Изучение магматических горных пород

Целью работы является знакомство студентов с внешними визульными признаками коллекций горных пород, установление генезиса и названия контрольных образцов магматических горных пород.

Принадлежности: раздаточные коллекции образцов магматических горных пород, лупы.

Задание: определить структурно-текстурные признаки и минеральный состав заданных пород и установить их название.

Общее сведения о горных породах. Горные породы представляют собой агрегаты минералов или обломков разных пород. Они различаются по составу, состоянию, а также по структурным и текстурным особенностям. В строительной практике существуют понятия о горных породах и грунтах. Различие между ними чисто качественное.

К грунтам относятся слабо связные и в силу этого менее прочные горные породы, и в первую очередь различные пески, гравий, галечники и самые разнообразные представители из глинистых пород. К грунтам отнесятся торф и илистые отложения. Наиболее характерными со строительной точки зрения являются разнообразные скальные породы, например, граниты, известняки, песчаники и т.д. В основу определения горных пород положены диагностические признаки: структура, текстура и минеральный состав.

Структура  это совокупность особенностей внутреннего строения породы, обусловленных размерами, формой и взаимоотношением ее составных частей (для магматических горных пород  взаимоотношением минералов и нераскристаллизованного остатка  стекла; для грунтов  величиной, формой, характером поверхности минеральных частиц или их агрегатов, слагающих грунт, наличием и характером связи между ними).

Текстура горных пород определяется их внешним обликом (например, массивностью, слоистостью и т.д.), обусловленным некоторыми особенностями слагающих породу частиц. Она характеризует пространственное расположение зерен или частиц, придающее породе слоистый, гнездовой или другой вид.

Состав горных пород определяется их минералогическим и солевым составом, а состояние – плотностью сложения, влажностью, степенью выветрелости и т.д.

По генезису (происхождению) горные породы делятся на три группы: магматические, осадочные и метаморфические. Магматические горные породы являются первичными породами, они образовались в результате застывания магмы. Осадочные и метаморфические горные породы являются вторичными, они образовались из ранее существовавших пород.

Характеристика магматических горных пород. К группе магматических (изверженных) относят все породы, образовавшиеся путем остывания огненно-жидких каменных расплавов  магмы. Таковы граниты, диабазы, базальты и т.д. Магма представляет собой вязкий по консистенции расплав весьма сложного силикатного состава, обогащенный парами воды и различными газами (кислородом, водородом, фтором, хлором и др.). При излиянии магмы на поверхность земли она частично или полностью теряет насыщающие ее газы. В таком состоянии ее называют лавой. Процесс образования магматических пород из магмы или лавы заключается в постепенном выделении из нее при остывании минералов в твердом состоянии (кристаллизация). Процесс этот продолжается до тех пор, пока вся масса магмы не перейдет в твердое состояние  обратиться в горную породу того или иного вида в зависимости от химического состава исходной магмы и от физико-химических условий ее образования.

Магма в одних случаях застывает в недрах земли, при медленном остывании образует глубинные интрузивные породы, в других случаях она достигает поверхности земли, разливается и дает начало излившимся (эффузивным) породам. Глубинные породы рааполагаются в виде очень больших массивов (батолитов), штоков (ответвлений от батолитов), лакколитов (грибообразных форм), жил, возникающих при внедрении магмы в трещины земной коры. Для излившихся пород свойственны купола (сводообразные формы), лавовые покровы при растекании магмы по поверхности Земли и потоки.

Свойства пород зависят от особенностей их внутреннего строения и сложения в массиве.

Различают следующие структуры магматических пород:

- полнокристаллические (зернистые), типичные для глубинных пород;

- скрытокристаллические (отдельные минералы видны только под микроскопом);

- порфировые и порфировидные (на фоне скрытокристаллической массы видны крупные кристаллы – вкрапления);

- стекловатые (сплошная аморфная масса - излившиеся породы).

Текстуры магматических пород:

- массивная (равномерное, плотное расположение минералов);

- флюидальная (несет в себе следы течения);

- пористая (порода, содержащая видимые глазом пустоты).

- миндалекаменная (с заполнением пор вторичными минералами).

Виды структур и текстур пород приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Структуры и текстуры магматических пород

В составе магматических пород основное место занимают полевые шпаты, амфиболы, пироксены, кварц и слюды.

Основные породобразующие минералы приведены в таблице 2.2.

Таблица 2.2 – Главные породобразующие минералы магматических пород

Уменьшение содержания SiO2	Кварц, Полевые шпаты (калиевый полевой шпат, кислые, средние и основные плагиоклазы)	Светлые минералы
Биотит, Роговая обманка, Пироксен, Оливин	Темные минералы

Классификация магматических пород. В основу классификаций магматических горных пород положен их химический состав. За основу большинства классификаций принято содержание окиси кремния (SiO₂), которое и служит критерием для подразделения пород на группы. Процентное содержание окиси кремния в породе служит определенным критерием ее кислотности, в связи с чем термином «кислая порода», обозначаются породы, богатые SiO₂, а «основная порода» - бедные кремнеземом, но обогащенные СаО, МgО, FеО. В таблице 2.3 приведено подразделение магматических пород по их кислотности и минеральному составу.

Таблица 2.3 – Классификация магматических пород

При диагностике магматических пород следует учитывать следующие закономерности:

- в кислых породах обязательно присутствует кварц, с переходом к породам среднего состава его содержание приближается к нулю, а слюда заменяется роговой обманкой;

- в средних породах (в диоритах и сиенитах) из темных минералов преобладает роговая обманка. Различие между диоритом и сиенитом в соотношении полевых шпатов: в диоритах доминирует плагиоклаз, в сиенитах – два полевых шпата (плагиоклаз и калиевый полевой шпат);

- в основных породах из темных минералов преобладает пироксен. При приближении к среднему составу наряду с пироксеном встречается рогговая обманка, при смещении в сторону ультраосновных пород – оливин;

- в сотав ультраосновных пород не входят светлые минералы. В них преобладают оливин и пироксен.

Порядок выполнения работы. Рекомендуется следующая последовательность выполнения работы.

1) По цвету устанавливается класс породы (кислая, средняя, основная, ультраосновная).

2) Определяется структура породы (полнокристаллическая, порфировая, порфировидная, скрытокристаллическая, стекловатая).

3) Определяется текстура породы (массивная, пористая, миндалекаменная, флюидальная).

4) По структурно-текстурным особенностям определяется генезис породы, т.е. принадлежность к интрузивным, жильным или эффузивным образованиям (таблица 2.1).

5) По минеральному составу устанавливается наименование породы (таблица 2.3).

6) Полученные данные вносятся в таблицу 2.4.

7) Проверяется правильность определений у преподавателя.

8) Формируется отчет по лабораторной работе.

Таблица 2.4 – Определение названий магматических пород

Контрольные вопросы

1) Что называются горной породой?

2) Какие структуры характерны для интрузивных пород?

3) Какие структуры характерны для эффузивных пород?

4) Назовите текстуры магматических пород

5) В состав, каких пород входят кварц, ортоклаз, слюда, роговая обманка?

6) Какая окраска характерна для средних магматических пород?

7) Какого происхождения трахит и диорит?

8) Для каких пород характерен набор минералов: лабрадор, авгит, роговая обманка?

9) Каковы отличительные особенности основных пород?

10) Назовите излившиеся аналоги гранита, сиенита, диорита, габбро.