3 Основы петрографии
Петрография – учение о горных породах.
Горные породы представляют собой совокупность минеральных агрегатов и бывают полиминеральными или мономинеральными.
Горным породам свойственно постоянство химического и минералогического состава и определенные условия залегания.
Горные породы, содержащие полезные компоненты, извлечение которых экономически целесообразно, считаются полезными ископаемыми.
Породы характеризуют по структуре, текстуре, минеральному составу, форме залегания и другим признакам.
Под структурой горных пород понимают совокупность признаков, обусловленных степенью кристалличности, абсолютными и относительными размерами и формой кристаллов, способом их сочетания между собой, а также внешними особенностями отдельных минеральных зерен и их агрегатов.
Текстура породы – это особенность внешнего ее строения, определяемая характером размещения минеральных зерен, их ориентировкой и окраской.
Форма залегания – это форма того объема, которые занимает в пространстве горная порода.
По происхождению горные породы подразделяются на:
Магматические (изверженные);
Осадочные;
Метаморфические.
Магматические породы
Образуются в результате кристаллизации при остывании магмы – природного силикатного расплава в недрах Земли, или магмы, излившейся на ее поверхность. Породы, которые образовались на глубине при остывании магмы, носят название интрузивных (внедрившихся, глубинных), а на поверхность – эффузивных (излившихся).
Структуры магматических пород подразделяются:
по кристалличности (полнокристаллические, неполнокристаллические, стекловатые);
по абсолютному размеру зерен (крупнозернистые – зерна крупнее 5 мм, среднезернистые – 2-5 мм, мелкозернистые – 0,1-2мм, тонкозернистые – менее – 0,1 мм);
по относительному размеру зерен (равномерно- и неравномернозернистые структуры).
Среди текстур изверженных горных пород различают массивную, пятнистую, пузыристую, миндалекаменную и флюидальную.
Основными породообразующими минералами изверженных магматических пород являются кварц, калиевые полевые шпаты, плагиоклазы, пироксены, амфиболы, слюды, оливин, нефелин. В зависимости от их содержания в породах породообразующие минералы подразделяют на главные (более 10 %), второстепенные (3-10 %) и акцессорные (редкие – менее 3 %).
Наиболее распространенными формами залегания магматических горных пород являются:
для интрузивных – батолиты, штоки, лакколиты, дайки, жилы;
для эффузивных – потоки, купола, покровы.
Формы залегания магматических пород изображены на рисунке 3.1.
Рисунок 3.1 – Формы залегания магматических горных пород
Осадочные породы
Возникли в экзогенных условиях (на поверхности Земли). Образовались в результате разрушения ранее образовавшихся пород магматического, метаморфического и осадочного генезиса.
Среди осадочных пород выделяют структуры: грубообломочную (псефитовую – обломки более 2 мм), песчаную (псаммитовую – обломки 2-0,1 мм), пылеватую (алевритовую – обломки 0,1-0,01 мм), глинистую (пелитовую – обломки менее 0,01 мм). Эти структуры характерны для механических (обломочных) пород.
Для пород химического и органического генезиса характерны крупнозернистые структуры – обломки более 0,25 мм; среднезернистые – 0,1-0,25 мм, мелкозернистые – 0,05-0,1 мм; тонкозернистые – 0,05 мм. По форме обломки могут быть равно- и разнозернистыми, оолитовыми, листоватыми, волокнистыми. Они могут быть окатанными, полуокатанными и угловатыми.
Основным текстурным признаком осадочных пород является слоистость, т.е. чередование слоев пород различной структуры, цвета и состава.
Различают слоистость горизонтальную (осадконакопление происходило в слоистых условиях) и косую, характерную для эоловых (перенесенных ветром) и речных (в условиях водных течений) отложений.
Главнейшими породообразующими минералами осадочных пород являются кварц, кальцит, каолинит, опал, гипс, слюда, минералы железа и др.
3.2.1 Обломочные породы
В зависимости от размера обломков, их формы и состояния выделяются различные грубообломочные породы (табл. 3.1)
Таблица 3.1 – Характеристика грубообломочных пород
Обломки |
Размер обломков, мм |
||
2-10 |
10-200 |
более 200 |
|
Неокатанные: рыхлые сцементированные Окатанные: рыхлые сцементированные |
Дресва
Гравий |
Щебень Брекчия
Галька Конгломераты |
Глыбы
Валуны |
Примером может служить брекчия – агрегат сцементированных угловатых обломков, и конгломерат, состоящий из окатанных обломков (гравий, галька, валуны), и связующего их цемента. Несцементированные обломки - гравий, галька, валуны – встречаются в долинах рек и озер, по берегам морей, в предгорных и горных областях, в ледниковых отложениях. Широко используются в строительстве.
3.2.2 Песчаные породы (псаммиты)
В зависимости от степени уплотнения они подразделяются на рыхлые (пески) и сцементированные (песчаники). По размеру зерен пески и песчаники делятся на грубозернистые (2-1 мм), крупнозернистые (1-0,5 мм), среднезернистые (0,5-0,25 мм), мелкозернистые (0,25-0,1 мм).
Пески и песчаники используются как строительные материалы.
3.2.3 Алевритовые породы
Являются переходным типом между псаммитами и глинистыми породами – пелитами. К ним относятся алевриты (рыхлые) и алевролиты (сцементированные породы) с размерами зерен от 0,1 до 0,01 мм.
К алевритам относятся лесс и лессовидные суглинки.
3.2.4 Глинистые породы
К глинам относятся породы, содержащие более 30 % частиц диаметром менее 0,005 м. Различают глины остаточные, т.е. оставшиеся на месте разрушения горных пород (кора выветривания) и переотложенные.
Глины – связные несцементированные горные породы, состоящие из каолинита, монтмориллонита и других глинистых минералов. При насыщении водой размокают и становятся пластичными.
3.2.5 Породы химические и органические
Возникают в результате различных химических процессов, а также жизнедеятельности животных и растительных организмов в водной среде и на суше (реже).
По химическому составу подразделяются на карбонатные (известняки-ракушечники, мел, известковые туфы, сталактиты, сталагмиты и т.п.), кремнистые (диатомиты, трепелы, опоки, яшмы), железистые (оолитовые железные руды, сидерит), каустобиолиты (торф, уголь, антрацит, битуминозные породы, нефть).