Горные породы, их многообразие и классификация. Образование и размещение на поверхности Земли осадочных горных пород. Свойства песка как рыхлой горной породы и его применение. Состав метаморфических горных пород и их физико-механические свойства.
Аннотация к работе
Казахский Национальный Университет имени аль-Фараби Выполнила: студентка 2 к. спец.: «география»Горные породы - это вещество, слагающее земную кору Состоят горные породы из минералов, однородных или неоднородных, которые твердо или рыхло соединяются. Одни породы состоят из крупных кристаллических зерен; другие - из мельчайших кристаллов, видимых только в микроскоп; третьи - из стекловидного вещества; четвертые - комбинированные, когда на фоне мельчайших кристаллов или стекловидного вещества встречаются отдельные крупные кристаллы. слоистая: порода состоит из слоев разного состава; пузырчатая: в горной породе есть пустоты от выделившихся газов. осадочный горный порода песок Текстура излившихся пород часто флюидальная (со следами течения) и миндалекаменная, но иногда наблюдаются и другие текстуры.Отсутствие признаков происхождения не позволяет составить алгоритмы их определения, компьютерные программы.
Введение
Горные породы, природные агрегаты минералов более или менее постоянного состава, образующие самостоятельные геологические тела, слагающие земную кору.
Горные породы представляют собой механические сочетания разных по составу минералов, в том числе и жидких. Процентное содержание минералов в горных породах определяет ее минеральный состав. Форма, размеры, взаимное расположение и ориентация минеральных зерен или частиц горной породы обусловливают ее структуру и текстуру.
По происхождению горные породы делятся на три группы: магматические (изверженные), осадочные и метаморфические. Магматические и метаморфические слагают около 90% объема земной коры, остальные 10% приходятся на долю осадочных пород, однако последние занимают 75% площади земной поверхности.
Среди осадочных пород важную роль играет песок.
Песок - мелкообломочная, рыхлая горная порода, состоящая из зерен (песчинок) кварца, других минералов и обломков пород, содержит примесь пылеватых и глинистых частиц. Песок является основным заполнителем в строительных растворах, для штукатурок. Широко применяется в строительстве, в стеклянной промышленности
Целью курсовой работы является: рассмотреть горные породы их свойства и многообразие и изучить свойства песка, как рыхлой горной породы.
В соответствии с целью были поставлены следующие задачи: - рассмотреть понятие горных пород и их классификацию;
- изучить свойства горных пород;
- дать характеристику рыхлым горным породам;
- изучить свойства песка, как рыхлой горной породы и его применение.
Горные породы и их многообразие. Понятие горных пород
Горные породы - это вещество, слагающее земную кору Состоят горные породы из минералов, однородных или неоднородных, которые твердо или рыхло соединяются.
Нередко они состоят из сцементированных обломков различных пород, иногда с присутствием вулканического стекла. Горные породы сформировались в результате внутриземных или поверхностных геологических процессов.
Строение породы определяется ее структурой и текстурой. Под структурой понимают особенности соединения минеральных зерен, их размеры и формы.
Одни породы состоят из крупных кристаллических зерен; другие - из мельчайших кристаллов, видимых только в микроскоп; третьи - из стекловидного вещества; четвертые - комбинированные, когда на фоне мельчайших кристаллов или стекловидного вещества встречаются отдельные крупные кристаллы. Под текстурой понимают взаимное расположение и распределение слагающих породу минералов. Различают следующие виды текстуры: - массивная текстура: никакого порядка в размещении минералов не наблюдается;
- слоистая: порода состоит из слоев разного состава;
- сланцевая: все минералы плоские и вытянутые в одном направлении;
- пористая: вся горная порода пронизана порами;
- пузырчатая: в горной породе есть пустоты от выделившихся газов. осадочный горный порода песок
Классификация горных пород
По происхождению горные породы подразделяются на: 1. Магматические породы.
2. Осадочные породы
3. Метаморфические породы.
Магматические горные породы (а. magmatic rocks, volcanic rocks; н. magmatische Gesteine; ф. roches magmatiques; и. rocas magmaticas) - минеральные ассоциации, образовавшиеся в результате кристаллизации или затвердевания магмы. Магма затвердевает как на глубине, внутри земной коры, так и на поверхности после излияния. В зависимости от этого магматические горные породы делят на два главных класса: интрузивные горные породы и эффузивные горные породы. Первые обладают полнокристаллической структурой и чаще всего массивной текстурой, вторые - стекловатой и сравнительно редко полнокристаллической структурой (последняя, чаще всего, наблюдается в центральных частях покровов). Текстура излившихся пород часто флюидальная (со следами течения) и миндалекаменная, но иногда наблюдаются и другие текстуры. По содержанию кремнезема магматические горные породы делятся на четыре группы: кислые (SIO2 64-78%), средние (SIO2 53-64%), основные (SIO2 44-53%) и ультраосновные (SIO2<44%). По содержанию (Na2О К2О) выделены три ряда магматических горных пород: нормальной щелочности, с повышенным содержанием щелочей (субщелочные) и щелочные. Последние выделены по появлению в них фельдшпатоидов и (или) щелочных темноцветных силикатов (пироксенов и амфиболов). Граничные значения (Na2О К2О) между рядами магматических горных пород значительно варьируют в зависимости от принадлежности к той или иной группе. Сочетание группы и ряда определяет семейство магматических горных пород с определенным соотношением SIO2 и (Na2О К2О). Выделены также натриевые, калиево-натриевые и калиевые серии магматических горных пород (по величине Na2О/К2О), кроме того, виды (по набору типоморфных и существенных минералов, их количественными соотношениям) и разновидности (термин свободного пользования).
Ультраосновные горные породы (дуниты, оливиниты, перидотиты) сложены оливином или оливином и пироксенами, в основных (пироксениты, габбро, базальт) к ним присоединяется кальциевый плагиоклаз. В кислых горных породах (граниты, риолиты, дациты) уменьшается содержание магнезиально-железистых и кальциевых силикатов и появляются щелочные полевые шпаты и кварц. В щелочных магматических горных породах наряду с перечисленными минералами появляются нефелин, лейцит, содалит и другие фельдшпатоиды (в ультраосновных, основных и средних магматических горных породах) и эгирин, арфведсонит (в кислых). Для многих щелочных магматических горных пород и тогда они называются агпаитовыми в отличие от миаскитовых. К магматическим горным породам примыкают некоторые из т.н. вулканогенных обломочных или вулканокластических горных пород: лавобрекчии (обломки лавы с лавовым цементом), туфолавы, автомагматические брекчии, пирокласты, тефры, игнимбриты. Магматические горные породы развиты во всех складчатых областях, в фундаменте платформ, на щитах, в современных океанах. Исходные для них магмы возникали в мантии или коре (океанской и континентальной). С группами и рядами магматических горных пород связаны определенные полезные ископаемые. Например, с кислыми магматическими горными породами - руды олова, вольфрама, золота; с основными - титаномагнетит, медные руды, исландский шпат, с ультраосновными - руды хрома, платины, никеля, а с щелочно-ультраосновными - руды титана, фосфора, циркония, редкоземельных элементов. В геологической истории Земли происходит эволюция магматических горных пород в сторону увеличения разнообразия их формаций, а также смена примитивных магматических серий дифференцированными. Магматические горные породы могут использоваться как строительные (туфы, лабрадориты и др.), абразивные (пемза) и теплоизоляционные (пемза, перлит) материалы; как сырье для извлечения ценных компонентов (например, алюминия из нефелиновых сиенитов).
Вулканогенные породы
При извержениях вулканов центрального типа лавы больше выбрасывается, чем изливается.
Осадочныегоные породы (а. sedimentary rocks; н. Sedimentargesteine, Sedimentgesteine; ф. roches sedimentaires; и. rocas sedimentarios, rocas de lecho sedimentario) - горные породы, возникшие путем осаждения вещества в водной среде, реже из воздуха и в результате деятельности ледников на поверхности суши, в морских и океанических бассейнах. Осаждение может происходить механическим путем (под влиянием силы тяжести и изменения динамики среды), химическим (из водных растворов при достижении ими концентраций насыщения и в результате обменных реакций), а также биогенным (под влиянием жизнедеятельности организмов). В зависимости от характера осаждения осадочные горные породы разделяются на обломочные, химические и органогенные (биогенные).
Источником вещества для образования осадочных горных пород являются: продукты выветривания магматического, метаморфического и более древних осадочных пород, слагающих земную кору; растворенные в природных водах компоненты; газы, различные вещества, возникающие при жизнедеятельности организмов; вулканогенный материал (твердые частицы, выброшенные вулканами, горячие водные растворы и газы, выносимые вулканическими извержениями на поверхность Земли и в водные бассейны). В современных океанических осадках (красная глубоководная глина, ил и др.) и в древних осадочных породах встречается также космический материал (мелкие шарики никелистого железа, силикатные шарики и т.п.).
Кроме того, в составе осадочных горных пород, как правило, присутствуют органические остатки (растительного и животного происхождения), синхронные времени их образования, реже более древние (переотложенные). Некоторые осадочные горные породы (известняки, угли, диатомиты и др.) целиком сложены органическими остатками. Размер частиц (зерен), их форма и взаимное сочетание определяют структуру осадочных горных пород.
Осадочные горные породы образуют пласты, слои, линзы и другие геологические тела разной формы и размера, залегающие в земной коре нормально-горизонтально, наклонно или в виде сложных складок. Внутреннее строение этих тел, обусловливаемое ориентировкой и взаимным расположением зерен (или частиц) и способом выполнения пространства, называется текстурой осадочных горных пород. Для большинства этих пород характерна слоистая текстура: типы текстуры зависят от условий их образования (главным образом от динамики среды).
Образование осадочных горных пород происходит по следующей схеме: возникновение исходных продуктов путем разрушения материнских пород, перенос вещества водой, ветром, ледником и осаждение его на поверхности суши и в водных бассейнах. В результате образуется рыхлый и пористый, насыщенный водой, полностью или частично, осадок, сложенный разнородными компонентами.
Он представляет собой неуравновешенную сложную физико-химическую и частично биологическую систему, с течением времени постепенно превращающуюся в осадочную породу.
Классификация осадочных горных пород основана на их составе и генезисе. В связи с тем, что большинство пород полигенно, т.е. одна и та же осадочная порода может образоваться при различных процессах (например, известняки могут быть обломочными, хемогенными или органогенными), при выделении основных групп пород учитывается их состав. Различают свыше 10 групп осадочных горных пород: обломочные, глинистые, глауконитовые, глиноземистые, марганцевые, железистые, фосфатные, кремнистые, карбонатные, соли, каустобиолиты и др. Кроме основных групп существуют породы смешанного состава - переходные между обломочными и карбонатными, карбонатными и кремнистыми и т.п., а также вулканогенно-осадочные породы, представляющие собой смесь обломочно-осадочного материала и твердых продуктов выбросов вулканов (см. также Пирокластические породы). Более детальное подразделение в пределах выделенных групп проводится по структуре (размеру зерен), минеральному составу и генезису.
По химическому составу осадочных горных пород отличаются от магматических пород гораздо большей дифференцированностью, широким диапазоном колебаний в содержании породообразующих компонентов, повышенным содержанием воды, углекислоты, органического углерода, кальция, серы, галоидов, а также высокими значениями отношения оксидного железа к закисному.
Среди осадочных горных пород преобладают глинистые (глины, аргиллиты, глинистые сланцы - 48% на платформах, 49% в геосинклиналях), песчаные (пески и песчаники - 23% на платформах, 23% в геосинклиналях) и карбонатные (известняки, доломиты и др. - 29% на платформах, 28% в геосинклиналях). Соли составляют всего 2,8% на платформах и 0,3% в геосинклиналях.
Образование и размещение на поверхности Земли осадочных горных пород определяется главным образом климатическими и тектоническими условиями. Так, в областях гумидного климата (влажного и теплого) образуются глиноземистые, железистые, марганцевые породы и различные каустобиолиты; для аридных (засушливых) областей характерны отложения доломитов, гипса, галита, калийных солей, красноцветных пород; для нивальных областей (полярных и высокогорных) - продукты физического выветривания, представленные различными обломочными породами. Влияние тектонического режима не менее важно. В геосинклиналях накапливаются мощные толщи осадочных горных пород, которые, как правило, характеризуются изменчивостью в пространстве и пестрым (многокомпонентным) составом обломочного и другого материала, наличием пластов вулканогенно-осадочных пород и т.п. Наоборот, на платформах залегают небольшие по мощности толщи осадочных горных пород, часто с пластами, выдержанными в пространстве, с более однородным (однокомпонентным) составом обломочного материала и т.п. Условия осадконакопления в прежние геологические эпохи (особенно в течение фанерозоя) были близки или аналогичны современным. Поэтому распределение типов пород на поверхности Земли в древние геологические периоды позволяет восстанавливать палеогеографическую и палеотектоническую обстановку геологического прошлого.
Осадко- и породообразование - процесс периодический; формирование сходных типов пород и их парагенетических ассоциаций (формаций) многократно повторяется во времени, что связано с периодическими (долговременными) изменениями климата и режима геотектонических движений. Наряду с этим наблюдается также постепенное изменение условий осадконакопления на протяжении всей истории развития земной коры. Эволюция осадконакопления связана с изменением состава вод Мирового океана, атмосферы, эволюцией органического мира, а также с изменением (увеличением) общего количества осадочных горных пород на поверхности Земли.
Осадочные горные породы составляют около 10% массы земной коры и покрывают 75% поверхности Земли. Основная их масса сосредоточена на материках (752 млн. км3), шельфах и континентальных склонах (158 млн. км3), тогда как на дно океанов приходится 190 млн. км3. В пределах материков около 20% объема всех осадочных горных пород залегает на платформах и 48% в геосинклиналях. Свыше 75% всех полезных ископаемых, извлекаемых из недр Земли (уголь, нефть, соли, руды железа, марганца, алюминия, россыпи золота и платины, фосфориты, нерудные строительные материалы и др.), заключено в осадочных горных породах. Изучением осадочных горных пород занимается литология.
Метаморфические породы (а. metamorphic rocks; н. metamorphe Gesteine; ф. roches metamorphiques; и. rocas metamorficas) - породы, подвергшиеся метаморфизму, т.е. изменившие минеральный состав или размер и текстуру агрегатов зерен без существенного изменения химического состава (за исключением содержания Н2О и CO2) под воздействием флюидов, температуры и давления. Различают пара- и ортометаморфические породы, возникшие при метаморфизме осадочных и изверженных пород соответственно.Наиболее распространены метаморфические горные породы сланцеватой или полосчатой текстуры - сланцы, гнейсы, хотя нередки и массивные породы, например мраморы, кварциты, роговики. Кроме того, широко развиты породы с катакластическими текстурами, возникшими при дислокационном или динамическом метаморфизме, - разнообразные катаклазиты и милониты.
Состав метаморфических горных пород, как и их физико-механические свойства, варьирует в широких пределах. Различают метапелиты - производные кислых осадочных и изверженных пород (аргиллитов, алевролитов, песчаников, гранитоидных вулканитов и интрузивных пород) и метабазиты - производные основных осадочных и магматических пород. Особняком стоят карбонатные метаморфические горные породы - мраморы, кальцифиры, карбонатные катаклазиты.
По характеру температурного воздействия различают регионально-метаморфизованные (низкий температурный градиент, огромные региональные объемы метаморфические горные породы, возникших в сходных интервалах температуры и давления) и контактово-метаморфизованные горные породы (локально высокие температурные градиенты возле магматических тел, малые глубины, небольшие объемы метаморфических горных пород, возникших в сходных интервалах температуры и давления, концентрическая зональность около интрузивных тел). Контактово-метаморфизованные горные породы, образованные за счет глинистых и других алюмосиликатных горных пород, - роговики, за счет известняков - мраморы, бокситов - наждаки.Среди регионально-метаморфизованных пород выделяют различные типы метаморфических горных пород, характерные для определенных фаций метаморфизма. Это разнообразные сланцы от низкотемпературных хлоритовых и серицитовых до кристаллических сланцев различного состава, образованных в высокотемпературных условиях. Существенно роговообманково-плагиоклазового состава метабазиты называются амфиболитами. Гнейсы - метапелитовые полосчатые породы высоких ступеней метаморфизма, близкие к гранитоидам по химическому составу. К метаморфическим горным породам высоких давлений (1500 МПА) многие исследователи относят эклогиты - массивные существенно гранато-пироксеновые породы со значительным содержанием пиропа в гранате и жадеита в пироксене.
Вывод
Таким образом, признаков происхождения горные породы не имеют. Отсутствие признаков происхождения не позволяет составить алгоритмы их определения, компьютерные программы. Отсутствие признаков генезиса свидетельствует, что магматических, осадочных и метаморфических пород в природе нет. Это видимый мир геологии, или вымысел.