Структура и текстура горных пород

Строение горных пород является понятием комплексным, объединяющим строение минерального скелета, порового пространства и характер структурных связей между составляющими породы.

Строение минерального скелета горных пород характеризуется структурой и текстурой. С труктурой - это совокупность признаков горных пород, обусловленная степенью кристалличности, абсолютными и относительными размерами, формой, взаимным расположением и способами сочетания минеральных составляющих. Морфологическими единицами структуры являются минеральные зерна, обломочный (кластический) материал, нераскристаллизованное стекло.

По степени кристалличности (в магматических породах) различают структуры полнокристаллические и неполнокристаллические. По относительным размерам зерен выделяют структуры равномернозернистые, если слагающие породу зерна обладают приблизительно одинаковыми размерами, и неравномернозернистые. По абсолютному размеру минеральных зерен можно выделить структуры крупно-, средне- и мелкозернистые.

Формы зерен и их взаимоотношения характеризуются соответствием кристаллографическому облику минерала. По этому признаку различают идиоморфные, т.е. правильно ограненные зерна минералов, имеющие характерные для них кристаллографические очертания, и ксеноморфные минеральные зерна неправильных очертаний, форма которых определяется гранями соседних кристаллов. Степень идиоморфизма зависит от условий кристаллизации, а также от кристаллизационной способности минералов.

Текстура определяется ориентировкой, относительным расположением и способом выполнения пространства минеральными массами породы, характеризующими степень ее однородности и сплошности, морфологическими единицами текстуры являются сочетания минеральных зерен (минеральные агрегаты).

В зависимости от характера расположения минеральных агрегатов, степени равномерности их распределения могут быть выделены текстуры однородные и неоднородные, последние разделяют на слоистые, сланцеватые, полосчатые, прожилковые, пятнистые и др. В зависимости от плотности упаковки минеральных зерен в объеме породы рассматривают текстуры плотные; или массивные, пористые, пузырчатые и др.

Строение порового пространства определяется морфологическими особенностями пустот (пор), т.е. их размерами, формой и пространственными взаимоотношениями. По времени образования выделяют первичную пустотность, возникающую в процессе формирования самой горной породы (например, межзерновая и межминеральная пористость), и вторичную, образовавшуюся в процессе вторичного изменения пород или при тектонических деформациях (трещиноватость). Размер пустот характеризуется диаметром пор и величиной раскрытия трещин.

В соответствии с этим выделяют мегапоры (полости) диаметр до кубометра, макропоры диаметром более 0,1 мм и микропоры диаметром менее 0,1 мм. Среди последних выделяют капиллярные (0,002 — 0,1 мм) и субкапиллярные (менее 0,002 мм) поры. По степени раскрытости различают трещины сверхкапиллярные (величина раскрытости более 0,25 мм), капиллярные (0,001 — 0,25 мм) и субкапиллярны е (менее 0,001 мм).

Поры могут быть закрытыми, если они не сообщаются друг с другом и с внешней средой, и открытыми, если такая связь имеется. Распределение пустот в породе может быть как равномерным, так и неравномерным.

Наиболее прочные жесткие связи устанавливаются при непосредственном контакте между минеральными составляющими (объемные силы). Такие связи наиболее характерны для магматических и метаморфических пород. Они имеют кристаллизационную природу, т.е. устанавливаются в процессе кристаллизации (или перекристаллизации) горной породы.

При большом удалении минеральных зерен друг от друга межминеральные связи слабеют, по своей физико-химической природе они становятся цементационными, которые характерны для большинства осадочных пород, или водноколлоидными, присущими породам глинистым. Наконец, в рыхлых осадочных породах (песках, галечниках и др.) взаимодействие между обломками осуществляется посредством сил трения, т.е. структурные связи приобретают механический характер.