Основные сведения о горных породах

Горные породы являются естественными телами, слагающими земную кору, которая распространяется примерно на глубину 16 км.

Состав земной коры представлен главным образом изверженными и метаморфическими породами, поверх которых прерывистым покровом лежат осадочные породы.

В земной коре:

95 % - занимают изверженные породы;

4 % - глинистые сланцы;

0,75 % - песчаники;

0,25 % - карбонатные породы.

(В этом расчете метаморфические породы вошли в основные типы, из которых они образовались, т. е. в изверженные и осадочные).

Горные породы могут быть сложены минеральными частицами одного вида - мономинеральные породы (мрамор), и из нескольких видов минеральных частиц - полиминеральные породы (гранит).

Почти все горные породы сложены минеральными частицами кристаллического строения, но, как правило, не имеющим правильной внешней геометрической огранки, а поэтому и носящими название кристаллитов.

Аморфные горные породы (вулканическое стекло и др.) занимают незначительное место среди горных пород.

В состав горных пород, составляющих примерно 99,9 % земной коры, входит, в основном, только 20 разновидностей минеральных частиц, так называемых породообразующих минералов.

Основные виды породообразующих минералов горных пород следующие:

I. 1. Алюмосиликаты (группа полевых шпатов)

а. Ортоклаз г. Олитоклаз ж. Анортит

б. Микроклин д. Андезин

в. Альбит е. Лабрадор

2. Фельдшпатиты

а. Нефелин б. Лейцит

II. Слюды

а. Мусковит б. Биотит

III. Железисто-магнезиальные силикаты

а. Пироксен в. Роговая обманка

б. Авгит г. Оливин

IV. Окисные минералы

а. Кварцит в. Опал

б. Халцедон г. Окиси железа

V. Карбонатные минералы

а. Кальцит б. Арагонит в. Доломит

VI. Сульфатные минералы

а. Ангидрит б. Гипс

VII. Хлориды

а. Галит (каменная соль)

VIII. Глинистые минералы

а. Каолинит б. Монтмориллонит

Форма кристаллов, плотность и твердость этих минералов разнообразна.

(В этой таблице приведены основные породообразующие минералы. Второстепенные минеральные группы, преимущественно метаморфических пород рассматривать не будем).

При анализе строения горных пород необходимо обращать внимание на два основных признака - структуру и текстуру.

Структура выявляет особенности и строение горных пород небольшого порядка, связанных с внешними особенностями минеральных зерен: их размерами, формой, характером поверхности.

Текстура указывает на особенности строения большого масштаба, относящиеся ко всей породе в целом, и выявляет общие взаимоотношения минеральных частиц, т. е. их взаимное пространственное расположение.

Для изверженных метаморфических и многих осадочных пород характерна кристаллическая структура.

Кристаллические структуры прежде всего могут быть охарактеризованы по величине кристаллов.

Как уже отмечалось, кристаллы, обычно,не имеют правильных очертаний. По степени развития кристаллы делятся на развитые во всех направлениях - объемные кристаллы, развитые в двух направлениях - таблетчатые кристаллы и развитые в одном направлении - призматические, игольчатые кристаллы

Классификация по Пустовалову

№п/п	Название структуры	Размер зерен в мм	Краткая характеристика
1.	Крупнокристаллическая		Зерна видны невооруженным глазом
2.	Среднекристаллическая	1,0 ¸ 0,1	-«-
3.	Скрытнокристаллическая	0,1 ¸ 0,01	Для изучения нужна лупа
4.	Пелитоморфная	0,01 и <	Зерна и их форма различаются под микроскопом

.Многие осадочные горные породы сложены минеральными обломками самых различных размеров, рыхлыми или сцементированными, имеющими неправильные очертания.

Вполне достаточной структурной характеристикой по размерам обломков и в случае кристаллических структур служит их разделение на следующие четыре группы:

№ п/п	Структура	Размер зерен в мм
1.	Псефиты	1 ¸ 2
2.	Псаммиты	1,0 ¸ 0,1
3.	Алевриты	0,1 ¸ 0,01
4.	Пелиты	0,01

К структурным признакам относится та же форма обломков, характеризуемая степенью их окатанности.

Особенно важным с точки зрения механических свойств таких пород является структура цементов, связывающих отдельные обломки в одно целое.

(Существует много структурных типов: мы же отметили только основные).

Многокристаллический цемент (кальцит, гипс) образует настолько крупные кристаллы по сравнению с обломками, что последние кажутся погруженными в цемент.

Поликристаллический цемент состоит из большого количества кристаллических зерен, плотно прилегающих друг к другу, располагающихся между обломками.

Наиболее важным и распространенным является контактный цемент, концентрирующийся только по местам контактов зерен. При этом в породе остается много свободного пространства, которое определяет величину пористости.

Текстура осадочных и метаморфических пород может иметь существенное значение при их разрушении (текстурные признаки - слоистость, сланцеватость, пористость).

Основным текстурным признаком осадочных пород является их слоистость, возникающая в самом процессе образования породы.

Слоистость может быть определена как изменение петрографического состава в вертикальном направлении.

(Следующим текстурным признаком является сланцеватость).

Если в слоистой породе отдельные слои отличаются по составу и структуре, то сланцеватостью называют способность породы раскалываться по параллельным плоскостям на тонкие пластинки - это одна из главных особенностей текстуры метаморфических пород.

Существенным текстурным признаком горных пород является пористость.

Величина пористости обычно характеризуется отношением объема пустот к объему всей породы.

Пористость обломочных горных пород обуславливается наличием свободных пространств, а пористость сплошных пород - главным образом трещиноватостью.

Типы горных пород	Пористость, %
Гранит	1,2
Карбонаты	1,5 ¸ 22
Песчаники	3 ¸ 30
Глины

По механическим свойствам горные породы могут быть разделены на три основные группы: кристаллические, аморфные и обломочные.

В группу кристаллических горных пород входят те породы, величина кристаллитов которых больше 0,002 мм. При меньшем размере кристаллитов их механические свойства близки к аморфным горным породам.

Мы уже отмечали, что аморфные горные породы такие, как естественные стекла, неполнокристаллические породы, в которых отдельные, плохо развившиеся кристаллы вкраплены в стекловидную массу, кремни. В природе они распространены незначительно.

Более важную группу по своему значению и распространению составляют обломочные породы. Обломочные породы по величине зерен разделяются на те же четыре класса, что и кристаллические структуры.

Обломки с размером от 0,1 до 1 мм образуют большую группу, так называемых песчаных пород.

n пески рыхлые;

n песчаники сцементированные;

n песчаники с большим содержанием полевого шпата носят специальное название - аркозы.