Главнейшие осадочные породы органического и химического происхождения. Органические породы
Горные породы возникшие в результате жизнедеятельности организмов называются органическими осадочными горными породами. Они образуются из остатков растений и животных, отлагающихся на дне водоёмов. К ним относятся известняк , уголь , нефть , горючие сланцы , торф , ракушечник , мел ...
Wikimedia Foundation . 2010 .
Смотреть что такое "Органические породы" в других словарях:
Органические теплоизоляционные материалы и изделия - – производят из различного растительного сырья: отходов древесины (стружек, опилок, горбыля и др.), камыша, торфа, очесов льна, конопли, из шерсти животных, а также на основе полимеров. [Словарь строительных материалов и изделий для студентов… …
Комплекс органических соединений, входящих в состав почвы (См. Почва). Их присутствие один из основных признаков, отличающих почву от материнской породы. Формируются в процессе разложения растительного и животного материалов и… …
Породы, образовавшиеся путем накопления минеральных веществ, главным образом из водной среды, при их уплотнении и цементации. Различают: химические осадки (гипс, каменная соль), обломочные (гравий, песок, глинистые породы), сцементированные… … Строительный словарь
Вяжущие органические материалы - – вещества органического происхождения, обладающие способностью под влиянием физических или химических процессов переходить из пластичного состояния в твердое или малопластичное. Различают битумные, дегтевые и полимерные органические вяжущие… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
Горные породы, возникшие путём осаждения вещества в водной среде, реже из воздуха и в результате деятельности ледников на поверхности суши, в морских и океанических бассейнах. Осаждение может происходить механическим путём (под влиянием… … Большая советская энциклопедия
Материалы органические - – материалы, полученные из живой природы: растительного или животного мира. В области строительства применяют конструкционные материалы из дерева и пластмассы, вяжущие из битума, дегтя и полимеров, наполнители из отходов древесины и других… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
Кластические горные породы, осадочные горные породы, состоящие целиком или преим. из обломков различных горных пород (магматических, метаморфических или осадочных) и минералов (кварц, полевые шпаты, слюды, иногда глауконит, вулканическое… … Большая советская энциклопедия
Разновидность осадочных горных пород, состоящая из обломков других горных пород и минералов (обычно кварц, полевые шпаты, слюды, иногда глауконит, вулканическое стекло). Различают сцементированные породы (конгломераты и брекчии), в которых… … Географическая энциклопедия
Смесь высокомолекулярных органических соединений различного строения. Исходным сырьем для их получения является нефть, содержащие битум породы, горючие сланцы (для получения битума), каменный уголь, древесина и торф (для получения дегтя).… … Строительный словарь
Возможно, эта статья содержит оригинальное исследование. Добавьте ссылки на источники, в противном случае она может быть выставлена на удаление. Дополнительные сведения могут быть на странице обсуждения. (25 мая 2011) … Википедия
Осадочные горные породы (ОГП) образуются при механическом и химическом разрушении магматических пород под действием воды, воздуха и органического вещества.
Осадочные горные породы – породы, существующие в термодинамических условиях, характерных для поверхностной части земной коры, и образующиеся в результате переотложения продуктов выветривания и разрушения различных горных пород, химического и механического выпадения осадка из воды, жизнедеятельности организмов или всех трёх процессов одновременно.
Под воздействием ветра, солнца, воды и из-за перепада температур магматические породы разрушаются. Сыпучие обломки магматических пород образуют рыхлые отложения и из них образуются слои осадочных пород обломочного происхождения. Со временем эти породы уплотняются и образуются сравнительно твёрдые плотные осадочные породы.
Более трёх четвертей площади материков покрыто ОГП, поэтому с ними наиболее часто приходится иметь дело при геологических работах. Кроме того, с ОГП генетически или пространственно связана подавляющая часть месторождений полезных ископаемых. В ОГП хорошо сохранились остатки вымерших организмов, по которым можно проследить историю развития различных уголков Земли. В осадочных породах содержатся окаменелости (фоссилии). Изучая их, можно узнать, какие виды населяли Землю миллионы лет назад. Фоссилии (лат. fossilis - ископаемый) - ископаемые остатки организмов или следы их жизнедеятельности, принадлежащих прежним геологическим эпохам.
Рис. Фоссилии: а) трилобиты (морские членистоногие найденные в кембрийском, ордовикском, силурийском и девонском периодах) и б) окаменевшие растения.
Исходным материалом при формировании ОГП являются минеральные вещества, образовавшиеся за счёт разрушения существовавших ранее минералов и горных пород магматического, метаморфического или осадочного происхождения и перенесённые в виде твёрдых частиц или растворенного вещества. Изучением осадочных горных пород занимается наука «Литология».
В формировании осадочных горных пород участвуют различные геологические факторы: разрушение и переотложение продуктов разрушения ранее существовавших пород, механическое и химическое выпадение осадка из воды, жизнедеятельность организмов. Случается, что в образовании той или иной породы принимает участие сразу несколько факторов. При этом некоторые породы могут формироваться различным путём. Так, известняки, могут быть химического, биогенного или обломочного происхождения.
Примеры осадочных горных пород: гравий, песок, галька, глина, известняк, соль, торф, горючий сланец, каменный и бурый уголь, песчаник, фосфорит и др.
Горные породы не вечны и они изменяются со временем. На схеме показан процесс круговорота горных пород.
Рис. Процесс круговорота горных пород.
По признаку происхождения осадочные породы делят на три группы: обломочные, химические и органические.
Обломочные горные породы образуются в процессах разрушения, переноса и отложения обломков горных пород. Это чаще всего каменистые осыпи, галечники, пески, суглинки, глины и лёссы. Обломочные породы разделяют по крупности:
· грубообломочные (> 2 мм); остроугольные обломки – дресва, щебень, сцементированные глинистыми сланцами, образуют брекчии, а окатанные – гравий, галька – конгломераты);
· среднеобломочные (от 2 до 0,5 мм) – образуют пески;
· мелкообломочные, или пылеватые – образуют лёссы;
· тонкообломочные, или глинистые (< 0,001 мм) – при уплотнении превращаются в глинистые сланцы.
Осадочные породы химического происхождения – соли и отложения, образующиеся из насыщенных водных растворов. Они имеют слоистое строение, состоят из галоидных, сернокислых и карбонатных минералов. К ним относятся каменная соль, гипс, карналлит, опоки, мергель, фосфориты, железо-марганцевые конкреции и т.д. (табл. 2.4). Они могут образовываться в смеси с обломочными и органическими отложениями.
Мергель образуется при вымывании из известняков карбоната кальция, содержит глинистые частицы, плотный, светлый.
Железо-марганцевые конкреции образуются из коллоидных растворов и под действием микроорганизмов и создают шариковидные залежи железных руд. Фосфориты образуются в форме шишковидных конкреций неправильной формы, при слиянии которых возникают фосфоритные плиты – залежи фосфоритовых руд серого и буроватого цветов.
Горные породы органического происхождения широко распространены в природе – это останки животных и растений: кораллы, известняки, ракушечники, радиоляриевые, диатомовые и различные черные органические илы, торф, каменные и бурые угли, нефть.
Осадочная толща земной коры формируется под воздействием климата, ледников, стока, почвообразования, жизнедеятельности организмов, и ей присуща зональность: зональные донные илы в Мировом океане и континентальные отложения на суше (ледниковые и водно-ледниковые в полярных областях, торф в тайге, соли в пустыне и т. д.). Осадочные толщи накапливались в течение многих миллионов лет. За это время картина зональности многократно менялась в связи с переменами в положении оси вращения Земли и другими астрономическими причинами. Для каждой конкретной геологической эпохи можно восстановить систему зон с соответствующей ей дифференциацией процессов осадконакопления. Строение современной осадочной оболочки – это результаты перекрытия множества разновременных зональных систем.
На большей части территории земного шара почвообразование идет на осадочных горных породах. В северной части Азии, Европы и Америки обширные пространства заняты породами, отложенными ледниками четвертичного периода (мореной) и продуктами размывания их талыми ледниковыми водами.
Моренные суглинки и супеси. Эти породы отличаются неоднородностью состава: они представляют сочетание глины, песка и валунов различного размера. Супесчаные почвы содержат больше Si02 и меньше других окислов. Окраска большей частью красно-бурая, иногда палевая или светло-бурая; сложение плотное. Более благоприятную среду для растений представляют моренные отложения, содержащие валуны известковых пород.
Покровные глины и суглинки - безвалунные, мелкоземистые породы. Состоят преимущественно из частиц меньше 0,05 мм в диаметре. Окраска буровато-желтая, большей частью обладают мелкой пористостью. Содержат больше элементов питания, чем описанные выше пески.
Лессовидные суглинки и лессы – безвалунные, мелкоземистые, карбонатные, палевые и желто-палевые, мелкопористые породы. Для типичных лессов характерно преобладание частиц диаметром 0,05-0,01 мм. Встречаются также разновидности с преобладанием частиц диаметром меньше 0,01 мм. Содержание углекислого кальция колеблется от 10 до 50%. Верхние слои лессовидных суглинков нередко бывают освобождены от углекислого кальция. В бескарбонатной части преобладают кварц, полевые шпаты, глинистые минералы.
Красноцветная кора выветривания. В странах с тропическим и субтропическим климатом широко распространены мелкоземистые отложения третичного возраста. Они отличаются красноватой окраской, сильно обогащены алюминием и железом и обеднены другими элементами.
Типичный пример: латериты, красноцветная порода богатая железом и алюминием в жарких и влажных тропических областях, образованная в результате выветривания горных пород.
Рис. Латеритные коры выветривания
Коренные породы. На значительных территориях на поверхность выходят морские и континентальные породы дочетвертичного возраста, объединяемые под названием «коренные породы». Названные породы особенно распространены в Поволжье, а также в предгорьях и горных странах. Среди коренных пород широко распространены карбонатные и мергелистые суглинки и глины, известняки, а также песчаные отложения. Следует отметить обогащенность многих песчаных коренных пород элементами питания. Кроме кварца эти пески содержат значительные количества других минералов: слюд, полевых шпатов, некоторых силикатов и т. д. В качестве материнской горной породы они резко отличаются от древнеаллювиальных кварцевых песков. Состав коренных пород очень разнообразен и недостаточно изучен.
Происхождение и классификация горных пород
Любой натуральный камень - это «горная порода, природное образование, состоящее из отдельных минералов и их ассоциаций». Изучением состава, происхождения и физических свойств горных пород занимается петрография. Согласно ей все породы по происхождению длятся на три основные группы:
1. Изверженные («первичные» породы)
- образовались непосредственно из магмы - расплавленной массы преимущественно силикатного состава, в результате ее охлаждения и застывания. В зависимости от условий застывания различаются глубинные и излившиеся.
Глубинные
возникли в результате постепенного остывания магмы при высоком давлении внутри земной коры. В этих условиях составляющие магмы кристаллизовались, благодаря чему образовались массивные плотные породы с полнокристаллической структурой: гранит, сиенит, лабрадорит и габбро.
Излившиеся
образовались в результате вулканического извержения магмы, которая быстро остывала на поверхности при низкой температуре и давлении. Недостаточно было времени для образования кристаллов, поэтому породы этой группы имеют скрыто или мелко кристаллическую структуру с обилием аморфного стекла с большой пористостью: порфиры, базальты, травертин, вулканические туфы, пеплы и пемзы.
Гранит (от латинского granum, зерно) - самая распространенная горная порода. Гранит имеет ярко выраженную зернисто-кристаллическую структуру и состоит в основном из полевых шпатов, кварца, слюды и других минералов.
По величине зерен различается 3 структуры гранита: мелкозернистые, среднезернистые, крупнозернистые.Цвет гранита может быть самым разным. Чаще всего можно встретить серый гранит, от светлого до темного с разными оттенками, есть также розовый, оранжевый, красный, голубовато-серый и иногда голубовато-зеленый гранит. Исключительно редок гранит с голубым кварцем. В декоративном отношении наиболее ценными являются мелкозернистые светло-серые с голубым оттенком, насыщенно темно-красные и зеленовато-голубые разновидности гранитов.
2. Осадочные (или «вторичные» породы)
Называются вторичными, так как образовались в результате разрушения изверженных пород или из продуктов жизнедеятельности растений и животных организмов.
Они могут быть в виде химических осадков, которые образуются в процессе высыхания озер и заливов, когда в осадок выпадают различные соединения. Со временем они превращаются в известняковые туфы, доломит. Общая особенность этих пород - пористость, трещиноватость, растворяемость в воде.
Бывают также обломочные осадочные породы. К ним относятся сцементированные песчаники, брекчии, конгломераты и рыхлые: пески, глины, гравий и щебень. Сцементированные отложения образовались из рыхлых в результате природного скрепления, цементирования. Например, песчаник - из кварцевого песка с известковым цементом, брекчия - из сцементированного щебня, а конгломерат - из гальки.
Еще известны породы органического происхождения, это известняки и мел. Они образуются в результате жизнедеятельности животных организмов и растений.
Песчаник
Для геологов и петрографов - обломочная порода, состоящая из сцементировавшегося песка. Бывают серого, зеленого, красного, желтого, коричневого и бурого цвета. Наиболее прочными считаются кремнистые песчаники.
В основном песчаники не способны приобретать полированную фактуру, поэтому для них обычно используют фактуру скалывания или пиленую, а иногда - шлифованную. Песчаники хорошо поддаются теске и алмазной обработке.
Декоративными считаются мелкозернистые красные, шоколадно-коричневые и зеленые разновидности песчаника, которые с успехом используются для наружной облицовки. В московских и петербургских памятниках архитектуры, построенных в XIX и начале XX века, хорошо сохранились облицовки из польского песчаника серо-зеленого, желтого и розового оттенков. Успенская площадь Кремля облицована люберецким песчаником.
Песчаник - довольно пористый материал, поэтому использовать его для отделки элементов, соприкасающихся с водой, нежелательно. Не рекомендуется также использовать его на цокольных конструкциях.
3. Метаморфические (видоизмененные породы)
- образовались путем превращения изверженных и осадочных горных пород в новый вид камня под воздействием высокой температуры, давления и химических процессов.
Среди метаморфических пород различают массивные (зернистые), к ним относятся мрамор и кварцит, а также сланцеватые - гнейсы и сланцы.
Мрамор
Название "мрамор" произошло от греческого marmaros, блестящий. Это зернисто-кристаллическая порода, которая образовалась в недрах Земли в результате перекристаллизации известняка и доломита под воздействием высоких температур и давления. В строительстве мрамором часто называют не только этот камень, но и другие плотные переходные карбонатные породы. Это, прежде всего, мраморовидные или мраморизованые известняки и доломиты.
Кварцит
Это мелкозернистые породы, которые образовались при перекристаллизации кремнистых песчаников и состоят в основном из кварца. Кварцит бывает серого, розового, желтого, малиново-красного, темно-вишневого и иногда белого цветов.
Кварцит считается высокодекоративным камнем, особенно малиново-красный и темно-вишневый. Фактура «скала» значительно осветляет общий фон этого камня, чем часто пользуются, совмещая такие изделия с контрастными по цвету полированными.
Кварцит имеет очень высокую твердость и относится к труднообрабатываемым материалам, но принимает полировку очень высокого качества.
Часто применяется при строительстве уникальных сооружений. Был использован при строительстве храма «Спас на крови». На протяжении столетий использовался и как ритуальный камень. Из него выполнены саркофаги Наполеона и Александра II, верхняя часть мавзолея Ленина.
Сланец
Плотная и твердая горная порода, которая образовалась из сильно уплотнившейся глины, частично перекристаллизовавшейся под высоким и односторонним давлением (сверху вниз, например). Характеризуется ориентированным расположением породообразующих минералов и способностью раскалываться на тонкие пластины. Цвет сланцев чаще всего темно-серый, черный, серо-коричневый, красно-коричневый.
Сланец - долговечный материал, он поддается обработке (расслаивается на тонкие пластины), некоторые виды принимают и полировку. Однако чаще его используют вообще без обработки, так как поверхность раскола очень декоративна.
Сланец используют и в наружной, и во внутренней облицовке. Этот камень широко применялся в известных архитектурных памятниках (полы Исаакиевского собора в Санкт-Петербурге частично сделаны из сланца).
4. Полудрагоценные камни.
К ним можно относятся, в основном горные породы, получившие название «декоративно-поделочные камни». Это яшма, оникс, опал, малахит, лазурит. Встречаются они гораздо реже обычного камня и ценятся больше. Однако облицовывать ими большие участки дорого, поэтому чаще всего этими камнями отделывают небольшие элементы: детали колонн, подоконников, ванных комнат…
Одним из самых распространенных декоративно-поделочных камней считается оникс («ноготь» в переводе с греческого). Оникс имеtт слоистое или радикально-лучистое строение. Цвет оникса - белый, светло-желтый, желтый, коричневый, темно-бурый, бледно-зеленый. Рисунок полосчатый - чередование полос разных оттенков. Большинство мраморных ониксов просвечиваются, иногда на глубину 30…40 мм. Оникс хорошо обрабатывается режущими и шлифовальными инструментами и принимает полировку высокого качества.
На протяжении своего существования Земля прошла длинный ряд непрерывных изменений. Они вызываются процессами различными по скорости, по масштабности и по источникам энергии. Эти процессы перемещения вещества, видоизменяющие земную кору и поверхность Земли, называются геологическими или геодинамическими.
Эндогенными процессами называются такие геологические процессы, происхождение которых связано с глубокими недрами Земли. В недрах Земли под внешними ее оболочками происходят сложные физико-механические и физико-химические преобразования вещества, в результате которых возникают мощные силы, воздействующие на земную кору, за счет которых они преобразуют ее. Эндогенные процессы коренным образом меняют характер земной коры и, в частности, ее поверхности; они приводят к созданию основных форм рельефа поверхности Земли – горных стран и отдельных возвышенностей, огромных впадин – вместилищ океанической и морской воды и др. Основными внутренними источниками энергии Земли являются: гравитационная дифференциация, ротационные (вращательные) силы, радиоактивный распад, химические и фазовые превращения, происходящие в недрах. Процессы, вызванные этими источниками энергии, называются эндогеннымиили процессами внутренней динамики . К ним относят:
1. тектонические движения (колебательные и горообразовательные);
2. магматизм;
3. метаморфизм;
4. землетрясения;
Вторая группа процессов вызвана внешними источниками энергии и проявляется на поверхности Земли и их называют экзогенными . Это солнечная энергия и гравитация, перемещения водных и воздушных масс, влияние различных растительных и животных организмов, их воздействие на горные породы и минералы. Такие процессы называются экзогеннымиилипроцессами внешней динамики . К ним относят:
1. выветривание;
2. влияние текучих поверхностных и подземных вод;
3. влияние ледников и водно-ледниковых потоков;
4. процессы в мерзлой зоне литосферы;
5. влияние морей и океанов, озер и болот;
6. гравитационные процессы;
7. деятельность человека (техногенез).
Эндогенные и экзогенные процессы действуют одновременно и тесно связаны друг с другом (рис. 2.5)
Горные породы – природная совокупность минералов более или менее постоянного минералогического состава, образующая самостоятельное тело в земной коре
Горные породы формируются при различных процессах, протекающих как в недрах Земли, так и на ее поверхности, образуя сплавы, механические смеси, состоящие из одного (мрамор) или нескольких минералов (гранит) (рис. 2.5).
Рис. 2.5. Происхождение горных пород.
Горные породы классифицируют по происхождению (по генезису) и химическому составу. По происхождению выделяют магматические, осадочные и метаморфические породы (рис. 2.6).
Рисунок 2.6. Классификация горных пород по типу образования
Магматические и метаморфические горные породы слагают около 90 % объёма земной коры, однако, на поверхности материков области их распространения сравнительно невелики. Остальные 10 % приходятся на долю осадочных пород, занимающих 75 % площади земной поверхности.
Магматические горные породы подразделяют на интрузивные – глубинные и эффузивные – излившиеся.
Интрузивные горные породы образуются в недрах Земли в условиях высоких давлений и очень медленного остывания. Магма на глубине нескольких десятков километров от поверхности Земли находится под очень большим всесторонним гидростатическим давлением, достигающим нескольких тысяч атмосфер, и обладает высокой температурой. При внедрении магмы в вышележащие слои Земли физическая обстановка изменяется: магма встречается с твердыми и относительно холодными породами и начинает застывать и кристаллизоваться. Однако отдача тепла магмой в окружающую среду происходит очень медленно, так как теплопроводность горных пород низка. Температура магмы падает постепенно в течение миллионов лет. Примером может служить следующее наблюдение: на Северном Кавказе в районе Пятигорска интрузия магмы произошла в конце палеогенового периода (~30 млн. лет назад). Однако и в настоящее время разогретые массы магмы существуют на сравнительно небольшой глубине, на что указывают выходящие на поверхность земли горячие источники.
При медленном остывании магмы происходит постепенная и последовательная раздельная кристаллизация входящих в ее состав химических соединений, каждое из которых превращается в кристалл какого-либо минерала. Благодаря медленному росту кристаллы могут достигать относительно больших размеров, поэтому для многих интрузивных пород характерна крупно кристаллическая структура. В результате медленного остывания магмы происходит полная кристаллизация всего ее вещества, и в возникшей породе не остается аморфных участков.
Образующиеся в ходе кристаллизации минералы выпадают из расплава в определенной временной последовательности. Эту последовательность определяет степень тугоплавкости минералов, а также химический состав магмы. Большую роль в процессе кристаллизации играют летучие парообразные и газообразные вещества, способствующие и часто определяющие порядок и скорость кристаллизации минералов.
Поясним это на примере магмы гранитного состава, в результате кристаллизации которой на глубине образуется порода – гранит. В состав гранита входят такие породообразующие минералы, как полевые шпаты, кварц, из темноцветных силикатов – и реже роговая обманка (табл. 2.4). Температура плавления биотита и роговой обманки очень высокая (при 600 МПа 620–270 о С), поэтому их кристаллы образуются еще в жидкой магме.
Во вторую фазу кристаллизации возникают кристаллы полевых шпатов, температура плавления которых ниже, чем у темных силикатов (при 10 5 Па 1120 – 1250 о С). В отличие от условий первой фазы при кристаллизации полевых шпатов в жидкой массе магмы уже существуют твердые кристаллы темноцветных силикатов. Вследствие этого кристаллы полевых шпатов могут «обрастать» кристаллы биотита или роговой обманки и включать их в себя.
После кристаллизации темных и светлых силикатов порода окажется сформированной на 75-80% объема. Кремнезем, содержащийся в гранитной магме в избытке, начнет переходить в твердое кристаллическое состояние в последнюю очередь, превращаясь в кварц. Его кристаллы занимают свободное пространство между ранее образовавшимися кристаллами биотита, роговой обманки и полевого шпата и приобретать вид зерен неправильной формы, хотя внутреннее строение их кристаллической решетки вполне правильно. В итоге произойдет полная кристаллизация магмы, все ее вещество примет кристаллическое строение. Возникшая таким путем структура породы получила название полнокристаллической. Полнокристаллическая структура дает информацию о глубинных, или абиссальных , условия застывания магмы.
На больших глубинах в условиях всестороннего давления ориентировка осей и плоскостей растущих кристаллов ничем не контролируется, и расположение их в породе случайно. Подобную текстуру породы называют массивной, неориентированной; она характерна в основном для глубинных пород.
В ходе магматической интрузии возможно течение вязкой массы магмы, хотя и в ограниченных пределах. При этом кристаллы с удлиненными формами, например столбики роговых обманок и листочки слюды, ориентируются длинными осями параллельно направлению потоков в магме. Образуется так называемая флюидальная текстура . Встречаясь в интрузивных породах, она, однако, более типична для пород эффузивных.
Эффузивные горные породы образуются при излиянии на поверхность земли расплавленной магмы. При эффузии почти мгновенно, меняются температура окружающей среды и давление, снижающееся от нескольких тысяч атм. до 1 атм. В результате этого вначале начинается бурное выделение газов, растворенных в магме, сопровождающееся взрывами. Лава, выходящая из жерла вулкана, расплескивается, выбрасываясь вверх брызгами. Выделяющиеся из лавы газы могут ее вспенивать, образуя многочисленные пузыри, сохраняющиеся и при затвердевании вещества. Так образуется пузырчатая текстура. Порода подобного сложения получила название пемзы . Ее плотность настолько низка, что пемза плавает в воде.
Резко снижающаяся температура создает условия, при которых одновременно кристаллизуются многие минералы. Однако очень быстрое затвердевание вещества приводит к образованию мелких зачаточных форм кристаллов, которые можно обнаружить только под микроскопом. Значительная часть породы превращается в аморфную или стекловатую массу. Такая структура пород называется скрытокристаллической . При очень быстром остывании лавы процесс кристаллизации может и вовсе не начаться, в этом случае порода целиком будет состоять из вулканического стекла. Такая порода названа обсидианом. Это черная, темно-серая или темно-бурая порода с раковистым изломом, похожая на глыбу стекла. Полости газовых пузырей часто заполняются минералами, которые образуются вторично – в результате их кристаллизации из растворов горячих вод, проникших в застывшую лаву. При этом на фоне темно-серой породы, имеющей скрытокристаллическую структуру, выделяются округлые светлые пятна таких включений. Обычно они представлены такими минералами как кальцит и аморфный кремнезем – опал и халцедон .
С процессом извержения вулканов связано также образование группы пород, которые принято называть пиропластическими . Выделяющиеся из магмы газы часто скапливаются внутри жерла вулкана в таких больших количествах и под столь большим давлением, что возникают мощные взрывы, выбрасывающие высоко в атмосферу огромные массы лавы, состоящей из частиц самых разных размеров. Они остывают в воздухе и падают на землю в виде твердых пылинок, горошин и более крупных обломков. Их называют вулканическим пеплом . Массы этого вулканического материала покрывают окрестности извергающегося вулкана толстым рыхлым слоем. Дожди смачивают его, и он приходит в движение, образуя потоки вулканической грязи. Высыхая, грязь превращается в легкую пористую и твердую породу, называемую туфом . Подобная порода, образованная на дне моря или озера называется туффитом .
Классификация интрузивных и эффузивных пород строят на основе указанных выше особенностей структуры и текстуры, а также их химического и минералогического состава. По химическому составу магматические горные породы делят в зависимости от содержания в них окиси кремния SiO 2 (табл. 2.5). Кислые породы чаще бывают светлыми, иногда белыми. С уменьшением содержания кремнезема окраска породы изменяется от серой до темно-серой. Для ультраосновных пород характерна черная или темно-зеленая окраска, зависящая от увеличения содержания темноцветных минералов, богатых окислами железа и магния.
Таблица 2.5. Классификация магматических пород по содержанию окиси кремния.
| Название группы | Горные породы (примеры) | |
| Низко и некремнеземнистые | окатыши | |
| Ультраосновные | дунит, перидотит, пироксенит, кимберлит, оливинит | |
| Основные | габбро, лабродарит, базальт, диабаз, трахит | |
| Средние | сиенит, диорит, трахит, андезит, полевой шпат, порфирит | |
| Кислые (кислотные) | гранит, липарит, кварцевый порфир | |
| Ультракислые | пегматит, аляскит, пемзы, вулканическое стекло |
В табл. 2.6. приведена краткая характеристика основных магматических горных пород.
Таблица 2.6. Характеристика основных магматических горных пород.
|
Горная порода |
Минералогический |
Структура |
|
Интрузивные породы |
||
| Гранит красный, розовый, светло-серый | Кварц, полевые шпаты (ортоклаз, микроклин), роговая обманка, слюды | |
| Сиенит | Полнокристаллическая, равномернозернистая и порфировидная | |
| Габбро | Плагиоклазы (от лабрадора до анортита), оливин | Полнокристаллическая, равномернозернистая и порфировидная |
|
Эффузивные породы |
||
| Пемза | Пенистая, сильнопузырчатая | |
| Вулканический туф | Из различных минералов, обогащенных кремнием | Пузырчатая |
| Вулканическое стекло (обсидиан) | Кварц | Стекловатая |
| Липарит (эффузивный аналог гранита) | Кварц, полевые шпаты (ортоклаз, микроклин) | Порфировая |
| Трахит (эффузивный аналог сиенита) | Ортоклаз, микроклин, роговая обманка, биотит | Порфировая, тонкопузырчатая |
| Базальт (эффузивный аналог габбро) | Плагиоклазы, оливин, авгит | Плотная, мелко-кристаллическая, скрытокристаллическая |
| Андезит | Плагиоклазы, полевые шпаты, роговая обманка, биотит | Неполнокристаллическая порфировая, мелкозернистая |
Наибольшее распространение в земной коре имеют граниты (интрузивные породы), андезиты и базальты (эффузивные породы).
Граниты составляют ~30% массы земной коры. Граниты состоят в основном из трех минералов: кварца, полевого шпата и слюды (или роговой обманки).
Андезиты – породы с вкраплениями из полевых шпатов (альбита, анортита), роговой обманки, слюд и пироксена – составляют ~25% массы земной коры.
Базальты составляют ~ 20% массы земной коры, в их состав входят преимущественно полевые шпаты, пироксен, оливин. Остальное приходится на долю всех остальных горных пород.
Осадочные горные породы образуются при механическом и химическом разрушении магматических пород под действием воды, воздуха и органического вещества.
По признаку происхождения их делят на три группы: обломочные , химические и органические.
Обломочные горные породы образуются в процессах разрушения, переноса и отложения обломков горных пород. Это чаще всего каменистые осыпи, галечники, пески, суглинки, глины и лёссы. Обломочные породы разделяют по крупности:
· грубообломочные (> 2 мм); остроугольные обломки – дресва, щебень, сцементированные глинистыми сланцами, образуют брекчии , а окатанные – гравий, галька – конгломераты );
· среднеобломочные (от 2 до 0,5 мм) – образуют пески;
· мелкообломочные, или пылеватые – образуют лёссы;
· тонкообломочные, или глинистые (< 0,001 мм) – при уплотнении превращаются в глинистые сланцы.
Осадочные породы химического происхождения – соли и отложения, образующиеся из насыщенных водных растворов. Они имеют слоистое строение, состоят из галоидных, сернокислых и карбонатных минералов. К ним относятся каменная соль, гипс, карналлит, опоки, мергель, фосфориты, железо-марганцевые конкреции и т.д. (табл. 2.4). Они могут образовываться в смеси с обломочными и органическими отложениями.
Мергель образуется при вымывании из известняков карбоната кальция, содержит глинистые частицы, плотный, светлый.
Железо-марганцевые конкреции образуются из коллоидных растворов и под действием микроорганизмов и создают шариковидные залежи железных руд. Фосфориты образуются в форме шишковидных конкреций неправильной формы, при слиянии которых возникают фосфоритные плиты – залежи фосфоритовых руд серого и буроватого цветов.
Горные породы органического происхождения широко распространены в природе – это останки животных и растений: кораллы, известняки, ракушечники, радиоляриевые, диатомовые и различные черные органические илы, торф, каменные и бурые угли, нефть.
Осадочная толща земной коры формируется под воздействием климата, ледников, стока, почвообразования, жизнедеятельности организмов, и ей присуща зональность : зональные донные илы в Мировом океане и континентальные отложения на суше (ледниковые и водно-ледниковые в полярных областях, торф в тайге, соли в пустыне и т. д.). Осадочные толщи накапливались в течение многих миллионов лет. За это время картина зональности многократно менялась в связи с переменами в положении оси вращения Земли и другими астрономическими причинами. Для каждой конкретной геологической эпохи можно восстановить систему зон с соответствующей ей дифференциацией процессов осадконакопления. Строение современной осадочной оболочки – это результаты перекрытия множества разновременных зональных систем.
На большей части территории земного шара почвообразование идет на осадочных горных породах. В северной части Азии, Европы и Америки обширные пространства заняты породами, отложенными ледниками четвертичного периода (мореной) и продуктами размывания их талыми ледниковыми водами.
Моренные суглинки и супеси. Эти породы отличаются неоднородностью состава: они представляют сочетание глины, песка и валунов различного размера. Супесчаные почвы содержат больше Si0 2 и меньше других окислов. Окраска большей частью красно-бурая, иногда палевая или светло-бурая; сложение плотное. Более благоприятную среду для растений представляют моренные отложения, содержащие валуны известковых пород.
Покровные глины и суглинки - безвалунные, мелкоземистые породы. Состоят преимущественно из частиц меньше 0,05 мм в диаметре. Окраска буровато-желтая, большей частью обладают мелкой пористостью. Содержат больше элементов питания, чем описанные выше пески.
Лессовидные суглинки и лессы – безвалунные, мелкоземистые, карбонатные, палевые и желто-палевые, мелкопористые породы. Для типичных лессов характерно преобладание частиц диаметром 0,05-0,01 мм. Встречаются также разновидности с преобладанием частиц диаметром меньше 0,01 мм. Содержание углекислого кальция колеблется от 10 до 50%. Верхние слои лессовидных суглинков нередко бывают освобождены от углекислого кальция. В бескарбонатной части преобладают кварц, полевые шпаты, глинистые минералы.
Красноцветная кора выветривания. В странах с тропическим и субтропическим климатом широко распространены мелкоземистые отложения третичного возраста. Они отличаются красноватой окраской, сильно обогащены алюминием и железом и обеднены другими элементами.
Коренные породы. На значительных территориях на поверхность выходят морские и континентальные породы дочетвертичного возраста, объединяемые под названием «коренные породы». Названные породы особенно распространены в Поволжье, а также в предгорьях и горных странах. Среди коренных пород широко распространены карбонатные и мергелистые суглинки и глины, известняки, а также песчаные отложения. Следует отметить обогащенность многих песчаных коренных пород элементами питания. Кроме кварца эти пески содержат значительные количества других минералов: слюд, полевых шпатов, некоторых силикатов и т. д. В качестве материнской горной породы они резко отличаются от древнеаллювиальных кварцевых песков. Состав коренных пород очень разнообразен и недостаточно изучен.
Метаморфические горные породы – это магматические и осадочные горные породы, измененные температурой, давлением и химически активными веществами. Метаморфоза горных пород происходит под влиянием следующих факторов:
Давления, возникающего при горообразовательных процессах;
Повышения температуры, вызванного внедряющейся в литосферу магмой, горячих водных растворов и газов, несущих новые химически активные соединения;
Давления вышележащих горных пород.
Одна из последних классификаций метаморфизма приведена в табл. 2.6.
Таблица 2.6.Классификация метаморфизма горных пород
| Тип метаморфизма | Факторы метаморфизма |
| Метаморфизм погружения | Увеличение давления, циркуляция водных растворов |
| Метаморфизм нагревания | Рост температуры |
| Метаморфизм гидратации | Взаимодействие горных пород с водными растворами |
| Дислокационный метаморфизм | Тектонические деформации |
| Импактный (ударный) метаморфизм | Падение крупных метеоритов, мощные эндогенные взрывы |
Например, при накоплении осадочных горных пород мощностью 10 – 14 км нижние их слои испытывают огромное давление, сопровождающееся повышением температуры и перекристаллизацией всего материала. В результате этого процесса из глин образуются сначала сланцы, а затем гнейсы, напоминающие по составу гранит. Состав гнейсов различен. Из песков в присутствии соединений железа сначала образуются песчаники, очень легко рассыпающиеся при приложении небольших усилий, а затем кварциты, т.е. кристаллическая горная порода. Кварциты и гнейсы сохраняют слоистое строение, характерное для осадочных пород. Известняки при перекристаллизации образуют мрамор.
Таким образом, процессы метаморфизма как бы заключают цикл изменений, происходящих с горными породами.
Камни органического происхождения - подборка камней, фотографии, свойства, происхождениеКамни, рожденные жизнью
О камне говорят «холодный», «мертвый», «безжизненный». А ведь жизнь на Земле ненамного моложе самой планеты, и множество земных минералов сформировано живыми организмами. Нефть, по современным представлениям, есть зримый след существования микроскопических одноклеточных растений и животных далекого прошлого. Уголь еще древние естествоиспытатели считали родным братом нефти. Мел, известняк, мрамор – продукты жизнедеятельности морских существ...На этом перечень минералов биогенного происхождения, приходящих на ум среднестатистическому человеку, обычно заканчивается. Однако знающий минеролог мог бы продолжать и продолжать список камней, появившихся на Земле исключительно благодаря существованию жизни.
Даже геммология, наука о драгоценных камнях, готова представить внушительный перечень самоцветов, каждый из которых когда-то был живым. Чемпион популярности среди драгоценностей биологической природы – жемчуг!
Перламутр – единоутробный брат жемчуга
Только формой не вышел. Если жемчужина – это образование сферическое (либо приближенное к сфере по форме), то , только отложившийся на стенках раковины.
Спрос на перламутр всегда превышал спрос на жемчуг из-за низкой цены и широкой доступности материала. Жемчуг редок, а перламутра в любой речушке – тонны. Раковины моллюсков, покрытые толстым слоем перламутра, шли на изготовление пуговиц, расчесок, рукояток и прочего ширпотреба на протяжении многих веков. Нет сегодня сорта пластмассы, который применялся бы столь широко и активно, как перламутр в недавнем прошлом.
Когда-то пальмы росли везде
...потому что было тепло и влажно. Окаменевший стволик пальмы можно обнаружить и в каменноугольных залежах, и в глинистых сланцах, и в отложениях кварца. Именно силикаты делают пальмовую древесину эстетически выразительным камнем.
Надо отметить, что по своей ботанической сути пальма – хоть и древовидное, однако травянистое растение. Годовых колец у пальм не найти! Зато продольные сосуды, по которым питательные соки циркулировали по растению, заметны очень явно. Они-то – как на поперечном, так и на продольном срезе окаменелой пальмовой древесины – составляют всю красоту камня.
Мягкая крахмалистая сердцевина пальмового ствола сосудами небогата, и потому замещается при фоссилизации однородным кремнистым материалом.
Различные кремнеземы, пропитывая стволы затопленных, засыпанных, утонувших в болотах деревьев, нередко превращают ничем не примечательную древесину в драгоценный самоцвет. Силикаты, оцвеченные разнообразными минеральными примесями, обретают радужную расцветку. Скол, спил, а еще лучше шлиф часто поражает богатством природной палитры красок.
При этом слоистая древесная структура остается, как правило, хорошо различимой. Что только добавляет декоративности красивейшему камню биологического происхождения.
Строматолитовые яшмы
Яшмовая скала Мэри Эллен расположена в штате Минессота (США). Славна она тем, что основные массы пород, слагающих гору – красная яшма и серебристый гематит – переплеты между собой в немыслимых клубах и извивах.
Красное и черное – выгодное цветовое сочетание для любого художественного сюжета. Однако строматолиты, образовавшиеся из слоистых колоний цианобоктерий два миллиарда лет назад, крайне редко обретают красный цвет. Лишь на американском континенте найдены следы первых шагов жизни по планете, сделанные красной яшмой по черной железной руде...
Окаменелые кораллы
Отполированный окаменелый вызывает желание сдувать с него пылинки – настолько тонкой является ювелирная работа природы. Ячеистые каркасы морских организмов далекого прошлого деликатно устроены и искусно «выполнены». Сходство ископаемого коралла с работой умелого мастера – бесконечно!
Кварц и кальцит, заменяя органическую ткань в окаменелых кораллах, делают украшения долговечными. Однако ярких цветов, свойственных современным кораллам, у ископаемых полипов нет. Огненно-красные либо транспарантно-желтые серьги из окаменелых кораллов – продукт кустарного «улучшательства».
«Песчаный доллар»
«Песчаным долларом» в обеих Америках зовут остов морского ежа, относимого к неправильным (такова зоологическая терминология). Правильные ежи – круглые иглокожие, неправильные – плоские. Живут они на Земле давно, и в некоторых местах так плотно населяют шельфовое дно, что лежат на песке наподобие чешуи на теле карася – а то и вообще в два слоя.
Неправильные ежи обладают очень условной игольчатой защитой, и потому кормятся ими все, кому не лень. Тем не менее, многие из плоских как игрушечное блюдце животных успевают вырастить приличной толщины остов, дожить до естественной кончины и порадовать людей видом своего скелета – «песчаного доллара». Особенно высоко ценятся доллары, «выпущенные» миллионы лет назад...
Аммониты
Всякий, кто интересовался историей эволюции, знает об аммонитах. Их – подчас довольно скромные размером, подчас под два метра диаметром – скручены в плоскую спираль, наподобие рогов бога Амона в одном из его земных воплощений. Аммониты нетрудно найти в природных осыпях. В некоторых странах Европы их издавна зовут «золотыми улитками».
Аммонитовое «золото» - это слой окаменевшего перламутра в запечатанных камерах раковин. Наиболее красивые аммониты добываются в канадской провинции Альберта. Радужное сияние полированных стенок раковин превосходит игру цвета у опала и лабрадорита.
Кость динозавра
Процесс окаменения костей чрезвычайно длителен, ведь каждая молекула фосфата кальция (из которого, собственно, и состоят кости) должна быть заменена молекулой двуокиси кремния. Скелету динозавра средних размеров требуется не менее двух миллионов лет, чтобы превратиться в драгоценный самоцвет!
К счастью, чего-чего, а времени у костей динозавров хватает с большим запасом. За 65 млн. лет, отделяющих нас от последних звероящеров Земли, многие тонны костей превратились в цветные кварцы. Более того, немалая часть кварца восприняла примеси, что позволило непривлекательному дотоле природному материалу обрести и вид, и рисунок, и фактуру на хорошем ювелирном уровне. Кабошоны из костей динозавра нередко бывают чрезвычайно привлекательными!
Слоновая кость помоложе костей динозавра. Сегодня под именем «слоновой кости» различают бивни африканского и индийского слона, ископаемых мамонтов, клыки моржа, зубы бегемота и кашалота.
Главное состоит в ее роскошном внешнем виде. Однако немаловажна и технологичность материала. Не в последнюю очередь полюбилась слоновая кость ремесленникам из-за ее способности становиться пластичной, а после – снова отвердевать.
Цвет слоновой кости различен. Ценится белый с синевой зуб бегемота, теплые оттенки (вплоть до красно-коричневого) мамонтова бивня, полупрозрачная белизна бивня молодого слона.
Перечень камней биологического происхождения можно продолжать и продолжать. Галерея драгоценных самоцветов пополняется усилиями геологов, исследователей, первопроходцев труднодоступных районов планеты.
Подобен сиянию зари
Первые жемчужины люди находили в поисках пищи. Устрицы, продуцирующие этот самоцвет, до сих пор любимы гурманами. Тысячи лет человек любовался сиянием жемчуга, выросшего по воле природы – и вот уже несколько десятилетий мы заставляем моллюсков обволакивать затравочные песчинки разноцветными слоями.
Сегодняшний жемчуг – всех цветов радуги и даже цвета ночи! Но, как и встарь, это – камень, в котором не менее половины от массы приходится на органическую ткань. Подробней мы рассматривали жемчуг в статье , и вы можете убедиться: этот камень биологического происхождения ненапрасно пребывает пятое тысячелетие подряд в фаворе у модниц!
Застывшим солнечным светом...
...поэтично именуется янтарь. И медово прозрачные, и самые «туманные» формы камня действительно производят впечатление сгустков светящейся субстанции. Несть числа разновидностям янтаря! Цветовая гамма этой природной драгоценности простирается от молочно-белого через все оттенки желтого и красного к синему и зеленому цветам. Бывают янтари и черными!
Всякий янтарь – кусочек окаменелой смолы дерева, росшего миллионы лет назад. Различают янтари, рожденные в сосновых рощах, и янтари, произошедшие из живицы тропических деревьев. О янтарях мы рассказывали в статьях: и . Теперь же пришел черед обратить внимание на деревья, росшие сотни миллионов лет назад, и к нашему времени превратившиеся в «драгоценные камни».
«Арахисовая» древесина
Древесина с четкой структуризацией массива при фоссилизации тоже может дать неожиданный визуальный эффект. Особенно интересными получаются окаменевшие древесные останки, многие годы проведшие под водой. Дело, собственно, не в воде, а в моллюсках, населяющих водоемы планеты. Некоторые из них питаются гниющей древесиной, и в процессе добычи пищи углубляются в затопленные бревна, прогрызая многочисленные ходы.
Последующая минерализация органики привела к поразительному итогу. Полости, прогрызенные (точнее, проточенные) червецом, заполнились белым кварцем. Ткани дерева остались цветными. Минерологи окрестили эту разновидность окаменевшей древесины «арахисовым лесом» - ибо сходство рисунка камня с прорастающим арахисом почти стопроцентное.
Гагат
Однако не всем растительным останкам далекого прошлого так везет. Гагат – минерал, относимый к каменному углю, признается той же самой доисторической древесиной, перенесшей затопление в иловых слоях двухсотмиллионолетней давности.
Ничем не привлекательный в необработанном виде, шлифованный гагат сияет наподобие шелкового бархата. Лучшие сорта камня отличаются зеркальным глянцем и идут на изготовление украшений. В недавнем прошлом из гагата делали множество галантерейных мелочей – вроде пуговок, бусинок, бисера. служил своим владельцам не хуже перламутра.
Кораллы
Большая часть донных морских отложений образована известковыми останками организмов, живших в незапамятные времена. Однако кораллы, отвоевав тепленькое местечко пятьсот миллионов лет назад, процветают доныне.
Известковые скелеты кораллов насчитывают три с половиной сотни вариантов природной окраски. Полированные кораллы – отличный материал для изготовления украшений. Однако пользователь должен помнить: чем гуще цвет коралла, тем больше в нем органического вещества, и тем бережнее нужно относиться к предмету.
Современные виды кораллов отличны от полипов, населявших земные моря в прошлые геологические эпохи. Однако с уверенностью можно утверждать: окаменелые кораллы чрезвычайно красивы и интересны!
Спрессованные остовы морских лилий
Морские лилии криноидеи когда-то настолько изобильно населяли неглубокое дно теплых морей, что их известковые остовы – в основном трубчатые, разделенные на короткие сегменты – стали породообразующим элементом. Множество интереснейших экземпляров этих протерозойских иглобрюхих добыто при прокладке Московского метро.
Однако криноидный известняк, образованный останками похожих на цветы животных триста миллионов лет назад, под (в буквальном смысле) Москвой не встречается. Хотя распространен этот минерал достаточно широко.
Различимые остатки криноидей, «впаянные» в толщу полупрозрачного минерала, порой бывают весьма декоративными. Такие камни становятся достойным украшением.
Под звучным именем скрывается красивейший минерал с необычной историей. Вообще-то, turritella terebra – это наименование морского моллюска с винтообразно завитой раковиной. Рассказывают, что именно ракушки турителла подсказали легендарному Архимеду устройство водоподъемного винта.
Агат-турителла – это, по сути, россыпь находящихся в разной степени сохранности ракушек моллюска данного вида, залитая отвердевшим силикатом. Многие из настоящих агатов-турителл включают в себя песок, воду, пузырьки воздуха.
Присмотритесь к внешнему виду драгоценного камня! Под именем агата-турителла нередко продают всякий окаменевший мусор. Если вы не видите отчетливо сохранившихся элементов конусно-спиральных раковин, перед вами – фальсификат!
