4. Горные породы

Земную кору слагают горные породы, различные по происхождению и составу. Обычно они состоят из нескольких минералов, реже – из одного. Горные породы делятся на три группы: магматические, метаморфические и осадочные.

Магматические или изверженные породы образуются в результате застывания и кристаллизации магмы при внедрении ее в земную кору или при излиянии на поверхность в результате извержения вулканов. Свойства магматических пород зависят от положения остывающих магматических тел по отношению к поверхности земли, от условий температуры и давления, от состава магмы и скорости ее остывания и т.д. При классификации магматических пород важнейшим признаком является их химический и минералогический состав.

Метаморфические породы образуются из магматических и осадочных путем их глубоких изменений и преобразования под влиянием высокой температуры, давления и химически активных веществ. Различают несколько видов метаморфизма.

Контактный метаморфизм наблюдается на контакте внедрившейся магмы с вмещающими горными породами, изменение которых происходит под влиянием теплового воздействия высокотемпературного (свыше 1000°) расплава магмы в горячих источниках (гидротермальный метаморфизм).

Региональный метаморфизм проявляется на огромных площадях в подвижных зонах земной коры (геосинклиналях) под влиянием высокой температуры и большого давления.

Динамометаморфизм, или дислокационный метаморфизм, обусловливается давлением, которое испытывают породы под влиянием тектонических движений.

Осадочные породы обладают рядом характерных признаков: они слоисты, обычно пористы, в них содержатся ископаемые остатки растений и животных.

В соответствии с генетическими особенностями осадочные породы подразделяются на три группы: обломочного, химического и органогенного происхождения. Ниже приводятся классификации обломочных, глинистых и карбонатных пород.

Породы обломочного происхождения состоят из продуктов механического разрушения более древних пород. По величине и форме слагающих частиц, а также по степени их цементации они подразделяются на грубообломочные – псефиты; песчаные – псаммиты, алевритовые – алевриты и глинистые – пелиты.

Глинистее породы сложены частицами менее 0,01 мм и содержат около 30% тончайших частиц (менее 0,001 мм).

Особенности изучения карбонатных пород. Карбонатные осадочные горные породы – известняки и доломиты – подразделяются по вещественному составу, способу образования и структуре. Известняки и доломиты содержат нередко примеси глинистого, сульфатного, кремнистого, реже обломочного материала образуя смешанные породы.

Впервые И. В. Поповым при построении инженерно-геологических карт было предложено принимать за основу деления пород принцип формационного и литолого-генетического анализа территории. По мнению И. В. Попова, формации в целом как геологические тела можно понять только на основании геологических исследований, прежде всего картирования.

Закономерности образования и распространения геологических форма­ций изучали и развили многие геологи — Я. С. Шатский, В. В. Белоусов, Н М. Страхов, В. Е. Хаин, Л. Б. Рухни, И, П. Херасков, Ю. А. Косыгин и др.

Таблица 2.5. Шкала абсолютного возраста, полученная радиоактивными методами (по В. В. Белоусову)

Эра	Период	Отдел	Абсолютный возраст, млн. лет
Кайнозой	Четвертичный	Плейстоцен	3
	Неоген	Плиоцен Миоцен	10 15
	Палеоген	Олигоцен Эоцен Палеоцен	40 55 70
Мезозой	Мел	Поздний Ранний	100 136
	Юра	Поздний Средний Ранний	155 175 190
	Триас	-	225
Палеозой	Пермь	-	280
	Карбон	-	345
	Девон	Поздний Средний Ранний	360 370 395
	Силур	-	430
	Ордовик	Поздний Ранний	450 500
	Кембрий	-	570
Протерозой	Поздний Рифей	Поздний Средний Ранний	1000 1350 1600
	Средний Ранний	- -	1900 2600
Архей	-	-	>3500

Н. С. Шатский понимает под формацией естественную ассоциацию горных пород, отдельные части которой парагенетически связаны друг с другом как в возрастном (переслаивание, последовательность), так и в пространственном отношении (фациальные смены).

По В. В. Белоусову каждая осадочная формация представляет собой ком­плекс фаций, отвечающий определенной стадии геотектонического цикла и опре­деленной геотектонической зоне.

Общая шкала

Унифицированная схема европейской части СССР, 1964 г

Проект региональной унифицированной схемы 1976 г.

Система

Основные подразделения

Надгоризонты, горизонты

Индексы

Зона

Раздел

Подраздел

Звено

Горизонт, стадия

Индексы

Четвер-тичная (антро-погено-вая)

Голоцен

Современный

Q^1-4IV

Четвер-тичная (антропо-геновая)

Плейсто-цен (ледни-ковый плейсто-цен)

Голоцен

Современный

Q^1-4IV

Верхнечет-вертичные отложения

Поозерский

Осташковский Молого-Шекснинский Калининский

Q^4III Q^3III Q^2III

Верхний

Поозерское

Верхне-Валдайский Средне-Валдайский Нижнее-Валдайский

pz

Муравинский

Q^1III

Муравинский

Q^1III

Средний

Среднерусское

Сожский Одинцовский Днепровский

pr Q^3II Q^2II

Среднечет-вертичные отложения

Припятский

Сожский Днепровский

Q^4II Q^2II

Александрийский

Q^1II

Лихвинское

Лихвинский

Q^1II

Нижнечет-вертичные отложения

Окский Беловежский

Q^2I Q^1I

Нижний

Днепровский

Окский Колкотовский Платовский Михайловский

Q^1II Q^3I Q^2I Q^1I

Таблица 2.7. Региональная унифицированная и корреляционная стратиграфическая схема четвертичных верхнеплиоценовых отложений Русской равнины (по Е. А. Зариной, И. И. Красному)

И. М. Страхов считает осадочной формацией тип осадочного процесса, т. е. способ образования осадков в основных седиментационных зонах земли: полярной, гумидной, аридной, а также в азонально расположенных участках эффузивной деятельности.

По мнению В. Е. Хаина, формация – это закономерное и естественное сочетание (парагенезис) определенного набора горных пород — осадочных, вулкано­генных и интрузивных, образовавшихся на определенных стадиях развития основных структурных зон земной коры.

Л. Б. Рухин понимает под формацией генетическую совокупность фаций, выделяющихся среди других особенностями своего состава или строения и устой­чиво

Таблица 2.8. Классификация обломочных и глинистых пород по размерам обломков (по Ю. М. Миханкову)

Размеры обломков, мм	Грануло-метрический состав	Породы	Рыхлые породы
			сложенные окатан-ными обломками	сложенные угловатыми обломками
1000 1000-500 500-250 250-100	Глыбы Валуны Отломы	Крупно-обломочные (псефиты)	Глыбы
			Валунник: крупный средний мелкий	Отломник: крупный средний мелкий
100-50 50-25 25-10	Галька Щебень		Галечник: крупный средний мелкий	Щебень: крупный средний мелкий
10-5 5-2,5 2,5-1	Гравий Дресва		Гравий: крупный средний мелкий	Дресва: крупная средняя мелкая
1-0,5 0,5-0,25 0,25-0,1	Песок	Мелкообло-мочные (псаммиты)	Песок: крупный средний мелкий
0,1-0,05 0,05-0,01	Алеврит	Алевриты	Алеврит: крупный средний мелкий
0,01-0,001 0,001	Пелит	Глинистые	Глины: крупнопелитовые и тонкопелитовые

образующихся на более или менее значительном участке земной поверхности при определенном тектоническом и климатическом режиме.

Н. П. Херасков дает определение формациям, как естественным ассоциациям, горных пород и связанных с ними минеральных образований, отдельные члены которых (породы, слои, толщи и т. д.) в результате парагенетических отношений, тесно связаны друг с другом как в пространственном, так и в возрастном отно­шении.

По мнению Ю. А. Косыгина, формациями называют как конкретные геологические тела (или их совокупности), имеющие определенное местонахождение, протяженность, форму и геологический возраст, так и типы формаций, объединенных общими признаками, но имеющих различное местонахождение, протяженность и возраст.

В зависимости от преобладающего петрографического состава различают оса­дочные, осадочно-вулканогенные, магматические и метаморфические формации.

В. В. Белоусов по особенностям эндогенного режима материков подразделяет формации горных пород на: геосинклинальные, орогенные, плат­форменные и окраинных материков.

Основными факторами, определяющими облик формаций, являются тектонический режим, климатические условия и для некоторых формаций — вулканизм.

Под парагенезом минералов следует понимать более или менее резко выра­женный способ их совместного нахождения — ассоциации. Горная порода яв­ляется парагенезом минералов, а формация — парагенезом пород.

Для построения инженерно-геологических карт выделяются следующие группы формаций: интрузивные вулканогенные, метаморфические, вулканогенно-осадочные, терригенные, терригенно-карбонатные, кар­бонатные, флишевые, соленосные, угленосные и молассовые. Для четвертичных отложений выделяются стратиграфо-генетические комплексы, принадлежащие к определенным генетическим подразделениям пород.

Отмечается принадлежность геологической формации к определенному структурному этажу, что является важной инженерно-геологической характе­ристикой свойств комплексов горных пород.

Структурный этаж образуется совокупностью пород, соответствующей крупным этапам развития земной коры. Границы между структурными этажами, как правило, выражаются перерывом, угловым несогласием или принципиальным изменением структурного плана. Крупные структурные этажи во времени соот­ветствуют главнейшим циклам складчатости — каледонскому, герцинскому, ким­мерийскому и альпийскому.

Структурным ярусом называют структурный этаж, ограниченный в своем распространении отдельной структурно-фациальной зоной, т. е. участком земной коры с определенным режимом тектонического развития и типичными особенностями осадкооброзования.