ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 28.09.2020
Просмотров: 1967
Скачиваний: 8
6. Метаморфический тип обусловлен воздействием на горные породы высоких температур, давления, а также магматических газов и растворов.
6. Петрография. Горные породы. Моно- и полиминеральные породы. Породообразующие, второстепенные, акцессорные, первичные и вторичные минералы. Общая классификация горных пород. Понятие структуры и текстуры пород.
Петрография– изучает закономерности минерального состава и строения рыхлых и твердых горных кристаллических пород, слагающих земную кору, формы их залегания, их геологическое и географическое распространение.
Горными породами называются минеральные агрегаты определенного состава и строения, образовавшиеся в результате природных физико-химических процессов.
Горные породы сложены относительно небольшим числом минералов, иногда одним минералом. Соответственно различают полиминеральные и мономинеральные породы. Относительно небольшая группа минералов, слагающая основную, подавляющую часть массы горных пород и определяющая их химический состав, называется породообразующими минералами. Второстепенные минералы называются акцессорными минералами, или акцессориями. Кроме того, в породах, испытавших наложенные преобразования, выделяют наряду с первичными минералами вторичные, или эпигенетические, минералы.
Важное классификационное и диагностическое значение имеют структура и текстура горных пород. Структурой называются особенности внутреннего строения пород, определяемые формой, абсолютным и относительным размером слагающих их кристаллов, а текстурой – особенности сложения горных пород, определяемые взаимным расположением их составных частей, а также характером и способом заполнения занимаемого пространства минеральным веществом.
Наиболее распространенными структурами являются полнокристаллическая (порода полностью сложена кристаллическими зернами), скрытокристаллическая (кристаллы в породе различимы только под микроскопом), стекловатая (порода состоит из нераскристаллизовавшегося стекловатого вещества), обломочная (порода состоит из обломком минералов и горных пород), порфировая (порода состоит из стекловатой или скрытокристаллической основной массы и отдельных кристаллов, называемых порфировыми вкраплениями).
Среди текстур различают следующие основные виды: массивная (в породе не наблюдается закономерной ориентации минералов); ориентированная (минералы в породе располагаются параллельно друг другу), разновидностями которой являются слоистая (порода состоит из слоев разного состава или структуры) и сланцеватая (порода имеет тонкую делимость, обусловленную расположением в одном направлении чешуйчатых, листоватых минералов), полосчатая (в породе наблюдаются полосы различного состава или окраски), пористая (в породе имеются пустоты, поры), миндалекаменная (пустоты и поры в породе заполнены вторичными минералами); такситовая (в породе отдельные участки отличаются друг от друга по составу или структуре) и др.
По происхождению горные породы подразделяются на три крупные природные ассоциации: осадочные, магматические и метаморфические.
Осадочными называются горные породы, образующиеся на поверхности Земли за счет накопления некоторого преобразования продуктов разрушения ранее существовавших пород, а также при химическом осаждении в водных бассейнах с участием или без участия организмов.
Магматические, или изверженные горные породы образуются в результате кристаллизации жидкого силикатного расплава, называемого магмой (или лавой).
Метаморфические горные породы образуются в результате преобразования (метаморфизм) исходных магматических или осадочных пород под воздействием температуры, давления и химически активных веществ.
7. Магматические горные породы. Химический состав, структура и текстура, классификация.
Магматические, или изверженные горные породы образуются в результате кристаллизации жидкого силикатного расплава, называемого магмой (или лавой). Когда магматический расплав (магма) застывает и кристаллизуется в земной коре, не достигнув ее поверхности, образуются интрузивные породы. Если магматический расплав (лава), выброшенный при вулканических извержениях, застывает на поверхности, образуются эффузивные, или излившиеся горные породы. Различают также группу жильных магматических породы, образовавшихся при застывании магмы в трещинах земной коры. В земной коре магматические породы составляют 50% от ее объема.
В основу петрографической классификации положен химический состав пород. Главными породообразующими минералами магматических горных пород являются кварц, полевые шпаты, слюды, роговая обманка. Пироксен, оливин, второстепенными (акцессорными) – апатит, циркон, магнетит, гематит, рутил, ильменит, сфен. Вторичными могут быть хлорит, серицит, серпентин, эпидот, карбонаты и многие другие минералы.
Структура магматических горных пород определяется степенью кристалличности и относительным количеством стекла (полнокристаллические, неполнокристаллические и стекловатые структуры), абсолютным размером зерен минералов (крупно-, средне-, мелко- тонкозернистые и скрытокристаллические структуры) и относительным размером зерен (равномернозернистые, неравномернозернистые, порфировидные и порфировые структуры)
Текстуры магматических пород выделяются по признаку однородности вещества породы (однородные и неоднородные – пятнистые, полосчатые, флюидальные текстуры), по ориентации слагающих минералов (ориентированные и неориентированные) и по степени заполнения пространства (компактные, массивные и пористые, пузыристые, миндалекаменные текстуры).
В основе классификации магматических горных пород лежит их химический состав. Все магматические породы разделяются по содержанию кремнезема (SiO2) на группы: ультраосновные (менее 45%), основные (от 45 до 52%), средние (от 52 до 65%), кислые (от 65 до 75%). В отдельную группу выделяются щелочные породы, содержащие примерно 20% щелочей и около 40 – 55% SiO2.
Ультраосновные породы состоят из оливина, пироксена и роговой обманки.
Основные породы имеют в своем составе пироксены и основные плагиоклазы.
Средние породы, занимающие промежуточное положение между основными и кислыми, состоят из средних плагиоклазов, калиевых полевых шпатов и роговой обманки, реже авгита и биотита; кварц обычно отсутствует.
Весьма существенная роль в строении земной коры континентов принадлежит кислым горным породам. Интрузивные породы – граниты и гранодиориты, их эффузивные аналоги – липариты и кварцевые порфиры. К вулканическим аналогам кислых пород относятся также обсидиан и пемза.
Особую группу составляют щелочные горные породы, к числу которых относятся щелочные ультраосновные породы, щелочные габброиды и базальтоиды, щелочные граниты и липариты, нефелиновые сиениты и фонолиты, а также щелочные сиениты и трахиты. Последние состоят из калиевого полевого шпата и щелочных темноцветных минералов.
8. Осадочные горные породы. Условия образования, классификация осадочных горных пород.
Осадочными называются горные породы, образующиеся на поверхности Земли за счет накопления некоторого преобразования продуктов разрушения ранее существовавших пород, а также при химическом осаждении в водных бассейнах с участием или без участия организмов. Осадочные породы в объеме земной коры составляют не более 5-8%, и в то же время занимают около 75% пощади земной поверхности.
Соответственно в составе осадочных горных пород различают:
1) обломки ранее существовавших горных пород или слагавших их минералов. Наиболее распространенными минералами являются кварц, полевые шпаты, слюды, пироксены, амфиболы;
2) цементы, связующие между собой отдельные обломки пород и минералов. Чаще встречаются цементы, состоящие из углекислого кальция и магния (известковый и доломитовый цементы), аморфных разностей кремнезема (кремнистый цемент), водных окислов железа (железистый цемент) или из глинистых частиц (глинистый цемент).
3) минералы, образующиеся в процессе химического разложения полевых шпатов, слюд или других минералов, - каолинит, гидрослюды, глауконит, нонтронит и др.;
4) минералы, кристаллизующиеся при выпадении из водных растворов различных солей или окислов кремнезёма, - гипс, каменная и калийная соли, халцедон, опал и др.;
5) остатки организмов;
6) конкреции, представляющие собой стяжения вещества, отличающиеся обычно по составу от окружающей среды. Например, конкреции пирита в глинах, фосфорита в различных осадочных породах и т.д.
В основу классификации осадочных горных пород положено с одной стороны, их происхождение, а с другой – их химический и минеральный состав. Так, по способу накопления осадков различают породы обломочные, химические и органогенные. В особую группу выделяют глинистые породы. Существенным отличием глинистых пород от обломочных является не только чрезвычайная измельченность частиц, но и условия их образования: частицы глинистых пород являются не механическими обломками, а продуктами разложения некоторых минералов, имеющих характерный состав.
Обломочные горные породы. Среди грубообломочных пород, или псефитов, различают сцементированные и несцементированные, или рыхлые, породы. Глыбы, щебень, дресва – скопления угловатых неокатанных обломков размером от 100 мм (глыбы) до 2 мм (дресва). Валуны, галечники и гравий – округлые (окатанные) обломки горных пород тех же размеров. Несцементированные разности представлены глыбами, валунами, щебнем, дресвой, галечником и гравием. Сцементированные грубообломочные породы представлены брекчиями, конгломератами, гравелитами. Брекчии – крупнообломочные осадочные породы, состоящие из неокатанных обломков (глыб, щебня, дресвы) различных пород, скрепленных цементом. Конгломераты и гравелиты – осадочные горные породы, состоящие из сцементированного галечника и гравия.
Химические, или хемогенные, породы образуются при выпадении солей из насыщенных водных растворов или в результате химических реакций, происходящих в земной коре и на ее поверхности.
Органогенные, или биогенные, породы образуются при выпадении из насыщенных водных растворов или в результате химических реакций, происходящих в земной коре на ее поверхности. Часто хемогенный и биогенный процессы протекают в природе одновременно, и тогда образуются биохимические породы (многие железистые породы, некоторые фосфориты).
К химическим и органогенным породам относятся кремнистые, карбонатные, железистые и марганцевые породы, бокситы, фосфориты, галоидные и сернокислые соединения.
9. Метаморфические горные породы. Условия образования и классификация метаморфических пород.
Метаморфические горные породы образуются в результате преобразования (метаморфизм) исходных магматических или осадочных пород под воздействием температуры, давления и химически активных веществ. Метаморфические породы составляют около 45% от объема земной коры. Основными факторами метаморфизма являются температура, давление и состав циркулирующих через породы растворов и газов.
В метаморфизме как геологическом явлении различают собственно метаморфизм, протекающий без изменения химического состава, и метасоматоз, сопровождающийся изменением химического состава исходных пород. К собственно метаморфическим изменениям относятся перекристаллизация, сегрегация, метаморфическая дифференциация, ведущие к образованию новых минералов в результате перераспределения атомов (ионов) без существенного расплавления, т.е. в твердом состоянии. Однако на наиболее высокой ступени метаморфизма – ультраметаморфизме – может произойти частичное (анатексис) или полное (палингенез) переплавление исходных пород с образованием разнообразных мигматитов, анатектических и палингенных гранитоидов.
Основным условием метасоматоза является химическая неравновесность исходных пород и протекающих сквозь них растворов. Разновидностями метасоматоза являются: гранитизация, заключающаяся в привносе щелочей. В меньшей мере алюминия и кремния; базификация – привнос Fe, Mg, Ca; кислотное выщелачивание – вынос щелочных и щелочноземельных элементов. Кроме того, выделяют метасоматические процессы по минералам, приобретающим господствующее значение в породе; хлоритизация – замещение железисто-магнезиальных минералов хлоритом; серицитизация – замещение полевых шпатов серицитом; серпентинизация – замещение железисто-магнезиальных минералов серпентином и др. Особое место занимает рудный метасоматоз, приводящий к концентрации железа, меди, полиметаллов, редких элементов и др.
В общем виде метаморфизм подразделяется на региональный и локальный. В первом случае метаморфизму подвергаются огромные объемы горных пород, развитые, например, в горно-складчатых поясах, где на большой глубине достигаются высокие температуры и давления при участии глубинных флюидов, обеспечивающих протекание химических реакций. В результате образуются обширные площади, сложенные метаморфическими породами одного типа. Первичная порода может сильно изменить свой химический состав, особенно под действием летучих веществ. Одни элементы выносятся и, наоборот, происходит привнос других элементов. Такие процессы называются метасоматозом, а образовавшиеся породы - метасоматическими.В зависимости от температурных условий региональный метаморфизм и породы подразделяются на три группы, каждая из которых характеризуется вполне определенным набором минералов: I - низкотемпературная (300-500 oС); II - среднетемпературная (500-650 oС); III-высокотемпературная (более 650 oС). В глубинных зонах подвижных областей нередко создаются экстремальные условия по давлению, температуре и концентрации летучих, при которых важную и активную роль начинают приобретать расплавы. Такие процессы называются ультраметаморфическими. Метаморфизм, идущий с возрастанием температуры и приводящий к появлению все более высокотемпературных минеральных ассоциаций, называется прогрессивным, а с понижением - регрессивным. Он часто приводит к экзотермическим реакциям, процессам гидратации и карбонатизации, с образованием низкотемпературных минеральных ассоциаций.
Локальный метаморфизм по сравнению с региональным характеризуется проявлением на гораздо меньших площадях и связан с какими-то местными активными зонами, например благодаря тепловому и флюидному воздействию интрузивов на вмещающие породы, в которых наблюдаются метаморфические изменения. Такой тип метаморфизма называется контактовым или контактово-термальным.
10. Сейсмическая модель строения Земли. Характеристика внутреннего строения оболочек Земли (слои А, В, С,D, D’, E, F, G). Сейсмические границы.
Наибольшую роль в реконструкции глубинного строения Земли сыграли сейсмические методы. Наблюдения над скоростью распространения, преломлением и отражением сейсмических волн позволяет выявлять участки, сложенные веществом с разными свойствами, т.е. установить агрегатное состояние вещества (твердое или жидкое). Кроме того, можно надежно установить поверхности раздела, на которых наблюдаются резкие изменения физических свойств вещества.
Сейсмические волны делятся на объемные и поверхностные. Объемные волны получили свое название потому, что пронизывают весь объем Земли; поверхностные волны распространяются вдоль земной поверхности. Различают два типа объемных волн: продольные (Р) и поперечные (S). В продольных волнах упругие колебания частиц вещества происходят в направлении простирания волны. Скорость продольных волн в 1,7 раза больше скорости поперечных волн. В поперечных волнах частицы вещества смещаются перпендикулярно направлению распространения волны. Поперечные волны могут распространяться только в твердом веществе. Неравномерная скорость прохождения сейсмических волн по разрезу Земли привела ученых к мысли о неоднородном, слоистом строении земного шара. Б. Гуттенберг и К. Буллен, основываясь на данных о распространении сейсмических волн, разделяют земные недра на ряд слоев, обозначаемых заглавными буквами латинского алфавита: A, B, C, D, E, F, G.