Магматические горные породы

Введение

Все знания о строении и истории развития земной коры составляют предмет, называемый геологией. Земная кора — это верхняя (каменная) оболочка Земли, называемая также литос­ферой (по-гречески «литое» — камень).

Геология как наука подразделяется на ряд самостоятельных отделов, которые изучают определённые вопросы строения, раз­вития и истории земной коры. К ним относятся: общая геоло­гия, структурная геология, геологическое картирование, текто­ника, минералогия, кристаллография, геоморфология, палеон­тология, петрография, литология, а также — геология полезных ископаемых, включая геологию нефти и газа.

Основные положения общей и структурной геологии являют­ся фундаментом для понимания вопросов геологии нефти и газа. В свою очередь, основные теоретические положения по проис­хождению нефти и газа, миграции углеводородов и формированию их скоп­лений лежат в основе поисков нефти и газа. В геологии нефти и газа рассматриваются также закономерности размещения раз­личных типов скоплений углеводородов в земной коре, которые служат ос­новой для прогнозирования нефтегазоносности исследуемых областей и районов и используются в поисково-разведочных ра­ботах на нефть и газ.

В данной работе будут рассмотрены вопросы, касающиеся земной коры: ее состав, строение, процессы в ней происходящие.

 

Общие сведения о строении Земли и составе земной коры

 

В целом планета Земля имеет форму геоида, или сплюснутого у полюсов и экватора эллипсоида, и состоит из трех оболочек.

В центре находится ядро (радиус 3400 км), вокруг которого располагается мантия в интервале глубин от 50 до 2900 км. Внут­ренняя часть ядра предполагается твёрдой, железо — никелевого состава. Мантия находится в расплавленном состоянии, в верхней части которой располагаются магматические очаги.

На глубине 120 - 250 км под материками и 60 - 400 км под океанами залегает слой мантии, называемый астеносферой. Здесь вещество находится в близком к плавлению состоянии, вязкость его сильно понижена. Все литосферные плиты как бы плавают в полужидкой астеносфере, как льдины в воде.

Выше мантии находится земная кора, мощность которой рез­ко изменяется на материках и в океанах. Подошва коры (повер­хность Мохоровичича) под континентами находится на глубине в среднем 40 км, а под океанами — на глубине 11 — 12 км. Поэто­му, средняя мощность коры под океанами (за вычетом толщи воды) составляет около 7 км.

Земную кору слагают горные поро­ды, т. е. сообщества минералов (полиминеральные агрегаты), возникшие в земной коре в результате геологический процессов. Минералы — природные химические соединения или само­родные элементы, обладающие определенными химическими и физическими свойствами и возникшие в земле в результате химико-физических процессов. Минералы делятся на несколько клас­сов, каждый из которых объединяет десятки и сотни минералов. Например, сернистые соединения металлов образуют класс суль­фидов (200 минералов), соли серной кислоты формируют 260 минералов класса сульфатов. Существуют классы минералов: карбонатов, фосфатов, силикатов, последние из которых наиболее широко распространены в земной коре и образуют более 800 минералов.

Типы горных пород, составляющих земную кору

Итак, горные породы - природные агрегаты минералов более или менее постоянного минералогического и химического состава, образующие самостоятельные геологические тела, слагающие земную кору. Форма, размеры и взаимное расположение минеральных зерен обусловливают структуру и текстуру горных пород.

По условиям образования (генезиса) различают: осадочные, магматические и метаморфические породы.

Осадочные горные породы

Генезис осадочных пород — либо результат разрушения и переотложения ранее существовавших горных пород, либо выпа­дение осадков из водных растворов (различные соли), либо — результат жизнедеятельности организмов и растений. Характерной чертой осадочных горных пород является их слоистость, отражающая изменяющиеся условия отложения геологических осадков. Составляют около 10% массы земной коры и покрывают 75 %  поверхности Земли. С осадочными горными породами связано св. 3/4 полезных ископаемых (уголь, нефть, газ, соли, руды железа, марганца, алюминия, россыпи золота, платины, алмазов, фосфориты, стройматериалы). В зависимости от исходного материала осадочные породы подразделяются на обломочные (терригенные), хемогенные, органогенные (биогенные) и смешанные.

Обломочные породы образуются за счёт накопления облом­ков разрушившихся горных пород, т.е. это породы, состоящие из обломков более древних горных пород и минералов. По величине обломков различают грубообломочные (глыбы, щебни, гравий, галька), песчаные (песчаники), пылеватые (алевриты, алевролиты) и глинистые породы. Наиболее широко распрост­ранены в земной коре такие обломочные породы, как пески, песчаники, алевролиты, глины.

Хемогенные породы являются химическими соединениями, которые образуются в результате выпадения из водных раство­ров. К ним относятся: известняки, доломиты, каменные соли, гипс, ангидрит, железные и марганцевые руды, фосфориты и др.

Органогенные породы накапливаются в результате отмира­ния и захоронения животных и растений, т.е. органогенные породы (от орган и греч. genes - рождающий, рожденный) (биогенные породы) - осадочные горные породы, состоящие из остатков животных и растительных организмов или продуктов их жизнедеятельности (известняк-ракушечник, мел, ископаемые угли, горючие сланцы и др.).

Породы смешанного генезиса, как правило, образуются за счёт различного сочетания всех рассматриваемых выше факторов. Среди этих пород выделяются песчаные и глинистые известня­ки, мергели (сильно известковые глины) и др.

Магматические горные породы

Генезис магматических пород — результат застывания магмы на глубине или на поверхности. Магма, являясь расплавленной и насыщенной газообразными компонентами, изливается из вер­хней части мантии.

В состав магмы в основном входят следующие элементы: кис­лород, кремний, алюминий, железо, кальций, магний, натрий, калий, водород. В небольших количествах в магме присутству­ют: углерод, титан, фосфор, хлор и др. элементы.

Магма, внедряясь в земную кору, может застывать на различ­ной глубине или изливаться на поверхность. В первом случае образуются интрузивные породы, во втором — эффузивные. В процессе остывания горячей магмы в слоях земной коры проис­ходит образование минералов различной структуры (кристалли­ческой, аморфной и др.). Эти минералы формируют горные породы. К примеру, на боль­шой глубине при застывании магмы образуются граниты, на срав­нительно небольшой глубине — кварцевые порфиры и т. д.

Эффузивные породы образуются при быстром застывании магмы на поверхности Земли или на морском дне. Примером могут служить туфы, вулканическое стекло.

Интрузивные горные породы - магматические горные породы, образовавшиеся в результате застывания магмы в толще земной коры.

Магматические горные породы по содержанию SiO₂ (кварц и другие соединения) делятся на: кислые (SiO₂ более 65%), сред­ние — 65—52%, основные (52—40%) и ультраосновные (менее 40% SiO₂). По содержанию в породах кварца изменяется окрас­ка пород. Кислые обычно имеют светлую окраску, основные и ультраосновные — темную до черной. К кислым породам отно­сятся: граниты, кварцевые порфиры; к средним: си­ениты, диориты, нефелиновые сиениты; к основным: габбро, диабазы, базальты; к ультраосновным: пироксены, перидотиты и дуниты.