6.8 Каустобиолиты

Углеродистыми породами или каустобиолитами называются горючие ископаемые горные породы органического происхождения (греч. каусгикос - горючий, биос - жизнь, литое - камень). К каустобиолитам относятся: торф, ископаемые угли, горючие сланцы, нефть и продукты ее преобразования (би­тум, асфальт, озокерит), а также горючие газы.

Процесс образования торфа из органических остатков происходит в те­чение тысячелетий, а образование углей из торфа растягивается на миллионы лет. Из остатков тканей высших растений образуются гумусовые угли (лат. гумус - земля), а из остатков животных и растительных организмов - сапро­пелевые угли (греч. сапрос - гнилой, пелос - ил; гнилой ил).

Торф образуется из перегнивших и обуглившихся растительных остат­ков, содержащих 35-59 % углерода, в условиях избыточной влажности и за­трудненного доступа воздуха. Порода рыхлая, коричневого, коричнево- бурого и черного цвета. Сохраняет явные признаки растительных остатков. Структура землистая, текстура слоистая.

Используется торф как топливо и органическое удобрение. Из него по­лучают горючие газы и аммиак.

Бурый уголь - плотная темно-бурая порода, содержащая около 70% уг­лерода. Это промежуточное образование между торфом и каменным углем. Бурый уголь имеет бурую черту, землистый, реже раковистый излом и не­большую (около 1) твердость. Используется в основном как топливо.

Каменный уголь. Черная слоистая порода с содержанием углерода до 85%. Каменный уголь очень хрупкий, твердость 1-2,5. Блеск жирный, излом раковистый. Используется как топливо.

Антрацит. Образуется из бурых углей. Каменный уголь получается из бурого угля при повышенном давлении и температуре 300-325°С, а антрацит при повышении температуры до 500°С. Это тяжелые (плотность 1.4-1.7) чер­ные, часто с сероватым оттенком, с сильным металлическим блеском угли, с содержанием углерода до 95%. Твердость около 3, с достаточно высокой прочностью. Залегает часто пластами, используется как топливо и для полу­чения коксующихся углей в металлургии.

Горючие сланцы. Это сланцевые или мергелистые породы темно-серого цвета, содержащие битум и ил, а также примеси. Имеют меньшую тепло­творную способность, чем угли. Используются как топливо, а также для пе­регонки на масла и газ.

Нефть, Маслянистая жидкость от беловато-желтого до темно- коричневого цвета, состоящая из смеси жидких и газообразных углеводоро­дов. Нефть образуется из сапропеля при полном разложении органического вещества, происходящего в условиях наиболее затруднительного доступа ки­слорода. Залегает нефть в пористых или трещиноватых породах (пески, пес­чаники, известняки), заключенных среди непроницаемых (чаще глинистых) слоев. Это основной энергетический продукт, значение которого трудно пе­реоценить.

Битуминозные породы - с рассеянной в них нефтью, по большей части находящейся в окисленном (сгущенном) виде. Порода темного цвета с запа­хом битума, который усиливается при ударе. Часто накопление битумов про­исходит с отложением илов, в результате образуются горючие сланцы.

Озокерит - горный воск, является продуктом полимеризации и уплотне­ния нефти. Элементарный состав близок к составу парафина. Порода мягкая, пластичная, от желтого до темно-бурого цвета. Температура плавления от эО

до 80°С. Применяется в медицине.

Асфальт - порода более твердая, вязкая, почти черного цвета. Состой из смеси масел, смол и асфальтов. Температура размягчения от 20-30 до 80- 100°С. Состоит из углерода (80-85%) и водорода (9-10%). Применяется в до­рожном строительстве.

Материальное обеспечение занятии

1. Коллекция осадочных горных пород

2. Шкала твердости Мооса, фарфоровые пластинки

3. Раздаточные образцы осадочных горных пород

4. Капельница с соляной кислотой

5. Плакат с классификацией осадочных горных пород

Вопросы для защиты лабораторной работы

1. Определение и общая характеристика осадочных горных пород

2. Классификация обломочных пород

3. Особенности структуры и текстуры осадочных горных пород

4. Дать характеристику псефитам, псаммитам и пелитам

5. Глинистые породы

6. Химические осадочные породы

7. Галоидные породы, сульфаты, кремнистые и фосфоритные породы

8. Карбонатные породы органогенного происхождения

9. Кремнистые породы органогенного происхождения

10. Каустобиолиты

11. Результаты изучения осадочных горных пород оформляются в раоо- чей тетради в форме приложения 2.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 7

7 Метаморфические горные породы

Метаморфические горные породы возникают в глубоких зонах земной коры («метаморфо» по-гречески - преобразуюсь, превращаюсь) путем пре­образования магматических и осадочных пород под влиянием высоких тем­ператур и давлений, вследствие чего порода теряет первоначальный облик и приобретает новые особенности. Это выражается в изменении минералогиче-

скоро и химического состава пород, их структуры, текстуры и происходи! обычно в твердом состоянии без расплавления пород.

В зависимости от ведущих факторов таких как высокая температура и большое давление выделяют несколько типов метаморфизма.

1. Региональный метаморфизм протекает на больших глубинах, захва­тывает огромные площади и вызывается высокой температурой и большим гидростатическим давлением. При этом образуются филлиты, различные сланцы, гнейсы, кварциты, мрамор и др.

2. Контактовый метаморфизм происходит под действием высоких тем­ператур на контакте горных пород с очагами внедряющейся расплавленной магмы. При этом происходит изменение структуры и текстуры пород и часто их состава. В результате контактового метаморфизма возникают роговики - плотные мелкозернистые породы массивной текстуры, серого, розово-серого и черного цветов.

3. Динамометаморфизм наблюдается при действии направленного дав­ления, связанного с тектоническими движениями земной коры. 11ри этом может повышаться и температура. В результате динамометаморфизма поро­ды подвергаются дроблению и механическому перемещению минеральных зерен без преобразования их состава. Характерными породами являются тек­тонические брекчии, состоящие из сцементированных угловатых обломков и милониты - тонкоперетертая плотная рассланцованная порода.

4. Пневмаголитовый и гидротермальный метаморфизм связан с при вно­сом в породу новых химических элементов газами и горячими водными рас­творами, поднимающимися из очага магмы. Они вызывают изменение хими­ческого и минералогического состава пород. Характерными породами этого вида метаморфизма являются скарны - контактно-метасоматические образо­вания. Состоят из пироксенов, плагиоклазов и фант, а также рудных мине­ралов.

В состав метаморфических горных пород входят минералы устойчивые в условиях высокого давления и температуры. К ним относятся минералы магматического происхождения: кварц, полевые шпаты, плагиоклазы, муско­вит, биотит, роговая обманка, магнетит, гематит и минерал осадочного про­исхождения кальцит. Кроме этого в состав метаморфических пород входят минералы метаморфического происхождения: графит, тальк, хлориты, акги- нолит, эпидот, силлимонит и др.

Структура метаморфических пород обычно кристаллическая, чаще мел­козернистая. Наиболее характерна для них листоватая, чешуйчатая, игольча­тая и таблитчатая.

Из текстур среди метаморфических пород наиболее часто встречается:

1. Сланцеватая. Таблитчатые, чешуйчатые, игольчатые кристаллы рас­полагаются параллельно друг другу (сланцы);

2. Полосчатая. Полосы разной толщины и различного минерального со­става чередуются друге другом (гнейсы).

Встречаются породы с массивной текстурой (кварцит, мрамор), очковой (округлые пятна) и плойчатой (гофрированной).

I? строительном деле наибольшее значение имеют метаморфические по­роды. полученные в результате регионального метаморфизма.

К'варци ты - кварцевые песчаники, превращенные в результате регио­нального метаморфизма в монолитную скалистую породу. Кварциты имеют мелкозернистую структуру и массивную текстуру. Устойчивы против вывет­ривания и очень прочны - до 400 М11а. Особого внимания заслуживают же­лезистые кварциты, в которых к кварцу присоединяются гематит или магне­тит. Цвет белый, серый, розовый.

Используются как сырье для огнеупорного кирпича - динаса, бутового камня, а также в качестве щебня. Добываются на Алтае и в Карелии.

Мрамор. Образуется при региональном метаморфизме известняков и мела. Цвет белый, серый, голубой, разовый. Метаморфизм мергелей приво­дит к образованию цветных, полосчатых, пятнистых мраморов. При перекри­сталлизации доломитов образуются доломитовые мраморы желтого цвета. Структура у мраморов полнокрисгалличеСкая, мелко-, средне- и крупнозер­нистая. текстура массивная. Прочность в зависимости от исходной породы имеет широкие пределы от 80 до 300 МПа. Хорошо обрабатывается. Особен­но ценится чист ый белый мрамор.

Используется для изготовления скульптур, архитектурных деталей (ко­лонн, капителей), облицовочной плитки и в качестве электроизоляционного материала. Добывается на Урале, в Крыму и в Карелии.

Сланцы. К этому виду метаморфических пород относятся глинистые сланцы; кровельные сланцы; хлоритовые, слюдяные, тальковые сланцы. В состав кристаллических сланцев входят мусковит, биотит, кварц, гранаты, графит, хлорит и другие минералы. Цвет их обусловлен окраской преобла­дающих минералов, а иногда связан с наличием таких примесей, как графит и гематит. Сланцы имеют полнокристаллическую структуру, ярко- выраженнудо сланцеватую или плойчатую текстуру и шелковистый блеск.

Сланцы служат сырьем в керамической промышленности, для изготов­ления огнеупорных и кислотостойких изделий.

Гнейсы. Метаморфизированные породы, образующиеся из осадочных (парагнейсы) или магматических горных пород (ортогнейсы). В их состав входят: полевые шпаты, кварц, слюды, авгит, роговая обманка, гранаты и другие минералы. Структура гнейсов полнокристаллическая с различной ве­личиной зерен, текстура сланцеватая или ленточная, иногда массивная и оч­ковая. По преобладанию того или иного компонента выделяют графитовые, эпидотовые, силлиманитовые и другие гнейсы. При выветривании превра­щаются в грубопли гчатый щебень или в дресву. Используются как облицо­вочный материал, бутовый камень, щебень.

Материалыч>с обеспечение занятий

1. Коллекция метаморфических горных пород

2. Шкала твердости Мооса, фарфоровые пластинки

3. Раздаточные образцы метаморфических горных пород