1.2. Классификация горных пород по их происхождению (генезису)

По происхождению породы подразделяют на три типа: магматические, осадочные и метаморфические. Схема взаимосвязей горных пород, находящихся на разных стадиях генезиса представлена на рис. 1.2. Знание генезиса пород позволяет во многом п редсказать их физико-механические свойства. Основную информацию о генезисе получают из структурного и текстурного анализа горных пород.

1.2.1. Магматические породы

Магматические горные породы образованы из остывшей магмы или в результате излития на земную поверхность (вулканизма), или в результате глубинной магматической деятельности (плутонизма). Поэтому различают два крайних типа: излившиеся горные породы, так называемые эффузивные породы и интрузивные (глубинные) породы. Гипабиссальные (полуглубинные) и жильные породы занимают промежуточное место.

При извержении на земную поверхность происходит достаточно быстрое остывание магмы. В результате чего не успевают сформироваться полноценные кристаллы минералов. Поэтому эффузивные породы характеризуются скрытокристаллическими, стекловатыми (порфировидными, т.е. с включениями минералов – вкрапленников, рис.1.1) структурами и пористой текстурой.

В глубинных условиях создаются квазиравновесные условия (медленное остывание магмы). Кроме того, наличие летучих компонент в магме понижает ее вязкость и способствует лучшей раскристаллизации породы. Поэтому для интрузивных пород характерны массивная (плотная) текстура и равномерно-зернистая полнокристаллическая структура. По величине зерен (в скобках приводится характерный размер кристаллов) кристаллические породы подразделяются: на мелкозернистые (не более 1 мм), среднезернистые (1…5 мм), крупнозернистые (5…10 мм) и грубозернистые породы (более 10 мм). Гипабиссальные и жильные породы в отличие от интрузивных пород обладают неравномерно-зернистой структурой.

Основными химическими соединениями, входящими в состав магматических пород, в порядке возрастания их распространенности являются окислы натрия, калия, кальция, магния, железа, алюминия и кремния. Поскольку оксид кремния - является наиболее распространенным химическим соединением в земной коре, то по его массовой доле (указана в скобках) магматические породы подразделяются: на кислые (больше 65%) – граниты, кварцевые порфиры, туфы; средние (52…65%) – трахиты, диориты, габбро-диориты; основные (45…52%) – габбро, габбро-диабазы, базальты и ультраосновные породы (меньше 45%) – перидотиты, дуниты, кимберлиты.

При этом - может входить как в состав минералов – силикатов, так и выделяться в виде кварца. Например, в основных и ультраосновных породах кварц отсутствует. Содержание кварца составляет: в средних породах – 0…8%, в кислых – 24…40%. Остальное количество - приходится на полевые шпаты, цветные силикаты и другие минералы.

Существует группа горных пород, богатых щелочными элементами, в основном натрием и калием, которые называются щелочными породами, например, нефелиновые сиениты, содержащие вместо диоксида кремния окисел алюминия. Кроме того, к щелочным породам приурочено большое количество фосфора, входящего в состав минерала апатита. По земной коре магматические породы распространены не равномерно. Вблизи земной поверхности их доля составляет примерно 25% при общей доле около 95%.