Минералы и горные породы

Процессы их образования, классификации, свойства.

 Земная кора состоит из горных пород (ГП), представляющих собой агрегаты нескольких (иногда одного) минералов. Минерал - природное образование, однородное по внутреннему строению, химическому составу и физическим свойствам. Всего их известно несколько тысяч, но основную массу ГП составляют несколько десятков наиболее распространенных – породообразующих – минералов.

По характеру энергии, определяющей процессы минерало-, и породообразования, их делят на эндогенные и экзогенные. К эндогенным относятся магматизм и метаморфизм. Магматизм – внедрение магмы в ЗК или излияние ее на поверхность в виде лавы. Образующиеся при этом ГП называются магматическими (МГП). Это интрузивные (гранит, сиенит, диорит и др.) и эффузивные (порфиры, андезит, базальт, пемза и др.). Метаморфизмом называется преобразование ранее образовавшихся пород при изменении условий их существования, под действием высоких давления, температуры, химически активных жидкостей и газов. Образующиеся при этом породы называются метаморфическими (ММГП); это гнейс, кварцит, мрамор, различные кристаллические сланцы. МГП и ММГП составляют большую часть массы ЗК.

Экзогенные процессы протекают на небольших глубинах ЗК и на ее поверхности. Ведущими процессами при этом являются дезинтеграция и преобразование (выветривание) исходных первичных минералов и пород, перенос продуктов разрушения и их отложение, кристаллизация солей в водных растворах, накопление остатков растительных и животных организмов. Образующиеся в длительном процессе преобразования осадка породы называются осадочными (ОГП). По условиям образования они делятся на обломочные, глинистые, химические и биохимические. Обломочные ОГП могут быть рыхлыми (песок, гравий, галька, щебень и др,) и цементированными (песчаник, конгломерат и др). Глинистые ОГП - это ил, супесь, суглинок, глина, аргиллит. Такие распространенные породы, как известняк, мел, мергель, диатомит, опока, гипс, торф, каменная соль и др., относятся к третьей группе.

Несмотря на различие в составе и свойствах, в общем МГП и ММГП обладают большой прочностью, малосжимаемы, нерастворимы в воде. При использовании их обязательно устанавливается трещиноватость, которая может существенно снизить прочность и повысить деформируемость массива породы. Это справедливо и для некоторых цементированных обломочных, химических и биохимических пород, а также литифицированных глинистых (аргиллит, алевролит). Они относятся к скальным или полускальным, но (по сравнению с МГП) отличаются меньшей прочностью и устойчивостью к природным воздействиям, низкой морозостойкостью; некоторые растворяются в воде - гипс, каменная и калийная соли и др.

В особенности большой изменчивостью строительных свойств обладают дисперсные обломочные и глинистые породы. Закономерности изменения их свойств в зависимости от состава, плотности, влажности, структуры и других факторов рассматриваются в грунтоведении.

Возраст горных пород.

Абсолютный и относительный возраст. Геохронология.

Определение абсолютного возраста ГП, то есть длительности их существования, стало возможным в ХХ веке на основе закономерностей радиоактивного распада и превращения элементов. Этим методом установлен возраст древнейших ГП и ЗК в целом – около 4,5 млрд лет. Значительно раньше была разработана геохронологическая шкала, упорядочивающая образование ГП и другие события, то есть геологическую историю ЗК, в смысле относительного возраста. Исходными служили два метода – стратиграфический (нижележащий слой древнее перекрывающего) и палеонтологический, основанный на изучении следов органической жизни, сохранившихся в ГП, главным образом осадочных.

Подразделениям времени в геохронологии соответствуют определенные породы ЗК, то есть геохронологическая шкала является и стратиграфической. Соответствие названий (от более крупных) в геохронологии: эра – период- эпоха – век; в стратиграфии: группа – система – отдел – ярус. Всего выделено пять эр – Архейская, Протерозойская, Палеозойская (330), Мезозойская (173), Кайнозойская (67). В скобках для трех эр указана длительность в млн лет, то есть от начала Палеозойской эры прошло 570 млн лет, а большая часть геологической истории ЗК приходится на две первые. Последний период Кайнозойской эры называется четвертичным, его длительность около 2 млн лет. Породы дочетвертичного возраста называют коренными.

Тектонические движения земной коры.