Граниты кристаллические сланцы гнейсы породы слагающие преимущественно фундамент

Обновлено: 03.05.2024

Генетическая классификация горных пород учитывает условия их образования, которые предопределяют строение и, следовательно, свойства пород. В соответствии с этой классификацией выделены следующие типы пород: магматические - первичные , образующиеся при остывании магмы; - осадочные - вторичные , образовавшиеся в результате выветривания магматических пород; - метаморфические - осадочные и магматические породы, изменившие свое строение и свойства в результате длительных физико-химических процессов, -протекающих под воздействием высоких давлений, температур и минерализованных вод, во время нахождения их в земной коре.

Магма представляет собой высокотемпературный силикатный расплав, который в зависимости от режима охлаждения может образовать: - плотные кристаллические породы, если остывание магмы происходило медленно и под большим давлением в глубине земной коры

Минеральный состав пород зависит от химического состава магмы. Различают магмы кислые (содержание Si02 > 65 %), средние (содержание Si02 = 50…65 %) и основные (содержание Si02 < 50 %). В горных породах, образовавшихся из кислой магмы, обязательно присутствует кварц.

Если порода образовалась из основной магмы, в ней преобладают темноокрашенные железистомагнезиальные алюмосиликаты. Практически во всех изверженных кристаллических породах основная доля объема приходится на полевые шпаты. Ниже рассмотрены главнейшие представители изверженных пород. Глубинные породы характеризуются кристаллической структурой, отсутствием пор, высокой прочностью, твердостью и морозостойкостью. В полированном виде глубинные породы очень декоративны. К ним относятся: граниты, сиениты, габбро и диориты.

Гранит - зернисто-кристаллическая порода , сложенная из трех минералов: кварца (20…40 %), полевых шпатов (40…70 %) и слюды (5…20 %); иногда слюду заменяет роговая обманка.

Строительные свойства гранитов (в среднем) следующие: плотность - 2600…2700 кг/м ; предел прочности при сжатии - 100… 250 МПа, а при растяжении, как и у других каменных материалов, в 20…30 раз ниже; вследствие малой пористости и низкого водопогло-щения ( < 1 %) граниты очень морозостойки (F >1000); химическая стойкость их также высока; граниты - твердые породы (твердость более 6).

Цвет гранитов определяется цветом полевого шпата и бывает чаще всего серым, розовым и темно-красным. Граниты хорошо полируются, приобретая декоративный вид. Граниты широко применяют для облицовки зданий и инженерных сооружений (набережные, мосты и т. п.), устройства полов общественных зданий и монументальной скульптуры.

Сиениты - аналоги гранита, но без кварца (образовались из средних магм); свойства и области применения такие же, как у гранита.

Диориты - темно-серая мелкокристаллическая порода, состоящая в основном из полевых шпатов (около 75 %) и темноокрашенных минералов. Плотность - 2800…3000 кг/м3. Отличается повышенной ударной вязкостью. Применяют для облицовки и в дорожном строительстве (брусчатка и т. п.).

Габбро - крупнокристаллическая порода, образовавшаяся из основной магмы; состоит из полевых шпатов (около 50 %) и темноокрашенных минералов (авгита, роговой обманки и т. п.). Плотность - 2900…3300 кг/м3; предел прочности при сжатии - 200…350 МПа. Как и гранит, габбро характеризуется высокой морозостойкостью и стойкостью против выветривания.

Цвет - темно-серый, темно-зеленый до черного. Габбро хорошо полируется и имеет красивую текстуру. Одна из разновидностей габбро - лабрадорит - очень декоративна благодаря содержащемуся в ней ирризирующему полевому шпату.

Излившиеся плотные породы имеют слабозакристаллизованную или стеклообразную структуру. Для ряда излившихся пород характерна порфировая структура (рис. 4.2, б), когда в общей аморфной массе вкарплены кристаллы какого-либо минерала. Так, излившийся аналог гранита - кварцевый порфир - имеет вкрапления кристаллов кварца, аналог диорита - порфирит - имеет вкрапления полевых шпатов. Некоторые виды порфиров очень декоративны.

Базальт - аналог габбро - самая распространенная излившаяся порода; в зависимости от условий образования имеет стекловатую или скрытнокристаллическую структуру. Цвет базальта - темно-серый до черного. По физико-механическим показателям базальт аналогичен габбро, а по прочности даже превосходит его (Лсж достигает 500 МПа). Базальты очень твердые, но хрупкие породы, что затрудняет их обработку.

Плотные излившиеся породы менее декоративны и менее стойки к выветриванию, чем их глубинные аналоги. Применяют их главным образом как щебень для бетона, отсыпки железнодорожных путей и т. п. Базальт также используют в качестве сырья для каменного литья и получения высококачественной минеральной ваты. Излившиеся пористые породы образовались непосредственно при извержении вулканов. Первичными продуктами извержения являются вулканические пеплы, пески и пемза; с течением времени они могли цементироваться, образуя туфы.

Вулканические пепел и песок - порошкообразные частицы, имеющие стеклообразное строение, благодаря чему при добавлении извести или цемента, а иногда и самостоятельно они способны к твердению. Используются как активная добавка к вяжущим (впервые были использованы в Древнем Риме - пепел Везувия - для придания извести водостойкости).

Пемза - очень пористая легкая порода в виде кусков размером 5… 100 мм. Плотность пемзы в куске - 500… 1000 кг/м . Большая пористость (до 80 %) обусловливает низкую теплопроводность (0,14…0,23 Вт/(м * К)). Прочность при сжатии пемзы не велика - 2…4 МПа, но этого достаточно для получения на базе пемзы легких бетонов. Кроме того, пемза используется в молотом виде как добавка к цементам и в качестве абразивного порошка.

Вулканические туфы - порода, образовавшаяся из вулканических пеплов, которые омонолитились в результате спекания массы, сохранившей высокую температуру, или в результате природной цементации. Вулканические туфы - пористая порода (П = 30…60 %), имеющая низкую плотность, равную 800…1800 кг/м3. Поры у туфа в большинстве своем замкнутые, что обусловливает его высокую морозостойкость. Прочность при сжатии зависит от пористости и составляет 2…20 МПа. Теплопроводность у туфа в 1,5…2 раза ниже, чем у кирпича. Цвет туфов разнообразный, но не яркий, а глухой; основные оттенки: красно-оранжевые и до коричневато-лиловых. Крупнейшие месторождения туфов, возникшие в результате деятельности ныне потухшего вулкана Арарат, имеются в Армении.

Туфы используют как облицовочный материал, а в местах крупных месторождений - как эффективный материал для кладки стен. Благодаря низкой твердости туфа стеновые камни из него вырезают механизированным способом прямо в карьере (рис. 4.3). В тонкомолотом виде туф используют как добавку к цементам. Туфовая лава - разновидность вулканических туфов, образовавшаяся при попадании пепла и пемзы в огненно-жидкую лаву. По структуре, свойствам и областям применения туфовая лава аналогична вулканическому туфу, но благодаря большей доле замкнутых пор более долговечна.

Осадочные породы

Осадочные породы в зависимости от происхождения принято делить на: - механические осадки , при образовании которых главную роль играли физико-механические процессы (воздействие воды, мороза, нагрева и охлаждения и т. п.); при этом, как правило, не менялся минеральный и химический состав исходных пород; - органогенные осадки , которые образовались из остатков (скелетной части) живых организмов, как правило, морской фауны (ракушки, кораллы и т. п.); - хемогенные осадки , образовавшиеся в результате растворения первичных пород и последующей кристаллизации из водных растворов.

Механические осадочные породы могут быть рыхлые ( гравий, песок, глина ) и сцементированные - те же рыхлые осадки, частицы которых склеены природным цементом (брекчии, конгломераты, песчаники). Рыхлые механические осадочные породы: глины, песок .

Необходимо подчеркнуть причины, по которым преобладающим минералом песка является кварц . При выветривании гранита кварц оказывается самым твердым и химически стойким минералом, не подвергающимся разрушению, а разрушающим более слабые соседствующие с ним минералы (полевой шпат, слюду и т. п.). Его зерна лишь слегка окатываются при перемещении ветром или водой.

Не менее распространенной, чем песок, рыхлой осадочной породой является глина , поскольку источником ее образования служат самые распространенные минералы изверженных пород - полевые шпаты .

Под действием минерализованных грунтовых вод и давления вышележащих горных пород рыхлые осадочные породы могут цементироваться, образуя так называемые сцементированные осадочные породы: песчаники, брекчии и конгломераты .

Песчаники состоят из зерен кварцевого песка, сцементированного природным цементом, например, карбонатом кальция , водным кремнеземом, гипсом и т. п. Цементация происходит путем постепенного осаждения на зернах песка цементирующего вещества из воды (как накипь в чайнике). В зависимости от цементирующего вещества песчаники называют известковыми, кремнистыми и т. д. Цвет их зависит от цвета цементирующего вещества.

Наибольшее применение в строительстве получили достаточно водостойкие известковые и кремнистые песчаники. Известковые песчаники легче обрабатываются, кремнистые более прочные и стойкие.

Плотность песчаников - 2300…2500 кг/м , прочность - от 10 до 100 МПа. Песчаники использовали для возведения зданий с глубокой древности, так как добывать их значительно легче, чем магматические породы, а свойства их достаточно хорошие.

Известно много памятников архитектуры: соборов и замков (например, Виндзорский замок - резиденция английских королей), построенных из песчаника. В настоящее время песчаники используют для фундаментов, подпорных стенок, тротуаров, а особо стойкие - для облицовок; кроме того, из песчаников делают щебень для бетонов и дорожных покрытий.

Известняки плотные - широко распространенная на Земле горная порода, состоящая в основном из кальцита СаС03 ; кроме кальцита они содержат примеси магнезита, глины и кремнезема. Цвет известняков в зависимости от примесей: белый, светло-серый, серовато-кремовый или желтоватый.

Плотность известняков - 2000…2600 кг/м , прочность при сжатии у них сравнима с прочностью бетона и составляет 10… 100 МПа. Твердость небольшая - З. 3,5, что позволяет легко добывать и обрабатывать известняк. Морозостойкость известняков существенно зависит от пористости, степени цементации, наличия примесей и нуждается в постоянном контроле. Абсолютно не стойки они к воздействию кислых сред.

Известняки - одна из самых важных горных пород для строителей. Они издавна использовались для возведения зданий и их облицовки (достаточно вспомнить слова "Москва белокаменная"), из известняков делались фундаменты. Самый распространенный щебень для бетонов и дорожных покрытий - известняковый, и, наконец, известняк - сырье для получения извести и цемента.

Мраморовидные известняки - переходные породы от плотных известняков к мраморам . Они имеют большую плотность (до 2700 кг/м ) и прочность (60…150 МПа), чем обычный известняк.

Известняк-ракушечник - пористая порода, состоящая из раковин и панцирей моллюсков, сцементированных известковым цементом. Плотность ракушечника - 900…2000 кг/м , прочность при сжатии - 0,5…15 МПа. Он имеет низкую теплопроводность и легко поддается распиловке. Используют в виде камней и блоков как местный стеновой материал. Декоративные разновидности ракушечника применяют как облицовочный материал.

Мел - землистая горная порода, состоящая из мельчайших обломков раковин и скелетов морских микроорганизмов, представляет собой почти чистый кальцит СаС03. Используют при производстве извести, цемента, стекла и благодаря высокой дисперсности для приготовления красок и шпатлевок.

Диатомиты и трепелы - рыхлые землистые породы белого, серого или желтоватого цвета, в основном состоящие из аморфного кремнезема Si02 * лН20; по внешнему виду и физическим свойствам похожи на мел. Они образовались из остатков мельчайших водорослей, а также кремневых скелетов морской микрофауны (диатомий, радиолярий и т. п.) с примесью глины и ила. Со временем под давлением вышележащих слоев горных пород диатомиты и трепелы уплотняются и превращаются в плотную, прочную и трудно размокающую в воде породу - опоку.

В диатомите и трепеле до 75…95 % активного кремнезема, поэтому их применяют как гидравлическую добавку к вяжущим. Их также используют при производстве теплоизоляционных материалов. Хемогенные осадочные породы образовались главным образом при испарении вод, содержащих минеральные соли. Для строителей интерес представляют сульфаты и карбонаты кальция и магния: гипс, ангидрит, известковый туф, магнезит и доломит.

Известковый туф образовался в результате выпадения СаСОэ из источников подземных углекислых вод. Туфы пористы и имеют ноздреватое строение. Они легко поддаются распиловке и используются для внутренней облицовки помещений, улучшая их акустические свойства. Для этих целей приобрела популярность разновидность туфа - травертин.

Магнезит - порода, состоящая в основном из минерала магнезита MgC03. Используют для получения огнеупорных материалов и магнезиальных вяжущих.

Доломит - порода, состоящая в основном из минерала доломита СаС03 * MgC03, с примесью глины, оксидов железа и др. По структуре и физическим свойствам доломит близок к плотным известия-кам: рт = 2200…2800 кг/м ; Дсж = 50…200 МПа. Поэтому его применяют в качестве строительного камня и щебня для бетона.

Гипс - горная порода обычно белого или серого цвета, состоящая из минерала того же названия CaS04 -2H20. В строительстве используют как сырье для получения гипсовых вяжущих. Благодаря низкой твердости применяют для изготовления мелких поделок по камню.

Ангидрит - плотная горная порода, состоящая преимущественно из минерала ангидрита CaS04. Цвет породы белый с голубым или серым оттенком. Используют для получения вяжущих и для внутренней отделки и скульптурных работ. На открытом воздухе быстро выветривается, переходя в гипс.

Метаморфические породы

Горные породы, находящиеся в земной коре, со временем могут существенно изменить структуру и свойства, не меняя принципиально свой химический состав. Причина таких изменений - воздействие давления, повышенных температур и минерализованных вод.

Метаморфизироваться могут как магматические, так и осадочные породы. Яркий пример метаморфизма - превращение массивной магматической породы перидотита в слоистую породу серпентинит, имеющую в своем составе тонковолокнистый минерал - асбест. Среди метаморфических пород для строителя представляют интерес мрамор, кварцит, глинистый сланец и гнейс.

Мраморы - метаморфизированные известняки, состоящие из плотно сросшихся между собой кристаллов кальцита (СаС03) , иногда с примесью доломита (СаС03 * MgC03). Кристаллы в мраморе прочно связаны друг с другом без цементирующего вещества.

Это произошло за счет огромного многостороннего давления на известняки в условиях повышенных температур. Мрамор имеет высокую плотность (2600…2800 кг/м ) и прочность (RQX = 30… 100 МПа); водо-поглощение мрамора менее 1%. При всем этом твердость мрамора не высока - З. 3,5, что облегчает его обработку.

Мраморы могут быть как чисто белого цвета, так и самых разнообразных цветов с характерным "мраморовидным" рисунком. Окраска мрамора объясняется проникновением в известняк в процессе мета-морфизации минерализованных вод, из которых впоследствии кристаллизуются окрашивающие мрамор минералы - примеси: гематит, лимонит, хлорит и др. Отличает мрамор от известняков еще одно свойство: мраморы хорошо полируются.

Мраморы широко применяют для отделки зданий и общественных сооружений.
Цвет кварцитов белый, красный, темно-вишневый. Применяют их в ответственных частях зданий и сооружений, для облицовки, а также в виде щебня для бетона и сырья для получения огнеупоров.

Гнейсы - слоистая порода, образовавшаяся в результате перекристаллизации гранитов и других магматических пород при одноосном давлении. Поэтому гнейсы имеют слоистое (сланцеватое) строение, что облегчает их добычу и обработку, но снижает стойкость к выветриванию. Раскалываются гнейсы по слоям слюды.

Глинистый сланец образовался из глин в результате перекристаллизации в условиях одноосного давления и повышенных температур. Сланцы имеют темно-серый цвет и легко раскалываются на плоские плитки. Такие плитки, называемые шифером (от нем. schiefer - сланец), используются в качестве долговечного кровельного материала. Многие архитектурные памятники в Европе имеют сланцевую кровлю. В настоящее время сланцевые кровли стали популярны в коттеджном строительстве.

Copyright © 2004-2022 ООО "Альтаиста"
Бизнес портал. Деловая сеть предпринимателей. Бизнес. Инновации. Технологии
Портал разработан ООО "Альтаиста"

Горные породы слагающие земную кору, находятся на различных уровнях поверхности Земли, в одних местах они непосредственно выходят наружу, в других—скрыты под слоем почвы.

Строении верхних слоев земной коры

Интересные выводы о строении верхних слоев земной коры дало изучение распространения волн в земной коре от взрывных работ, проводившихся для освобождения залежей полезного ископаемого, например угля, от покрывающих его пород. Исследования распространения взрывной волны в глубь земной коры производятся с помощью сейсмографов.

Земная кора была изучена, таким образом, на глубину 38 километров. Оказалось, что она состоит из нескольких слоев различной плотности. Верхний слой, прикрытый осадочными породами, образуют граниты мощностью около 10 километров. Под ними последовательно лежат три слоя базальта общей мощностью свыше 28 километров.

Основные группы горных пород

Как ни велико разнообразие горных пород, их делят на три основные группы:

магматические,
осадочные,
метаморфические.

Магматические породы

Магматические породы, или изверженные образовались в результате отвердевания магмы, которая или выливалась наружу, или останавливалась на некоторых глубинах, не дойдя до поверхности Земли. Магматические породы не слоисты и не содержат животных и растительных остатков. Они в свою очередь делятся на:

эффузивные породы,
интрузивные породы.

Породы, излившиеся наружу, называются эффузивными (от латинского глагола эффундере — изливать) или вулканическими. Излившиеся, эффузивные, породы быстро остывают, превращаясь либо в пористую шлакообразную массу, примером чего могут служить вулканические лавы, либо плотные породы, как базальт и обсидиан, иначе — вулканическое стекло.

Широко распространенной излившейся (эффузивной) породой, покрывающей иногда десятки тысяч квадратных километров, является базальт. Базальт

Еще одна очень распространенная эффузивная вулканическая порода — обсидиан. Цвет — бархатно-черный и темно-серый, реже — других оттенков. Сильный стеклянный блеск.

По химическому составу (крайне впрочем, изменчивому) и твердости обсидиан приближается к полевым шпатам. Обсидиан легко отличается от других пород темной окраской и глубоким раковистым изломом. Камень обсидиан

При раскалывании дает обломки с острыми, режущими краями. Это ценное свойство обсидиана первобытный человек использовал при изготовлении орудий труда и охоты. Выходы обсидиана часто встречаются в Закавказье, и особенно в окрестностях озера Севан.

Интрузивные породы, или глубинные, (от латинского глагола интрудере — вталкивать), их еще называют плутонические.

Слово плутонический происходит от имени Плутона — бога подземного царства, посылавшего, по верованиям древних греков, богатства людям. В выражении плутонические породы подчеркивается более глубокое их залегание в недрах Земли. Остывание в глубинах земной коры совершается чрезвычайно медленно и при этом под огромным давлением вышележащих пластов горных пород.

Образовавшиеся в таких условиях глубинные (интрузивные) породы отличаются от вулканических (эффузивных) зернисто-кристаллическим строением. Примером служит гранит.

Осадочные породы

По своему распространению в природе осадочные породы занимают следующее место за магматическими породами, это:

обломочные осадочные горные породы,
химические осадочные горные породы,
органические осадочные горные породы.

Преобладающее значение в группе осадочных пород занимают обломочные осадочные горные породы, или механические осадки: щебень, галька, гравий и песок:

щебнем называются остроугольные обломки и осколки породы;
галька — это окатанный камень размером от 10 миллиметров до 10 сантиметров;
гравий — мелкие камешки от 2 до 10 миллиметров;
песок — зернышки меньше 2 миллиметров.

Механические осадки

Те же породы, но связанные (сцементированные) глинистыми, известковыми, железистыми и кремнистыми растворами, выделяются в особую группу цементированных обломочных пород:

сцементированный щебень называется брекчией (по-итальянски брекчия — щебень);
сцементированный гравий и галька образуют конгломераты (в переводе с латинского языка собранные в кучу);
песок при тех же условиях превращается в песчаник.

Заметное место среди осадочных пород занимают пески и глины. Химические осадочные горные породы образуются из водных растворов, в которых содержатся растворенные вещества и соли. Примером служат глауберова (горькая соль) и каменная соль, гипс и другие, они образуются из пересыщенных растворов при испарении водоема.

К органическим осадочным горным породам относится группа биолитов, или органогенов (т. е. пород, возникших при участии организмов). В этой группе преобладающее положение занимают известняки, мел, уголь, торф. Сюда же относятся нефть и газ. Камень известняк

Осадочные породы отличаются слоистостью, в них часто встречаются окаменелости и отпечатки древнейших растений и животных.

Изменение горных пород

Горные породы слагающие земную кору, не остаются неизменными. На поверхности земли преобладающую роль в изменении горных пород играет климат, особенно резкая смена температур, колебания которой в пустынях достигают в течение суток 50—60°. Минералы, составляющие горные породы, испытывают при этом неодинаковое расширение и сжатие.

Метаморфические горные породы

Как породы изверженные, так и осадочные под воздействием огромных давлений, например, в процессе горообразования, высоких температур и химических растворов испытывают значительные изменения. Такие породы являются измененными, иначе — метаморфическими горными породами (от греческого глагола метаморфоо— изменяюсь, превращаюсь) .

Примерами метаморфических пород является:

Мрамор и известняк

Мрамор это перекристаллизовавшиеся, под влиянием давления вышележащих пород, горячих растворов и высоких температур недр Земли, известняки. Известняк и мрамор имеют одинаковый химический состав, строение же их различно: у одного плотное, некристаллическое (известняк), у другого — кристаллическое (мрамор), (подробнее: Минералы и драгоценные камни).

Глинистый сланец и глина

Глины уплотняются и приобретают сланцевое строение, т. е. способность расслаиваться при ударе молотком на тонкие плотные пластинки. Отсюда и название такой измененной породы — глинистый сланец. Глинистый сланец

В отличие от глины глинистый сланец не размокает от воды и обладает достаточной твердостью. Некоторые сорта глинистого сланца использовались для покрытия кровли, почему его еще называют кровельным сланцем.

Гнейс

Еще один интересный пример метаморфизма. У гранита есть замечательный двойник по составу породообразующих минералов — гнейс. Он так же состоит из полевого шпата, кварца и слюды, только листочки последней располагаются не в беспорядке, как в граните, а параллельными рядами. Гнейс

Это придает породе тонкослоистое, иначе — сланцеватое строение. Гнейсы часто встречаются в древнейших отложениях. Они могли образоваться путем метаморфизации гранитов, полевошпатовых песчаников и других пород. Кварцит образуется в процессе метаморфизации песка, а графит — угля.

Метаморфические породы не содержат окаменелостей и в строении земной коры играют второстепенную роль.

Кристаллические породы

Обычно под слоем почвы залегают глины, песок и другие породы. Однако где бы ни была заложена буровая скважина, обязательно на той или иной глубине встречаются граниты или другие кристаллические породы. Например, на Кольском полуострове и в Карелии выходы гранитов на поверхность земли занимают огромные пространства. Выходы гранитов на Кольском полуострове

В Петербурге такие породы были обнаружены на глубине 198 метров, а в Москве — значительно глубже — на 1655 метров. Как же велика мощность этой оболочки и какие под ней лежат породы? Ответ на этот вопрос ученые получают как прямым путем, так и косвенным. Толщину осадочных пород определяют так же при сверлении нефтяных скважин.

Для проведения геофизических исследований пород на больших глубинах была заложена скважина на Кольском полуострове. Бурение ее началось в 1970 году а завершено в 1990, при этом глубина скважины достигла 12 262 метров. Глубина залегание слоя прочных гранитов в месте бурения составила 7000 метров. На настоящий момент это самая глубокая скважина в мире, но в данное время из-за отсутствия средств на содержание, она находится на грани разрушения.

Гранит

Гранит состоит из определенных минералов, которые так и называются — породообразующими минералами. Это полевой шпат, кварц и слюда. В каждом своем осколочке они отличаются однородностью строения и химического состава. Полевой шпат, кварц, слюда

Эти три минерала и образуют весьма распространенную кристаллически-зернистую горную породу, что и подтверждается ее названием: слово гранит происходит от латинского гранум — зерно. Таким образом, гранит в переводе на русский язык — зернистая порода.

В граните, (подробнее: Черные и цветные металлы и их руды), отчетливо заметны зерна с ровной блестящей поверхностью. Это — полевой шпат. Полевой шпат— наиболее распространенный минерал в природе. Он, в основном, и дает цвет граниту.

По цвету различают граниты красные, различных оттенков:

мясо-красные,
розовато-красные,
желтовато-красные,
буровато-красные;

серые граниты,
белые,
реже желтые,
зеленые.

Такого же цвета в этих гранитах и зерна полевого шпата. В одних сортах гранита они крупные, в других — мелкие.

Отсюда и второе определение гранитов:

мелко,
средне,
крупнозернистый гранит.

Камень гранит

Другие зерна — мутно-серые, с жирным или стеклянным блеском и неровной поверхностью, хорошо заметные в гранитах, образованы кварцем — тоже одним из самых распространенных породообразующих минералов. Еще отчетливее выделяются в гранитах блестящие черные или светлые пластинки слюды.

Кварц в граните увеличивается в объеме значительно сильнее, чем полевой шпат. В результате неравномерного расширения и сжатия горная порода покрывается с поверхности трещинами.

Физическое выветривание

Углубляясь все больше и больше, трещины способствуют дальнейшему разрушению породы, особенно когда в трещины попадает вода и замерзает, (пдоробнее: Работа снега и льда). Постепенно порода превращается в груду остроугольных обломков.

Подобное разрушение горных пород под влиянием описанных выше процессов называется физическим выветриванием, (подробнее: Выветривание горных прод).

Химическое выветривание

Вода, особенно при наличии в ней углекислого газа, производит еще и растворяющее воздействие на те породы, по которым она протекает. Такого рода выветривание, связанное с изменением состава горной породы, называется химическим выветриванием.

Органическое выветривание

Растительность, поселяющаяся на скалах, оказывает физическое и химическое воздействие на горные породы. На концах корешков находятся корневые волоски. Они выделяют щавелевую кислоту, которая разъедает породу и углубляет трещины. Еще сильнее воздействие бактерий. Разрушение горных пород под влиянием организмов так и называется органическим выветриванием.

Горные породы слагающие земную кору повержены не только метаморфическим изменениям, но с течением времени подвергаются воздействиям внешних факторов. В результате выветривания граниты, например, дают песок и глину.

При соответствующих условиях они превращаются в песчаники и глинистые сланцы, а на значительных глубинах в области более высоких давлений и температур глинистые сланцы, полевошпатовые песчаники и граниты изменяются в гнейсы.

Гнейсы, образовавшиеся из осадочных пород, отличаются более темной окраской и более резкой сланцеватостью. Изверженные породы, наоборот, дают светлые гнейсы. Если же гнейсы усваиваются магмой, то при застывании ее преобладающее распространение получают граниты.

В своей хозяйственной деятельности человек использует горные породы и минералы как полезные ископаемые.

Это горные породы, которые образовались в результате изменений физико химических условий, благодаря движению земной коры происходит изменение давления температуры и других факторов, которые влияют на изменение состава пород.

Подразделяются на несколько категорий:

Гнейсы

Кристаллические сланцы

Хлоритовые и тальковые сланцы

Амфиболиты, мраморы, кварциты

Скарны и роговики, яшмы

Ваш ответ:

Правильный ответ:

Гнейсы

Гнейсами называют породы более или менее сланцеватого сложения, в большинстве случаев состоящие из кварца, полевого шпата и слюды или роговой обманки: эти минералы расположены в них не беспорядочно, как в граните или диорите, а ориентированно или слоями, в чем и заключается главное отличие гнейсов от соответствующих по минералогическому составу массивно-кристаллических пород.

Между гранитами и гнейсами нередко наблюдаются постепенные переходы. В зависимости от того, насколько ясно выражена слоистость, такие породы называют гранит о-гнейсами или гнейсо-гранитами. Некоторые гнейсы отличаются резко выраженной полосчатостью, зависящей от преобладания в отдельных слоях темных или светлых минералов; такая полосчатость особенно хорошо заметна, если в одних слоях скопляются темные листочки биотита, а в других—светлые полевые шпаты и кварц.

Встречаются гнейсы, в которых наблюдаются светлые пятна полевого шпата чечевицеобразной формы, обведенные каемками темных минералов; такие гнейсы называются очковыми. Наконец, встречаются гнейсы, равномерно окрашенные, нередко в темные цвета.

По происхождению различают ортогнейсы, которые обычно образуются из древних докембрийских или палеозойских гранитных пород, слагающих древние кристаллические щиты и застывавших при одновременном сильном одностороннем давлении в результате действия горообразующих сил, и парагнейсы, представляющие главным образом продукты метаморфизации аркозовых песчаников и некоторых других осадочных пород.

Парагнейсы характеризуются нередко резко выраженной сланцеватостью. К парагнейсам относятся, между прочим, и упомянутые выше «очковые» гнейсы.

Гнейсы широко распространены главным образом в свитах древних метаморфических пород, составляя главную их массу.

В СНГ гнейсы встречаются на Украине в пределах Южнорусской кристаллической полосы, на Урале, на Кавказе, в горных хребтах Средней Азии, Восточной Сибири, в Карелии и других районах СНГ.

Гнейсы и гранито-гнейсы применяются для строительных целей и для мощения улиц, как и граниты, но уступают последним по прочности, так как благодаря слоистому расположению минералов они легче выветриваются и разрушаются по направлению сланцеватости, чем породы зернисто-кристаллического строения.

Кристаллические сланцы

К кристаллическим сланцам принадлежат слюдяные сланцы, филлиты, хлоритовые, тальковые сланцы и породы переходных типов — слюдяно-хлоритовые, серицитовые сланцы и т. п.

Слюдяные сланцы отличаются резко выраженным сланцеватым сложением, а нередко также и плойчатостью.

Главными составными частями слюдяных сланцев являются слюды, чаще всего мусковит или биотит, иногда оба вместе, и, кроме того, кварц. При преобладании кварца слюдяные сланцы переходят в кварциты, а в присутствии полевых шпатов — в гнейсы. Иногда в массе их встречаются кристаллы граната, турмалина, а в отдельных случаях также чешуйчатые агрегаты графита.

Слюдяные сланцы являются породами, широко распространенными, в особенности среди образований архейской группы. В СНГ слюдяные сланцы развиты на Урале, в Карелии, в Сибири и других районах.

Из отдельных видов слюдяных сланцев нужно отметить графито-слюдяные сланцы, в которых в довольно значительном количестве присутствует графит в виде более или менее крупных чешуи и чешуйчатых агрегатов с металловидным блеском. Иногда графит образует мелкие чешуйки и зерна, окрашивающие породу в черный или темносерый цвет.

При значительном содержании и высоком качестве графита сланцы разрабатываются для извлечения последнего, например, на Украине, в районе г. Жданова и.в особенности в Прибугском районе (Завальевское месторождение), где построена обогатительная фабрика.

Филлиты

Чаще всего это — тонко-сланцеватые породы зелено го, красноватого, серого и черного цветов; отличаются от глинистого сланца только более блестящей поверхностью сланцеватости, на которой блестят тонкие чешуйки серицита. Кроме того, в них заметны узелки, зернистые прослои и линзочки кварца вторичного происхождения. Иногда встречаются включения зерен граната, биотита, альбита, ильменита, пирита и других минералов.

По сравнению со слюдяными сланцами, с которыми они очень сходны, филлиты гораздо менее метаморфизованы и раскристаллизованы.

Хлоритовые и тальковые сланцы

Окрашены обычно в зеленые цвета различных оттенков и обладают сланцеватым сложением.

Хлоритовые сланцы

Состоят главным образом из листочков зеленого хлорита; кроме того, в них присутствуют магнетит, части в виде хорошо образованных небольших кристаллов, актинолит, эпидот, изредка также альбит.

Иногда количество какого-либо из второстепенных минералов увеличивается настолько, что он приобретает преобладающее значение, и сланцы получают соответственное название. При преобладании актинолита получаются актинолито-хлоритовые сланцы; при значительном увеличении количества эпидота и в присутствии альбита — хлорито-эпидотоальбитовые сланцы и т. д.

Сланцы последних двух типов широко развиты на Урале, где они являются продуктами метаморфизации порфиритов и порфиритовых туфов.

Особенно сильно метаморфизованы порфириты в области Среднего Урала. Благодаря появлению вторичной актинолитовой роговой обманки — обычно в виде удлиненных кристаллов,— хлорита, а иногда и эпидота, породы эти окрашены в фисташково-зеленый цвет. Кристаллы плагиоклаза теряют правильные очертания и принимают вид мелких, как бы вздутых линзочек, вытянутых в направлении сланцеватости. В результате этих изменений порфириты превращаются в совершенно не похожие на них породы, носящие название зеленых актин олитовых, зеленых альбит офировых и хлорито-эпидотоальбитовых сланцев.

Туфы порфиритов, в результате подобных же изменений, также превращаются в зеленые сланцы различного состава.

Тальковые сланцы, жирные на ощупь, часто белые, широко распространены на Урале и состоят главным образом из чешуек талька. Кроме того, они содержат в большем или меньшем количестве магнезит, хлорит, слюду (серицит), роговую обманку, реже другие минералы.

Тальковые и хлоритовые сланцы, по сравнению со слюдистыми сланцами и гнейсами, играют подчиненную роль и встречаются преимущественно в верхних горизонтах свит кристаллических сланцев. Они образовались главным образом из основных магма тических пород, как, например, диабазов, габбро, а иногда, как упомянуто выше, являются продуктами видоизменения порфиритов и их туфов. В некоторых случаях тальковые сланцы могли получиться и при гидрохимической метаморфизации серпентинитов.

Тальковые сланцы используются для получения талькового порошка, а также для изготовления огнеупорных кирпичей, причем тальк нагреванием превращается в форстерит (Mg₂SiО₄).

Амфиболиты, мраморы, кварциты

Амфиболиты. Метаморфические породы сланцеватой, реже плотной структуры. Они состоят главным образом из роговой обманки и полевого шпата; кроме того, в них иногда присутствуют гранаты, эпидот, пироксены и биотит. Амфиболиты образуются в результате метаморфизации различных пород группы габбро, а также диоритов; иногда можно наблюдать образование амфиболитов из осадочных пород—магнезиальных мергелей.

Во внутренней контактовой зоне эти породы более крупнозернисты и состоят из крупных индивидуумов роговой обманки, как бы сцементированных промежуточной массой из полевых шпатов. В наружных зонах массивов они мелкозернисты, окрашены в темный зеленовато-серый цвет и отличаются ясно сланцеватой текстурой.

Амфиболиты не пользуются большим распространением и образуют обыкновенно залежи и небольшие участки среди метаморфических пород, преимущественно гнейсов и слюдяных сланцев.

В СНГ амфиболиты встречаются на Урале, где нередко наблюдаются переходы габбровых пород в типичные амфиболиты.

Мрамор

Однородная равномерно зернистая порода, являющаяся продуктом перекристаллизации различных известняков, а иногда также и доломитов, под влиянием высокой температуры или большого давления. Мрамор состоит из агрегата зерен известкового шпата мозаичной структуры, к которому иногда примешиваются небольшие количества силикатных минералов, как, например, кварца, амфибола, пироксена, гранатов, а изредка и полевых шпатов.

Мраморы, расположенные особенно близко к контакту с магмой, отличаются особенной крупнозернистостью и часто окрашены в синеватый, желтый или красноватый цвет. На большом расстоянии от контакта мрамор имеет белый или серовато-синеватый цвет, причем последние разновидности особенно мелкозернисты.

В СНГ имеется много месторождений мрамора на Урале. Особенно славятся серые мраморы Уфалейского района, черный Каркадинский мрамор, белые: Сугомакский мрамор (Кыштым-ский горный округ), Коэлгинский и Прохоро-Баландинский (Челябинский район) и др. Месторождения доломитового мрамора имеются в Карелии, в окрестностях Петрозаводска, откуда он добывался для облицовки б. Исаакиевского собора и многих дворцов Ленинграда. Очень богаты цветными мраморами Грузинская и Армения.

Мрамор применяется для орнаментных и облицовочных работ, а лучшие белые сорта, наиболее тонкозернистые, с однородным строением — для художественных скульптурных работ. Особенно широкое применение нашли себе различные мраморы в облицовке станций Московского метрополитена.

Кварциты

Метаморфические породы с перекристаллизованными зернами кварца и кварцевым цементом, соединенными в одну сплошную массу. Они представляют очень прочный строительный и облицовочный материал, отличающийся высокой твердостью и с трудом поддающийся обработке. Некоторые кварциты очень красивы в полированном виде и применяются в качестве поделочного камня.

В СНГ особенно славятся кварциты, добываемые в Карелии, как, например, тёмно-красный шокшинский кварцит, добываемый близ с. Шокша в 60 км к югу от Петрозаводска (из него, между прочим, сделаны части мавзолея Ленина—Сталина и гробница Наполеона в Париже), зеленовато-серый каменноборский квар цит, светло-красный пухтинский кварцит, добываемый на р. Пухте, в 40 км от Петрозаводска. Замечательно красив болорецкий кварцит, добываемый на Алтае.

С сильно метаморфизованными железистыми кварцитами связаны крупнейшие в СНГ месторождения железных руд —гематита и магнетита — в районе Кривого Рога на Украине и в районе Курской магнитной аномалии.

Криворожские месторождения представляют узкую полосу чрезвычайно сильно дислоцированных и метаморфизованных железистых кварцитов докембрийского возраста, общей длиной до 210 км, залегающих поверх толщи х лоритовых и амфиболитовых сланцев. Железистые кварциты представляют тонкослоистые породы, состоящие из магнетита, гематита и кварца и содержащие от 25 до 40% Fe. Если принять во внимание только богатые железом разновидности кварцитов («джеспилиты»), то в них одних заключаются огромные запасы железа.

Среди железистых кварцитов встречаются залежи чистого гематита линзообразной формы, несколько вытянутые по простиранию с содержанием Fe 60—69%.

Разработка этих залежей в крупном масштабе началась еще в 1881 г.; в настоящее время они являются главной рудной базой черной металлургии Юга СНГ.

В районе Курской магнитной аномалии под толщей осадочных пород мощностью 100—230 м залегают железистые кварциты типа криворожских; но обычно они содержат не гематит, а магнетит.

Скарны и роговики, яшмы

При воздействии магмы, вторгшейся в осадочные толщи, образуются метаморфические породы гораздо более ограниченного, чем сланцы, распространения. В зависимости от исходного состава вмещающих пород образуются из карбонатных пород скарны, а из глинистых — роговики.

Обычно имеют темный цвет, крупно-кристалличны и в основном состоят, как правило, из гранатов и пироксенов; в них встречается, кроме того, много других кальцийсодержащих минералов: эпидот, скаполит, волластонит. Часто образование скарна сопровождается выделением больших количеств магнетита (Магнитогорск), сульфидных медных руд (Урал), а также руд вольфрама и молибдена (Кавказ, Средняя Азия).

Образуются из глинистых сланцев и эффузивных зеленокаменных пород, метаморфизованных в контакте с интрузивными породами, чаще всего гранитами. Роговики представляют серую или белую плотную микрокристаллическую породу без сланцеватости с раковистым изломом. Из минеральных новообразований в роговиках встречаются кварц, биотит, магнетит, ортоклаз, амфиболы и пироксены. Для роговиков характерна мостовидная или роговиковая структура, весьма сход ная со сложением булыжной мостовой. В СНГ роговики часто встречаются на Алтае, где они являются вмещающими породами полиметаллических рудных месторождений, известны они и в некоторых других районах.

С роговиками иногда весьма сходны яшмы, являющиеся породами, сложенными преимущественно тонкозернистым кварцем или халцедоном. Яшмы обычно содержат много примесей — гематит, эпидот, хлорит и пр. Они являются либо слабо измененными осадочными кремнистыми породами, либо породами метаморфического характера. Их применение, как красивого поделочного камня, общеизвестно.

Яшмы приурочены к дислоцированным районам развития эффузивных пород и широко распространены на Южном Урале, Казахстане и Алтае.

Статья на тему Метаморфические породы

Определение

Гнейсом принято называть метаморфическую, то есть сформировавшуюся в недрах Земли, горную породу. Под метаморфизмом понимается преобразование осадочных и магматических природных минеральных образований в результате перемены физико-химических условий (температура, давление, воздействие разнообразных газовых и водных растворов). Такие процессы происходят из-за колебаний земной коры и иных процессов, протекающих в них. Как следствие, происходят различные превращения и образуются метаморфические горные породы. Гнейс зачастую характеризуется четкой выраженностью параллельно-сланцеватой, часто тонкополосчатой текстурой.

Размеры зерен минерала обычно больше 0,2 мм. Данные зернисто-кристаллические образования богаты полевым шпатом и обычно представлены кварцем, мусковитом, биотитом и иными минералами. Среди цветов преобладают светлые оттенки (серые, красные и другие).

Гнейс – одна из наиболее часто встречающихся метаморфических горных пород, очень популярный и практичный отделочный материал в строительстве. Выглядит как уплотненный округлый кусок с шероховатой и неровной поверхностью. Обладает большой прочностью, переносит большие амплитуды температур. Данные физико-механические свойства обусловливают долгосрочные, надежные и эстетических результаты в строительстве, при облицовке зданий и тротуаров, при оформлении интерьеров.

Проблема терминологии

В научной среде возникала полемика по поводу вопроса, к каким горным породам относится гнейс. Одни исследователи (Левинсон-Лессинг, Половинкина, Судовиков) считали, что здесь непременно должен присутствовать кварц. Другие ученые (Саранчина, Шинкарев) выдвигали другую точку зрения, согласно которой порода изобилует полевыми шпатами, а также включает кварц. То есть во втором варианте наличие кварца не является необходимым.

Однако первая трактовка близка к его первоначальному толкованию, когда данным термином обозначали лишь сланцы, соответствующие по минеральному составу гранитам. То есть кварц является все же типоморфным, определяющим минералом в составе гнейсов.

Гипотезы об образовании

Происхождение горной породы гнейс является до конца невыясненным и в наше время, хотя и существует несколько десятков научных предположений, а также множество литературных источников, затрагивающих данную тему. Тем не менее все суждения сходятся в неких основных мнениях. Например, что возникновение гнейсов определено процессами глубокого метаморфизма различных горных пород.

Некоторые петрологи рассматривают гнейс как фрагменты перворожденной земной коры, покрывшей планету при остывании и смене агрегатного состояния из огненно-жидкого в твердое. Также есть предположение, что это изверженные породы, которые в результате метаморфизма обрели слоистость. Третьи считают гнейсы химическим осадком первозданного океана, который кристаллизовался под большим атмосферным давлением из перегретой воды. Четвертые видят в них осадочные породы, тысячелетиями изменявшиеся под воздействием тепла земли, давления и деятельности подземных вод.

Существует и еще одна гипотеза, согласно которой гнейсы представляют собой осадочные породы, кристаллизовавшиеся в процессе или вскоре после своего отложения в земной коре. Предполагают, что наиболее внушительное образование гнейсов в истории Земли происходило около 2,5-2,0 млрд лет назад.

Состав и структура

Гнейс относится к горным породам, для которых типична полосчатая текстура, возникающая из-за поочередного расположения светлых и темных минералов. Окраска обычно светлая. Основные составляющие: кварц, полевой шпат и другие.

Химический состав приближен к гранитам и глинистым сланцам, разнообразен. Как правило, это 60-75 % кремнекислоты, 10-15 % глинозема и в небольшом объеме окись железа, известь, Mg, К, Na и H2O.

Физические параметры весьма зависимы от строения и уровня сланцеватости. Плотностная характеристика равняется 2600-2900 кг/м куб., доля объема пор в общем объеме - 0,5-3,0 %.

Исходя из минеральных слагающих, принято различать биотитовые, мусковитовые гнейсы и так далее. По структуре они бывают, например, древовидные, очковые, ленточные.

По типу первообразующих горных пород существует деление на пара- и ортогнейсы. Первые возникают в итоге изменений осадочных пород; вторые же – вследствие видоизменения магматических (обычно вулканогенных) горных пород.

Типичным признаком у горной породы гнейса является сланцеватость, имеющая разные характеристики. Она представляет собой либо остаток первичной слоистости осадочных пород, либо является интрузией.

Разновидности

Разделение гнейсов на различные виды обусловлено разнообразием минералогического и элементного состава, степенью зернистости (структурные особенности) и расположением зерен в породе (текстурные характеристики).

В результате преобразования осадочных пород образуются богатые глиноземом гнейсы, часто включающие в свой состав гранат и андалузит (высокоглиноземистые).

Породы с порфиробластической текстурой, в которых обычно округлые или эллипсовидные порфиробласты полевого шпата (иногда вместе с кварцем) в поперечном сечении видны в форме глазков, называют очковыми.

Сложные метаморфические образования смешанного строения, пронизанные гранитным материалом, включающие его прожилки, называются мигматитами.

Гнейс может состоять из нескольких минералов: биотита, мусковита, диопсида и других. Некоторые разновидности гнейсов имеют собственные названия, например чарнокиты и эндербиты.

Кроме того, широко применяется разделение по типу начальных пород. Гнейс как магматическая горная порода представлен ортогнейсами, возникшими в итоге преобразования изверженных пород (например, гранитов). Считается, что их основным первоначальным источником служат извержения вулканов. Парагнейсы же являются следствием глубокого метаморфизма осадочных горных пород.

Взаимосвязь гнейса и гранита

Гнейс - часто встречающаяся горная порода, в составе которой преобладают полевой шпат, кварц и слюда. Аналогичные составляющие характерны и для гранита, однако существует принципиальное отличие. Оно заключается в том, что в граните нет четкого распределения составляющих его компонентов. В гнейсе же все минералы расположены параллельно друг другу, придавая ему слоистости. К тому же минералы нередко залегают в земной коре массивными плитами и пластами.

Однако часты случаи, когда горная порода гнейс теряет свою слоистость и переходит в гранит. Данное обстоятельство говорит о близкой взаимосвязи данных природных образований.

Особенности залегания в земной коре

Примечательно, что при своей широкой распространенности, гнейс весьма разнообразен. В результате различных процессов меняется способ и направление взаиморасположения его составляющих частей, к которым, кроме всего прочего, могут присоединяться или частично их замещать также и новые минералы. В результате возникают новые разнообразные виды гнейса.

Гнейсы встречаются очень часто, преимущественно среди пород докембрийского периода. Так, серогнейсовые залежи фундамента Канадского щита считаются наидревнейшими горными породами на планете: по оценке ученых, им более трех миллиардов лет. Впрочем, распространены и более молодые породы кайнозойской эры, образовавшиеся в результате высоких температур.

Распространение (распределение)

Горная порода гнейс выходит из недр на поверхность, главным образом, в странах, где вследствие различных процессов и факторов произошел сбой в горизонтальном расположении слоев, либо же в итоге размыва новообразовавшихся и обнажения более старых.

Главным образом, значительные залежи относятся к обнажению кристаллического фундамента. На Балтийском щите это Республика Карелия, Ленинградская и Мурманская области, за границей - Финляндия.

В Российской Федерации гнейсы часто встречаются в центральной полосе Уральского хребта, на юго-востоке Сибирской платформы (Алданский щит), кавказской Лабино-Малкинской зоне и в осевой зоне поднятия Главного хребта.

Также, за границей залежи сосредоточены в канадском комплексе Акаста, Скандинавии, на Украинском щите Восточно-Европейской платформы.

Практическое применение (использование) гнейса

Горная порода преимущественно используется для производства строительного камня (щебня и бута), а также в качестве отделки. Из этого природного материала изготавливают бут в виде плит для фундаментов, плиты для пешеходных зон; они используются также для облицовки каналов, набережных. Считается, что чем ближе текстура гнейсовых пород к гранитам, тем выше их качество.

Эту горную породу используют для постройки объектов социальной значимости: зданий, храмов, пешеходных дорожек, скверов, дворов.

Очень часто используется гнейс для создания внутреннего и внешнего украшения зданий и сооружений: облицовка стен, колонн, лестниц пола и камина.

Читайте также:

Граниты кристаллические сланцы гнейсы породы слагающие преимущественно фундамент

Строении верхних слоев земной коры

Основные группы горных пород

Магматические породы

Осадочные породы

Изменение горных пород

Метаморфические горные породы

Мрамор и известняк

Глинистый сланец и глина

Гнейс

Кристаллические породы

Гранит

Физическое выветривание

Химическое выветривание

Органическое выветривание

Гнейсы

Кристаллические сланцы

Филлиты

Хлоритовые и тальковые сланцы

Хлоритовые сланцы

Амфиболиты, мраморы, кварциты

Мрамор

Кварциты

Скарны и роговики, яшмы

Похожие страницы:

Определение

Проблема терминологии

Гипотезы об образовании

Состав и структура

Разновидности

Взаимосвязь гнейса и гранита

Особенности залегания в земной коре

Распространение (распределение)

Практическое применение (использование) гнейса