ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ НЕДР. ГОРНЫЕ ПОРОДЫ
Ключевые слова: Породообразующие минералы. Акцессорные минералы. Валовой химический состав горных пород. Магматиты. Осадочные породы. Метаморфизм региональный, контактово-термальный, контактово-метасоматический, динамометаморфизм. Метаморфические породы. Межминеральные связи в горных породах.
Горные породы - природные агрегаты минералов или органического вещества, образующие геологические тела. Науки, изучающие горные породы – петрография, литология, петрофизика.
Горные породы могут состоять из одного или из нескольких минералов и в отличие от минералов более неоднородны. Из общего числа минералов лишь 150 являются породообразующими, причем главными следует считать всего 10. Минералы характерные для данного типа пород, но доля которых по объему в породе не превышает 2%, называются акцессорными. Валовой химический состав горных пород характеризуется массовой долей наиболее распространенных (главных) оксидов: SiO2, Al2O3, Fe2O3, FeO, CaO, MgO, Na2O, K2O, H2O и Р2O5.
Горные породы различаются генезисом, составом, особенностями строения, включающими понятия структура и текстура. Обычно выделяют три генетических класса горных пород: осадочные, магматические и метаморфические, а также переходные группы. Магматические и метаморфические породы слагают соответственно примерно 50 и 40% объема земной коры, осадочные менее 10% (занимая около 75% поверхности Земли).
Структура горных пород– характеристика, отражающая генезис и преобразования горных пород, выраженные через размер и форму минеральных зерен.
Текстурагорных пород – характеристика упорядоченности в расположении минеральных зерен в породе. Примеры названий текстур пород: массивная (неупорядоченная), слоистая (полосчатая), флюидальная, пористая.
Магматические (изверженные) породы, магматиты - естественные ассоциации минеральных зерен и вулканического стекла[1] в разных пропорциях. Магматические породы, образовавшиеся в условиях высоких температур и давлений из существенно силикатного расплава – магмы, относятся к группе ортопород, а возникшие в процессе метасоматоза[2] к группе парапород.
Главные породообразующие минералы магматитов - силикаты и алюмосиликаты (полевые шпаты, слюды, пироксены, амфиболы), часто кварц и др. По содержанию кремнезема по массе магматиты делят на группы: кислые (SiO2 > 64%), средние (SiO2 53÷64%), основные (SiO2 44÷53%), и ультраосновные (< 44% SiO2). При содержании кремнезема > 53% в магматической породе присутствует свободный кварц. В кислых породах содержание кварца превышает 10% по объему. Содержание кремнезема коррелирует с количеством цветных (темных) минералов и плотностью породы. Насыщенные кремнеземом магматиты светлые (лейкократовые) и легкие (средняя плотность 2,65; содержание Fe2O3, FeO и MgO незначительно). Основные и ультраосновные магматиты темные (меланократовые) и имеют плотность > 2,9, в их составе существенную роль играют Fe2O3, FeO, MgO. В каждой группе магматитов выделяют породы нормального (K2О+Na2О<Al2O3) и щелочного ряда (K2О+Na2О>Al2O3). Cодержание главных оксидов коррелирует с содержанием элементов примесей. С кислыми магматитами связаны руды олова, вольфрама, золота и т.д.; с основными породами - руды меди и т.д.; с ультраосновными - руды хрома, никеля, платина и т.д.; с щелочными магматитами - руды титана, циркония, редких земель, апатиты и т. д. Магматические породы могут использоваться как минеральное сырье в цветной металлургии и химической промышленности (например, для получения алюминия и соды из нефелиновых сиенитов); как строительные материалы и как скальные основания зданий и сооружений. Наиболее распространенные магматические породы приведены в таблице 1.
При медленном застывании магмы и при метасоматозе на глубинах более 3 км образуются полнокристаллические крупно- и среднезернистые (средний размер зерен >10 мм и 1÷10 мм соответственно) массивные интрузивные породы.
Из магмы, застывшей относительно быстро на глубине менее 1 км, или излившейся на земную поверхность, образуются эффузивные породы[3], залегающие в виде потоков и покровов. Эффузивные породы могут иметь текстуру со следами течения и состоят из вулканического стекла или скрытозернистой общей массы, часто включающей изолированные более крупные минеральные зерна. В термодинамических условиях земной коры на глубинах 1÷3 км из магмы возникают гипабиссальные породы, по строению занимающие промежуточное положение между интрузивными и эффузивными породами.
Описано более 1000 магматических пород. Систематика магматитов основана на их составе и строении. Множество магматитов, не указанных в таблице 6, являются переходными между породами смежных классов.
Таблица 1