовавшийся при прорыве газов и расплавленной магмы через пласты земной коры

кимберлит

• Под структурой (лат. structura — строение, расположение, порядок), подразумеваются те особенности строения горной породы, которые обусловливаются размером, формой и взаимными отношениями составных частей

• Пегматитовая (графитовая) структура характерна для пород, когда зерна одного минерала правильно ориентированы в теле кристалла другого минерала, при этом кристаллы обоих минералов взаимно прорастают друг в друга.

Текстура (лат. textura — ткань, строение, сплетение), определяется пространственным расположением минеральных зёрен, степенью сплошности породы.

Отдельность — характерные формы блоков, глыб и обломков, на которые делятся горные породы при естественном и искусственном раскалывании. . Параллелепипедальная отдельность

• Плитчатая • И • Пластовая отдельность

• Метаморфические горные породы – это магматические и осадочные горные породы, измененные температурой, давлением и химически активными веществами. Метаморфоза горных пород происходит под влиянием следующих факторов: • — давления, возникающего при горообразовательных процессах; • — повышения температуры, вызванного внедряющейся в литосферу магмой, горячих водных растворов и газов, несущих новые химически активные соединения; • — давления вышележащих горных пород.

Типы метаморфизма

• процессы метаморфизма как бы заключают цикл изменений, происходящих с горными породами.

Осадочные породы

*Осадочные горные породы (ОГП) образуются при механическом и химическом разрушении магматических пород под действием воды, воздуха и органического вещества. *ОГП – породы, существующие в термодинамических условиях, характерных для поверхностной части земной коры, и образующиеся в результате *переотложения продуктов выветривания и разрушения различных горных пород *химического и механического выпадения осадка из воды * жизнедеятельности организмов или всех трёх процессов одновременно.

Фоссилии (лат. fossilis — ископаемый) — ископаемые остатки организмов или следы их жизнедеятельности, принадлежащих прежним геологическим эпохам • Фоссилии: • а) трилобиты (морские членистоногие найденные в кембрийском, ордовикском, силурийском и девонском периодах) • б) окаменевшие растения

. . Процесс круговорота горных пород. .

• обломочные, химические и органические. • Обломочные горные породы образуются в процессах разрушения, переноса и отложения обломков горных пород. Это чаще всего каменистые осыпи, галечники, пески, суглинки, глины и лёссы.

• Осадочные породы химического происхождения – соли и отложения, образующиеся из насыщенных водных растворов • Они могут образовываться в смеси с обломочными и органическими отложениями.

• Железо-марганцевые конкреции образуются из коллоидных растворов и под действием микроорганизмов и создают шариковидные залежи железных руд и фосфоритовых руд

• Моренные суглинки и супеси. Эти породы отличаются неоднородностью состава: они представляют сочетание глины, песка и валунов различного размера.

• Покровные глины и суглинки — безвалунные, мелкоземистые породы. • Состоят преимущественно из частиц меньше 0, 05 мм в диаметре. • Окраска буровато-желтая, большей частью обладают мелкой пористостью. • Содержат больше элементов питания, чем описанные выше пески

• Латерит — Красноцветная кора выветривания. В странах с тропическим и субтропическим климатом широко распространены отложения третичного возаста с красноватой окраской, и сильно обогащенные алюминием и железом

Классификация осадочных горных пород. .

Текстура осадочных горных пород. . Под текстурой осадочной горной породы понимают черты строения, определяемые способом выполнения пространства, расположением составных частей и ориентировкой их относительно друга.

Текстуры поверхности формы микрорельефа, образующиеся в результате деятельности геологических факторов (ветер, вода).

• Конкреции и оолиты. • Конкреции – неорга-нические чаще округлые, включения в осадочных слоях, отличающиеся от окружающей породы своим составом • Примером очень маленьких конкреций являются оолиты

• Стилолиты (стилолитовые швы) — сильно извилистые, часто зазубренные зоны растворения в карбонатных породах, выполненные глинисто-углистым, реже рудным, веществом.

Внутрислоистые текстуры Наиболее распространены слоистые и массивные, реже связанные с жизнедеятельностью организмов, с оползневыми и другими явлениями (цветной каньон Египет ))

Массивная (беспорядочная или неслоистая) текстура • текстура характеризуется беспорядочным расположением в породе ее составных частей • Благодаря этому порода имеет одинаковые физические свойства в различных направлениях • При расколе образуются обломки неправильной формы (пески, псефиты и др. ).

• Слоистая текстура Горизонтальная слоистость — плоскости напластования • Косая слоистость — относится к числу широко распрост-раненных текстур обломочных пород. • Слои ориентированы параллельно другу чередованием слоев нескольких разностей осадочных пород. •

• Флюидальная текстура образуется, там, где уже «слежавшийся» полувязкий осадок, обычно со следами микрослоистости, подвергается механическому воздействию подводных (и наземных) оползней, сотрясений, сильного движения воды, смятию роющими животными или процессами замещения

Текстура замещения наблюдается при замещении одного минерала другим. Например, при замещении ангидрита гипсом или халцедоном и др.

• Процессы формирования осадочной горной породы • Процесс формирования осадочной горной породы называется литогенезом и состоит из нескольких стадий: • — образование осадочного материала; • — перенос осадочного материала; • — седиментогенез – накопление осадка; • — диагенез – преобразование осадка в осадочную горную породу; • — катагенез – стадия существования осадочной породы в зоне стратисферы; • — метагенез – стадия глубокого преобразования осадочной породы в глубинных зонах земной коры.

• Образование осадочного материала происходит за счет действия различных факторов — влияния колебаний температуры, воздействия атмосферы, воды и организмов на горные породы и т. д. Все эти процессы приводят к изменению и разрушению пород и объединяются одним термином выветривание механическое , когда раздробление пород происходит вследствие тектонических процессов, деятельности воды, ветра, льда, под влиянием силы тяжести и других причин.

• Химическое выветривание • связано с тем, что многие минералы, оказавшись у поверхности Земли, вступают в различные химические реакции. • Объём их при этом увеличивается, и горная порода разрушается • Основными факторами этого типа выветривания являются атмосферная и грунтовая вода, свободные кислород и углекислота, растворенные в воде органические и некоторые минеральные кислоты.

Перенос отложений

глетчер

Седиментогенез – накопление осадка

Диагенез – уплотнение осадка десятки — тысячи лет

Катагенез – породообразован е со сменой химико-минералогического состава осадка

Метагенез – уплотнение осадка, изменение структуры и минерального состава

Факторы литогенеза • Тектонические процессы • Климат • Рельеф • Жизнедеятельность животных и растительных организмов • Ггазовый состав атмосферы • Солевой состав и минерализация вод гидросферы • р. Н среды • Вулканической деятельности • Состав пород в областях питания и некоторые другие

• Тектонические колебательные движения способствуют трансгрессии и регрессии морских водоемов и, следовательно, перемещение береговых линий.

• В геосинклиналях средняя скорость накопления осадков выше, чем на платформах: 30 — 320 и 3— 13 мм за 1000 лет. • Скорость накопления осадков на равнинах ниже, чем в предгорьях, а в центральных частях океанических бассейнов — ниже, чем в прибрежных областях. • Максимальные мощности и скорости накопления осадков характерны для областей компенсированного прогибания.

Рельеф поверхности суши и дна водоемов

• Горные районы образуются и перемещаются крупные обломки — от мм до метров • Равнины — формируется мелкие обломки до доли миллиметра • При скорости течения равнинных рек до 0, 3— 0, 5 м/с переносится песок, алеврит, пелитовые частицы • Горные реки, скорость течения которых достигает 8— 10 м/с, способны переносить валуны и даже глыбы • В районах с сильно пересеченным рельефом накапливаются более крупнозернистые осадки, чем в пенепленизированных.

Морские условия: рельеф дна бассейна определяет характер распределения осадка • Пониженные элементы рельефа благоприятны для его накопления • Приподнятые — подвергаются размыву, при этом в первую очередь уносятся наиболее мелкие частицы, и вследствие этого происходит относительное обогащение осадка крупными частицами • При крутом уклоне дна (более 20— 30°) осадочный обломочный материал, не задерживаясь в прибрежной зоне, скатывается на глубину и отлагается на уступах или в зоне выполаживания рельефа дна.

климат • Климат определяется: • Интенсивностью солнечной радиации • положением участков поверхности Земли относительно Солнца • прозрачностью и составом атмосферы • гипсометрией суши и моря • соотношением площадей суши и моря • интенсивностью теплового потока Земли и др. • Все эти факторы в значительной мере определяются тектоническими причинами.

• три климатических типа литогенеза: • ледовый (низальный) • гумидный • аридный • аклиматический, вулканогенно-осадочный.

Ледовый тип литогенеза

Гумидный тип литогенеза

Аридный тип литогенеза

Аклиматический (вулканогенно-осадочный) тип литогенеза

Подводный вулканизм способствует образованию вулканогенно-кремнистых, вулканогенно-известняковых и других пород.

Жизнедеятельность организмов

Физико-географические условия в областях формирования осадочного материала и зонах осадконакопления варьируют в широких пределах. . • Температура на поверхности осадка колеблется в диапазоне от + 85°С (пустыни Африки и Южной Америки) до — 89, 2°С (рекордно низкая температура, занесена в книгу Гиннеса: Антарктика, Станция «Восток»; 21 июля 1983 г. , на высоте 3420 м).