Горные породы. 
Горные породы

Одной из основных задач учебной геологической практики является получение знаний о наиболее распространенных горных породах и приобретение навыков определения их по внешним признакам. Многие магматические, осадочные и метаморфические породы крупными блоками и полированными плитами использованы при строительстве зданий в г. Ростов-на-Дону. Это создает благоприятные возможности для ознакомления студентов со структурой, текстурой и физико-механическими свойствами этих пород из разных регионов страны.

Граниты морозостойки, прочны и хорошо обрабатываются, поэтому они имеют широкое распространение в строительстве. Граниты образуют самые крупные монолитные камни и являются надежным основанием многих крупнейших гидроэлектростанций в России (Красноярской и др.). Месторождения гранитов известны на Кольском полуострове, Урале, в Восточной Сибири и в других районах России.

Граниты образуются при застывании магмы на глубине. Это весьма прочная полнокристаллическая порода, что связано с оптимальными условиями кристаллизации (медленное остывание). Залегают в виде батолитов и штоков и часто разбиты трещинами.

Граниты — это кислые магматические глубинные породы, так как в их химическом составе более 65% содержится двуокиси кремния (SiO2). Минеральный состав:

• — кварц (20 — 30%) он светлый
• — полевые шпаты (40−60%) натриевые и калиевые они тоже светлые.
• — слюда в небольших количествах (при шлифовании почти незаметна).

Совсем незначительное количество темноцветных минералов, таких как: роговая обманка.

В магазинах, продающих декоративные горные породы можно увидеть габбро черную породу и Вам продавец скажет, что это черный гранит. Но на самом деле черного гранита не бывает по определению, так как в граните нет такого количества черных минералов. Если же откроем иностранные каталоги, то там будет написано (Black granite) — черный гранит. Оказывается, что в коммерческом обороте декоративных пород, для непонимающих людей можно говорить, что габбро это черный гранит, просто так красиво звучит.

Рассмотрим следующую цементируемую обломочную породу которую называют песчаник пластун.

Сцементированные обломочные породы (песчаник, конгломерат, брекчия, аргиллит, алевролит) образуются при скреплении обломков других горных пород природным цементом, выделяющимся из подземных вод, а также при погружении рыхлых обломочных пород в глубинные зоны земной коры.

Огромное значение при строительной оценке сцементированных обломочных пород имеет тип природного цемента. Наиболее прочны породы на силикатном цементе, менее прочны на железистом и карбонатном цементах и наименее прочны на глинистом. Исследуется также характер цементации обломков. Он может быть базальным, когда обломки погружены в цемент и не соприкасаются между собой, контактным и поровым. Наиболее прочны породы с базальным цементом.

Песчаник представляет собой сцементированный песок. Если присмотреться внимательно к частичкам из которых он состоит, то мы увидим не кристаллы как в граните, а зернышки песка, которые сцементированы природным цементом (силикатным).

Это осадочная горная порода органогенного происхождения. Органогенные (органические) породы образуются на дне глубоководных бассейнов в результате накопления и преобразования отмерших растительных и животных организмов.

Известняк-ракушечник состоит из хорошо различимых раковин моллюсков или их обломков. Моллюски умирая оставляют раковины и когда эти раковины накапливаются большой массой они слеживаются и вследствие колебания температур подземных вод карбонат кальция растворяется и выпадает в осадок, цементируя раковины.

Известняк-ракушечник который мы видим очень красив, он розового цвета, а срезы, в зависимости от расположения раковин, как ровные так и пористые, каждый срез уникален. Данный известняк привезен с полуострова Мангышлак — это западная часть Казахстана или восточное побережье Каспийского моря. Возраст данного известняка примерно 6−8 миллионов лет (не очень большой, но и не очень маленький).

Мрамор относиться к метаморфическим горным породам. Метаморфические горные породы — это породы видоизмененные, «заново рожденные». Образуются они в глубинных зонах земной коры в процессе изменения (метаморфизма) магматических и осадочных горных пород под действием высокой температуры, давления и химически активных веществ (газов и паров), выделяющихся из магмы или близ земной поверхности под действием тепла внедрившихся интрузивных масс.

Преобразование пород может происходить разными путями:

• 1) на огромных площадях при погружении целых регионов земной коры в зоны высоких температур и давлений (региональный метаморфизм);
• 2) при контакте пород с раскаленными интрузивными телами (контактовый метаморфизм);
• 3) под воздействием огромных давлений, возникающих в процессе горообразования (динамометаморфизм).

Горные породы могут видоизменяться также под действием высокотемпературных растворов, образующихся путем конденсации водяных паров магмы (гидротермальный метаморфизм).

Метаморфические горные породы регионального метаморфизма характеризуются сланцеватостью, сформированной под действием направленного давления, и называются кристаллическими сланцами. За счёт глин по мере увеличения степени метаморфизма возникают филлиты, слюдяные сланцы и гнейсы — сланцеватые породы с большим количеством гранитного материала. За счёт мергелей или основных магматических пород образуются хлоритовые и актинолит-хлоритовые (зелёные) сланцы и амфиболиты. На очень больших глубинах возникают эклогиты — гранат-жадеитовые породы. При метаморфизме песчаников и известняков образуются кварциты и мрамор.

Метаморфические горные породы контактного метаморфизма имеют характерную роговиковую структуру. За счёт глинистых и др. алюмосиликатных пород образуются различные роговики (пироксеновые, биотитовые, амфиболитовые и т. д.), за счёт известняков — мраморы, бокситов — корундовые породы (наждаки). Для того чтобы мрамор образовался надо чтобы любая горная порода попала в специфические условия высокой температуры порядка 250−300 градусов по Цельсию и высокого давления около 2000 тыс. атмосфер.

Мрамор — перекристаллизованный известняк, состоящий из одного минерала — кальцита. Новые кристаллы кальцита как правило прозрачные и они формируют сплошную зернистую структуру. Если посмотреть на мрамор через лупу или микроскоп, то видно, что зерна прилегают плотно друг к другу, заполняя все пространство. Этот известняк, когда он был еще известняком, образовался в каменно-угольном периоде (От 360 до 286 млн. лет назад).

В начале каменно-угольного периода (карбона) большая часть земной суши была собрана в два огромных сверхматерика: Лавразию на севере и Гондвану на юге. На протяжении позднего карбона оба сверхматерика неуклонно сближались друг с другом. Это движение вытолкнуло кверху новые горные цепи, образовавшиеся по краям плит земной коры, а кромки материков были буквально затоплены потоками лавы, извергавшейся из недр Земли. Климат заметно охладился, и, пока Гондвана «переплывала» через Южный полюс, планета пережила по меньшей мере две эпохи оледенения.

Месторождение рассматриваемого мрамора под Челябинском. Примечательно, что в этом известняке было очень много остатков древних морских лилий. И поэтому мы видим кое-где колечки — это стебель разрезанный поперек, продолговатые линии это стебель разрезанный наискосок.

Окраска мрамора обычно светлая, однако присутствие даже долей процента примесей — силикатов, оксидов железа и графита — приводит к окрашиванию породы в разные цвета и оттенки, включая желтый, коричневый, красный, зеленый и даже черный; бывают и пестрые, разноцветные мраморы.

Рассмотрим одну из самых интересных магматических горных пород лабрадорит.

Состоит преимущественно из плагиоклаза — лабрадора с незначительной примесью (не более 5−7%) пироксенов и рудных минералов. Не путайте эту породу с лабрадором — полевым шпатом. Назван по месту первой находки — на полуострове Лабрадор в Северной Америке.

У него есть очень интересное свойство: фактически он обладает иризацией. Для полированного лабрадорита характерна синяя, реже — красная или жёлтая иризация. Он широко используется как поделочный и облицовочный камень. Цвет обычно серый, коричневатый или почти чёрный. Но встречаются и светлые разновидности.

Структура полнокристаллическая, равномерно кристаллическая, крупнозернистая.

Лабрадорит распространён в горах Адирондак (США, шт. Нью-Йорк) и Уичито (США, шт. Оклахома). Крупные массивы лабрадорита имеются в Канаде (п-ов Лабрадор), Финляндии, на Украине.

Применяется как высококачественный облицовочный камень в основном в монументальной архитектуре, хотя некоторые образцы с яркой голубой и зелёной иризацией используются как декоративно-поделочные камни. Лабрадоритом облицованы многие станции Московского метрополитена и здания города (часть цоколя гостиницы «Москва», отделка Мавзолея и аллеи городов-героев в Александровском саду и др.), а также, например, колонны станции метро «Проспект Ветеранов» в Санкт-Петербурге. Чаще всего это лабрадориты Головинского и Турчинского месторождений Украины.

Данная горная порода так же является одной из разновидностей гранита. Он включает в себя: черные вкрапления — это темно-цветные минералы, куда входит полевой шпат, так называемый черные минералы. Их глазом различить невозможно, потому что они все имеют одинаковую структуру, плотность, твердость и одинаковую бледность, но под микроскопом они все различаются по параметрам. В его структуре, много относительно мелких кристаллов (до 1 см).

Шестой точкой нашего маршрута становится фонтан по улице Б. Садовая. В его состав входит несколько видов горных пород, один из них Мрамор. Эта горная порода легко царапается и при воздействии на него кислотой вступает с ним в реакцию (выделяет пену).

Подходя к 7-й точке маршрута наше внимание обратили на конструкцию, благодаря которой здание старой постройки еще находится в эксплуатации.

При расчете взаимовлияния фундаментов соседних зданий была допущена ошибка в расчетах, из-за которой здание старой постройки начало проседать, деформироваться и разрушаться.

Данной проблемы можно было избежать, если бы при постройке нового здания был применен так называемый принцип супер позиции и установлена Шпунтовая стенка.

Нижняя часть памятника выполнена из такой горной породы, как габбро.

Габбро — магматическая интрузивная горная порода. Главными минералами габбро является плагиоклаз (чаще лабрадор) и моноклинный пироксен, иногда также содержатся оливин, ромбический пироксен, роговая обманка и кварц, в качестве акцессорных присутствуют апатит, ильменит, магнетит, сфен, иногда хромит.

Габбро — это полнокристаллическая массивная порода темного (до черного) цвета.

Форма залегания. Крупные лакколиты, лополиты, силлы и штоки. Часто встречается в расслоенных дифференцированных интрузивных комплексах, содержащих породы основного и ультраосновного состава. В офиолитовых комплексах образует тектонические пластины.

Месторождения. Распространены в различных районах Великобритании, Северной Америке (в горах Адирондак) и вдоль побережья полуостроова Лабрадор (Канада), в ЮАР, Франции, Шотландии (Великобритания) и др.; крупные массивы габбро известны на Урале, Украине, Кольском полуострове, в Закавказье и др.

Практическое значение. Габбро иногда содержат скопления рудных минералов и в этих случаях могут использоваться как руды меди, никеля и титана. Часто применяются в качестве строительного и облицовочного камня высокой прочности, для наружной и внутренней облицовки, преимущественно в виде полированных плит и для приготовления щебня и дорожного камня. Также габбро очень часто используют в качестве надгробных сооружений (памятники, облицовка места захоронения). Чаще всего для этих целей используют габбро Украинских месторождений.

Вулканический туф — магматическая излившаяся (эффузивная) порода. Излившиеся породы образуются при остывании лавы, т. е. магмы, излившейся на поверхность земли в процессе вулканических извержений или трещинных излияний (в том числе на дне океанов).

Температура расплавленной лавы достигает 1100−1200 ⁰С. Быстро остывая на поверхности земли, она не успевает полностью кристаллизоваться, как это наблюдается в случае медленного остывания магмы на глубине. Излияние магмы часто сопровождается выбросом из вулканов твердых продуктов — бомб, песка, пепла, а также выделением газов и водяных паров.

Вулканический туф образовался при осаждении вулканического пепла, песка, бомб и других продуктов извержений, впоследствии уплотненных и сцементированных. Различают крупнообломочные туфы или туфобрекчии, мелкообломочные — туфопесчаники и стекловатые вулканические туфы.

Вулканический туф широко используется в промышленности строительных материалов, прекрасный стеновой и облицовочный камень. Основные запасы туфа сосредоточены в Армении, а в России на Камчатке.

Флюидолиты или литофлюидиты — эндогенные горные породы, формирующиеся в результате химического и физико-механического взаимодействия глубинных флюидов с поверхностными или близповерхностными горными породами.

Термин «флюидолиты», или «литофлюидиты», предложен Г. Л. Поспеловым (1969).

Для облицовки ступеней данного здания была использована такая горная порода, как габбро. Отличительной особенностью габбро представленного в данном случае являетя — Иризация (данный образец переливается и под разными углами меняет цвет).

горный гранит порода сцементированный.