Харисов Ринат Мансурович учебно-методический комплекс

Вид материала

Учебно-методический комплекс

Содержание Магматические горные породы Осадочные горные породы Метаморфические горные породы Магматические горные породы. Состав магматических горных пород Структуры и текстуры магматических горных пород Состав практического занятия Ультраосновные породы Основные породы Средние породы Породы повышенной щелочности. Щелочные породы Кислые породы Липариты (риолиты) Минеральный состав. Б) Эффузивные и жильные породы Состав практического занятия Осадочные горные породы Формы залегания осадочных горных пород. Состав осадочных горных пород ... Полное содержание

Подобный материал:

• И. Л. Литвиненко учебно-методический комплекс по дисциплине международный туризм ростов-на-Дону, 398.8kb.
• Учебно-методический комплекс умк учебно-методический комплекс общие основы педагогики, 974.02kb.
• А. Б. Тазаян Учебно-методический комплекс дисциплины "Логика" Ростов-на-Дону 2010 Учебно-методический, 892.49kb.
• И. Д. Алекперов учебно-методический комплекс дисциплины "информатика" Ростов-на-Дону, 952.05kb.
• А. Б. Тазаян Учебно-методический комплекс дисциплины "Юридическая логика" (для студентов, 1003.39kb.
• Учебно-методический комплекс подготовлен Юдиной А. С. Учебно-методический комплекс, 1284.72kb.
• Учебно-методический комплекс подготовлен Чернышовой В. Ю, старшим преподавателем Учебно-методический, 2409.97kb.
• Учебно-методический комплекс подготовлен Чернышовой В. Ю, старшим преподавателем Учебно-методический, 2174.24kb.
• Учебно-методический комплекс издательство тюменского государственного университета,, 2079.21kb.
• Л. Л. Гришан Учебно-методический комплекс по дисциплине «Аудит» Ростов-на-Дону, 2010, 483.53kb.

Часть 2. Горные породы


Горными породами называются естественные ассоциации минералов, возникшие в земной коре в результате затвердевания природных силикатных расплавов, накопления осадков и преобразования ранее существовавших горных пород в процессах метаморфизма.

Каждая горная порода образует в земной коре объемное тело (слой, массив, линзу, поток, покров и т.д.), имеет определенный вещественный состав и обладает специфическим внутренним строением.

Вещественный состав горных пород характеризуется химическим составом и минеральным составом. Валовый химический состав горных пород выражается в процентах содержания главных окислов Al₂O₃, SiO₂, FeO, Fe₂O₃, CaO, MgO, Na₂O, K₂O, H₂O. Однако при одном и том же химическом составе горные породы могут иметь различный минеральный агрегат. В связи с этим последний играет решающую роль при определении типа горной породы.

Если горные породы состоят преимущественно из одного минерала (дунит,кварцит, известняк, каменная соль), они называются мономинеральными, если же из нескольких (гранит, гнейс, обычная глина) - полиминеральными.

Внутреннее строение горной породы характеризуются структурой и текстурой.

Под структурой понимают особенность внутреннего строения горной породы, связанную со степенью кристалличности, абсолютными и относительными размерами минеральных зерен или обломков, слагающих породу их формой и взаимоотношениями.

Текстура породы – это особенность внешнего ее строения, определяемая характером размещения минеральных зерен, их ориентировкой и окраской.

Все основные характеристики горных пород (форма залегания, вещественный состав, внутреннее строение ) определяются их происхождением и преобразованием.

По условиям и способу образования все горные породы делятся на магматические(изверженные), осадочные и метаморфические.

Магматические горные породы возникают путем кристаллизации природных силикатных расплавов. Эти расплавы зарождаются как в верхней мантии, так и в земной коре. поднимаясь вверх они затвердевают внутри земной коры или на ее поверхности.

Осадочные горные породы образуются на поверхности земной коры из продуктов разрушения ранее образованных пород, а также из химических и органогенных осадков.

Метаморфические горные породы возникают в глубоких зонах земной коры путем коренного преобразования магматических, осадочных и ранее существовавших метаморфических пород под влиянием высоких температур и давлений, в результате которых не переходя в расплав , эти породы теряют первоначальный облик и приобретают новые особенности вещественного состава и внутреннего строения.

Магматические горные породы.


Образуются в земной коре из магмы в результате её остывания и кристаллизации.

Магма - расплавленная огненно-жидкая масса (чаще всего сили­катная, но бывает и сульфидная), содержащая также воду и летучие компоненты (фтор, хлор, углекислоту и др.)

Если магма застывает, кристаллизуется в глубинах земной коры, при медленном понижении температуры и в присутствии летучих компонентов то об­разуются интрузивные (глубин­ные) полнокристаллические, зернистые горные породы

Во время вулканических извержений, при выходе магмы на дневную поверхность в виде лавы образуются эффузив­ные (излившиеся) породы. В результате быстрого падения давления из лавы почти полностью уходят летучие компоненты, а быстрое остывание является причиной не полной кристаллизации, в результате чего наиболее характерными структурами основной массы являются афанитовая и стеклова­тая.

Субинтрузивные (полуглубинные) горные породы образуются в условиях достаточно быстрого охлаждения с минимальной потерей летучих компонентов. По строению они являются переходными от интрузивных к эффузивным. К ним можно отнести и жильные магматические горные породы – дайки, силлы, штоки, лакколиты и т.д.


Состав магматических горных пород

В качестве главных классификационных признаков магматических ( изверженных) пород используется их химический состав и условия залегания. По химическому составу, который во многом определяется содержанием кремнезема SiO₂, все магматические породы делятся на кислые, средние, основные и ультраосновные. Выделяют также ультракислую породу (пегматит).

Отношение K₂O+Na₂O /Al₂O₃ определяет щелочность породы. Если оно меньше единицы, то порода относится к нормальному ряду, если больше , то к щелочному.

Породы, для которых характерно значительное превышение щелочей над щелочными землями относятся к щелочным. Для приблизительного отнесения породы к одной из этих групп не обязательно проводить химический анализ, так как химический состав пород находит отражение в их минеральном составе. Чем больше в породе кварца, тем она становиться кислее; с увеличением количества темноцветных минералов (биотита, амфиболов, пироксенов, оливина)

Главными элементами, входя­щими в состав горных пород являются:

Элемент содержание: ат,% вес,%

Кислород (О₂) 58 47.2

Кремний (Si) 20 27.6

Алюминий (Al) 6.6 8.8

Железо (Fe) 2.0 5.1

Кальций (Cа) 2.0 3.6

Натрий (Na) 2.4 2.64

Магний (Mg) 2.0 2.1

Калий (К) 1.4 2.6

Водород (H₂) 3.0 0.15

Все остальные 2.6 0.21

Эти петрогенные элементы являются основными в составе главных породообразующих минералов.

Среди породообразующих минералов различают главные, второстепенные и акцессорные. Кроме того, выделяют первичные и вторичные мине­ралы.

Главные минералы слагают основную массу породы. Они делятся на светлоцветные (салические) богатые Si и AI минералы (полевые шпаты, кварц, нефелин) и темноцветные (мафические), богатые Mg и Fe (оливины, пироксены, амфиболы).

Второстепенные минералы могут присутствовать в породе в не­большом количестве (около 5%),

Аакцессорные - совсем редкие минералы (до 1%).

Первичные минералы образуются из магмы, а вторичные могут за­мещать первичные, если условия существования породы меняются (T C°, P и др.)


Структуры и текстуры магматических горных пород

Структура - это особенности строения горной породы. Она зависит от формы, размеров, взаимоотношений минералов в породе, от степени кри­сталличности.

Текстура показывает сложение породы, т. е. как минеральные агрега­ты распределены в пространстве.

Структура зависит от условий образования породы. Медленная кри­сталлизация интрузивных пород в недрах земли приводит к образованию полнокристаллических структур. Они могут быть крупнозернистыми (более 5 мм), средне зернистыми (2-5 мм), мелкозернистыми (менее 2 мм), равномерно зернистыми и порфировидными (если среди мелкозернистой массы выделяются крупные кристаллы).

Быстрая кристаллизация эффузивных пород из лав приводит к образо­ванию стекловатых, неполнокристаллических структур (порфировых, если в стекловатой массе выделяются вкрапления - порфировые выделения или фенокристы).

Текстуры у магматических пород могут быть массивными (у полно кристаллических, зернистых пород); флюидальными (у стекловатых эффу­зивных пород); миндалевидными (если есть пустоты, выполненные кальци­том, хлоритом и другими минералами).

По происхождению выделяются: интрузивные, эффузивные, жильные (или субитрузивные, гипабиссальные) горные породы.

Эффузивные делятся на кайнотипные (слабо измененные, поч­ти свежие породы) и палеотипные (сильно измененные, выветренные с раз­ложившимися первичными минералами).

Самыми распространенными процессами изменения магматических пород являются хлоритизация, серицитизаиия, каолинизация, эпидотизация, серииитизаиия и другие.

Можно классифицировать магматические породы и по другим призна­кам, например, по минеральному составу, но более подробно породы будут изучаться в курсах петрографии и литологии.


Состав практического занятия:

А) разделить предложенный каменный материал (20 – 30 образцов) на группы по генезису пород – интрузивные; субинрузивные; основности пород; по щелочности.

Б) определить (дать названия) наиболее характерным образцам.

В) детально описать один образец.


Ультраосновные породы


Содержат 40-45% SiO₂; присутствуют в большом количестве окислы железа и магния.

Минеральный состав: оливин, пироксен и роговая обманка, окраска пород темно-зеленая или буровато-черная.

Второстепенные и акцессорные минералы пород - хромит, магне­тит, ильменит, самородная платина и др.

Ультраосновные породы представлены интрузивными телами, среди них выделяют дуншпы (оливиновые), перидотиты (оливиновые с пироксенами), пироксениты (пироксеновые) и горнблеидиты (рогообманковые) горные породы. Оливиновые породы часто подвергаются вторичному процессу - серпентинизации и превращаются в серпентиниты.

К этой же группе относят кимберлиты, заполняющие алмазоносные трубки.

Основные породы

Содержание SiO₂ - 45-52%. Эти породы содержат до 45-50% темноцветных минералов. Цвет пород, в основном, черный до темно зелёного, зеленого.

Главные прородообразующие минералы: плагиоклазы (лабрадор, анортит), пироксены; редко - оливин, роговая обманка, биотит.

Второстепенными и акцессорными минералами являются хромит, апатит, магнетит, ильменит, пирротин, пентландит.

Интрузивными полнокристаллическими породами являются габбро, лабрадориты, анортозиты и другие.

Эффузивными - базальты,

Субинтрузивные (гипабиссальные) аналоги габброидов - диабазы, долериты, спилиты. Это плотные, мелкозернистые, иногда порфировые горные породы. Причем, диабазы - из­мененные породы, подверженные хлоритизации, эпидотизации, альбитизации и другим вторичным процессам. Эффузивные разновидности этой груп­пы пород более распространены, чем интрузивные.

Габбро и лабрадориты - хорошо полируются и поэтому применяются для облицовки зданий, для памятников.

Базальты и диабазы тоже можно использовать для строительных целей и в камнелитейной промышленности.

С интрузиями основных пород связаны месторождения титано-магнетитовых и медно-никелевых руд, а также проявления платины и платиноидов


Средние породы

Содержат 52-65% SiOj. Среди них выделяются породы нормальной щелочности, повышенной щелочности и щелочные.


Породы нормальной щёлочности

Минеральный состав таких пород - средний плагиоклаз (андезин), ро­говая обманка, биотит. Редко присутствуют пироксены и кварц.

Количество темноцветных минералов (роговой обманки и биотита) достигает 20%. Цвет их серый, зеленовато-серый.

Интрузивные породы представлены диоритами, кварцевыми диори­тами, излившиеся аналоги - андезитами. Излившихся пород в этой группе боль­ше, чем интрузивных.

Диориты - полнокристаллические, зернистые породы, состоящие из плагиоклаза (до 70 - 80%), роговой обманки и биотита. Акцессорными мине­ралами могут быть апатит, титанит, магнетит. Вторичными могут быть хло­рит (по роговой обманке и биотиту), эпидот, серицит (по плагиоклазу) и др. Кварцевые диориты содержат кварц (5 - 15%).

Андезиты - излившиеся породы с порфировой структурой, серого или красноватого цвета, для разностей, образовавшихся при подводных извержениях характерны оттенки зеленого цвета. Порфировые вкрапленники представлены плагиоклазом, основная масса полукристаллическая (афанитовая). Измененные андезиты - андезитовые порфириты - хлоритизированы, эпидотизированы, серицитизированы. Они имеют зеленоватый или красноватый (за счет окислов Fe) цвет.

Диориты и андезиты используют как строительный материал (об­лицовочная плитка, кислотоупорные покрытия, щебень).

С породами этой группы связаны месторождения меди, полиметаллов, золота.


Породы повышенной щелочности.


Отличаются от диоритов и андезитов присутствием калий-натриевых полевых шпатов.

Глубинными (интрузивными) породами являются сиениты.

Сиенит – бескварцевая, полнокристаллическая горная порода, состоящая существенно из щелочных полевых шпатов и одного или нескольких цветных минералов (особенно характерен амфибол), в ограниченных количествах присутствуют плагиоклазы – олигоклаз, андезин. При отсутствии плагиоклаза и наличии хотя бы в небольшом количестве цветного щелочного минерала порода называется щелочным сиенитом. Если присутствует нефелин, породу называют нефелиновым сиенитом, с небольшим количеством кварца – кварцевым сиенитом.

Второстепенные и акцессорные минералы - титанит, циркон, магнетит, апатит, ортит.

Излившиеся аналоги сиенитов - трахиты, шероховатые на ощупь, бе­лые, сероватые, желтоватые. Имеют порфировое строение. На фоне стекло­ватой массы выделяются вкрапленники полевого шпата Измененными (палеотипными) породами являются трахитовые порфиры, ортофиры (ортоклазовые порфиры) и др.

Породы этой группы применяются в качестве строительного и кисло­тоупорного материала.

С породами этой группы связаны медные, вольфрамовые, золоторуд­ные; магнетитовые месторождения.


Щелочные породы


Они содержат до 20% щелочей и мало кремнекислоты (40 -50%). Вме­сто Na полевых шпатов в этих породах содержится нефелин. Породы свет­лые. Распространены они мало, всего 0.4% от всех магматических пород.


Кислые породы


Содержат SiO₂ свыше 65%. Цвет пород серый, светло серый, до белого за счет присутствия большого количества светлых минералов.

Среди кислых пород наиболее распространены интрузивные (глубинные) разности - это в ос­новном, граниты и их разновидности.

Минеральный состав гранитов (средний): калиевый полевой шпат (30-40%), кислый плагиоклаз (10-20%), кварц (25-30%), слюды (биотит, мусковит) (5-10%), рого­вая обманка, реже пироксен. Акцессорными минералами являются апатит, магнетит, циркон, сфен, монацит, турмалин, топаз, флюорит и др. Вторичные минералы - серицит, каолинит, хлорит.

Граниты - светлые полнокристаллические породы, зернистого строе­ния. По размерам зерен они могут быть крупно-, средне- и мелкозернистыми. Есть также порфировидные граниты с крупными выделениями калиевого по­левого шпата, которые называются рапакиви. Граниты образуют батолиты и штоки различных размеров.

Липариты (риолиты) - излившиеся аналоги гранитов. Они имеют порфировую структуру: вкрапленники состоят из кварца и полевого шпата, а основная масса обычно стекловатая; с флюидальной текстурой. Кроме того, к излив­шимся породам относятся: обсидианы - стекловатые породы; пемзы - порис­тые.

Жильные породы этой группы представлены аплитами и пегматитами. Аплиты - мелкозернистые, светлые породы, а пегматиты - крупнозернистые жильные породы. В них часто присутствуют такие редкие минералы, как бе­рилл, сподумен, касситерит, минералы редких земель и др., т.к. образуются они из остаточного гранитного расплава, где собираются легколетучие и ред­кие элементы. Среди пород этой группы отмечаются и «письменные грани­ты» с закономерными прорастаниями кварца в полевом шпате при их одно­временной кристаллизации. С породами этой группы связаны месторождения полиметаллов, вольфрама, молибдена, редких элементов. Сами граниты ис­пользуются как строительный и облицовочный материал.


Примерный план описания магматических горных пород.


А) Интрузивные горные породы.

1. Цвет.

2. Цветное число (количество темноцветных минералов в %).

3. Текстура.

4. Структура. Здесь нужно уточнить размеры зерен, слагающих породу и выде­лить афанитовую (неразличимые зерна), мелкозернистую (зерна 0.5 мм), среднезернистую (0.5-1 мм), крупнозернистую (1-5 мм). Структура может быть равномерно-зернистой и неравномерно-зернистой (зерна разного разме­ра), а также графической, если видны закономерные прорастания кварца в по­левом шпате.

Минеральный состав. Назвать главные минералы, второстепенные, акцес­сорные и вторичные. Дать примерное % содержание главных минералов. Опи­сать каждый минерал, дать размеры зерен минерала, форму выделения и его диагности­ческие признаки, например, спайность, блеск, цвет и др.


Б) Эффузивные и жильные породы

1 . Цвет.

2.Текстура. Наиболее распространены текстуры эффузивных пород – массивная, полосчатая, слоистая, пятнистая, пузыристая. Миндалекаменная (если пустоты в породе заполнены опалом, халцедоном, карбонатами и др.), флюидальная, трахитовая.

3.Структура. Наиболее типичными для эффузивных пород являются порфиро­вая структура (если в мелкозернистой или скрытокристаллической основной массе находятся крупные кристаллы - порфировые вкрапленники) и офитовая (если вкраплеников нег).

4. Минеральный состав вкрапленников.

5. Характер распределения и количественные соотношения (в%) вкрапленников и основной массы.

6. Описание вкрапленников (размеры, формы зерен, диагностические признаки минералов).

7. Описание основной массы (цвет, наличие вулканического стекла).


Состав практического занятия:


А) Разделить предложенный каменный материал (20 – 30 образцов) на группы по генезису пород – интрузивные, эффузивные, жильные (субинрузивные), по основности пород, по щелочности.

Б) Определить (дать названия) наиболее характерным образцам.

В) Описать характерные образцы каждой разновидности пород.


Осадочные горные породы


Осадками называют продукты, отложенные на дне водоёмов и на поверхности Земли в результате физических, химических и биологических процессов, возникающих при взаимодействии атмосферы, гидросферы и биосферы с земной корой. Особую группу составляют осадки пирокластические, образовавшиеся из твёрдых выбросов вулканов (вулканического пепла, песка, лапилли, бомб).

Осадочные горные породы образуются в результате физического и хи­мического разрушения различных горных пород, осаждения продуктов раз­рушения механическим или химическим путями, В образовании некоторых осадочных пород участвуют животные или растительные организмы. По спо­собу образования осадочные породы делятся на: обломочные (кластические), хемогенные, органогенные, эффузивно-осадочные и породы смешанного происхождения.

В настоящее время осадочные по­роды занимают примерно три четверти поверхности земного шара. Из них на глинистые породы составляют - 53%; песчаные - 25,4%; карбонатные -20,8% и соли (эвапориты) - 0,8%.

В процессе своего образования осадочные горные породы проходят по­следовательно ряд стадий.

Экзогенное разрушение горных пород на поверхности Земли - выветривание.

Транспортировка (перемещения) разрушенного материала.

Седиментогенез (осаждение) обломочного материала.

Диагенеза, или литогенеза (уп­лотнения) осадков.

Эпигенеза (вторичного преобразования).


Формы залегания осадочных горных пород.

Осадочные горные породы чаще всего залегают горизонтальными пла­стами, в которых можно наблюдать слоистость, т.е. чередование пород, от­личающихся друг от друга по крупности зерен, по окраске, по составу мате­риала. Известно много разновидностей слоистости: параллельная (горизон­тальная), если накопление осадков происходило в спокойной обстановке; ко­сая, если отложение осадков сопровождалось воздушными или водными те­чениями; волнистая и т.д. На границах слоев иногда можно заме­тить следы ряби, течений, отпечатки следов животных, дождя, града и др.

В результате геологических процессов горизонтальное залегание на­рушается, и тогда осадочные горные породы образуют складки, линзы и дру­гие формы, например, шаровую отдельность, образующуюся вследствие рас­кола породы по кривым поверхностям.


Состав осадочных горных пород

Наиболее распространенные минералы осадочных горных пород - кварц, глинистые минералы (каолинит, гидрослюды, мон­тмориллонит), полевые шпаты, доломит, кальцит, глауконит, гидроокислы железа, марганца, алюминия, гипс, ангидрит, галоиды (галит, сильвин, кар­наллит) и т.д. Присутствуют также - слюды, рого­вая обманка и другие минералы исходных, в основном магматических, пород.

Кроме минералов осадочные горные породы часто со­держат окаменелые остатки организмов (части скелетов, раковин, листьев) или их отпечатки, по которым можно определять относительный геологиче­ский возраст осадочных отложений. На изучении ископаемых окаменелостей основано подразделение жизни Земли на геологические периоды и эры.

Состав осадочных горных пород зависит от многих факторов – климата, места накопления осадков, источника сноса продуктов осадконакопления и т.д.

Например: в условиях ледниковых и материковых пустынь образуются обло­мочные породы; в замкнутых водоемах жаркого климата - соли, в условиях теплого моря - коралловые известняки, фосфориты и т.д.

Климат и место осадконакопления влияют и на окраску осадочных горных пород: так, например, породы, образованные в холодном влажном климате(отложения болот и озер) имеют светло-серые, темно-серые, черные тона, породы жаркого влажного климата имеют красноватые цвета.

Но, в основном, окраска осадочных пород зависит от ее минерального состава (от окраски обломков и минералов, слагающих породу, от цвета це­мента):

- белые, светло окрашенные породы содержат кварц, карбонаты, суль­фаты, галоиды;

- темно - серые и черные цвета обусловлены примесью углистого ве­щества, солей марганца, сернистого (двухвалентного) железа;

- красные, розовые цвета связаны с присутствием в породе окислов железа;

- зеленые цвета, пород, зависят от присутствия закисного железа, глауконита, хлорита, малахита;

- желтые и бурые цвета - от присутствия лимонита.