Горные породы богатство и щит планеты

Камни вокруг нас. Это и песок в песочнице, и стены домика, и декоративные элементы. Без них трудно представить существование нашей цивилизации.

Что такое горная порода

Горные породы представляют собой массы одного или нескольких видов минеральных компонентов, органического вещества. Они образуются в результате естественных процессов и составляют земную кору.

В широком смысле к горным породам относятся также вода, жидкие углеводороды и газы.

Это предмет изучения нескольких наук: литологии, петрографии, петрофизики, геохимии, геодинамики.

Термин «горная порода» был введен в научный оборот в 1798 году русским химиком и минералогом Василием Севергиным.

Разновидности

Наиболее популярна классификация минерального сырья по происхождению. Есть четыре вида камней.

Магматические

Образовался в результате остывания магмы. Состав и свойства зависят от температуры, давления, глубины извержения, минерального и химического состава расплава.

Магматические породы

Магматические породы делятся на интрузивные и эффузивные:

• Нарушитель. Глубоко образуются при медленном охлаждении расплава.
• Эффузивный. Они затвердевают, когда магма поднимается на поверхность.

Разновидностью интрузивных пород являются гипабиссальные породы. Они образуются на меньшей глубине. Неравномерная текстура зерна позволяет отличить их от навязчивых.

Магматическое сырье относится к первичным.

Представители группы: базальт, гранит (и его пегматитовая разновидность), лабрадорит, габбро.

Базальт

Осадочные

Осадочные породы образуются на поверхности или очень мелко при низкой температуре и давлении.

Осадочные породы

Это результат нескольких процессов:

1. Преобразование более старых минеральных фрагментов, приводящее к обломочным породам.
2. Концентрация продуктов жизнедеятельности биологических организмов.
3. Осаждение элементов и химических соединений из воды.

Осадочный материал считается вторичным. Отличается ярусами и залеганием.

Представители: торф, мел, кальцит, доломит, уголь, соль, гипс.

Применение гипса

Метаморфические

Метаморфические, т е измененные, минералы образуются при изменении осадочных и магматических минералов под влиянием окружающей среды.

Если температура заставляет породу плавиться, это называется ультраметаморфизмом. Такой процесс приравнивает метаморфические породы к магматическим.

Представители: мрамор, кварцит, гнейс, сланец.

Доска внутри

Метасоматические

Метасоматические породы являются результатом взаимодействия с жидкостями. Через рудную массу проходит вода, расплавы карбонатов, силикатов и других соединений. Исходный минерал остается твердым, но при насыщении его химический состав меняется.

Их легко отличить по зональности, создаваемой течением. Кроме того, каждая зона выглядит по-своему.

Представители: вторичные кварциты, березиты, гумбеиты, скарны, альбититы.

Дальнегорский Скарн

90 % объема земной коры составляют изверженные, метасоматические и метаморфические породы. Однако отложения (10% по объему) покрывают три четверти поверхности планеты.

Возраст

Ученые и геологи определяют возраст минеральных пород по двум шкалам.

Относительный

Возраст пород определяет друг друга: что моложе, что старше.

Это обнаруживается стратиграфическими или палеонтологическими методами:

• Стратиграфический метод предполагает изучение взаимного расположения слоев. Но только в том случае, если в течение миллионов лет не наблюдалось никакого движения из-за тектонических процессов. То есть не было разрушения слоев, сохранялась их последовательность. При этом чем выше слой, тем моложе порода. В верхних слоях она самая младшая.
• Маркером палеонтологического метода являются ископаемые органические остатки. Установлено, что одновозрастные слои содержат остатки одного и того же вида растений или животных.

Оба метода основаны на расположении слоев горных пород в земной коре.

Абсолютный

Точный возраст отложений определяется по состоянию радиоактивных элементов в составе.

Степень разложения радиоактивных элементов точно известна, имеет постоянную скорость, на которую не влияют внешние катаклизмы. Это позволяет определить возраст породы с точностью до сотен лет.

Наиболее часто используются уран-235 или 238, торий-232 и углерод-14.

Выбор изотопа зависит от предполагаемого возраста породы:

• Для материала возрастом менее 50 тысяч лет (например, торф) это изотоп углерода.
• Изотопы урана, свинца, тория, калия и самария подходят для пород старше 3,5 миллиардов лет.
• Рубидий-стронциевый, уран-свинцовый материал применим к образцам возрастом от ста миллионов до пяти миллиардов лет.

Для определения возраста рассчитывают отношение массы новообразованного элемента к массе использованного радиоактивного изотопа.

Месторождения

Горные породы составляют основу земной коры, почти все ее месторождения имеют промышленное значение.

Их классифицируют по нескольким критериям:

• Тип сырья. Полезные ископаемые, неметаллы, топливо (углеводороды, сланцы, уголь, торф), гидроминералы (вода).
• Геологическое строение. Простой, сложный, сверхсложный. За основу взято состояние слоев, однородность внешнего вида.
• Глубина. В зависимости от него сырье добывают открытым (карьерным) или закрытым (шахтным) способом.

Объемы производства измеряются миллионами тонн, и цена почти всегда также устанавливается за тонну. Исключение составляют радиоактивные декоративные материалы. Например, каррарский мрамор.

Свойства и характеристики

Каждая порода наделена характеристиками и свойствами, которые создают ее уникальное описание. Среди основных – структура и текстура.

Структура создается зернистостью (форма и размеры зерен), кристалличностью, соотношением компонентов:

• В магматических учитывается степень кристалличности.
• Для осадочного материала важна форма кристаллов.
• Метаморфические агломераты классифицируют по размеру зерен.
• Метасоматические образования наделены гранобластовой структурой.

Текстура — это взаимное расположение и распределение компонентов в объеме:

• В магматических она может быть гомогенной или неоднородной.
• В осадочных породах различают характер поверхностного и промежуточного слоя.
• Метаморфические горные породы представлены неправильными, полосчатыми, сланцевыми, чешуйчатыми и другими текстурами.
• В метасоматитах он наследуется от исходных компонентов или создается в виде ритмических слоев.

Текстура отражает слоистость, пористость, массивность, цвета и оттенки породы.

Сферы применения

В отличие от драгоценных полезных ископаемых горные породы имеют, прежде всего, утилитарно-прикладное значение. Но они также могут приносить эстетическое удовольствие.

Хозяйственный комплекс

Промышленность, другие отрасли промышленности используют горные породы всех видов:

• Металлы извлекаются из руд, в том числе редких и ценных земель. Например, габбро является источником железа, титана, ванадия, никеля, меди и серы. Пироксениты насыщены железом и платиной.
• Первоклассные здания и интерьеры украшены гранитом, мрамором, базальтом и порфиром. Частные дома и общественные здания строятся из кирпича и бетона.
  
  Мраморный дворец в Санкт-Петербурге
• Автомагистрали, дороги, тротуары выкладываются из щебня, бетона, битума.
• Уголь, торф, радиоактивное сырье - источник энергии. Его потребляют тепловые, гидроэлектростанции и атомные электростанции. Уголь используется для топки печей в населенных пунктах, куда не дошел газ.
• Стеклянный и силикатный кирпич изготавливают из песка, песчаника. Их добавляют в бетон, смесь для покрытия дороги или железной дороги.
• Доломит используется в производстве резиновых изделий, фарфора и фаянса.
  
  Кристалл доломита
• Известняк является источником для получения ряда химических веществ: соляной кислоты, уксусной кислоты, ацетилена, едкого натра, карбида кальция, цемента.
• Из глины получают плитки, плиты, кирпичи, фарфоровые и фаянсовые изделия. Жиры, масла, соки очищаются специальными сортами. Его ценят косметологи и врачи.
• Это полезный компонент сельскохозяйственных удобрений.

Пищевая и химическая промышленность, производство машин и приборов не могут обходиться без горных полезных ископаемых.

Использовались даже бриллианты. Обычное сырье служит абразивом, элитная горная руда превращается в алмаз.

Его разновидность графита становится ядром карандашей и ядерных реакторов.

Применение графита

Другие сферы

Древняя мраморная скульптура, греческий Парфенон, средневековые храмы стали достоянием истории.

Современные каменщики требуют гранит, мрамор, яшму и другие эстетические разновидности сырья. С их помощью изготавливают статуи, подсвечники, посуду, резные каминные полки и другие подобные изделия. Помимо эзотерической разновидности, покупают последователи эзотерики, маги, целители.

Мраморные столешницы

Собиратели минералогических коллекций не упустят возможности приобрести даже рядовой экземпляр для пополнения ассортимента.

Зачем нужно изучать свойства пород

Выявление свойств горных пород имеет практическое значение:

• Низкая пористость делает ДСП более прочной и плотной. Он менее уязвим к влаге, но хуже проводит тепло и ток. Аналогичная ситуация с гранулярностью.
• Акустические параметры зависят от упругости.
• Магнитные и электрические характеристики влияют на электромагнитные свойства.

При разработке месторождения учитываются объемы месторождений плюс характер сырья: твердость, плотность, целостность, степень выветривания. На основании этого подбирают бригаду, определяют численность, состав бригады и время выполнения работы.

Точные физико-технические характеристики породы помогают разработать оптимальную технологию ее использования.

Для строителей важна массивность, прочность, истираемость породы. Художники отдают предпочтение красоте и мастерству.