Общие сведения и классификация горных пород

Горные породы представляют природный агрегат одного (мономинеральные) или нескольких (полиминеральные) минералов или скопление обломков последних. Каждой породе свойственно известное постоянство химического и минерального состава, структуры, а иногда и условий залегания в земной коре. Изучением горных пород занимается наука петрография.

По своему происхождению горные породы делятся на три типа: магматические, осадочные, метаморфические. Осадочные породы располагаются непосредственно на поверхности Земли, покрывая собой в большинстве случаев магматические и метаморфические породы.

Магматическими (изверженными, эндогенными) горными породами называются горные породы, которые образовались в результате кристаллизации магмы при ее остывании в недрах Земли или на ее поверхности. В зависимости от условий, в которых происходило охлаждение и застывание магмы, горные породы делятся на интрузивные (глубинные) и эффузивные (излившиеся).

В земной коре магматические породы составляют 95 % общей массы горных пород. Магматические породы характеризуются особыми формами залегания и строения. Застывая на значительной глубине, магма образует массивные тела больших размеров – батолиты, лакколиты, штоки, а по трещинам пород, в которые она внедряется, также жилы, дайки. Эффузивные магматические породы образуют покровы, жилы. Классификация магматических пород, кроме деления на интрузивные и эффузивные, основана также на содержании в них кремнезема в пересчете на SiO₂. В зависимости от процентного содержания в магматических горных породах SiO₂ они делятся на: кислые (75-65 %); средние (65-52 %); основные (52-40 %); ультраосновные (менее 40 %).

Свойства пород зависят от особенностей их внутреннего строения и сложения в массиве.

Структура – особенность внутреннего строения породы, обусловленная формой, размерам, количественным соотношением ее составных частей – минералов. В магматических породах различают ряд структур, в частности: зернистые, типичные для глубинных пород полукристаллические (совместное нахождение кристаллов и аморфного стекла); стекловатые, типичные для излившихся пород и др.

Текстура (сложение) характеризует пространственное расположение частей породы в ее объеме. Для магматических пород характерны следующие текстуры: массивная – равномерное, плотное расположение минералов;полосчатая - чередование в породе участков различного минерального состава или различной структуры; шлаковая – порода, содержащая видимые глазом пустоты и т.д.

Осадочные горные породы образуются из различных осадков обломочного, органического, химического и смешанного состава. Несмотря на то, что осадочные породы составляют всего 5 % земной коры, земная поверхность на 75 % своей площади покрыта именно этими породами, в связи с чем, строительство и производится в основном на осадочных породах. Инженерная геология этим породам уделяет наибольшее внимание.

Характерными признаками осадочных пород являются слоистость и форма залегания.

Структуры осадочных пород очень разнообразны. Для рыхлых пород характерны обломочные структуры, для сцементированных пород – брекчиевидные. Породы, состоящие из хорошо сохранившихся окаменелых раковин, имеют биоморфную структуру; породы, состоящие из обломков скелетов организмов, имеют детритусовую структуру; структура пород химического происхождения, как правило, зернистая и т.д.

Текстура осадочных пород может быть массивной, слоистой, макропористой, кавернозной и др.

Существует много классификаций осадочных пород. В зависимости от условий образования осадочные породы подразделяют на следующие группы: обломочные, органогенные, хемогенные и смешанного происхождения.

1 Обломочные породы. Породы обломочного происхождения состоят из продуктов механического разрушения магматических и метаморфических пород, а также ранее образовавшихся осадочных пород.

По происхождению обломочные породы могут быть морскими, озерными, речными, ледниковыми, эоловыми (ветровыми) и др.

Кроме этого обломочные породы разделяют на рыхлые и сцементированные. Рыхлые обломочные породы в природных условиях могут подвергаться цементации за счет веществ, выделяющихся циркулирующих водных растворов; в поры может вносится пылеватый и глинистый материал. Цемент по своему составу может быть кремнеземистым, железистым, известковым, глинистым и др.

Классифицируют эти породы по размерам обломков, степени их окатанности, цементации, минералогическому составу.

2 Хемогенные породы. Образовались в результате выпадения солей из водных растворов либо в результате химических реакций, происходящих в земной коре. Они подразделяются на следующие группы: карбонатные, кремнистые, галоиды, сернокислые и др. К таким породам относятся различные известняки, доломит, ангидрит, гипс, каменная соль и др.

3 Органогенные породы. Образуются в результате накопления остатков организмов и растений на дне водоемов. Наиболее распространенными из них являются известняки, диатомит, клаустобиолиты (торф, уголь) и др.

4 Породы смешанного происхождения. Довольно широко распространены у поверхности земли. Образуются частично из обломочного материала, а частично из органогенного или хемогенного. Наиболее распространенной породой смешанного происхождения является мергель.

Метаморфические породы образуются в земной коре из осадочных и магматических пород под воздействием значительного давления, высоких температур и химически активных веществ (газов, паров, растворов).

В результате проявления метаморфизма изменяется минералогический состав пород, их структура и текстура, а тем самым и свойства первоначальных пород. Различают два основных типа метаморфизма горных пород: контактовый, протекающий под действием тепла, выделяющихся растворов и газов из магмы, внедрившейся в толщу осадочных пород, и глубинный, или региональный, происходящий в глубоких зонах земной коры под влиянием значительного давления и высоких температур.

При метаморфизации присущие магматическим и осадочным породам формы залегания нередко сохраняются, но резко изменяется минеральный и химический состав, текстура и структура.

Типичными контактово-метаморфическими породами являются роговики, скарны. В результате проявления регионального метаморфизма образуются различные кристаллические сланцы, кварциты, мраморы, гнейсы и др.