Класифікація гірських порід

В основу класифікації гірських порід покладена генетична ознака. По походженню виділяють:

1) магматичні гірські породи, пов'язані із застиганням у різних умовах силікатного розплаву – магми й лави;

2) осадові гірські породи, які утворюються на поверхні в результаті діяльності різних екзогенних факторів;

3) метаморфічні гірські породи, що виникають при переробці магматичних, осадових, а також раніше утворених метаморфічних порід у глибинних умовах при впливі високих температур і тиску, а також різних рідких і газоподібних речовин (флюїдів), що піднімаються із глибини.

Магматичнігірські породи поряд з метаморфічними складають основну масу земної кори, однак, на сучасній поверхні материків області їх поширення порівняно невеликі. У земній корі вони утворюють тіла різноманітної форми й розмірів, так звані структурні форми, склад і будова яких залежать від хімічного складу вихідної для даної породи магми й умов її застигання. В основі класифікації магматичних гірських порід лежить їхній хімічний склад. Ураховується, насамперед, зміст оксиду кремнію (SiО₂), за якім магматичні породи умовно ділять на чотири групи кислотності: ультраосновні породи, що містять більш 45% кремнезему (SiО₂), основні – 45-52%, середні – 52-65% і кислі – більш 65%. Класифікація гірських порід наведено в таблиці 2.1.

Таблиця 2.1

Класифікація магматичних гірських порід

Породоутворюючими мінералами магматичних порід є мінерали класу силікатів: кварц, польові шпати, слюди, амфіболи, піроксени, які в сумі становлять близько 93% усіх мінералів, що входять до складу магматичних порід, потім олівін, фельдшпатоїди, деякі інші силікати й близько 1% мінералів інших класів. У більш основних породах переважають кольорові (темноколірні), менш багаті кремнеземом залізисто-магнезіальні мінерали, а в кислих – переважно світлі. Таке співвідношення кольорових і світлих мінералів обумовлює, світле забарвлення кислих порід, більш темну основних і чорну ультраосновних. Із цим же пов'язане збільшення щільності порід від кислих (2,58 г/см³) до ультраосновних (до 3,4 г/см³).

Залежно від умов, у яких відбувалося застигання магми, магматичні породи ділять на ряд груп: породи глибинні, або інтрузивні, що утворювалися при кристалізації магми на глибині, і породи, що вилилися, або ефузивні, пов'язані із застиганням магми (лави) на поверхні. До вулканічних порід крім ефузивних відносяться пірокластичні, що представляють скупчення викинутого при вулканічних вибухах і осілого на поверхню матеріалу – шматки застиглої в повітрі лави, уламки мінералів і порід. Інтрузивні породи мають масивну текстуру, що характеризується відсутністю орієнтування мінеральних зерен.

В ефузивних породах орієнтована текстура виникає частіше. При цьому кристалічні зерна, струмені скла й порожнечі розташовуються впорядковано по напрямку течії потоку лави та породи набувають флюїдальної текстуру. Для них характерна також пориста текстура, які відображає процес виділення газів при застиганні лави.

При описі магматичних гірських порід використовують наступний порядок її визначення:

Колір.

Мінеральний склад.

3. Структура. Необхідно визначити в якому стані перебувають мінерали в гірській породі (кристали, зерна, аморфні) і вказати для кристалів їх розміри:

а) кристалічна:

- дрібно <2 мм;

- середньо 2-5мм;

- крупно >5 мм;

- гіганто > 10мм;

б) афонітова (прихованокристалічна) – якщо кристали невидні (ефузивні порід);

в) аморфна (скловата) для обсидіану.

4. Текстура:

а) масивна – якщо немає орієнтування зерен (частіше в інтрузивних);

б) флюїдальна – сліди течії магми;

в) порфірова – включення в ефузивних породах кристалів;

г) пориста (пухирчаста).

Назва.

Походження.

Серед пірокластичних порід виділяють туф і пемзу для яких характерна низька щільність через їхню високу пористість (пемза плаває на воді).

Осадові породи. На поверхні Землі в результаті дії різних екзогенних, тобто зовнішніх факторів, утворюються опади, які надалі ущільнюються, зазнають фізико-хімічні зміни – діагенез – і перетворюються в осадові гірські породи. Вони тонким чохлом покривають близько 75 % поверхні континентів. Більшість з них є корисними копалинами, інші – містять такі. Серед осадових порід виділяються три групи:

1) уламкові породи, що виникають у результаті механічного руйнування яких-небудь порід і накопичення уламків, що утворювалися;

2) глинисті породи, які є продуктом переважно хімічного руйнування порід і накопичення виниклих при цьому глинистих мінералів;

3) хемогенні (хімічні), органогенні породи, що утворилися в результаті хімічних і біологічних процесів.

Уламкові й глинисті гірські породи поділяються по розміру зерен, окатанності й зцементованості. Наведені в таблиці 2.2.

Таблиця 2.2

Класифікація осадових гірських порід

У випадку, якщо в глині присутня пісок, то виділяють глину піщанисту (піску 10-50%) і пісок глиністий (піску >50%). Для сучасних відкладів (четвертинних або антропогенних), що залягають біля поверхні, прийняті наступні назви середньоуламкових порід:

- суглинок – 50% глини 50% пісок;

- супісок – 70% пісок 30% глини.

У польових умовах існують різні методики діагностики ряду глина-суглинок-супісок.

Метод 1. Намочити зразок і скатати. Глина скачується в тонку нитку, суглинок – у сірник, супісок – в «ковбаску». Далі згорнути розкатану породу навколо пальця, щоб утворилося кільце. У глини кільце без тріщин, у суглинку – із тріщинами, у супіску – кільце розламується.

Метод 2. Діагностика на зуб. Розжувати невеликий шматочок зразка у випадку, якщо на зубах попадається пісок, те це суглинок.

При описі уламкової гірської породи визначають наступні характеристики:

Колір.

2. Структура. Відповідає розміру уламків:

- псефітова – більше 2 мм;

- псаммітова – 0,05-2 мм;

- пелітова – менш 0,05 мм.

3. Текстура:

- шарувата;

- однорідна.

4. Зцементованість. Указує на склад цементу, що зв'язує уламки й зерна:

- сильнозцементовний – кременистий цемент. Дуже важко розбити
молотком;

- середньозцементовний – карбонатний, розбивається молотком, вступає в реакцію із НСl;

- слабкозцементовний – розщеплюється руками й складається із глинистого цементу.

5. Назва.

6. Походження.

Хімічні й органогенні породи утворюються переважно у водних басейнах.

Їх класифікують по хімічному складу:

1) Карбонатні породи становлять 14% від усіх осадових порід. Найпоширенішими породами даної групи є вапняк, що складаэться з кальциту або доломіту. Він може утворюватися двома шляхами: осаджуватися з води (хемогенний) або є продуктом життєдіяльності організмів (органогенний) – черепашковий вапняк, рифовий вапняк. До цієї групи відноситься крейда, що утворилася з залишків мікроскопічних водоростей у морських басейнах і складається з кальциту. Із крейдою часто асоціюють мергель, який є сумішшю крейди й глини. У відмінності від крейди він сірого кольору й при реакції із НСl залишає брудну пляму.

2) Кременисті породи складаються з опалу, халцедону й кварцу (SiО₂). Найбільш розповсюджені породи:

- діатоміти – легкі пористі породи, схожі на крейду, але не вступають у реакцію із НСl. Прилипає до язику;

- опока – сіра, чорна пориста гірська порода, яка прилипає до язику;

- кремінь – сірого кольору з концентрично-зональною текстурою. Часто зустрічається в карбонатних породах.

3) Каустобіоліти. Утворюються з рослинних і тваринних залишків, перетворених під впливом різних геологічних факторів. Ці породи мають горючі властивості, що обумовлює їхнє важливе практичне значення. До них відноситься породи ряду вугілля. Вони є горючими корисними копалинами.

Торф – пориста порода з видимими залишками рослин. Вміст вуглецю (С) до 60%.

Буре вугілля – темно-бура щільна порода. Вміст С до 75%.

Кам'яне вугілля – чорна, більш щільна порода, ніж буре вугілля. Вміст С до 90%.

Антрацит – сірувато-чорні породи із сильним металоподібним блиском, що утворювався при підвищеному тиску й температурі. Злам нерівний, раковистий; рук не бруднить. Вміст С до 97%.

Горючі сланці – породи змішаного уламкового й органогенного походження, що утворилися на дні басейнів при одночасному осадженні органічної речовини (до 20-60%) та глинистих або вапняково-глинистих часток.

4) Галоїдні й сульфатні породи відносяться до хімічних утворень, що випадають в осад з розчинів у жаркому сухому кліматі. Представниками даної групи є:

- кам'яна сіль ( складається з галіту й має солоний смак);

- гіпс (складається з мінералу гіпсу й легко дряпається нігтем).

При описі даних порід вказують наступні ознаки:

Колір

Мінеральний склад.

3. Структура:

а) кристалічна:

- дрібно < 2 мм;

- середньо 2-5мм;

- крупно >5 мм;

- гіганто> 10мм;

б) прихованокристалічна;

4.Текстура:

- шарувата;

- однорідна;

- плямиста;

- пориста;

- органогенна.

5. Назва.

6. Походження.

Метаморфічні породи є результатом перетворення порід різного генезису (осадового й магматичного), що призводить до зміни первинної структури, текстури й мінерального складу у відповідності з новою фізико-хімічною обстановкою. Головними факторами (агентами) метаморфізму є ендогенне тепло, всесторонній тиск, хімічний вплив газів і флюїдів. Поступовість наростання інтенсивності факторів метаморфізму дозволяє спостерігати всі переходи від первинно осадових або магматичних порід до метаморфічних порід, що утворилися по ним. Метаморфічні породи мають повнокристалічну структуру. Розміри кристалічних зерен, як правило, збільшуються в міру росту температур метаморфізму. Найбільш типові – орієнтовані текстури.

До метаморфічних порід відносяться наступні:

- сланці. Утворюються із глин і мають сланцювату текстуру;

- гнейси зовні схожі з гранітами, але мають гнейсову (смугасту) текстуру;

- мармури утворюються при метаморфізмі карбонатних порід, мають явно кристалічну структуру та скипає із НСl;

- кварцити – порода, що складається повністю з кварцу. Якщо до складу входять залізисті мінерали (магнетит, гематит) – залізистий кварцит (джеспіліт), що є головної рудою на залізо.

При визначенні метаморфічних порід важливо звернути увагу на її текстуру, яка показує умови утворення. Наявність у породі смугастсоті (не шаруватості!) свідчить про спрямований тиск на породу.

Порядок опису метаморфічної породи:

1. Колір.

2. Структура:

а) кристалічна

- дрібно < 2 мм;

- середньо 2-5 мм;

- крупно 5-10 мм;

- гіганто> 10 мм.

3.Текстура:

- сланцювата – паралельні розташування зерен мінералів, при ударі порода розпадається на паралельні пластинки;

- гнейсова – чергуванням смужок різного мінерального складу. У випадку чергування світлих і кольорових смуг текстура називається смугастою.

- масивна;

- плойчата – смужки мінералів, що нагадують хвилі (джеспіліту).

Зовні ці текстури нагадують шаруватість осадових порід, але їх походження зв'язане не з процесом утворення опадів, а з перекристалізацією й переорієнтуванням мінеральних зерен в умовах орієнтованого тиску.