Реферат: Характеристика магматических горных пород. Магматические породы реферат

Читать реферат по геологии: "Магматические горные породы"

(Назад) (Cкачать работу)

Функция "чтения" служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!

МАГМАТИЧЕСКИЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ ОГЛАВЛЕНИЕ

Определения, обозначения и сокращения

Введение

. Общие сведения о горных породах

. Происхождения и классификация магматических пород

. Структура и текстура магматических пород

.1 Отдельность магматических пород

. Характеристика главнейших представителей магматических пород

.1 Кислые породы

.2 Средние породы

.3 Основные породы

.4 Ультраосновные породы

Заключение

Список использованных источников ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ, СОКРАЩЕНИЯ В данном реферате используются следующие определения, обозначения и сокращения:

магматические горные породы - породы, которые образовались в результате кристаллизации магмы в недрах земли и на ее поверхности;

объемный вес - это вес единицы объема, характеризующий инженерно-геологические свойства и структуру грунта, кг/м3;

прочность - свойство материала сопротивляться, не разрушаясь, внутренним напряжениям и деформациям, возникающим под действием нагрузки или других факторов, МПа;

структура - особенность внутреннего строения породы, обусловленное формой, размерами и количественным соотношением ее составных частей;

текстура - характер расположения составных частей пород в пространстве, внешнее сложение. ВВЕДЕНИЕ В данном реферате мне поручено подробно раскрыть о том, что такое магматические породы, ясно изложить их классификацию по происхождению и пояснить причины различия текстуры и структуры пород. Также мне поручено определить и пояснить различия между видами структур и текстур; далее будет дана дифференциация магматических пород по их химическому составу, а конкретнее: по содержанию двуокиси кремния. В итоге, мне нужно дать примеры основных представителей различных видов магматических горных пород и дать им характеристики. 1. Общие сведения о горных породах

магматический горный порода

Горные породы представляют собой минеральные агрегаты. Каждой породе свойственно большее или меньшее постоянство химического и минерального состава и структуры, а иногда и определенные условия залегания. Горная порода может состоять почти из одного минерала. В этом случае она называется мономинеральной, например кварцит состоит из кварца. Более широко распространены полиминеральные породы, состоящие из нескольких минералов, например гранит, в состав которого входят полевой шпат, слюда, кварц. Горные породы в отличие от минералов не имеют химических формул и оцениваются валовым химическим анализом. Например, химический состав базальта характеризуется следующими окислами: Si02 -от 49% до 52%, AI2O3 - от 10 до 14%, Fe203 - от 4 до 14%, СаО - от 8 до 10% и т. д.

В настоящее время известно около 1000 видов горных пород, которые по своему происхождению делятся на три типа: магматические, осадочные и метаморфические. Земная кора сложена из этих пород, магматические и метаморфические занимают основное место - 95% от общей ее массы. На поверхности земли наибольшее распространение имеют осадочные породы. В зависимости от состава исходной магмы, от режима ее охлаждения, от различных условий, связанных с передвижением и взаимодействием с окружающими породами, формируются магматические горные породы различного состава и строения. 2. Происхождение, и классификация магматических пород Магматические породы состоят из 600 различных видов и разновидностей. Они образуются в результате застывания расплавленной магмы. Магма возникает в недрах земли и представляет сложный силикатный расплав, насыщенный различными газообразными веществами и парами воды.

Расплавленная магма, прорываясь по трещинам земной коры, в одних случаях застывает в ее недрах, что приводит к образованию глубинных пород (рисунок 2), в других случаях она достигает поверхности земли, разливаясь потоками лавы и дает начало излившимся (эффузивным) породам, которые являются аналогами глубинных (интрузивных).

Глубинные породы образуются в недрах земли. Условия остывания магмы в глубине и на поверхности земли резко различны. Глубинные магматические породы образуются в условиях высокого давления, медленного и равномерного остывания. В этом случае происходит полная раскристаллизация магмы и образуются плотные, массивные, полнокристаллические породы типа гранита, габбро, которые залегают крупными массивами. Образовавшиеся таким образом глубинные породы будут полностью закристаллизованы.

Рисунок 1- Схема образования магматических пород из магмы: 1-глубинных; 2-излившиеся

Излившиеся магматические породы формируются в виде лавовых потоков на поверхности земли. Это происходит при низком давлении и температуре, при быстрой отдаче тепла и газовых компонентов. При таких условиях кристаллизации возникают породы с обилием аморфного стекла, часто с большой пористостью. Например, базальт, пемза. Излившиеся породы, образовавшиеся в палеозойскую эру и раньше, называют древними, а в более позднее время - молодыми.

Классификация магматических пород, кроме деления их на глубинные и излившиеся, основана на содержании в них кремнезема, т. е. двуокиси кремния - Si02. Таблица 1 - Классификация магматических пород

Разделение магматических. пород по содержанию Si02 имеет практическое значение: с уменьшением содержания Si02 в глубинных породах возрастает удельный вес, понижается температура плавления, породы лучше поддаются полировке, окраска изменяется от светлой до темной. Изменяется также и минеральный состав в сторону уменьшения количества кварца и увеличения пироксенов, окраска изменяется от светлой до темной.

В состав магматических пород входит большое число минералов. Основное место занимают полевые шпаты, амфиболы, пироксены, кварц и слюды. Это первичные минералы, образовавшиеся в процессе кристаллизации магмы. Кроме того, в магматических породах, особенно в наиболее древних, могут присутствовать вторичные минералы (карбонаты, глинистые минералы), которые возникли из первичных минералов в процессе выветривания. Их количество может служить показателем степени выветрелости пород. Выветрелость может быть очень значительной, например, вплоть до превращения гранита в «гнилой камень». 3. Структура и текстура магматических пород

Рисунок 2 - Полнокристаллическая структура гранита Свойства пород зависят от особенностей их внутреннего строения и сложения в массиве. В связи с этим возникает необходимость изучения их структуры и текстуры.

Под структурой подразумевают особенности внутреннего строения породы, обусловленные размерами, формой и количественным соотношением ее составных частей - минералов. В магматических породах по степени их кристалличности различают: 1) зернистые (полнокристаллические) структуры, типичные для глубинных пород; 2) полукристаллические структуры (совместное нахождение кристаллов и аморфного стекла) и 3) стекловатые, типичные для излившихся пород (рисунок 3).

По величине кристаллов структуры делят на: 1) крупнозернистые - более 5 мм; 2) среднезернистые - 5-1 мм и 3) мелкозернистые - менее 1 мм.

Для излившихся пород, кроме стекловатой, характерна также порфировая структура. В

referat.co

Реферат: Магматические горные породы

Когда магма прорвалась на поверхность

Гранитная магма, как никакая другая, содержит много кремне­зема (до 70—75%), поэтому она вязкая и с больших глубин только изредка прорывалась на поверхность. Вот почему вулка­нические породы, образовавшиеся из гранитной магмы, рас­пространены гораздо меньше.гранитов и на поверхности встре­чаются довольно редко. По данным профессора С. П. Соловьева, вулканические породы, возникшие из гранитной магмы, зани­мают всего 13,5 % от площади распространения магмати­ческих пород в нашей стране, тогда как на долю гранитов — пород, застывших на глубине, приходится 48,6 %. В геологии такие лавы называют «кислыми». Название это, конечно, не отра­жает их вкусовых качеств. Оно связано с высоким содержанием .

кремнезема в лавах. Его настолько много, что он не только насыщает все основания, но и остается в избытке в виде свобод­ного кремнезема (чаще всего кварца). А кварц можно рас­сматривать как ангидрид кремневой кислоты.

Другая очень важная особенность кислых лав — неболь­шое количество магния и железа, т. е. элементов, характерных для темноокрашенных минералов. К тому же железо и магний значительно тяжелее кремния, алюминия, калия, натрия и других элементов. Этим объясняется светлая окраска кислых вулкани­ческих пород и их сравнительная легкость.

Когда в геологической литературе речь идет о кислых вулка­нических породах, часто встречается слово «порфир». Оно не имеет отношения к порфире — пурпурного цвета мантии, одевав­шейся монархами в торжественных случаях. Но косвенная связь здесь есть и заключается она в том, что некоторые вулка­нические породы окрашены так же ярко, как и пурпурная ман­тия. Нужно еще добавить, что порфиры, как и огромное боль­шинство вулканических пород, обладают характерной структу­рой (строением), которую называют порфировой.

В кислых вулканических породах в виде отдельных кристал­лов (вкрапленников) чаще всего видны кристаллы серого кварца и прозрачного полевого шпата с блестящими гранями. Такие породы называют липаритами. Если вулканические породы пережили сложную историю и «состарились», что запе­чатлено в потускневших вкрапленниках полевого шпата, тогда их называют кварцевыми порфирами.

Не только кислые, но и другие вулканические породы принято делить на «юные», еще не затронутые «превратностями» геологической жизни, и «старые», перекрытые более молодыми толщами и изменившиеся под действием циркулировавших по ним подземных растворов.

Нередко случается, что лава настолько быстро застывает, что атомы и группы атомов не успевают собраться в постройки с правильным внутренним строением — кристаллы. Тогда в застывшей лаве сохраняется неупорядоченное строение, свойст­венное жидкости. Получается вулканическое стекло, которое,

по существу, представляет собой переохлажденную, чрезвычайно вязкую лаву.

На примере вулканического стекла легко проследить связь между внутренним строением горной породы и ее свойствами. В отличие от кристаллов с их правильным расположением ионов или других элементарных частиц и соответственно способностью раскалываться вдоль некоторых плоскостей (вдоль которых внутренние силы слабее всего) стекла лишены этого свойства из-за неупорядоченного внутреннего строения. Вот почему при ударе они разбиваются на куски неправильной формы с гладким изломом и острыми краями. Эта особенность вулканического стекла была очень хорошо известна первобытно­му человеку и широко использовалась при изготовлении оружия и орудий труда.

В кислой магме растворено много различных газов. Когда магма подходит к поверхности и внешнее давление сильно уменьшается, из расплава начинается бурное выделение газов. В одних случаях они только вспенивают лаву, и тогда после застывания образуется очень пористая вулканическая порода — пемза, своего рода каменная пена. Пустот в ней так много, а ка­менные перегородки настолько тонкие, что пемза становится необыкновенно легкой. Ее средняя плотность меньше единицы, и она плавает в воде. Небезынтересно, что кубический метр пемзы имеет массу всего 300—350 кг, тогда как такой же объем плотной лавы — не менее 2,5 т. Перегородки, разделяющие поры в пемзе, состоят из вулканического стекла и, значит, достаточно крепкие, с режущими краями. Поэтому пемза издавна используется как абразив для обработки дерева, кожи и других не очень твердых материалов.

Нередко при извержении вулкана давление газов настолько велико, что лава распыляется, а застывшие участки ее дро­бятся на глыбы и куски. Этот обломочный материал вулканического происхождения может выбрасываться на вы­соту нескольких километров. Глыбы и крупные обломки падают около места взрыва, а мелкий материал в виде вулканического стекла и пыли подхватывается ветром и уносится за сотни и

даже тысячи километров. Таким путем из обломочного мате­риала вулканического происхождения образуются своеобразные породы. По природе каменного материала они сходны с вулкани­ческими породами, а по способу накопления напоминают осадочные. Общее название таких пород — пирокластические, что в переводе с древнегреческого означает состоящие «из обломков огненного происхождения». Сначала это рыхлый мате­риал, а когда он слежится и сцементируется, возникнут плот­ные породы. Их называют вулканическими туфами.

Пирокластические породы очень разнообразны, и среди них есть и такие, которые по внешнему виду похожи на лавы. Всего лишь несколько десятков лет назад была раскрыта тайна проис­хождения огромных толщ горных пород, встречающихся в Армении, Средней азии, на Дальнем Востоке, Северном острове Новой Зеландии, в Северной Америке и других местах. Удивля­ло, что эти породы, принимавшиеся за кислые лавы, занимают огромные площади в тысячи квадратных километров, а их мощ­ность измеряется многими сотнями метров. А ведь хорошо из­вестно, что кислая лава вязкая и не способна растекаться на большие расстояния. Детальное изучение таких толщ показало, что они образовались при мощных взрывах газонасыщенной лавы, ее капли и кусочки падали на поверхность Земли в пластичном состоянии и спаивались в компактную одно­родную массу. «Сваренные» туфы назвали нгнимбритами, что в переводе с латинского означает «образованные огнен­ным ливнем».

Игнимбриты возникли при особого рода вулканических извержениях, когда над земной поверхностью в потоках раска­ленного газа неслись капли и куски пластичной лавы.

Игнимбриты — прекрасный естественный строительный ма­териал. Они легко поддаются скульптурной обработке, у них удивительно красивая расцветка — на красном, оранжевом и ко­ричневом фоне во многих .местах видны черные пятна. Игнимбриты ты нашли широкое применение в строительстве. В столице Армянской ССР Ереване можно любоваться новыми широкими улицами и проспектами, застроенными оранжево- и коричнево- красными многоэтажными домами из игнимбритов. Особенно красив ансамбль зданий на площади им. Ленина, впитавший в себя традиционные особенности древней армянской архи­тектуры. Игнимбрнты использованы и в облицовке Московского государственного университета.

Декоративными бывают и кислые лавы, тогда они служат прекрасным материалом для изготовления художественных изде­лий. На Урале, в окрестностях старинного города Невьянска, у села Аятское издавна добывают нарядный камень. Камнерезы назвали его аятским порфиром. Он широко использовался Петергофской и Екатеринбургской гранильными фабриками. Цветная палитра аятского порфира удивительно разнообразна: здесь светло-зеленый камень с белесоватыми прожилками, желтоватый с зелеными пятнами, зеленый с черными крапинка­ми, черный, дымчатый и т. д. По своей природе аятский камень — кварцевый порфир, его декоративная внешность создана круп­ными вкрапленниками сероватого и желтоватого полевого шпата и секущими породу каменными цветными минеральными жилами.

Гранитная магма, застывая на глубине, превращается в гра­ниты. Они необыкновенно широко распространены. В совре­менном строительстве гранитам принадлежит очень большая роль. Достаточно, например, указать, что на облицовку новых московских мостов потребовалось около трех тысяч вагонов гра­нита!

Гранит не только красивый, но и надежный, крепкий и проч­ный камень, именно поэтому на фундаментах из него покоятся монументальные здания. Гранитная щебенка лежит в основании автострад. Брусчаткой из гранита выложены улицы многих городов. По долинам рек обнажаются гранитные скалы, украшая пейзаж.

Замечательные свойства гранита как строительного и обли­цовочного материала связаны с его минеральным составом и строением. Порода состоит в основном из трех минералов: кварца и двух видов полевых шпатов (калиевого и каль-циево-натриевого). В небольшом количестве встречаются слюда и роговая обманка.

Окраска породы определяется цветом породообразующего минерала — калиевого шпата. Есть граниты серые, розовые, мясо-красные, коричневые, зеленые и даже синевато-серые и почти черные. Калиевый шпат — твердый минерал, поэтому при полировке гранита получается гладкая зеркально-блестящая поверхность. Особенно привлекательны грубозернистые грани­ты, своим видом напоминающие цветную мозаику с причудли­вым рисунком.

Связь между минеральным составом гранитов и их свойст­вами понятна. Но по каким признакам петрограф устанавливает образование гранита из магмы? Этот вопрос очень интересный, и, отвечая на него, мы введем читателя в круг одной из важней­ших проблем современной петрографии.

О существовании гра­нитной магмы неоспоримо свидетельствуют кислые ла­вы, извергавшиеся вулкана­ми во все периоды геоло­гической истории. А это значит, что в недрах Земли находятся очаги кислого си­ликатного расплава. Когда кислая магма покидает «ро­дительское лоно» и, не дой­дя до поверхности, задер­живается и медленно кри­сталлизуется, образуется полнокристаллический гра­нит. Естественно, что в нем нет ни вулканического стек­ла, ни мельчайших кри­сталликов, образующихся при быстром охлаждении. Магматический гранит можно узнать под микроскопом. Изучая шлиф породы, мы заметим, что разным минералам в разной степени присущи свойственные им формы кристаллов (рис. 19). Одни из них правильной формы (слюда) и, значит, образовались рано, когда в расплаве не было других минералов, которые бы стеснили их рост. У полевых шпатов часть контуров кристаллов естественная, другая вынужденная. Значит, полевые шпаты кристаллизовались позже, когда они смогли частично приспособиться к ранее появившимся минералам. А у кварца вовсе нет свойственных ему контуров. Значит, кварц самый «младший» среди минералов гранита, он кристаллизовался из расплава последним и занял оставшееся на его долю прост­ранство. О возникновении гранита из магмы свидетельствуют также его секущие контакты с окружающими породами. Они указывают на то, что вещество, из которого возник гранит, было жидким и внедрялось в трещины. Подвижное состояние этого материала также доказывают обломки боковых пород в граните.

Гранитная магма была сильно нагретой. Об этом убедительно говорят глубокие изменения в породах, окружающих массивы гранитов. Они преобразованы до неузнаваемости, перекристал­лизовались и превратились в метаморфические породы (рого­вики). Петрографы пришли к выводу, что гранитная магма закончила кристаллизацию при температуре около

600—700 °С.

Нередко в массивах гранитов встречаются обломки чуже­родных пород — ксенолиты. Они привлекают пристальное вни­мание исследователей, так как дают возможность заглянуть в недра Земли. По ксенолитам можно судить о горных породах, через которые прошла магма и обломки которых захватила с собой. Особый интерес вызывают граниты, переполненные зако­номерно расположенными ксенолитами. Полосатость гранитов и удлинение ксенолитов изменяются определенным образом от места к месту, намечая положение древних слоистых толщ, часто сложно изогнутых.; Через гранит как бы «просвечивают» древние, ранее существовавшие до них горные породы. Просве­чивающие структуры говорят о том, что гранитная магма засты­вала на месте своего образования, не успев переместиться в более высокие горизонты земной коры.

Но граниты образуются не только из магмы. Еще в сере­дине XIX в. родились идеи о немагматическом происхождении гранитов. Теперь известно, что немагматические граниты широко распространены в древнейших участках земной коры, сложен­ных докембрийскими гнейсами и сланцами. Здесь гранитные породы тесно переплетаются с метаморфическими, образуя слож­ные породы — мигматиты. Увеличение гранитного материала приводит к тому, что мигматиты становятся неяснополосчаты-ми и переходят в граниты с расплывчатыми остатками первичных пород.

Вещество немагматического гранита никогда не было жидким, на его месте находился инородный материал, кото­рый в твердом состоянии превратился в гранит. Процесс преобразования негранитного вещества в гранит называетсягранитизацией или трансформацией, поэтому сторонников такого взгляда называют трансформистами.

Они установили, что характерные минералы гранитов — калиевый шпат и плагиоклаз, богатый натрием,— иногда образуются в песчаниках, сланцах и даже в таких однообразных по составу породах, как кварциты. Это на первый взгляд стран­ное явление — наличие крупных правильных кристаллов, никогда не образующихся в осадочных породах,— объясняется переработкой их вещества газами и растворами, поднимав­шимися из недр Земли. Газы и растворы пропитали песчани­ки, сланцы и другие негранитные породы и образовали в них крупные кристаллы калиевого шпата и плагиоклаза. Так возник­ли горные породы, очень похожие на магматические граниты.

И все же немагматические граниты по ряду признаков отли­чаются от магматических. Наблюдая их взаимоотношения с окружающими породами, мы заметим, что они не внедрялись в них и не изменяли их. В шлифах под микроскопом видно, что очертания зерен минералов неправильные, без характерных для них контуров. И это понятно, ведь гранитизированные породы возникли в твердом состоянии, а слагающие их мине­ралы кристаллизовались не в определенной последовательности, как в магме, а одновременно.

Как мы видим, граниты вызывают очень большой научный интерес. Вместе с тем они играют немалую роль в жизни человека. С гранитами связаны месторождения золота, серебра, вольфрама, молибдена, олова и многих других ценных металлов. В последнее время выяснилось, что и сам гранит может исполь­зоваться как руда редких элементов. Тончайшие спектральные и химические анализы показали, что в гранитах содержатся почти все элементы таблицы Менделеева. Известно, что в одном кубическом километре гранита находится урана 10000 т, ниобия 84 000 т. Еще 20—25 лет назад мысль о добыче редких элементов из гранита могла показаться фантастической. Но в наше время техника позволяет выделить из гранита минералы редких эле­ментов, и поэтому гранит стал кладовой малораспространенных элементов. В Бразилии из гранита получают тантал, в Африке ниобий, а в недалеком будущем гранит станет обычной комп­лексной рудой. Из минералов-примесей будут получать редкие элементы, а оставшиеся после обогащения полевой шпат и кварц найдут широкое применение как сырье для изготовления разнообразной керамики и стекла.

Когда магма обогащена газом

При застывании гранитной магмы не сразу возникает каменный массив. Сначала с краев появляется твердая оболочка, она постепенно разрастается внутрь и «оттесняет» к середине оста­ток гранитного расплава. Меняется при этом и сам расплав, в нем становится все больше газов (ведь они почти не входят в состав выкристаллизовавшихся минералов). Так образуется легко­подвижный расплав, богатый парами и газами. В одних случаях он остается на месте и застывает среди гранитов. В других случаях расплав покидает массив и застывает в окружающих породах в виде жил и линз. Так из остаточной гранитной магмы образуется особая порода — пегматит, состоящая глав­ным образом из полевого шпата и кварца.

Интересно, что всем пегматитам свойственны некоторые общие особенности. Прежде всего, эти породы всегда крупно­зернистые и даже гигантозернистые. Нередко кристаллы полево­го шпата прорастают кристаллами кварца клиновидной формы, напоминая клинопись древних народов. Именно этой особен­ностью объясняются другие названия пегматитов — «письмен­ный», «еврейский» и «рунический» камень.

Кристаллы некоторых минералов в пегматитах в длину не­редко достигают нескольких десятков сантиметров, а иногда и более метра. Так, в пегматитах Северной Карелии, разрабаты­ваемых для извлечения из них полевого шпата как керами­ческого сырья, длина кристаллов кварца достигает 1,5 м. В нор­вежских пегматитах были встречены кристаллы калиевого шпата длиной до 10 м и массой около 100 т. В начале прошлого века в Ильменских горах на Урале нашли настолько огромный кристалл калиевого шпата, что в нем заложили каменоломню.

Размер пегматитовых жил, линз и скоплений неправильной формы гораздо меньше гранитных массивов. Лишь в некоторых случаях, например в бассейне р. Мамы в Восточной Сибири, встречаются крупные массивы в несколько квадратных кило­метров, состоящие из пегматитов. Но пегматиты здесь не «чистые>, а как бы пропитывают граниты и гнейсы.

К пегматитам издавна приковано внимание геологов и ми­нералогов, потому что некоторые минералы и химические эле­менты, очень редкие гости в гранитах, в пегматитах как бы «сконцентрированы» и могут образовать богатую рудуг Особый интерес вызывают минералы с редкими землями или радиоактив­ными элементами. Это, например, ортит, в котором содержание элементов редких земель достигает 3%. Можно также упомя­нуть минералы бериллия, лития и ряда других элементов, которые обычно отсутствуют в гранитах и других магматических породах. Все это позволяет считать пегматиты продуктами затвердевания не самой магмы, а ее остатка, обогащенного газами. О большой роли газов в пегматитовом расплаве говорят встречающиеся в пегматитах минералы, содержащие различные летучие вещества. Это фтор- и борсодержащий турмалин, топаз (в его состав непременно входят фтор и вода), слюда (ее обязательной составной частью служит вода) и ряд других мине­ралов. Образование пегматитовых жил происходило при тем­пературе 500—700 °С, т. е. несколько ниже, чем гранитов.

Пегматиты имеют исключительную промышленную ценность. Из них добывают слюду, полевой шпат, горный хрусталь, раз­личные драгоценные камни и в том числе изумруд, аквамарин, рубин, сапфир, топаз, аметист и др. Полевой шпат некоторых пегматитов очень красив и используется как поделочный камень. Это так называемый амазонский камень, или амазонит,— голу­бовато-зеленая разновидность калиевого шпата. С давних пор он получил заслуженную известность в камнерезном деле, а художественно-декоративные изделия из этого поистине чудесного камня всегда привлекали к себе большое внимание.

Амазонит в России стал известен в 1784 г., когда на Южном Урале в Ильменских горах обнаружили пегматитовые жилы с зеленым камнем. Минерал с необыкновенно приятной окраской быстро завоевал симпатии любителей декоративного камня и стал одним из важнейших поделочных камней. В Го­сударственном Эрмитаже в Ленинграде хранятся великолеп­ные вазы, столешницы и другие изделия из уральского амазо-нита, сделанные умельцами Петергофской гранильной фабрики.

Амазонит относится к малораспространенным минералам. В нашей стране месторождения амазонита, кроме Ильменских гор, найдены на Кольском полуострове, в Прибайкалье, Ка­захстане и Средней Азии. До сих пор остается загадкой цвет амазоннта. Более семидесяти лет назад академик В. И. Вер­надский обнаружил в амазоните Ильменских гор высокую концентрацию рубидия (до 3,12%Rb2O), и с того времени мно­гие ученые считали, что присутствие именно этого элемента вызывает окраску минерала. Но в последние десятилетия неодно­кратно устанавливалось, что рубидий в значительных коли­чествах встречается и в неокрашенных полевых шпатах. Вместе с тем в некоторых амазонитах его почти нет. Значит, окраска зеленого полевого шпата не обязательно связана с рубидием.

Затем минералоги обратили внимание на то, что при прокали­вании голубовато-зеленый цвет амазонского камня исчезает и минерал приобретает невыразительную белую, светло-желтую или светло-серую окраску. Потом выяснилось, что обесцвеченному амазониту можно возвратить прежнюю окраску под влиянием рентгеновских лучей.

Пожалуй, ближе всего к разгадке окраски стоит Б. М. Шма-кин. Он предполагает, что зеленая окраска минерала вызвана двумя причинами: особенностями строения кристаллов и зна­чительным количеством элементов-примесей, прежде всего ру­бидия, свинца, цезия и таллия. Дело в том, что внутреннее строение амазонита максимально упорядоченное. А это значит, что ионы кремния, алюминия, калия и кислорода в кристал­лической решетке расположены самым плотным образом. Когда же элементы-примеси захватили места элементов-«хозяев» и, отличаясь от них своими размерами, нарушили энергетику кристаллов—появилась характерная окраска амазонита.

superbotanik.net

Реферат Магматические горные породы

   Гранитная магма, как никакая другая, содержит много кремне­зема (до 70—75%), поэтому она вязкая и с больших глубин только изредка прорывалась на поверхность. Вот почему вулка­нические породы, образовавшиеся из гранитной магмы, рас­пространены гораздо меньше.гранитов и на поверхности встре­чаются довольно редко. По данным профессора С. П. Соловьева, вулканические породы, возникшие из гранитной магмы, зани­мают всего 13,5 % от площади распространения магмати­ческих пород в нашей стране, тогда как на долю гранитов — пород, застывших на глубине, приходится 48,6 %. В геологии такие лавы называют «кислыми». Название это, конечно, не отра­жает их вкусовых качеств. Оно связано с высоким содержанием .

кремнезема в лавах. Его настолько много, что он не только насыщает все основания, но и остается в избытке в виде свобод­ного кремнезема (чаще всего кварца). А кварц можно рас­сматривать как ангидрид кремневой кислоты.

Другая очень важная особенность кислых лав — неболь­шое количество магния и железа, т. е. элементов, характерных для темноокрашенных минералов. К тому же железо и магний значительно тяжелее кремния, алюминия, калия, натрия и других элементов. Этим объясняется светлая окраска кислых вулкани­ческих пород и их сравнительная легкость.

Когда в геологической литературе речь идет о кислых вулка­нических породах, часто встречается слово «порфир». Оно не имеет отношения к порфире — пурпурного цвета мантии, одевав­шейся монархами в торжественных случаях. Но косвенная связь здесь есть и заключается она в том, что некоторые вулка­нические породы окрашены так же ярко, как и пурпурная ман­тия. Нужно еще добавить, что порфиры, как и огромное боль­шинство вулканических пород, обладают характерной структу­рой (строением), которую называют порфировой.

В кислых вулканических породах в виде отдельных кристал­лов (вкрапленников) чаще всего видны кристаллы серого кварца и прозрачного полевого шпата с блестящими гранями. Такие породы называют липаритами. Если вулканические породы пережили сложную историю и «состарились», что запе­чатлено в потускневших вкрапленниках полевого шпата, тогда их называют кварцевыми порфирами.

Не только кислые, но и другие вулканические породы принято делить на «юные», еще не затронутые «превратностями» геологической жизни, и «старые», перекрытые более молодыми толщами и изменившиеся под действием циркулировавших по ним подземных растворов.

Нередко случается, что лава настолько быстро застывает, что атомы и группы атомов не успевают собраться в постройки с правильным внутренним строением — кристаллы. Тогда в застывшей лаве сохраняется неупорядоченное строение, свойст­венное жидкости. Получается вулканическое стекло, которое,

по существу, представляет собой переохлажденную, чрезвычайно вязкую лаву.

На примере вулканического стекла легко проследить связь между внутренним строением горной породы и ее свойствами. В отличие от кристаллов с их правильным расположением ионов или других элементарных частиц и соответственно способностью раскалываться вдоль некоторых плоскостей (вдоль которых внутренние силы слабее всего) стекла лишены этого свойства из-за неупорядоченного внутреннего строения. Вот почему при ударе они разбиваются на куски неправильной формы с гладким изломом и острыми краями. Эта особенность вулканического стекла была очень хорошо известна первобытно­му человеку и широко использовалась при изготовлении оружия и орудий труда.

В кислой магме растворено много различных газов. Когда магма подходит к поверхности и внешнее давление сильно уменьшается, из расплава начинается бурное выделение газов. В одних случаях они только вспенивают лаву, и тогда после застывания образуется очень пористая вулканическая порода — пемза, своего рода каменная пена. Пустот в ней так много, а ка­менные перегородки настолько тонкие, что пемза становится необыкновенно легкой. Ее средняя плотность меньше единицы, и она плавает в воде. Небезынтересно, что кубический метр пемзы имеет массу всего 300—350 кг, тогда как такой же объем плотной лавы — не менее 2,5 т. Перегородки, разделяющие поры в пемзе, состоят из вулканического стекла и, значит, достаточно крепкие, с режущими краями. Поэтому пемза издавна используется как абразив для обработки дерева, кожи и других не очень твердых материалов.

Нередко при извержении вулкана давление газов настолько велико, что лава распыляется, а застывшие участки ее дро­бятся на глыбы и куски. Этот обломочный материал вулканического происхождения может выбрасываться на вы­соту нескольких километров. Глыбы и крупные обломки падают около места взрыва, а мелкий материал в виде вулканического стекла и пыли подхватывается ветром и уносится за сотни и

даже тысячи километров. Таким путем из обломочного мате­риала вулканического происхождения образуются своеобразные породы. По природе каменного материала они сходны с вулкани­ческими породами, а по способу накопления напоминают осадочные. Общее название таких пород — пирокластические, что в переводе с древнегреческого означает состоящие «из обломков огненного происхождения». Сначала это рыхлый мате­риал, а когда он слежится и сцементируется, возникнут плот­ные породы. Их называют вулканическими туфами.

Пирокластические породы очень разнообразны, и среди них есть и такие, которые по внешнему виду похожи на лавы. Всего лишь несколько десятков лет назад была раскрыта тайна проис­хождения огромных толщ горных пород, встречающихся в Армении, Средней азии, на Дальнем Востоке, Северном острове Новой Зеландии, в Северной Америке и других местах. Удивля­ло, что эти породы, принимавшиеся за кислые лавы, занимают огромные площади в тысячи квадратных километров, а их мощ­ность измеряется многими сотнями метров. А ведь хорошо из­вестно, что кислая лава вязкая и не способна растекаться на большие расстояния. Детальное изучение таких толщ показало, что они образовались при мощных взрывах газонасыщенной лавы, ее капли и кусочки падали на поверхность Земли в пластичном состоянии и спаивались в компактную одно­родную массу. «Сваренные» туфы назвали нгнимбритами, что в переводе с латинского означает «образованные огнен­ным ливнем».

Игнимбриты возникли при особого рода вулканических извержениях, когда над земной поверхностью в потоках раска­ленного газа неслись капли и куски пластичной лавы.

Игнимбриты — прекрасный естественный строительный ма­териал. Они легко поддаются скульптурной обработке, у них удивительно красивая расцветка — на красном, оранжевом и ко­ричневом фоне во многих .местах видны черные пятна. Игнимбриты ты нашли широкое применение в строительстве. В столице Армянской ССР Ереване можно любоваться новыми широкими улицами и проспектами, застроенными оранжево- и коричнево- красными многоэтажными домами из игнимбритов. Особенно красив ансамбль зданий на площади им. Ленина, впитавший в себя традиционные особенности древней армянской архи­тектуры. Игнимбрнты использованы и в облицовке Московского государственного университета.

Декоративными бывают и кислые лавы, тогда они служат прекрасным материалом для изготовления художественных изде­лий. На Урале, в окрестностях старинного города Невьянска, у села Аятское издавна добывают нарядный камень. Камнерезы назвали его аятским порфиром. Он широко использовался Петергофской и Екатеринбургской гранильными фабриками. Цветная палитра аятского порфира удивительно разнообразна: здесь светло-зеленый камень с белесоватыми прожилками, желтоватый с зелеными пятнами, зеленый с черными крапинка­ми, черный, дымчатый и т. д. По своей природе аятский камень — кварцевый порфир, его декоративная внешность создана круп­ными вкрапленниками сероватого и желтоватого полевого шпата и секущими породу каменными цветными минеральными жилами.

Гранит не только красивый, но и надежный, крепкий и проч­ный камень, именно поэтому на фундаментах из него покоятся монументальные здания. Гранитная щебенка лежит в основании автострад. Брусчаткой из гранита выложены улицы многих городов. По долинам рек обнажаются гранитные скалы, украшая пейзаж.

Замечательные свойства гранита как строительного и обли­цовочного материала связаны с его минеральным составом и строением. Порода состоит в основном из трех минералов: кварца и двух видов полевых шпатов (калиевого и каль-циево-натриевого). В небольшом количестве встречаются слюда и роговая обманка.

Окраска породы определяется цветом породообразующего минерала — калиевого шпата. Есть граниты серые, розовые, мясо-красные, коричневые, зеленые и даже синевато-серые и почти черные. Калиевый шпат — твердый минерал, поэтому при полировке гранита получается гладкая зеркально-блестящая поверхность. Особенно привлекательны грубозернистые грани­ты, своим видом напоминающие цветную мозаику с причудли­вым рисунком.

Связь между минеральным составом гранитов и их свойст­вами понятна. Но по каким признакам петрограф устанавливает образование гранита из магмы? Этот вопрос очень интересный, и, отвечая на него, мы введем читателя в круг одной из важней­ших проблем современной петрографии.

О существовании гра­нитной магмы неоспоримо свидетельствуют кислые ла­вы, извергавшиеся вулкана­ми во все периоды геоло­гической истории. А это значит, что в недрах Земли находятся очаги кислого си­ликатного расплава. Когда кислая магма покидает «ро­дительское лоно» и, не дой­дя до поверхности, задер­живается и медленно кри­сталлизуется, образуется полнокристаллический гра­нит. Естественно, что в нем нет ни вулканического стек­ла, ни мельчайших кри­сталликов, образующихся при быстром охлаждении. Магматический гранит можно узнать под микроскопом. Изучая шлиф породы, мы заметим, что разным минералам в разной степени присущи свойственные им формы кристаллов (рис. 19). Одни из них правильной формы (слюда) и, значит, образовались рано, когда в расплаве не было других минералов, которые бы стеснили их рост. У полевых шпатов часть контуров кристаллов естественная, другая вынужденная. Значит, полевые шпаты кристаллизовались позже, когда они смогли частично приспособиться к ранее появившимся минералам. А у кварца вовсе нет свойственных ему контуров. Значит, кварц самый «младший» среди минералов гранита, он кристаллизовался из расплава последним и занял оставшееся на его долю прост­ранство. О возникновении гранита из магмы свидетельствуют также его секущие контакты с окружающими породами. Они указывают на то, что вещество, из которого возник гранит, было жидким и внедрялось в трещины. Подвижное состояние этого материала также доказывают обломки боковых пород в граните.

Гранитная магма была сильно нагретой. Об этом убедительно говорят глубокие изменения в породах, окружающих массивы гранитов. Они преобразованы до неузнаваемости, перекристал­лизовались и превратились в метаморфические породы (рого­вики). Петрографы пришли к выводу, что гранитная магма закончила кристаллизацию при температуре около 

600—700 °С.

Нередко в массивах гранитов встречаются обломки чуже­родных пород — ксенолиты. Они привлекают пристальное вни­мание исследователей, так как дают возможность заглянуть в недра Земли. По ксенолитам можно судить о горных породах, через которые прошла магма и обломки которых захватила с собой. Особый интерес вызывают граниты, переполненные зако­номерно расположенными ксенолитами. Полосатость гранитов и удлинение ксенолитов изменяются определенным образом от места к месту, намечая положение древних слоистых толщ, часто сложно изогнутых.; Через гранит как бы «просвечивают» древние, ранее существовавшие до них горные породы. Просве­чивающие структуры говорят о том, что гранитная магма засты­вала на месте своего образования, не успев переместиться в более высокие горизонты земной коры.

Но граниты образуются не только из магмы. Еще в сере­дине XIX в. родились идеи о немагматическом происхождении гранитов. Теперь известно, что немагматические граниты широко распространены в древнейших участках земной коры, сложен­ных докембрийскими гнейсами и сланцами. Здесь гранитные породы тесно переплетаются с метаморфическими, образуя слож­ные породы — мигматиты. Увеличение гранитного материала приводит к тому, что мигматиты становятся неяснополосчаты-ми и переходят в граниты с расплывчатыми остатками первичных пород.

  Вещество немагматического гранита никогда не было жидким, на его месте находился инородный материал, кото­рый в твердом состоянии превратился в гранит. Процесс преобразования негранитного вещества в гранит называется гранитизацией или трансформацией, поэтому сторонников такого взгляда называют трансформистами.

Они установили, что характерные минералы гранитов — калиевый шпат и плагиоклаз, богатый натрием,— иногда образуются в песчаниках, сланцах и даже в таких однообразных по составу породах, как кварциты. Это на первый взгляд стран­ное явление — наличие крупных правильных кристаллов, никогда не образующихся в осадочных породах,— объясняется переработкой их вещества газами и растворами, поднимав­шимися из недр Земли. Газы и растворы пропитали песчани­ки, сланцы и другие негранитные породы и образовали в них крупные кристаллы калиевого шпата и плагиоклаза. Так возник­ли горные породы, очень похожие на магматические граниты.

И все же немагматические граниты по ряду признаков отли­чаются от магматических. Наблюдая их взаимоотношения с окружающими породами, мы заметим, что они не внедрялись в них и не изменяли их. В шлифах под микроскопом видно, что очертания зерен минералов неправильные, без характерных для них контуров. И это понятно, ведь гранитизированные породы возникли в твердом состоянии, а слагающие их мине­ралы кристаллизовались не в определенной последовательности, как в магме, а одновременно.

   Как мы видим, граниты вызывают очень большой научный интерес. Вместе с тем они играют немалую роль в жизни человека. С гранитами связаны месторождения золота, серебра, вольфрама, молибдена, олова и многих других ценных металлов. В последнее время выяснилось, что и сам гранит может исполь­зоваться как руда редких элементов. Тончайшие спектральные и химические анализы показали, что в гранитах содержатся почти все элементы таблицы Менделеева. Известно, что в одном кубическом километре гранита находится урана 10000 т, ниобия 84 000 т. Еще 20—25 лет назад мысль о добыче редких элементов из гранита могла показаться фантастической. Но в наше время техника позволяет выделить из гранита минералы редких эле­ментов, и поэтому гранит стал кладовой малораспространенных элементов. В Бразилии из гранита получают тантал, в Африке ниобий, а в недалеком будущем гранит станет обычной комп­лексной рудой. Из минералов-примесей будут получать редкие элементы, а оставшиеся после обогащения полевой шпат и кварц найдут широкое применение как сырье для изготовления разнообразной керамики и стекла.

Когда магма обогащена газом

Интересно, что всем пегматитам свойственны некоторые общие особенности. Прежде всего, эти породы всегда крупно­зернистые и даже гигантозернистые. Нередко кристаллы полево­го шпата прорастают кристаллами кварца клиновидной формы, напоминая клинопись древних народов. Именно этой особен­ностью объясняются другие названия пегматитов — «письмен­ный», «еврейский» и «рунический» камень.

Кристаллы некоторых минералов в пегматитах в длину не­редко достигают нескольких десятков сантиметров, а иногда и более метра. Так, в пегматитах Северной Карелии, разрабаты­ваемых для извлечения из них полевого шпата как керами­ческого сырья, длина кристаллов кварца достигает 1,5 м. В нор­вежских пегматитах были встречены кристаллы калиевого шпата длиной до 10 м и массой около 100 т. В начале прошлого века в Ильменских горах на Урале нашли настолько огромный кристалл калиевого шпата, что в нем заложили каменоломню.

Размер пегматитовых жил, линз и скоплений неправильной формы гораздо меньше гранитных массивов. Лишь в некоторых случаях, например в бассейне р. Мамы в Восточной Сибири, встречаются крупные массивы в несколько квадратных кило­метров, состоящие из пегматитов. Но пегматиты здесь не «чистые>, а как бы пропитывают граниты и гнейсы.

К пегматитам издавна приковано внимание геологов и ми­нералогов, потому что некоторые минералы и химические эле­менты, очень редкие гости в гранитах, в пегматитах как бы «сконцентрированы» и могут образовать богатую рудуг Особый интерес вызывают минералы с редкими землями или радиоактив­ными элементами. Это, например, ортит, в котором содержание элементов редких земель достигает 3%. Можно также упомя­нуть минералы бериллия, лития и ряда других элементов, которые обычно отсутствуют в гранитах и других магматических породах. Все это позволяет считать пегматиты продуктами затвердевания не самой магмы, а ее остатка, обогащенного газами. О большой роли газов в пегматитовом расплаве говорят встречающиеся в пегматитах минералы, содержащие различные летучие вещества. Это фтор- и борсодержащий турмалин, топаз (в его состав непременно входят фтор и вода), слюда (ее обязательной составной частью служит вода) и ряд других мине­ралов. Образование пегматитовых жил происходило при тем­пературе 500—700 °С, т. е. несколько ниже, чем гранитов.

Пегматиты имеют исключительную промышленную ценность. Из них добывают слюду, полевой шпат, горный хрусталь, раз­личные драгоценные камни и в том числе изумруд, аквамарин, рубин, сапфир, топаз, аметист и др. Полевой шпат некоторых пегматитов очень красив и используется как поделочный камень. Это так называемый амазонский камень, или амазонит,— голу­бовато-зеленая разновидность калиевого шпата. С давних пор он получил заслуженную известность в камнерезном деле, а художественно-декоративные изделия из этого поистине чудесного камня всегда привлекали к себе большое внимание.

  Амазонит в России стал известен в 1784 г., когда на Южном Урале в   Ильменских горах обнаружили пегматитовые жилы с зеленым камнем. Минерал с необыкновенно приятной окраской быстро завоевал симпатии любителей декоративного камня и стал одним из важнейших поделочных камней. В Го­сударственном Эрмитаже в Ленинграде хранятся великолеп­ные вазы, столешницы и другие изделия из уральского амазо-нита, сделанные умельцами Петергофской гранильной фабрики.

Амазонит относится к малораспространенным минералам. В нашей стране месторождения амазонита, кроме Ильменских гор, найдены на Кольском полуострове, в Прибайкалье, Ка­захстане и Средней Азии. До сих пор остается загадкой цвет амазоннта. Более семидесяти лет назад академик В. И. Вер­надский обнаружил в амазоните Ильменских гор высокую концентрацию рубидия (до 3,12 % Rb2O), и с того времени мно­гие ученые считали, что присутствие именно этого элемента вызывает окраску минерала. Но в последние десятилетия неодно­кратно устанавливалось, что рубидий в значительных коли­чествах встречается и в неокрашенных полевых шпатах. Вместе с тем в некоторых амазонитах его почти нет. Значит, окраска зеленого полевого шпата не обязательно связана с рубидием.

Затем минералоги обратили внимание на то, что при прокали­вании голубовато-зеленый цвет амазонского камня исчезает и минерал приобретает невыразительную белую, светло-желтую или светло-серую окраску. Потом выяснилось, что обесцвеченному амазониту можно возвратить прежнюю окраску под влиянием рентгеновских лучей.

Пожалуй, ближе всего к разгадке окраски стоит Б. М. Шма-кин. Он предполагает, что зеленая окраска минерала вызвана двумя причинами: особенностями строения кристаллов и зна­чительным количеством элементов-примесей, прежде всего ру­бидия, свинца, цезия и таллия. Дело в том, что внутреннее строение амазонита максимально упорядоченное. А это значит, что ионы кремния, алюминия, калия и кислорода в кристал­лической решетке расположены самым плотным образом. Когда же элементы-примеси захватили места элементов-«хозяев» и, отличаясь от них своими размерами, нарушили энергетику кристаллов—появилась характерная окраска амазонита.

bukvasha.ru

Реферат - Магматические горные породы

Когда магмапрорвалась на поверхность

   Гранитная магма,как никакая другая, содержит много кремне­зема (до 70—75%), поэтому она вязкаяи с больших глубин только изредка прорывалась на поверхность. Вот почему вулка­ническиепороды, образовавшиеся из гранитной магмы, рас­пространены гораздоменьше.гранитов и на поверхности встре­чаются довольно редко. По даннымпрофессора С. П. Соловьева, вулканические породы, возникшие из гранитной магмы,зани­мают всего 13,5 % от площади распространения магмати­ческих пород в нашейстране, тогда как на долю гранитов — пород, застывших на глубине, приходится48,6 %. В геологии такие лавы называют «кислыми». Название это, конечно, неотра­жает их вкусовых качеств. Оно связано с высоким содержанием .

кремнезема в лавах. Его настолькомного, что он не только насыщает все основания, но и остается в избытке в видесвобод­ного кремнезема (чаще всего кварца). А кварц можно рас­сматривать какангидрид кремневой кислоты.

Другая оченьважная особенность кислых лав — неболь­шое количество магния и железа, т. е.элементов, характерных для темноокрашенных минералов. К тому же железо и магнийзначительно тяжелее кремния, алюминия, калия, натрия и других элементов. Этимобъясняется светлая окраска кислых вулкани­ческих пород и их сравнительнаялегкость.

Когда вгеологической литературе речь идет о кислых вулка­нических породах, частовстречается слово «порфир». Оно не имеет отношения к порфире — пурпурного цветамантии, одевав­шейся монархами в торжественных случаях. Но косвенная связьздесь есть и заключается она в том, что некоторые вулка­нические породыокрашены так же ярко, как и пурпурная ман­тия. Нужно еще добавить, что порфиры,как и огромное боль­шинство вулканических пород, обладают характерной структу­рой(строением), которую называют порфировой.

В кислыхвулканических породах в виде отдельных кристал­лов (вкрапленников) чаще всеговидны кристаллы серого кварца и прозрачного полевого шпата с блестящимигранями. Такие породы называют липаритами. Если вулканические породы пережилисложную историю и «состарились», что запе­чатлено в потускневших вкрапленникахполевого шпата, тогда их называют кварцевыми порфирами.

Нетолько кислые, но и другие вулканические породы принято делить на «юные», ещене затронутые «превратностями» геологической жизни, и «старые», перекрытыеболее молодыми толщами и изменившиеся под действием циркулировавших по нимподземных растворов.

Нередкослучается, что лава настолько быстро застывает, что атомы и группы атомов неуспевают собраться в постройки с правильным внутренним строением — кристаллы.Тогда в застывшей лаве сохраняется неупорядоченное строение, свойст­венноежидкости. Получается вулканическое стекло, которое,

по существу, представляет собойпереохлажденную, чрезвычайно вязкую лаву.

На примеревулканического стекла легко проследить связь между внутренним строением горнойпороды и ее свойствами. В отличие от кристаллов с их правильным расположениемионов или других элементарных частиц и соответственно способностьюраскалываться вдоль некоторых плоскостей (вдоль которых внутренние силы слабеевсего) стекла лишены этого свойства из-за неупорядоченного внутреннегостроения. Вот почему при ударе они разбиваются на куски неправильной формы сгладким изломом и острыми краями. Эта особенность вулканического стекла былаочень хорошо известна первобытно­му человеку и широко использовалась приизготовлении оружия и орудий труда.

В кислой магмерастворено много различных газов. Когда магма подходит к поверхности и внешнеедавление сильно уменьшается, из расплава начинается бурное выделение газов. Водних случаях они только вспенивают лаву, и тогда после застывания образуетсяочень пористая вулканическая порода — пемза, своего рода каменная пена. Пустотв ней так много, а ка­менные перегородки настолько тонкие, что пемза становитсянеобыкновенно легкой. Ее средняя плотность меньше единицы, и она плавает вводе. Небезынтересно, что кубический метр пемзы имеет массу всего 300—350 кг,тогда как такой же объем плотной лавы — не менее 2,5 т. Перегородки,разделяющие поры в пемзе, состоят из вулканического стекла и, значит,достаточно крепкие, с режущими краями. Поэтому пемза издавна используется какабразив для обработки дерева, кожи и других не очень твердых материалов.

Нередко приизвержении вулкана давление газов настолько велико, что лава распыляется, азастывшие участки ее дро­бятся на глыбы и куски. Этот обломочный материалвулканического происхождения может выбрасываться на вы­соту несколькихкилометров. Глыбы и крупные обломки падают около места взрыва, а мелкийматериал в виде вулканического стекла и пыли подхватывается ветром и уноситсяза сотни и

даже тысячикилометров. Таким путем из обломочного мате­риала вулканического происхожденияобразуются своеобразные породы. По природе каменного материала они сходны свулкани­ческими породами, а по способу накопления напоминают осадочные. Общееназвание таких пород — пирокластические, что в переводе с древнегреческогоозначает состоящие «из обломков огненного происхождения». Сначала это рыхлыймате­риал, а когда он слежится и сцементируется, возникнут плот­ные породы. Ихназывают вулканическими туфами.

Пирокластическиепороды очень разнообразны, и среди них есть и такие, которые по внешнему видупохожи на лавы. Всего лишь несколько десятков лет назад была раскрыта тайнапроис­хождения огромных толщ горных пород, встречающихся в Армении, Средней азии, на Дальнем Востоке, Северномострове Новой Зеландии, в Северной Америке и других местах. Удивля­ло, что этипороды, принимавшиеся за кислые лавы, занимают огромные площади в тысячи квадратныхкилометров, а их мощ­ность измеряется многими сотнями метров. А ведь хорошо из­вестно,что кислая лава вязкая и не способна растекаться на большие расстояния.Детальное изучение таких толщ показало, что они образовались при мощных взрывахгазонасыщенной лавы, ее капли и кусочки падали на поверхность Земли впластичном состоянии и спаивались в компактную одно­родную массу. «Сваренные»туфы назвали нгнимбритами, что в переводе с латинского означает «образованныеогнен­ным ливнем».

Игнимбритывозникли при особого рода вулканических извержениях, когда над земнойповерхностью в потоках раска­ленного газа неслись капли и куски пластичнойлавы.

Игнимбриты — прекрасныйестественный строительный ма­териал. Они легко поддаются скульптурнойобработке, у них удивительно красивая расцветка — на красном, оранжевом и ко­ричневомфоне во многих.местах видны черные пятна. Игнимбриты ты нашли широкоеприменение в строительстве. В столице Армянской ССР Ереване можно любоватьсяновыми широкими улицами и проспектами, застроенными оранжево- и коричнево-красными многоэтажными домами из игнимбритов. Особенно красив ансамбль зданийна площади им. Ленина, впитавший в себя традиционные особенности древнейармянской архи­тектуры. Игнимбрнты использованы и в облицовке Московскогогосударственного университета.

Декоративнымибывают и кислые лавы, тогда они служат прекрасным материалом для изготовленияхудожественных изде­лий. На Урале, в окрестностях старинного города Невьянска,у села Аятское издавна добывают нарядный камень. Камнерезы назвали его аятскимпорфиром. Он широко использовался Петергофской и Екатеринбургской гранильнымифабриками. Цветная палитра аятского порфира удивительно разнообразна: здесьсветло-зеленый камень с белесоватыми прожилками, желтоватый с зелеными пятнами,зеленый с черными крапинка­ми, черный, дымчатый и т. д. По своей природеаятский камень — кварцевый порфир, его декоративная внешность создана круп­нымивкрапленниками сероватого и желтоватого полевого шпата и секущими породукаменными цветными минеральными жилами.

  Гранитная магма, застывая наглубине, превращается в гра­ниты. Они необыкновенно широко распространены. Всовре­менном строительстве гранитам принадлежит очень большая роль. Достаточно,например, указать, что на облицовку новых московских мостов потребовалось околотрех тысяч вагонов гра­нита!

Гранитне только красивый, но и надежный, крепкий и проч­ный камень, именно поэтому нафундаментах из него покоятся монументальные здания. Гранитная щебенка лежит в основанииавтострад. Брусчаткой из гранита выложены улицы многих городов. По долинам рекобнажаются гранитные скалы, украшая пейзаж.

Замечательныесвойства гранита как строительного и обли­цовочного материала связаны с егоминеральным составом и строением. Порода состоит в основном из трех минералов:кварца и двух видов полевых шпатов (калиевого и каль-циево-натриевого). Внебольшом количестве встречаются слюда и роговая обманка.

Окраска породыопределяется цветом породообразующего минерала — калиевого шпата. Есть гранитысерые, розовые, мясо-красные, коричневые, зеленые и даже синевато-серые и почтичерные. Калиевый шпат — твердый минерал, поэтому при полировке гранитаполучается гладкая зеркально-блестящая поверхность. Особенно привлекательныгрубозернистые грани­ты, своим видом напоминающие цветную мозаику с причудли­вымрисунком.

Связь междуминеральным составом гранитов и их свойст­вами понятна. Но по каким признакампетрограф устанавливает образование гранита из магмы? Этот вопрос оченьинтересный, и, отвечая на него, мы введем читателя в круг одной из важней­шихпроблем современной петрографии.

О существовании гра­нитноймагмы неоспоримо свидетельствуют кислые ла­вы, извергавшиеся вулкана­ми во всепериоды геоло­гической истории. А это значит, что в недрах Земли находятсяочаги кислого си­ликатного расплава. Когда кислая магма покидает «ро­дительскоелоно» и, не дой­дя до поверхности, задер­живается и медленно кри­сталлизуется,образуется полнокристаллический гра­нит. Естественно, что в нем нет ни вулканическогостек­ла, ни мельчайших кри­сталликов, образующихся при быстром охлаждении.Магматический гранит можно узнать под микроскопом. Изучая шлиф породы, мызаметим, что разным минералам в разной степени присущи свойственные им формыкристаллов (рис. 19). Одни из них правильной формы (слюда) и, значит,образовались рано, когда в расплаве не было других минералов, которые быстеснили их рост. У полевых шпатов часть контуров кристаллов естественная,другая вынужденная. Значит, полевые шпаты кристаллизовались позже, когда онисмогли частично приспособиться к ранее появившимся минералам. А у кварца вовсенет свойственных ему контуров. Значит, кварц самый «младший» среди минераловгранита, он кристаллизовался из расплава последним и занял оставшееся на егодолю прост­ранство. О возникновении гранита из магмы свидетельствуют также егосекущие контакты с окружающими породами. Они указывают на то, что вещество, изкоторого возник гранит, было жидким и внедрялось в трещины. Подвижное состояниеэтого материала также доказывают обломки боковых пород в граните.

Гранитнаямагма была сильно нагретой. Об этом убедительно говорят глубокие изменения впородах, окружающих массивы гранитов. Они преобразованы до неузнаваемости,перекристал­лизовались и превратились в метаморфические породы (рого­вики).Петрографы пришли к выводу, что гранитная магма закончила кристаллизацию притемпературе около 

600—700 °С.

Нередко вмассивах гранитов встречаются обломки чуже­родных пород — ксенолиты. Онипривлекают пристальное вни­мание исследователей, так как дают возможностьзаглянуть в недра Земли. По ксенолитам можно судить о горных породах, черезкоторые прошла магма и обломки которых захватила с собой. Особый интересвызывают граниты, переполненные зако­номерно расположенными ксенолитами. Полосатостьгранитов и удлинение ксенолитов изменяются определенным образом от места кместу, намечая положение древних слоистых толщ, часто сложно изогнутых.; Черезгранит как бы «просвечивают» древние, ранее существовавшие до них горныепороды. Просве­чивающие структуры говорят о том, что гранитная магма засты­валана месте своего образования, не успев переместиться в более высокие горизонтыземной коры.

Но гранитыобразуются не только из магмы. Еще в сере­дине XIX в. родились идеи онемагматическом происхождении гранитов. Теперь известно, что немагматическиеграниты широко распространены в древнейших участках земной коры, сложен­ныхдокембрийскими гнейсами и сланцами. Здесь гранитные породы тесно переплетаютсяс метаморфическими, образуя слож­ные породы — мигматиты. Увеличение гранитногоматериала приводит к тому, что мигматиты становятся неяснополосчаты-ми ипереходят в граниты с расплывчатыми остатками первичных пород.

  Веществонемагматического гранита никогда не было жидким, на его месте находился инородныйматериал, кото­рый в твердом состоянии превратился в гранит. Процесспреобразования негранитного вещества в гранит называется гранитизацией или трансформацией, поэтомусторонников такого взгляда называют трансформистами.

Ониустановили, что характерные минералы гранитов — калиевый шпат и плагиоклаз,богатый натрием,— иногда образуются в песчаниках, сланцах и даже в такиходнообразных по составу породах, как кварциты. Это на первый взгляд стран­ноеявление — наличие крупных правильных кристаллов, никогда не образующихся восадочных породах,— объясняется переработкой их вещества газами и растворами,поднимав­шимися из недр Земли. Газы и растворы пропитали песчани­ки, сланцы идругие негранитные породы и образовали в них крупные кристаллы калиевого шпатаи плагиоклаза. Так возник­ли горные породы, очень похожие на магматическиеграниты.

И все женемагматические граниты по ряду признаков отли­чаются от магматических.Наблюдая их взаимоотношения с окружающими породами, мы заметим, что они невнедрялись в них и не изменяли их. В шлифах под микроскопом видно, чтоочертания зерен минералов неправильные, без характерных для них контуров. И этопонятно, ведь гранитизированные породы возникли в твердом состоянии, аслагающие их мине­ралы кристаллизовались не в определенной последовательности,как в магме, а одновременно.

   Как мы видим, гранитывызывают очень большой научный интерес. Вместе с тем они играют немалую роль вжизни человека. С гранитами связаны месторождения золота, серебра, вольфрама,молибдена, олова и многих других ценных металлов. В последнее время выяснилось,что и сам гранит может исполь­зоваться как руда редких элементов. Тончайшиеспектральные и химические анализы показали, что в гранитах содержатся почти всеэлементы таблицы Менделеева. Известно, что в одном кубическом километре гранитанаходится урана 10000 т, ниобия 84 000 т. Еще 20—25 лет назад мысль о добычередких элементов из гранита могла показаться фантастической. Но в наше времятехника позволяет выделить из гранита минералы редких эле­ментов, и поэтомугранит стал кладовой малораспространенных элементов. В Бразилии из гранитаполучают тантал, в Африке ниобий, а в недалеком будущем гранит станет обычнойкомп­лексной рудой. Из минералов-примесей будут получать редкие элементы, аоставшиеся после обогащения полевой шпат и кварц найдут широкое применение каксырье для изготовления разнообразной керамики и стекла.

При застываниигранитной магмы не сразу возникает каменный массив. Сначала с краев появляетсятвердая оболочка, она постепенно разрастается внутрь и «оттесняет» к серединеоста­ток гранитного расплава. Меняется при этом и сам расплав, в нем становитсявсе больше газов (ведь они почти не входят в состав выкристаллизовавшихсяминералов). Так образуется легко­подвижный расплав, богатый парами и газами. Водних случаях он остается на месте и застывает среди гранитов. В других случаяхрасплав покидает массив и застывает в окружающих породах в виде жил и линз. Такиз остаточной гранитной магмы образуется особая порода — пегматит, состоящаяглав­ным образом из полевого шпата и кварца.

Интересно, чтовсем пегматитам свойственны некоторые общие особенности. Прежде всего, этипороды всегда крупно­зернистые и даже гигантозернистые. Нередко кристаллыполево­го шпата прорастают кристаллами кварца клиновидной формы, напоминаяклинопись древних народов. Именно этой особен­ностью объясняются другиеназвания пегматитов — «письмен­ный», «еврейский» и «рунический» камень.

Кристаллынекоторых минералов в пегматитах в длину не­редко достигают нескольких десятковсантиметров, а иногда и более метра. Так, в пегматитах Северной Карелии,разрабаты­ваемых для извлечения из них полевого шпата как керами­ческого сырья,длина кристаллов кварца достигает 1,5 м. В нор­вежских пегматитах быливстречены кристаллы калиевого шпата длиной до 10 м и массой около 100 т. Вначале прошлого века в Ильменских горах на Урале нашли настолько огромныйкристалл калиевого шпата, что в нем заложили каменоломню.

Размерпегматитовых жил, линз и скоплений неправильной формы гораздо меньше гранитныхмассивов. Лишь в некоторых случаях, например в бассейне р. Мамы в ВосточнойСибири, встречаются крупные массивы в несколько квадратных кило­метров,состоящие из пегматитов. Но пегматиты здесь не «чистые>, а как бы пропитываютграниты и гнейсы.

К пегматитамиздавна приковано внимание геологов и ми­нералогов, потому что некоторыеминералы и химические эле­менты, очень редкие гости в гранитах, в пегматитахкак бы «сконцентрированы» и могут образовать богатую рудуг Особый интересвызывают минералы с редкими землями или радиоактив­ными элементами. Это,например, ортит, в котором содержание элементов редких земель достигает 3%.Можно также упомя­нуть минералы бериллия, лития и ряда других элементов,которые обычно отсутствуют в гранитах и других магматических породах. Все этопозволяет считать пегматиты продуктами затвердевания не самой магмы, а ееостатка, обогащенного газами. О большой роли газов в пегматитовом расплавеговорят встречающиеся в пегматитах минералы, содержащие различные летучиевещества. Это фтор- и борсодержащий турмалин, топаз (в его состав непременновходят фтор и вода), слюда (ее обязательной составной частью служит вода) и ряддругих мине­ралов. Образование пегматитовых жил происходило при тем­пературе 500—700°С, т. е. несколько ниже, чем гранитов.

Пегматиты имеютисключительную промышленную ценность. Из них добывают слюду, полевой шпат,горный хрусталь, раз­личные драгоценные камни и в том числе изумруд, аквамарин,рубин, сапфир, топаз, аметист и др. Полевой шпат некоторых пегматитов оченькрасив и используется как поделочный камень. Это так называемый амазонскийкамень, или амазонит,— голу­бовато-зеленая разновидность калиевого шпата. Сдавних пор он получил заслуженную известность в камнерезном деле, а художественно-декоративныеизделия из этого поистине чудесного камня всегда привлекали к себе большоевнимание.

  Амазонит в России стализвестен в 1784 г., когда на Южном Урале в   Ильменских горах обнаружилипегматитовые жилы с зеленым камнем.Минерал с необыкновенно приятной окраской быстро завоевал симпатии любителейдекоративного камня и стал одним из важнейших поделочных камней. В Го­сударственномЭрмитаже в Ленинграде хранятся великолеп­ные вазы, столешницы и другие изделияиз уральского амазо-нита, сделанные умельцами Петергофской гранильной фабрики.

Амазонитотносится к малораспространенным минералам. В нашей стране месторожденияамазонита, кроме Ильменских гор, найдены на Кольском полуострове, вПрибайкалье, Ка­захстане и Средней Азии. До сих пор остается загадкой цветамазоннта. Более семидесяти лет назад академик В. И. Вер­надский обнаружил вамазоните Ильменских гор высокую концентрацию рубидия (до 3,12 % Rb2O),и с того времени мно­гие ученые считали, что присутствие именно этого элементавызывает окраску минерала. Но в последние десятилетия неодно­кратноустанавливалось, что рубидий в значительных коли­чествах встречается и внеокрашенных полевых шпатах. Вместе с тем в некоторых амазонитах его почти нет.Значит, окраска зеленого полевого шпата не обязательно связана с рубидием.

Затем минералоги обратили внимание на то, что при прокали­ванииголубовато-зеленый цвет амазонского камня исчезает и минерал приобретаетневыразительную белую, светло-желтую или светло-серую окраску. Потомвыяснилось, что обесцвеченному амазониту можно возвратить прежнюю окраску подвлиянием рентгеновских лучей.

Пожалуй,ближе всего к разгадке окраски стоит Б. М. Шма-кин. Он предполагает, чтозеленая окраска минерала вызвана двумя причинами: особенностями строениякристаллов и зна­чительным количеством элементов-примесей, прежде всего ру­бидия,свинца, цезия и таллия. Дело в том, что внутреннее строение амазонитамаксимально упорядоченное. А это значит, что ионы кремния, алюминия, калия икислорода в кристал­лической решетке расположены самым плотным образом. Когдаже элементы-примеси захватили места элементов-«хозяев» и, отличаясь от нихсвоими размерами, нарушили энергетику кристаллов—появилась характерная окраскаамазонита.

www.ronl.ru

Реферат: Магматические горные породы

Когда магма прорвалась на поверхность

   Гранитная магма, как никакая другая, содержит много кремне­зема (до 70—75%), поэтому она вязкая и с больших глубин только изредка прорывалась на поверхность. Вот почему вулка­нические породы, образовавшиеся из гранитной магмы, рас­пространены гораздо меньше.гранитов и на поверхности встре­чаются довольно редко. По данным профессора С. П. Соловьева, вулканические породы, возникшие из гранитной магмы, зани­мают всего 13,5 % от площади распространения магмати­ческих пород в нашей стране, тогда как на долю гранитов — пород, застывших на глубине, приходится 48,6 %. В геологии такие лавы называют «кислыми». Название это, конечно, не отра­жает их вкусовых качеств. Оно связано с высоким содержанием .

кремнезема в лавах. Его настолько много, что он не только насыщает все основания, но и остается в избытке в виде свобод­ного кремнезема (чаще всего кварца). А кварц можно рас­сматривать как ангидрид кремневой кислоты.

Другая очень важная особенность кислых лав — неболь­шое количество магния и железа, т. е. элементов, характерных для темноокрашенных минералов. К тому же железо и магний значительно тяжелее кремния, алюминия, калия, натрия и других элементов. Этим объясняется светлая окраска кислых вулкани­ческих пород и их сравнительная легкость.

Когда в геологической литературе речь идет о кислых вулка­нических породах, часто встречается слово «порфир». Оно не имеет отношения к порфире — пурпурного цвета мантии, одевав­шейся монархами в торжественных случаях. Но косвенная связь здесь есть и заключается она в том, что некоторые вулка­нические породы окрашены так же ярко, как и пурпурная ман­тия. Нужно еще добавить, что порфиры, как и огромное боль­шинство вулканических пород, обладают характерной структу­рой (строением), которую называют порфировой.

В кислых вулканических породах в виде отдельных кристал­лов (вкрапленников) чаще всего видны кристаллы серого кварца и прозрачного полевого шпата с блестящими гранями. Такие породы называют липаритами. Если вулканические породы пережили сложную историю и «состарились», что запе­чатлено в потускневших вкрапленниках полевого шпата, тогда их называют кварцевыми порфирами.

Не только кислые, но и другие вулканические породы принято делить на «юные», еще не затронутые «превратностями» геологической жизни, и «старые», перекрытые более молодыми толщами и изменившиеся под действием циркулировавших по ним подземных растворов.

Нередко случается, что лава настолько быстро застывает, что атомы и группы атомов не успевают собраться в постройки с правильным внутренним строением — кристаллы. Тогда в застывшей лаве сохраняется неупорядоченное строение, свойст­венное жидкости. Получается вулканическое стекло, которое,

по существу, представляет собой переохлажденную, чрезвычайно вязкую лаву.

На примере вулканического стекла легко проследить связь между внутренним строением горной породы и ее свойствами. В отличие от кристаллов с их правильным расположением ионов или других элементарных частиц и соответственно способностью раскалываться вдоль некоторых плоскостей (вдоль которых внутренние силы слабее всего) стекла лишены этого свойства из-за неупорядоченного внутреннего строения. Вот почему при ударе они разбиваются на куски неправильной формы с гладким изломом и острыми краями. Эта особенность вулканического стекла была очень хорошо известна первобытно­му человеку и широко использовалась при изготовлении оружия и орудий труда.

В кислой магме растворено много различных газов. Когда магма подходит к поверхности и внешнее давление сильно уменьшается, из расплава начинается бурное выделение газов. В одних случаях они только вспенивают лаву, и тогда после застывания образуется очень пористая вулканическая порода — пемза, своего рода каменная пена. Пустот в ней так много, а ка­менные перегородки настолько тонкие, что пемза становится необыкновенно легкой. Ее средняя плотность меньше единицы, и она плавает в воде. Небезынтересно, что кубический метр пемзы имеет массу всего 300—350 кг, тогда как такой же объем плотной лавы — не менее 2,5 т. Перегородки, разделяющие поры в пемзе, состоят из вулканического стекла и, значит, достаточно крепкие, с режущими краями. Поэтому пемза издавна используется как абразив для обработки дерева, кожи и других не очень твердых материалов.

Нередко при извержении вулкана давление газов настолько велико, что лава распыляется, а застывшие участки ее дро­бятся на глыбы и куски. Этот обломочный материал вулканического происхождения может выбрасываться на вы­соту нескольких километров. Глыбы и крупные обломки падают около места взрыва, а мелкий материал в виде вулканического стекла и пыли подхватывается ветром и уносится за сотни и

даже тысячи километров. Таким путем из обломочного мате­риала вулканического происхождения образуются своеобразные породы. По природе каменного материала они сходны с вулкани­ческими породами, а по способу накопления напоминают осадочные. Общее название таких пород — пирокластические, что в переводе с древнегреческого означает состоящие «из обломков огненного происхождения». Сначала это рыхлый мате­риал, а когда он слежится и сцементируется, возникнут плот­ные породы. Их называют вулканическими туфами.

Пирокластические породы очень разнообразны, и среди них есть и такие, которые по внешнему виду похожи на лавы. Всего лишь несколько десятков лет назад была раскрыта тайна проис­хождения огромных толщ горных пород, встречающихся в Армении, Средней азии, на Дальнем Востоке, Северном острове Новой Зеландии, в Северной Америке и других местах. Удивля­ло, что эти породы, принимавшиеся за кислые лавы, занимают огромные площади в тысячи квадратных километров, а их мощ­ность измеряется многими сотнями метров. А ведь хорошо из­вестно, что кислая лава вязкая и не способна растекаться на большие расстояния. Детальное изучение таких толщ показало, что они образовались при мощных взрывах газонасыщенной лавы, ее капли и кусочки падали на поверхность Земли в пластичном состоянии и спаивались в компактную одно­родную массу. «Сваренные» туфы назвали нгнимбритами, что в переводе с латинского означает «образованные огнен­ным ливнем».

Игнимбриты возникли при особого рода вулканических извержениях, когда над земной поверхностью в потоках раска­ленного газа неслись капли и куски пластичной лавы.

Игнимбриты — прекрасный естественный строительный ма­териал. Они легко поддаются скульптурной обработке, у них удивительно красивая расцветка — на красном, оранжевом и ко­ричневом фоне во многих .местах видны черные пятна. Игнимбриты ты нашли широкое применение в строительстве. В столице Армянской ССР Ереване можно любоваться новыми широкими улицами и проспектами, застроенными оранжево- и коричнево- красными многоэтажными домами из игнимбритов. Особенно красив ансамбль зданий на площади им. Ленина, впитавший в себя традиционные особенности древней армянской архи­тектуры. Игнимбрнты использованы и в облицовке Московского государственного университета.

Декоративными бывают и кислые лавы, тогда они служат прекрасным материалом для изготовления художественных изде­лий. На Урале, в окрестностях старинного города Невьянска, у села Аятское издавна добывают нарядный камень. Камнерезы назвали его аятским порфиром. Он широко использовался Петергофской и Екатеринбургской гранильными фабриками. Цветная палитра аятского порфира удивительно разнообразна: здесь светло-зеленый камень с белесоватыми прожилками, желтоватый с зелеными пятнами, зеленый с черными крапинка­ми, черный, дымчатый и т. д. По своей природе аятский камень — кварцевый порфир, его декоративная внешность создана круп­ными вкрапленниками сероватого и желтоватого полевого шпата и секущими породу каменными цветными минеральными жилами.

  Гранитная магма, застывая на глубине, превращается в гра­ниты. Они необыкновенно широко распространены. В совре­менном строительстве гранитам принадлежит очень большая роль. Достаточно, например, указать, что на облицовку новых московских мостов потребовалось около трех тысяч вагонов гра­нита!

Гранит не только красивый, но и надежный, крепкий и проч­ный камень, именно поэтому на фундаментах из него покоятся монументальные здания. Гранитная щебенка лежит в основании автострад. Брусчаткой из гранита выложены улицы многих городов. По долинам рек обнажаются гранитные скалы, украшая пейзаж.

Замечательные свойства гранита как строительного и обли­цовочного материала связаны с его минеральным составом и строением. Порода состоит в основном из трех минералов: кварца и двух видов полевых шпатов (калиевого и каль-циево-натриевого). В небольшом количестве встречаются слюда и роговая обманка.

Окраска породы определяется цветом породообразующего минерала — калиевого шпата. Есть граниты серые, розовые, мясо-красные, коричневые, зеленые и даже синевато-серые и почти черные. Калиевый шпат — твердый минерал, поэтому при полировке гранита получается гладкая зеркально-блестящая поверхность. Особенно привлекательны грубозернистые грани­ты, своим видом напоминающие цветную мозаику с причудли­вым рисунком.

Связь между минеральным составом гранитов и их свойст­вами понятна. Но по каким признакам петрограф устанавливает образование гранита из магмы? Этот вопрос очень интересный, и, отвечая на него, мы введем читателя в круг одной из важней­ших проблем современной петрографии.

О существовании гра­нитной магмы неоспоримо свидетельствуют кислые ла­вы, извергавшиеся вулкана­ми во все периоды геоло­гической истории. А это значит, что в недрах Земли находятся очаги кислого си­ликатного расплава. Когда кислая магма покидает «ро­дительское лоно» и, не дой­дя до поверхности, задер­живается и медленно кри­сталлизуется, образуется полнокристаллический гра­нит. Естественно, что в нем нет ни вулканического стек­ла, ни мельчайших кри­сталликов, образующихся при быстром охлаждении. Магматический гранит можно узнать под микроскопом. Изучая шлиф породы, мы заметим, что разным минералам в разной степени присущи свойственные им формы кристаллов (рис. 19). Одни из них правильной формы (слюда) и, значит, образовались рано, когда в расплаве не было других минералов, которые бы стеснили их рост. У полевых шпатов часть контуров кристаллов естественная, другая вынужденная. Значит, полевые шпаты кристаллизовались позже, когда они смогли частично приспособиться к ранее появившимся минералам. А у кварца вовсе нет свойственных ему контуров. Значит, кварц самый «младший» среди минералов гранита, он кристаллизовался из расплава последним и занял оставшееся на его долю прост­ранство. О возникновении гранита из магмы свидетельствуют также его секущие контакты с окружающими породами. Они указывают на то, что вещество, из которого возник гранит, было жидким и внедрялось в трещины. Подвижное состояние этого материала также доказывают обломки боковых пород в граните.

Гранитная магма была сильно нагретой. Об этом убедительно говорят глубокие изменения в породах, окружающих массивы гранитов. Они преобразованы до неузнаваемости, перекристал­лизовались и превратились в метаморфические породы (рого­вики). Петрографы пришли к выводу, что гранитная магма закончила кристаллизацию при температуре около 

600—700 °С.

Нередко в массивах гранитов встречаются обломки чуже­родных пород — ксенолиты. Они привлекают пристальное вни­мание исследователей, так как дают возможность заглянуть в недра Земли. По ксенолитам можно судить о горных породах, через которые прошла магма и обломки которых захватила с собой. Особый интерес вызывают граниты, переполненные зако­номерно расположенными ксенолитами. Полосатость гранитов и удлинение ксенолитов изменяются определенным образом от места к месту, намечая положение древних слоистых толщ, часто сложно изогнутых.; Через гранит как бы «просвечивают» древние, ранее существовавшие до них горные породы. Просве­чивающие структуры говорят о том, что гранитная магма засты­вала на месте своего образования, не успев переместиться в более высокие горизонты земной коры.

Но граниты образуются не только из магмы. Еще в сере­дине XIX в. родились идеи о немагматическом происхождении гранитов. Теперь известно, что немагматические граниты широко распространены в древнейших участках земной коры, сложен­ных докембрийскими гнейсами и сланцами. Здесь гранитные породы тесно переплетаются с метаморфическими, образуя слож­ные породы — мигматиты. Увеличение гранитного материала приводит к тому, что мигматиты становятся неяснополосчаты-ми и переходят в граниты с расплывчатыми остатками первичных пород.

  Вещество немагматического гранита никогда не было жидким, на его месте находился инородный материал, кото­рый в твердом состоянии превратился в гранит. Процесс преобразования негранитного вещества в гранит называется гранитизацией или трансформацией, поэтому сторонников такого взгляда называют трансформистами.

Они установили, что характерные минералы гранитов — калиевый шпат и плагиоклаз, богатый натрием,— иногда образуются в песчаниках, сланцах и даже в таких однообразных по составу породах, как кварциты. Это на первый взгляд стран­ное явление — наличие крупных правильных кристаллов, никогда не образующихся в осадочных породах,— объясняется переработкой их вещества газами и растворами, поднимав­шимися из недр Земли. Газы и растворы пропитали песчани­ки, сланцы и другие негранитные породы и образовали в них крупные кристаллы калиевого шпата и плагиоклаза. Так возник­ли горные породы, очень похожие на магматические граниты.

И все же немагматические граниты по ряду признаков отли­чаются от магматических. Наблюдая их взаимоотношения с окружающими породами, мы заметим, что они не внедрялись в них и не изменяли их. В шлифах под микроскопом видно, что очертания зерен минералов неправильные, без характерных для них контуров. И это понятно, ведь гранитизированные породы возникли в твердом состоянии, а слагающие их мине­ралы кристаллизовались не в определенной последовательности, как в магме, а одновременно.

   Как мы видим, граниты вызывают очень большой научный интерес. Вместе с тем они играют немалую роль в жизни человека. С гранитами связаны месторождения золота, серебра, вольфрама, молибдена, олова и многих других ценных металлов. В последнее время выяснилось, что и сам гранит может исполь­зоваться как руда редких элементов. Тончайшие спектральные и химические анализы показали, что в гранитах содержатся почти все элементы таблицы Менделеева. Известно, что в одном кубическом километре гранита находится урана 10000 т, ниобия 84 000 т. Еще 20—25 лет назад мысль о добыче редких элементов из гранита могла показаться фантастической. Но в наше время техника позволяет выделить из гранита минералы редких эле­ментов, и поэтому гранит стал кладовой малораспространенных элементов. В Бразилии из гранита получают тантал, в Африке ниобий, а в недалеком будущем гранит станет обычной комп­лексной рудой. Из минералов-примесей будут получать редкие элементы, а оставшиеся после обогащения полевой шпат и кварц найдут широкое применение как сырье для изготовления разнообразной керамики и стекла.

Когда магма обогащена газом

При застывании гранитной магмы не сразу возникает каменный массив. Сначала с краев появляется твердая оболочка, она постепенно разрастается внутрь и «оттесняет» к середине оста­ток гранитного расплава. Меняется при этом и сам расплав, в нем становится все больше газов (ведь они почти не входят в состав выкристаллизовавшихся минералов). Так образуется легко­подвижный расплав, богатый парами и газами. В одних случаях он остается на месте и застывает среди гранитов. В других случаях расплав покидает массив и застывает в окружающих породах в виде жил и линз. Так из остаточной гранитной магмы образуется особая порода — пегматит, состоящая глав­ным образом из полевого шпата и кварца.

Интересно, что всем пегматитам свойственны некоторые общие особенности. Прежде всего, эти породы всегда крупно­зернистые и даже гигантозернистые. Нередко кристаллы полево­го шпата прорастают кристаллами кварца клиновидной формы, напоминая клинопись древних народов. Именно этой особен­ностью объясняются другие названия пегматитов — «письмен­ный», «еврейский» и «рунический» камень.

Кристаллы некоторых минералов в пегматитах в длину не­редко достигают нескольких десятков сантиметров, а иногда и более метра. Так, в пегматитах Северной Карелии, разрабаты­ваемых для извлечения из них полевого шпата как керами­ческого сырья, длина кристаллов кварца достигает 1,5 м. В нор­вежских пегматитах были встречены кристаллы калиевого шпата длиной до 10 м и массой около 100 т. В начале прошлого века в Ильменских горах на Урале нашли настолько огромный кристалл калиевого шпата, что в нем заложили каменоломню.

Размер пегматитовых жил, линз и скоплений неправильной формы гораздо меньше гранитных массивов. Лишь в некоторых случаях, например в бассейне р. Мамы в Восточной Сибири, встречаются крупные массивы в несколько квадратных кило­метров, состоящие из пегматитов. Но пегматиты здесь не «чистые>, а как бы пропитывают граниты и гнейсы.

К пегматитам издавна приковано внимание геологов и ми­нералогов, потому что некоторые минералы и химические эле­менты, очень редкие гости в гранитах, в пегматитах как бы «сконцентрированы» и могут образовать богатую рудуг Особый интерес вызывают минералы с редкими землями или радиоактив­ными элементами. Это, например, ортит, в котором содержание элементов редких земель достигает 3%. Можно также упомя­нуть минералы бериллия, лития и ряда других элементов, которые обычно отсутствуют в гранитах и других магматических породах. Все это позволяет считать пегматиты продуктами затвердевания не самой магмы, а ее остатка, обогащенного газами. О большой роли газов в пегматитовом расплаве говорят встречающиеся в пегматитах минералы, содержащие различные летучие вещества. Это фтор- и борсодержащий турмалин, топаз (в его состав непременно входят фтор и вода), слюда (ее обязательной составной частью служит вода) и ряд других мине­ралов. Образование пегматитовых жил происходило при тем­пературе 500—700 °С, т. е. несколько ниже, чем гранитов.

Пегматиты имеют исключительную промышленную ценность. Из них добывают слюду, полевой шпат, горный хрусталь, раз­личные драгоценные камни и в том числе изумруд, аквамарин, рубин, сапфир, топаз, аметист и др. Полевой шпат некоторых пегматитов очень красив и используется как поделочный камень. Это так называемый амазонский камень, или амазонит,— голу­бовато-зеленая разновидность калиевого шпата. С давних пор он получил заслуженную известность в камнерезном деле, а художественно-декоративные изделия из этого поистине чудесного камня всегда привлекали к себе большое внимание.

  Амазонит в России стал известен в 1784 г., когда на Южном Урале в   Ильменских горах обнаружили пегматитовые жилы с зеленым камнем. Минерал с необыкновенно приятной окраской быстро завоевал симпатии любителей декоративного камня и стал одним из важнейших поделочных камней. В Го­сударственном Эрмитаже в Ленинграде хранятся великолеп­ные вазы, столешницы и другие изделия из уральского амазо-нита, сделанные умельцами Петергофской гранильной фабрики.

Амазонит относится к малораспространенным минералам. В нашей стране месторождения амазонита, кроме Ильменских гор, найдены на Кольском полуострове, в Прибайкалье, Ка­захстане и Средней Азии. До сих пор остается загадкой цвет амазоннта. Более семидесяти лет назад академик В. И. Вер­надский обнаружил в амазоните Ильменских гор высокую концентрацию рубидия (до 3,12 % Rb2O), и с того времени мно­гие ученые считали, что присутствие именно этого элемента вызывает окраску минерала. Но в последние десятилетия неодно­кратно устанавливалось, что рубидий в значительных коли­чествах встречается и в неокрашенных полевых шпатах. Вместе с тем в некоторых амазонитах его почти нет. Значит, окраска зеленого полевого шпата не обязательно связана с рубидием.

Затем минералоги обратили внимание на то, что при прокали­вании голубовато-зеленый цвет амазонского камня исчезает и минерал приобретает невыразительную белую, светло-желтую или светло-серую окраску. Потом выяснилось, что обесцвеченному амазониту можно возвратить прежнюю окраску под влиянием рентгеновских лучей.

Пожалуй, ближе всего к разгадке окраски стоит Б. М. Шма-кин. Он предполагает, что зеленая окраска минерала вызвана двумя причинами: особенностями строения кристаллов и зна­чительным количеством элементов-примесей, прежде всего ру­бидия, свинца, цезия и таллия. Дело в том, что внутреннее строение амазонита максимально упорядоченное. А это значит, что ионы кремния, алюминия, калия и кислорода в кристал­лической решетке расположены самым плотным образом. Когда же элементы-примеси захватили места элементов-«хозяев» и, отличаясь от них своими размерами, нарушили энергетику кристаллов—появилась характерная окраска амазонита.

www.referatmix.ru

Реферат - Характеристика магматических горных пород

Горными породами называют образования, состоящие из отдельных минералов и их ассоциаций, характеризующиеся относительно постоянным составом и образовавшиеся в определённых геологических условиях внутри Земли, или на её поверхности. Горные породы, содержащие полезные компоненты и отдельные минералы, извлечение которых экономически целесообразно, называют полезными ископаемыми.

Состав, строение и условия залегания горных пород зависят от формирующих их геологических процессов, происходящих в определённой обстановке внутри земной коры или на её поверхности. В соответствии с главными геологическими процессами, приводящими к образованию горных пород, среди них различают три генетических типа: магматические, осадочные и метаморфические.

Магматические породы образовались непосредственно из магмы (расплавленной массы преимущественно силикатного состава), в результате ее охлаждения и застывания. В зависимости от условий застывания различают интрузивные (глубинные) и эффузивные (излившиеся) горные породы.

Интрузивные породы возникли в результате постепенного остывания магмы, при высоком давлении внутри земной коры, благодаря чему образовались массивные плотные породы с полнокристаллической структурой (гранит, лабрадорит, габбро).

Эффузивные породы образовались при излиянии лавы которая быстро остывала на поверхности земли, при низкой температуре и давлении. Времени для образования кристаллов было недостаточно, поэтому породы этой группы имеют скрыто- или мелкокристаллическую структуру и большую пористость (порфир, базальт, вулканический туф, пепел, пемза и др.).

Осадочные горные породы образуются в результате переотложения продуктов выветривания и разрушения различных горных пород, химического и механического выпадения осадка из воды, жизнедеятельности организмов или всех трёх процессов одновременно (песок, известняк, доломит и др.).

Метаморфические породыобразовались путем преобразования магматических, осадочных и самих метаморфических горных пород под воздействием высокой температуры, давления и различных химических процессов (мрамор, кварцит, гнейсы, сланцы).

Магматические и метаморфические горные породы слагают около 90% объёма земной коры, остальные 10% приходятся на долю осадочных пород, однако последние занимают 75% площади земной поверхности.

Помимо генезиса горные породы различаются по химическому, и минеральному составу, структуре и текстуре пород.

Если горные породы состоят из одного главного минерала, их называют мономинеральными, а если из нескольких – полиминеральными.

Глубинные породы образуются на больших глубинах в условиях высоких температуры и давления, медленного и равномерного остывания магмы. Оно завершается формированием разновидностей с полнокристаллической структурой, массивной текстурой и равномерным распределением минеральных составных частей в массе породы, любые участки которой одинаковы по составу и структуре. Излившиеся породы появляются на поверхности земли в условиях низкой температуры и атмосферного давления при быстрой отдаче теплоты и быстром выделении газообразных веществ из лавы с образованием в ней многочисленных пор, сохраняющихся и после затвердевания. Поэтому они отличаются неполнокристаллической структурой с обилием аморфного стекла, неоднородной текстурой и чередованием в ее объеме участков с неодинаковыми составом и структурой. Полуглубинные породы образуются на некоторой глубине от поверхности земли при изменяющемся режиме понижения температуры, в результате чего из магмы выделяются разноразмерные кристаллы одного и того же минерала: крупные, образовавшиеся в первую, и мелкие, появившиеся во вторую фазы кристаллизации. Структуры этих пород отличаются разнозернистостью и называются порфировидными.

В составе магматических пород существенное значение имеют оксиды SiO2; А12О3; FeO; MgO; CaO; Na2O; K2O; h3O и особенно первый, являющийся надежной характеристикой их химического состава. В зависимости от количественного содержания кремнезема все магматические породы разделяются на: ультракислые — свыше 75%; кислые — от 65 до 75%; средние — от 52 до 65%, основные — от 40 до 52% и ультраосновные— менее 40% кремнезема. С уменьшением его содержания возрастает плотность и темнеет окраска магматических пород, так как в их составе увеличивается количество более тяжелых железисто-магнезиальных силикатов. Главнейшими минералами магматических пород являются кварц, полевые шпаты, плагиоклазы, нефелин, слюды, авгит, роговая обманка и др. Калиевые полевые шпаты и кислые плагиоклазы, кварц и слюды встречаются преимущественно в кислых породах; средние плагиоклазы и роговая обманка — в средних, а основные плагиоклазы и авгит — в основных породах. Формы залегания магматических пород разнообразны. Глубинные породы залегают в виде батолитов — огромных (до 160 000 км2) массивов неправильной формы; штоков— массивов изометричной формы; отличающихся от батолитов меньшими (до 100 км2) размерами; лакколитов— грибообразных тел, соединяющихся подводящими каналами с очагами магмы и жил — плитообразных тел, образованных внедрением магмы в трещины пород. Типичными формами излившихся пород являются потоки, покровы и купола (конусы). Потоки представляют собой плоские тела, вытянутые в направлении движения жидких лав. Покровы в отличие от потоков имеют равновеликие длину и ширину и образуются при массовых трещинных излияниях лав на больших площадях. Купола представляют собой конусообразные массы излившихся пород, приуроченных к месту поверхностного излияния. Остывание магматических массивов сопровождается значительным сокращением их объема с появлением многочисленных, закономерно расположенных трещин, разбивающих массив на отдельные блоки различной величины и формы— отдельности. Установление направления трещин отдельности имеет большое практическое значение при разработке магматических пород: оно облегчает их добычу, упрощает механическую разделку пород и вместе с тем эти трещины в известной степени ограничивают возможность использования их трещиноватых разновидностей в строительных целях, так как они становятся досадными дефектами изготовляемой штучной продукции.

Глубинные породы имеют высокие показатели прочности, средней плотности, а также незначительную пористость, с которой связаны весьма низкое водопоглощение, высокие теплопроводность и морозостойкость. Из этой группы рассматриваются граниты, сиениты, диориты, габбро, перидотиты и пироксениты, расположенные в приведенном порядке по мере уменьшения в них кремнезема.

Граниты — широко распространенные в природе кислые породы, содержащие 65… 75% SiO2. В их состав входят калиевый полевой шпат (ортоклаз, микроклин) или кислый плагиоклаз в количестве от 40 до 60%, кварц от 20 до 40% и темноцветные минералы (биотит, роговая обманка) от 5 до 20%, которые сообщают светло-серую, мясо-красную окраску этим породам. При большом количестве кварца граниты приобретают высокие твердость и хрупкость, а с увеличением содержания роговой обманки становятся более вязкими, однако легче выветриваются, особенно при наличии трещин. Присутствие пирита, большое количество слюды, отсутствие роговой обманки и помутнение окраски полевых шпатов являются нежелательными признаками при оценке гранитов. Для них характерны зернистая структура и массивная текстура. Мелкозернистые разновидности отличаются более высокими плотностью и прочностью и меньше подвержены процессам выветривания. Они являются малопористыми породами с содержанием пор от 1 до 1,5% и низким водопоглощением около 0,5% по объему; отличаются высокими морозостойкостью и сопротивляемостью истиранию; сравнительно легко поддаются механической обработке (разделке на изделия, шлифованию и полировке), хотя последняя с повышением содержания слюды затрудняется. Граниты недостаточно огнестойки: при нагревании до 900 С и выше они резко снижают прочность в связи с полиморфными превращениями кварца. Граниты находят самое широкое применение в строительстве. Крупные месторождения их известны на Кольском полуострове, в Карелии, Урале, Алтае, в Прибайкалье и т. д.

Сиениты — средние породы, содержащие до 65% SiO2. В отличие от гранитов, в них отсутствует свободный кварц. Сиениты содержат до 50… 70% кислых полевых шпатов (чаще ортоклаз) и около 25% цветных минералов (роговая обманка и биотит). Из-за отсутствия кварца они являются более мягкими и одновременно более вязкими породами вследствие значительного содержания роговой обманки. Сиениты окрашены обычно в светлые серые, розоватые или зеленоватые тона, имеют среднезернистую структуру и массивную однородную текстуру. Сиениты встречаются реже, что снижает их значение как строительного камня.

Диориты являются средними (62...65% SiO2;) породами, состоящими из средних плагиоклазов (до 75%) и роговой обманки (25%), наряду с которой могут присутствовать авгит, биотит. Окраска диоритов темно-серая, темно-зеленая до черной. Они характеризуются полнокристаллической равномерно-зернистой структурой и массивной текстурой, высокой прочностью при сжатии (180 ...250 МПа), большими плотностью и средней плотностью, повышенной ударной вязкостью и достаточной устойчивостью к выветриванию, хорошей полируемостью. Эти свойства позволяют использовать диориты в качестве материалов, противодействующих различным вибрационным воздействиям (подпорные камни, фундаменты мостовых сооружений и др.), а также применять как ценный декоративный материал.

Габбро — основные породы, содержащие от 40 до 52% SiO2. Из них наиболее распространенными являются массивные полнокристаллические породы серого, темно-серого и темно-зеленого цветов, сложенные примерно равными количествами основного плагиоклаза и диаллага (разновидности авгита). Разновидности габбро, состоящие почти из одного основного плагиоклаза Лабрадора (более 85%), называются лабрадоритами, имеющими серую и черную окраску с красивыми переливами в синих и зеленых тонах за счет иризации (отражения световых лучей от внутренних плоскостей спайности этого минерала) и благодаря этому являются ценным декоративным и облицовочным материалом. Габбро — тяжелые породы с почти одинаковыми истинной плотностью и средней плотностью, отличающиеся высокой вязкостью, которая затрудняет их обработку. Месторождения габбро широко распространены в Карелии, на Кольском полуострове, Украине, в Средней Азии и др.

Перидотиты и пироксениты — ультраосновные бесполевошпатовые полнокристаллические породы, содержащие менее 40% SiO2 и сходные по своим свойствам. Постоянными минеральными компонентами перидотитов являются оливин (30… 70%), авгит и гиперстен, а пироксениты состоят почти целиком из последних. Обе породы часто содержат примеси рудных минералов, повышающих их среднюю плотность. Отличаются крупно- и среднезернистой структурой и массивной текстурой. Высокая твердость этих пород затрудняет разработку месторождений, а высокая вязкость осложняет их обработку, вследствие чего они применяются в качестве материалов особого назначения в специальных гидротехнических и других сооружениях, для устройства внутренних интерьеров гражданских зданий, а также как поделочный и художественный материалы.

Излившиеся породы являются аналогами глубинных по составу, но сильно отличаются от них по структурным и текстурным особенностям. Наличие неполнокристаллической и стекловатой структур, а также немассивной часто пористой текстуры неблагоприятно отражается на стойкости их к выветриванию и стабильности прочностных показателей. Однако среди них обнаруживается немало плотных и прочных разновидностей, широко применяемых в строительстве. Из их числа рассматриваются кварцевые порфиры и липариты; бескварцевые порфиры (ортофиры) и трахиты; порфириты и андезиты; диабазы и базальты, расположенные в приведенном порядке по тому же признаку уменьшения кремнезема, что и в группе глубинных пород.

Кварцевые порфиры и липариты — излившиеся аналоги гранитов. Кварцевые порфиры относятся к древним, а липариты—к нововулканическим породам. От гранитов они отличаются порфировой структурой с наличием в мелкозернистой или стекловатой массе породы вкрупленников — крупных кристаллов кислого полевого шпата и реже кварца. Цветные силикаты наблюдаются в виде мелких чешуек биотита или тонких иголочек роговой обманки. Кварцевые порфиры окрашены в красновато-бурые тона и являются плотными породами. Предел прочности при сжатии изменяется у них в зависимости от содержания кварца и вулканического стекла, значительно повышаясь при увеличении первого и одновременном снижении второго в массе породы. От количества, размеров и степени разрушения вкрапленников зависит пористость пород, с которой связаны величина их водопоглощения и морозостойкость. Липариты — более легкие и пористые по сравнению с кварцевыми порфирами породы белого, светло-серого цвета, содержащие небольшие вкрапленники кислого полевого шпата и среднего плагиоклаза, а также повышенное количество нераскристаллизованного вулканического стекла. В свежем состоянии обе эти породы применяются для изготовления тесаного камня, бута, щебня и др. Декоративный вид и способность полироваться позволяют применять некоторые разновидности липаритов наравне с гранитами для отделочных работ. Месторождения этих пород имеются на Кавказе (Армения), Урале, в Средней Азии, а также в Казахстане.

Бескварцевые порфиры (ортофиры) и трахиты являются соответственно древними и молодыми излившимися аналогами сиенитов. У ортофиров сильно изменен минеральный состав с появлением в нем вторичных минералов: каолинита, карбонатов, хлоритов и др., которые уплотняют породу, заполняя ее пустоты, и способствуют образованию вторичной микрозернистой структуры. Бескварцевые порфиры окрашены в серовато-зеленый или красновато-бурый цвета. Трахиты — пористые и сильношероховатые породы белой, серой, желтоватой окраски с ясно выраженной порфировой структурой. Соотношение вкрапленников (кислый полевой шпат) и вулканического стекла в породе сильно варьируется: встречаются плотные зернистые разновидности со средней плотностью от 2200 до 2600 и вместе с тем сильнопористые, напоминающие пемзу. Высокая пористость трахитов способствует их быстрому выветриванию. Они менее прочны, быстро истираются и маломорозостойки. Предел прочности обеих пород невысок и составляет 60 ...70 МПа. Их используют для изготовления бута, щебня, колотой и тесаной шашки, а также как кислотоупорные материалы. Красивые разновидности ортофиров применяются для отделочных работ (алтайские ортофиры). Эти породы хорошо поддаются обработке, но не полируются и быстро истираются.

Порфириты и андезиты — плагиоклазовые излившиеся аналоги диоритов, соответственно древне- и нововулканического возраста. Отличаются пористой текстурой и порфировой структурой с вкрапленниками плагиоклазов или роговой обманки. Порфириты отличаются повышенной выветрелостью и наличием вторичных силикатов— серицита, хлорита и др. Заполняя поры пород, они окрашивают их в сероватые и зеленоватые тона, вследствие чего порфириты называют зеленокаменными породами. Свежие порфириты являются плотными породами со средней плотностью до 2500… 3000 и пределом прочности при сжатии 160...250 МПа. Андезиты—менее выветрившиеся серые, желтовато-серые или буроватые пористые породы, сложенные авгитом или роговой обманкой и средним плагиоклазом — андезином, которые встречаются в виде вкрапленников в основной массе плотной или пористой мелкозернистой породы. Порфириты и андезиты достаточно плотные (2700… 3100) и прочные породы, с пределом прочности при сжатии от 140 до 250 МПа, который показывает широкий разброс ее значений в зависимости от их пористости. Высокие показатели прочности относятся главным образом к плотным роговообманковым и авгит-содержащим разновидностям андезитов. Обе породы используются как дорожный камень; пористые легкие разновидности андезитов идут на изготовление стенового материала, из плотных же андезитов получают кислотостойкие материалы. Красивые разновидности порфиритов применяются для отделочных работ. Порфириты распространены на Кавказе, Урале, в Средней Азии, на Алтае, Дальнем Востоке, а андезиты — на Украине, Кавказе, в Восточной Сибири.

Диабазы и базальты — излившиеся древне — и нововулканические аналоги габбро, отличающиеся от него своими структурными и текстурными особенностями. Диабазы имеют скрытокри-сталлическую структуру, характерную тем, что промежутки между переплетенными кристаллами основного плагиоклаза (Лабрадора) заполнены мелкозернистой авгитовой массой. Они окрашены в зеленые и зеленовато-серые тона. В связи с большим содержанием железисто-магнезиальных силикатов они отличаются значительной вязкостью, высоким пределом прочности при сжатии от 300 до 450 МПа и средней плотностью 2700… 2900 кг/м3. Имеют средние твердость и обрабатываемость и хорошо полируются.

Базальты макроскопически представляют собой черную плотную застывшую лаву, находящуюся в скрытокристаллическом или аморфном состоянии с зернистым строением и стекловатой массой, заполняющей промежутки между зернами различных размеров; вместе с тем наблюдаются также порфировые разновидности этих пород. В базальтах часто встречаются различные включения (ксенолиты), снижающие их качество как строительных материалов. Они являются твердыми и одновременно хрупкими труднообрабатываемыми породами; их прочность варьируется в широких пределах от ПО до 500 МПа и в связи с большим содержанием стекла может резко падать; плотность составляет 3,1 ...3,3 г/см3, а средняя плотность — 3000 ...3300 кг/м3. Наиболее ценными считаются свежие мелкозернистые базальты, не содержащие стекла и оливина. Базальты являются хорошими кислотоупорными и электроизоляционными материалами и высоко ценятся как сырье для каменного литья. Литой камень базальтин используется для получения отделочных изделий, труб, химической аппаратуры, отличающихся кислотоупорностью, высокой прочностью (до 800 МПа) и долговечностью. Диабазы и базальты добываются в Карелии, на Украине, Кавказе, Урале, в Забайкалье, на Камчатке и др.

Среди излившихся пород заметное место занимают вулканические стекла: почти безводный аморфный черный или красно-бурый обсидиан; мелкопористый светло-серый или коричневый перлит с содержанием до 3...4% воды; зеленоватый или бурый смоляной камень (пехштейн) кристаллитного строения с большим количеством воды. В последние десятилетия из вулканических стекол получают вспученный перлит — легкий и пористый материал с хорошими звуко- и теплоизоляционными свойствами, а также применяют в виде заполнителей в легких бетонах, фильтрующих и изоляционных материалах; как сырье для получения высококачественных стекол. Самые крупные их месторождения находятся в Армении. Особой разновидностью вулканических стекол является пемза, образовавшаяся при быстром остывании средних и кислых лав на поверхности воды или влажной почвы, сопровождаемом бурным выделением паров и газообразных компонентов. Она отличается высокой пористостью до 60 ...80% и легкостью (средняя плотность в пределах 300 ...900 кг/м3), малым пределом прочности при сжатии от 1,5 до 6 МПа и теплопроводностью 0,12 ...0,20 Вт/(м-К,)- Пемза негигроскопична, характеризуется достаточной морозостойкостью и огнестойкостью. Используется как заполнитель в легких бетонах и гидравлическая добавка в производстве цемента. Месторождения ее известны на Северном Кавказе, в Армении, Средней Азии и на Камчатке.

К вулканогенным породам относят рыхлые вулканические пеплы, пески и сцементированные — вулканические туфы, туфовые лавы.

Вулканические пеплы — мелкие порошкообразные массы частиц неправильной формы, выброшенные во время извержений и осевшие на поверхности лавовых потоков, а также вокруг вулканических конусов. Они состоят из мельчайших обломков вулканического стекла и кристаллических зерен некоторых минералов, особенно кварца. Размеры частиц вулканических пеплов колеблются от 0,1 до 2 мм. В пеплах содержится свыше 65% частиц мельче 0,15 мм преимущественно кремнистого состава. Рыхлые массы, сложенные более крупными частицами (до 5 мм), называются вулканическими песками. Вулканические пеплы являются активными минеральными добавками при производстве цементов. Их месторождения распространены в Крыму (Карадаг).

Вулканические туфы образуются путем цементации и уплотнения вулканических пеплов и другого твердого материала, Цементом служат вулканический пепел, кремнезем, глина и продукты разложения пепла. Они различны по строению и характеризуются непостоянными химическими и физико-механическими свойствами. Наиболее ценными считаются камневидные туфы липаритового состава с повышенным содержанием растворимого кремнезема— трассы, употребляемые в качестве гидравлических добавок к цементу. Рыхлые землистые разновидности их называются пуццоланами. Месторождения вулканических туфов известны в Армении, Крыму (Карадаг).

Туфовые лавы образуются при быстром вспенивании изливающихся лав при резком падении давления и одновременном примешивании к ней разнообразного вулканического материала. Количественное соотношение лавы и твердого обломочного материала в ней варьирует в широких пределах с образованием многочисленных разновидностей, различных по составу, строению, окраске и физико-механическим свойствам. Как и вулканические туфы, они обладают большой пористостью и стекловатой структурой. Представителем этих пород является артикский туф — декоративный и стеновой материал розово-фиолетового цвета со средней плотностью 750… 1400 кг/м3 и плотностью около 2,6 г/см3, пористостью от 45 до 70% и теплопроводностью 0,55… 0,62 Вт/(м-К).

Характеристика осадочных горных пород

Осадочными горными породами называются породы, существующие в термодинамических условиях, характерных для поверхностной части земной коры и образующиеся в результате переотложения продуктов выветривания и разрушения различных горных пород, химического и механического выпадения осадка из воды, жизнедеятельности организмов или всех трех процессов одновременно.

Более трёх четвертей площади материков покрыто осадочными породами, поэтому с ними наиболее часто приходится иметь дело при геологических работах. Кроме того, с осадочными породами связана подавляющая часть разрабатываемых месторождений полезных ископаемых, в том числе нефти и газа. В них хорошо сохранились остатки вымерших организмов, по которым можно проследить историю развития Земли.

Изучением осадочных горных пород занимается наука литология.

ГЕНЕЗИС ОСАДОЧНЫХ ГОРНЫХ ПОРОД.

Образование осадков, из которых возникают осадочные горные породы, происходит на поверхности земли, в её приповерхностной части и в водных бассейнах.

Процесс формирования осадочной горной породы называется литогенезом и состоит из нескольких стадий:

— образование осадочного материала;

— перенос осадочного материала;

— седиментогенез – накопление осадка;

— диагенез – преобразование осадка в осадочную горную породу;

— катагенез – стадия существования осадочной породы в зоне стратисферы;

— метагенез – стадия глубокого преобразования осадочной породы в глубинных зонах земной коры.

Образование осадочного материала происходит за счет действия различных факторов — влияния колебаний температуры, воздействия атмосферы, воды и организмов на горные породы и т.д. Все эти процессы приводят к изменению и разрушению пород и объединяются одним термином выветривание.

Различают выветривание механическое, когда раздробление пород происходит вследствие тек­тонических процессов, деятельности воды, ветра, льда, под влиянием силы тяжести и других причин. Химическое выветривание связано с тем, что многие минералы, оказавшись у поверхности Земли, вступают в различные химические реакции. Объём их при этом увеличивается, и горная порода разрушается. Основными факторами этого типа выветривания являются атмо­сферная и грунтовая вода, свободные кислород и угле­кислота, растворенные в воде органические и некоторые минераль­ные кислоты.

К процессам химического выветривания относятся окисление, гидратация, растворение и гидролиз. Химическое разложение протекает одновременно с механиче­ским раздроблением. Физическое (морозное) выветривание протекает под влиянием колебаний температуры, вследствие чего минералы, слагающие породы, испытывают попеременно то сжатие, то расширение. Это приводит к образованию трещин и в конечном итоге к разрушению пород. Особенно активно физическое выветривание в районах с континентальным климатом, где отмечается существенная разница суточных и сезонных температур. Биологическое выветривание производят живые организмы (бактерии, грибки, вирусы, роющие животные, низшие и высшие растения и т.д.).

Осадочный материал обычно не остается на месте, а переносится под действием различных факторов в те участки земной поверхности, где существуют условия, благоприятные для его на­копления и захоронения.

Перенос осуществляется главным образом с помощью воды и ветра; кроме них заметную роль в перемещении осадков играют движущиеся ледники, айсберги и прибрежные льды, а также свя­занные с проявлением силы тяжести оползни, осыпи, обвалы; а также живые организмы. Чем меньше частицы, тем дальше они могут быть перемещены. В районах вечной мерзлоты (нивальный климат) глетчеры транспортируют обломочные продукты выветривания любых размеров и отлагают их в качестве донных и конечных морен. В областях пустынь (аридный климат) господствует эоловый перенос. Он обусловливает сортировку по крупности зерен на крупные обломки, остающиеся на месте образования, песок, образующий дюнные ландшафты, и тончайшую пыль, лёс, который часто выносится ветром из пустынь и отлагается в соседних районах.

Главной транспортирующей силой на Земле служит вода, которая в районах с избыточными осадками (гумидный климат, тропический или умеренный) в форме грунтовых вод, вод источников, речной и озерной воды стремится под уклон к океану, формируя при этом мор­фологию поверхности. В зависимости от размеров и ха­рактера переносимого водой материала, он транспортируется либо путем перекатывания, либо во взвешенном состоянии или в растворенном виде. При понижении скорости течения происходит последова­тельное отложение обломков согласно законумеханической осадочной дифференциации: глыбы – валуны – галька – гравий – песок – алеврит — пелит. Вещества, находящиеся в коллоидном и истинном растворе, выпадают только вследствие химических процессов. Продукты выветривания распределяются, таким образом, по всей поверхности Земли, подвер­гаются при этом сортировке и, наконец, отлагаются в виде осадков в самых глубоких местах или на матери­ках, или (преимущественно) в морских бассейнах.

www.ronl.ru

Смотрите также

• 
  Юридический состав реферат
• 
  Законы динамики реферат
• 
  Реферат номенклатура дел
• 
  Реферат интеллектуальная технология
• 
  Реферат психологическое сопровождение
• 
  Реферат политика аристотеля
• 
  Расселение славян реферат
• 
  Реферат энергетическая безопасность
• 
  Реферат по ортодонтии
• 
  Реферат по документоведению
• 
  Налоговое бремя реферат