Горные породы

Горные породы[1] – природная совокупность минералов более или менее постоянного минералогического состава, образующая самостоятельное тело в земной коре. Земля состоит из горных пород. Считается, что термин «горная порода» в современном смысле впервые употребил в 1798 г. русский геолог, минералог и химик В.М. Севергин, известный своими пионерскими работами в различных отраслях геологических знаний: минералогии, учении о полезных ископаемых, геохимии и многих других (Первые основания минералогии, или естественной истории ископаемых тел, 1998 и др.).

Горные породы состоят из однородных или неоднородных минералов, соединенных твердо или рыхло, обладающих определенной структурой текстурой. Нередко горные породы 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.
• По происхождению горные породы подразделяются на: магматические, осадочные и метаморфические.
• Горные породы являются предметом изучения многих геологических наук – петрографии, петрологии, литологии и т.д.

↑Магматические горные породы

Магматические горные породы образуются из расплавленной магмы при ее остывании и затвердевании. Строение этих пород зависит от скорости остывания магмы. На глубине в земной коре она остывает медленнее, чем на поверхности. При этом образуются плотные горные породы с крупными кристаллами минералов. Их называют глубинными магматическими породами. К данной разновидности относится, например, гранит, имеющий зернистое строение (Рис. 1). Гранит (итал. granito – зернистый) – самая распространенная горная порода на Земле. Он состоит из кварца, калиевого полевого шпата, кислого плагиоклаза и слюды. В гранитном слое содержится разнообразие цветных, драгоценных и редких металлов. В океанической земной коре слой гранита отсутствует. Гранит широко применяется в хозяйстве, он используется как декоративный и строительный материал.

Магма, прорвавшаяся на поверхность по трещинам и разломам, застывает быстрее. Поэтому горные породы, образованные излившейся магмой, состоят из мелких кристаллов, их иногда трудно различить невооруженным глазом. Они обычно плотные, тяжелые, твердые. Примером такой горной породы может служить базальт (лат. basaltes – камень). Это наиболее распространенная на Земле вулканическая горная порода черного или темно-серого цвета. Это очень прочная кислотоупорная и железосодержащая горная порода. Данные ее свойства используются для изготовления кислотоупорной аппаратуры, изоляторов сильного электротока. Базальт в отшлифованном виде становится красивым облицовочным камнем.

Изливаясь по трещинам, магма создает обширные базальтовые пространства (например Средне-Сибирское плоскогорье). Наслаиваясь один на другой, эти покровы образуют ступенчатые возвышенности – траппы. Толщина этих покровов достигает сотен метров, а площади, занятые ими, – сотни тысяч квадратных километров. Кроме покровов, базальт образует нижний слой земной коры, в состав которого входит большое количество железа.

В том случае, если магма содержит много газов, она при излиянии вспенивается, газы улетучиваются, и образуется магматическая порода, которая имеет губчатое, пористое строение. К таким горным породам относится пемза. Она легкая и не тонет в воде. Вместе с тем пемза достаточно твердая и используется как шлифующий материал.

↑Осадочные горные породы

Осадочные породы, в отличие от магматических, образуются только на поверхности земной коры в результате оседания под действием силы тяжести и накопления осадков на дне водоемов и на суше. По способу образования осадочные горные породы делятся обычно на группы:

• а) обломочные. Они состоят из обломков различных пород. Происхождение их связано с процессами выветривания, перемещения обломков текущими водами, ледником или ветром и их накопления. При этом обломки дробятся, измельчаются, окатываются. В зависимости от размеров обломочные породы бывают крупно-, средне- и мелкообломочные. К горным породам такой группы относятся щебень (Рис. 2), галька, гравий, песок, глина. Многие из них используются как строительный материал;
• б) химические. Горные породы, относящиеся к этой группе, образуются из водных растворов минеральных веществ. Это оседающие на дно водоемов калийная и поваренная соль. Из воды горячих источников выпадает кремнезем. Многие из горных пород этой группы используются в хозяйстве. Например, калийные соли – сырье для получения калийных удобрений;
• в) органические, или органогенные (греч. organon – орган и genes – рождающий). К этой группе относятся осадочные породы, состоящие в основном из остатков растений и животных, накопившихся за миллионы лет на дне озер, морей, океанов. К таким породам относятся: горючие полезные ископаемые (газ, нефть, уголь, горючий сланец), фосфориты (фосфатный ракушечник, скопление костей), известняки (известняк, мел, ракушечник). Органические горные породы образуют многочисленные ценные полезные ископаемые, широко использующиеся в хозяйстве. Для этой группы осадочных горных пород характерна слоистая текстура. Между слоями можно найти остатки и отпечатки растений и животных.

Осадочные горные породы покрывают земную поверхность почти сплошь. Они составляют 70% толщи земной коры, образуя ее верхний слой, толщина которого может доходить до 25 км.

↑Метаморфические горные породы

Метаморфические называют породы, первоначально образованные как осадочные или магматические и претерпевшие изменения в недрах Земли (греч. metamorphomai – преображаюсь, подвергаюсь превращению). Вследствие воздействия высокого давления, температур и химических растворов в нижней части земной коры или в мантии происходит уплотнение, перекристаллизация, изменение структуры и текстуры горной породы без существенного изменения ее химического состава. При этом существенно преобразуется одна горная порода в другую, более стойкую и твердую, без ее растворения или расплавления. Например, известняк превращается в кристаллическую породу – мрамор, песчаник – в кварцит, гранит – в гнейс, глина – в глинистые сланцы. Метаморфические горные породы так же, как и магматические и осадочные, используются в хозяйстве. Например, железистый кварцит (Рис. 3) используется в качестве железной руды (Курская магнитная аномалия), а глинистые сланцы – как кровельный материал.