Горные породы

 

Геологические тела, состоящие из минеральных зерен или их обломков, называются горными породами.

Горные породы – это минеральные соединения постоянного минералогического и химического состава, образующие самостоятельные геологические тела, слагающие земную кору.

Горные породы могут состоять из одного минерала (мономинераль­ные) или из нескольких (полиминеральные).

Примером горной породы, состоящей из одного минерала, может служить мрамор, представляющий собой агрегат спаянных кристаллических зерен. Каждое такое зерно - зерно минерала кальцита, кото­рый имеет формулу химического состава СаСО₃.

Примером полиминеральной горной породы является гранит. Он состоит из нескольких породообразующих минералов - калиевых полевых шпатов, кварца, слюды и других, образующих минеральный агрегат однородного состава. Минералы, присутствующие в породах в виде незначительной примеси (менее 5 %), называются акцессорными.

Кроме минерального состава и происхождения горные породы отличаются друг от друга структу­рой, текстурой и формами геологических тел, которые они образуют.

Структура горных пород (строение) определяется размером, формой и характером срастания минеральных зерен.

Текстура горных пород (сложение) определяется пространствен­ным взаиморасположением слагающих минеральных зерен и харак­тером заполнения объема породы.

Магматические и метаморфические породы плотные и, как пра­вило, имеют кристаллическое строение. Магматические породы зале­гают в виде тел неправильной формы - батолитов, штоков.

Осадочные породы менее плотные, часто пористые (впитывают воду). Они залегают в виде пластов, толщи их характеризуются слоис­тостью. Наконец, осадочные породы содержат ископаемые остатки организмов, а некоторые из них целиком состоят из раковин, тогда как магматические и метаморфические породы лишены их. В осадочных породах заключено подавляющее большинство скопле­ний нефти и газа.

Магматические и метаморфические породы составляют 95 % общей массы пород, слагающих земную кору, на осадочные породы прихо­дится 5 %. На земную поверхность магматические породы выходят лишь в некоторых районах земного шара, на большей же его части они скрыты под осадочными горными породами. Во всех нефтяных районах магматические и метаморфические породы залегают на боль­ших глубинах и не выходят на поверхность Земли.

Магматические горные породы. Эти породы бывают двух типов: интрузивные (глубинные) и эффузивные (излившиеся). Пер­вые образуются на различной глубине в недрах земной коры, вторые - на ее поверхности. Породы, образующиеся при интрузивном магматизме, в свою очередь подразделяются на две группы: абиссальные (собст­венно глубинные) и гипабиссальные (полуглубинные).

Интрузивные породы образуются при застывании магмы на значи­тельной глубине. На больших глубинах магма остывает медленно, поэтому все минералы успевают выкристаллизоваться полностью. Порода приобретает полнокристаллическое строение. Причем зерна всех минералов, из которых состоит порода, имеют почти одинаковые размеры. Такое строение является характерным признаком образо­вания пород на значительной глубине. Все абиссальные породы имеют полнокристаллическую равномерно-зернистую структуру и имеют плотное и компактное строение. Для них характерна массивная текстура. У породы с массивной текстурой минеральный состав однороден по всему объему, а рисунок «вытканный» минералами породы, в любом ее сколе одинаков. Кроме массивной, у абиссальных пород могут быть пятнистая и другие текстуры. примером глубинной горной породы магматического происхождения служит гранит.

На сравнительно небольших глубинах образуются гипабиссальные породы. в этих условиях только часть минералов успевает выкристаллизоваться, основная же масса магмы, внедряясь в более холодные слои земной коры, относительно быстро застывает, не успев хорошо раскристаллизоваться. Структура этих пород либо порфировидная, когда основная масса породы состоит из кристаллов незначительных размеров и среди них располагаются явно выраженные крупные крис­таллы, либо порфировая, при которой крупные кристаллы вкраплены в скрытокристаллическую или стекловатую, аморфную массу. Приме­ром гипабиссальных горных пород могут служить кварцевые порфиры.

Эффузивные породы образуются в поверхностных условиях. Осты­вание и затвердение лавы происходит быстро. В этих условиях могут образоваться очень мелкие кристаллы, а при застывании вязких лав кристаллизация вещества вообще оказывается невозможной. Для эффузивных пород характерна неполнокристаллическая (скрытокристаллическая или мелкокристаллическая) структура, при которой кристаллы едва различимы. Для излившихся пород характерна порис­тая текстура, обусловленная выделением пузырьков газа при засты­вании лавы, либо флюидальная со следами течения (длинные оси ми­неральных зерен породы ориентированы в одном направлении). Эффу­зивными горными породами являются базальты, андезиты.

Магматические горные породы по химическому составу (в зави­симости от содержания в них SiO₂ в виде кварца и других соединений) подразделяются на кислые более 65 %, средние - 65-5 2 %, основные - 52-45 % и ультраосновные - менее 45 %.

В состав кислых пород входят полевые шпаты, слюды, роговая обманка и кварц (в виде зерен); эти породы имеют светлую окрас­ку. В средних, основных и ультраосновных породах кварца нет или он присутствует в небольших количествах (в средних породах). Сред­ние породы окрашены в серые тона, основные и ультраосновные - в темные и даже черные. Цвет их зависит от цвета составляющих ми­нералов.

Группу кислых пород составляют граниты, кварцевые порфиры, липариты и др. Они отличаются незначительным содержанием цвет­ных силикатов (3-12 %) и общей светлой окраской. Для них харак­терно присутствие кварца и значительное количество ортоклаза, аль­бита, олигоклаза, биотита (мусковита), реже роговой обманки и еще реже авгита. Наиболее распространены интрузивные породы (гра­ниты, кварцевые порфиры). Эффузивные их аналоги (липариты) встречаются реже.

Граниты состоят из ортоклаза (40-60 %), кварца (25-35 %), плагиоклазов (10-15 %), мусковита, биотита и роговой обманки. Структура полнокристаллическая, равномерно-зернистая. Гранитные тела - батолиты занимают огромные площади на земной поверхности в горных и складчатых областях.

Кварцевые порфиры содержат в качестве вкрапленников крупные зерна кварца, реже полевого шпата и слюды. Цвет светло-сероватый и серовато-розовый. Образуются на небольшой глубине. Интрузии кварцевого порфира имеют караваеобразную форму либо встречаются в виде жил. Липариты имеют тот же химический состав, что и граниты. Это белые и светло-серые плотные породы стекловатой структуры, иногда с мелкими вкраплениями полевого шпата. Образуются при застыва­нии лавы. Встречаются липариты в виде куполов и потоков.

Извержения вулканов часто сопровождаются выбросами рыхлых продуктов (кислого и среднего состава), которые покрывают боль­шую поверхность Земли, образуя пирокластические породы. Среди них различают вулканический пепел (рыхлые накопления мельчайших частиц светло-серого цвета), вулканический песок (частицы разме­ром 0,5-2 мм) и вулканический туф. Последний представляет собой плотную породу, состоящую из вулканического пепла и песка, а также из частиц и обломков осадочного происхождения.

Средние породы характеризуются большим содержанием светлых минералов, в связи с чем окраска этих пород светло-серая или серая. В этой группе выделяются сиениты, диориты и нефелиновые сиениты - глубинные породы, различающиеся по минеральному составу. Их ана­логами - полуглубинными и излившимися - являются породы, имею­щие тот же минеральный состав.

Основные породы состоят из темноцветных минералов: авгита, плагиоклазов, роговой обманки. Глубинные породы менее распростра­нены, чем излившиеся. Представителями этой группы являются габбро, диабазы и базальты.

Ультраосновные породы состоят из оливина и пироксена. Цвет их от темно-зеленого до черного. Глубинными представителями этой группы пород являются пироксениты, перидотиты и дуниты. Эти по­роды мало распространены, а излившиеся их аналоги встречаются еще реже. Структура полнокристаллическая, средне- и крупнозернистая.

Осадочные горные породы. Образуются они в результате разру­шения на поверхности Земли ранее сформировавшихся горных пород и последующего накопления и преобразования продуктов этого раз­рушения и осаждения из воды. В нефтегазовой геологии осадочные породы изучаются как основные объекты, с которыми генетически связаны нефть и газ.

Метаморфические горные породы. Исходным материалом для образования метаморфических горных пород являются магмати­ческие, осадочные и ранее образовавшиеся метаморфические породы. Основные наиболее распространенные метаморфические горные поро­ды - кварциты, мраморы, сланцы и гнейсы.

Кварциты, представляющие собой плотные породы с массивной текстурой, состоят из зерен кварца. Структура полнокристаллическая, обычно мелкозернистая. Цвет белый светло- и красновато-серый. Блеск жирный. Залегают в виде пластов. Образуются при региональ­ном метаморфизме из кварцевых песчаников.

Слюдяные сланцы являются горными породами более высокой степени метаморфизации по сравнению с глинистыми. В их составе преобладают слюды. Структура полнокристаллическая. Текстура сланцеватая (слоисто-листоватая). Окраска светлая.

Гнейсы имеют полосчатую текстуру (светлоокрашенные минералы чередуются с темноокрашенными) и кристаллическое строение. Сос­тоят из кварца, слюды и полевых шпатов. Образуются в результате регионального метаморфизма.