Горные породы слагающие земную кору

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:

1. магматические,
2. осадочные,
3. 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,
• глинистый сланец,
• гнейс,
• кварцит,
• графит.

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;

широко распространены:

• 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.

Топливные:

• уголь,
• торф,
• горючие сланцы,
• нефть,
• газ.

Рудные:

• руды черных металлов (железные руды, марганцевые руды);
• руды цветных металлов (алюминиевые, медные, оловянные);
• благородные металлы (золото, платина, серебро).

Нерудные:

• строительные материалы (гранит, песок, глина, известняк);
• химическое сырье (кухонная и калийная соль, фосфаты, сера).