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 веществ (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 горных пород, связанной с условиями образования, является ихслоистость и залегание в виде более или менее правильных геологических тел (пластов).

Метеориты

Метеори́т — тело космического происхождения, упавшее на поверхность крупного небесного объекта. Большинство найденных метеоритов имеют вес от нескольких граммов до нескольких килограммов. Крупнейший из найденных метеоритов — Гоба (вес которого, по подсчетам, составлял около 60 тонн)^[2]. Полагают, что в сутки на Землю падает 5—6 тонн метеоритов, или 2 тысячи тонн в год^[3]. Существование метеоритов не признавалось^[4] ведущимиакадемиками XVIII века, а гипотезы внеземного происхождения считались лженаучными. Утверждается, что Парижская академия наук в 1790 г. приняла решение не рассматривать впредь сообщений о падении камней на Землю как о явлении невозможном. Во многих музеях метеориты (в терминологии того времени — аэролиты) изъяли из коллекций, чтобы «не сделать музеи посмешищем»^[3][5]. Изучением метеоритов занимались академики В. И. Вернадский,А. Е. Ферсман, известные энтузиасты исследования метеоритов П. Л. Драверт, Л. А. Кулик и многие другие. В Российской академии наук сейчас есть специальный комитет, который руководит сбором, изучением и хранением метеоритов. При комитете есть большая метеоритная коллекция.

Наиболее часто встречаются каменные метеориты (92,8 % падений). Они состоят в основном из силикатов: оливинов (Fe, Mg)₂[SiO₄] (от фаялита Fe₂[SiO₄] до форстерита Mg₂[SiO₄]) и пироксенов (Fe, Mg)₂Si₂O₆ (от ферросилита Fe₂Si₂O₆ до энстатита Mg₂Si₂O₆). Подавляющее большинство каменных метеоритов (92,3 % каменных, 85,7 % общего числа падений) — хондриты. Хондритами они называются, поскольку содержат хондры — сферические или эллиптические образования преимущественно силикатного состава. Большинство хондр имеет размер не более 1 мм в диаметре, но некоторые могут достигать и нескольких миллиметров. Хондры находятся в обломочной или мелкокристаллической матрице, причём нередко матрица отличается от хондр не столько по составу, сколько по кристаллическому строению. Состав хондритов практически полностью повторяет химический состав Солнца, за исключением лёгких газов, таких как водород и гелий. Поэтому считается, что хондриты образовались непосредственно из протопланетного облака, окружающего Солнце, путём конденсации вещества и аккреции пыли с промежуточным нагреванием. Ахондриты составляют 7,3 % каменных метеоритов. Это обломки протопланетных (и планетных?) тел, прошедшие плавление и дифференциацию по составу (на металлы и силикаты). Железные метеориты состоят из железо-никелевого сплава. Они составляют 5,7 % падений. Железо-силикатные метеориты имеют промежуточный состав между каменными и железными метеоритами. Они сравнительно редки (1,5 % падений). Ахондриты, железные и железо-силикатные метеориты относят к дифференцированным метеоритам. Они предположительно состоят из вещества, прошедшего дифференцировку в составе астероидов или других планетных тел. Раньше считалось, что все дифференцированные метеориты образовались в результате разрыва одного или нескольких крупных тел, например планеты Фаэтона. Однако анализ состава разных метеоритов показал, что с большей вероятностью они образовались из обломков многих крупных астероидов. Ранее выделяли ещё тектиты, куски кремнистого стекла ударного происхождения. Но позже оказалось, что тектиты образуются при ударе метеорита о горную породу, богатую кремнеземом^[6].

7. Назовите и охарактеризуйте материалы из природного камня.

Неоднородность структуры отражается на свойствах горных пород. Так, излившиеся плотные породы - кварцевые порфиры по минеральному составу близки к гранитам, но более хрупки и менее стойки к резким колебаниям температуры. Значения прочности, пористости, волопоглощения близки к глубинным породам.

Излившиеся пористые породыобразовались при вулканических извержениях, когда на поверхность земли под большим давлением выбрасывались частицы раздробленной магмы вместе с парами и газами. Магма, быстро охлаждалась и удерживая газы при снижении давления, приобретала стеклообразное пористое строение.

Эти породы имеют малую среднюю плотность (750-1400 кг/м³), высокую пористость (45-70%), небольшую теплопроводность (0,15-0,35 Вт/(м.⁰C)), достаточную прочность (5-15 МПа и более), высокую морозостойкость (ввиду того, что большинство пор замкнутые). Среди прочих свойств следует отметить высокую долговечность, химическую активность, хорошие технологические свойства (легко обрабатываются, распиливаются, пробиваются гвоздями, шлифуются, но не полируются).

Осадочныегорные породы образовались в результате разрушения магматических (первичных) горных пород, которые находились на поверхности земли и подвергались процессам природного выветривания, т.е. сменам температур, увлажнению и высыханию, замораживанию и оттаиванию и другим атмосферным воздействиям. Продукты разрушения часто переносились водой на большие расстояния и отлагались. Так образовались рыхлыемеханические отложения. Часть их в дальнейшем подвергалась цементированию различными природными цементами и таким образом возникали сцементированные породы.

Некоторые осадочные породы – органогенные (органического происхождения) -образовались из крупных скоплений отмерших животных(зоогенные)и растительных(фитогенные)организмов (скелеты губок, кораллы, панцири, раковины, водоросли и т.д.).

Химические осадкиобразовались из концентрированных водных растворов солей, некоторые - за счет взаимодействия составных частей первичной горной породы с веществами, находящимися в окружающей среде.

Строение у осадочных пород более пористое, чем у плотных магматических. Характерная особенность строения - слоистость. По сравнению с плотными магматическими породами они имеют большую пористость, меньшую прочность; некоторые осадочные породы растворяются в воде, некоторые распадаются в воде на мельчайшие частицы.

Классификация горных пород по генетическому признаку

Основные группы горных пород

Магматические

Осадочные

Метаморфические

Глубин-ные

Излившиеся

Механические отложения

Химические осадки

Органогенные отложения

Видоизменен- ные магмати- ческие

Видоизменен- ные осадоч-ные

Плотные

Пористые

Рыхлые

Сцементи- рованные

Рыхлые

Сцементи-рованные

Граниты, сиениты, габбро, диориты

Базальты. порфиры, диабазы, андезиты

Вулка- ничес- кие пеплы, пемзы

Вулканиче ские туфы, лавы

Глины, пески, гравий

Песчаники, конгломе- раты, брекчии

Гипс, ангидрит, магнезит, доломиты, известняки, известковые туфы

Известняки, мел, ракушечник, диатомиты, трепелы

Гнейсы

Мраморы, кварциты, глинистые сланцы

Метаморфические горные породы образовались из магматических или осадочных в результате глубокого преобразования их под действием высоких температур, высоких давлений и химически активных веществ (растворов и газов). При этом менялся минеральный состав, строение, свойства, а иногда и химический состав исходной породы. Направленное давление вызывало деформацию кристаллов, образование сланцеватого (слоистого) строения и, как следствие, анизотропию свойств. Например, гнейс – слоистая порода, образовавшаяся в результате перекристаллизации гранитов при одноосном давлении. Минеральный состав у гнейса, как у гранита, но кристаллы ориентированы в одном направлении. Слоистость гнейса облегчает его добычу и обработку, но снижает стойкость к выветриванию.