Образование горных пород и минералов:


Горные породы.  Горные породы состоят из минералов в определенном сочетании. По происхождению горные породы делятся на три группы: магматические (эффузивные и интрузивные), осадочные и метаморфические. Магматические и метаморфические горные породы слагают около 90 % объёма земной коры, однако на современной поверхности материков области их распространения сравнительно невелики. Остальные 10 % приходятся на долю осадочных пород, занимающие 75 % площади земной поверхности.


Магматические горные породы Магматические горные породы, по своему происхождению делятся на эффузивные и интрузивные. Эффузивные (вулканические) горные породы образуются при изливании магмы на поверхность Земли. Интрузивные горные породы, напротив, возникают при изливании магмы в толще земной коры. Все магматические породы в зависимости от содержания в них кремнезема SiO2 делятся на кислые (свыше 65 %), средние (52...65 %), основные (40...52 %) и ультраосновные (менее 40 %). Наиболее распространенные магматические породы - граниты сиениты, диориты, андезиты, габбро, диабазы, базальты.
* Граниты  кислые глубинные породы, состоящие из калиево-натриевых полевых шпатов, кварца, слюды и роговой обманки. Граниты имеют полнокристаллическое строение, серую, розовую, красную окраску. Широко распространены во всех горных системах, а также в области Балтийского кристаллического щита (Кольский полуостров, Карелия) и Украинской кристаллической плиты (Волыно-Подольская и Приазовская возвышенности).
* Сиениты - глубинные средние породы, в которых преобладают полевые шпаты. В них в отличие от гранита отсутствует кварц, но больше содержится роговой обманки и авгита.
* Диориты - глубинные средние породы. Отличаются от сиенитов более высоким содержанием (около 35 %) цветных минералов (роговой обманки, авгита, биотита).
* Андезиты - эффузивная средняя порода, состоящая из плагиоклаза, пироксенов и роговой обманки.
* Габбро - глубинные основные породы с кристаллической зернистой структурой, часто с очень крупными кристаллами. Имеют темную или темно-серую окраску. К габбро близки по минералогическому составу диабазы.
* Базальты - эффузивные основные породы, состоящие из плагиоклаза, магнетита и апатита. Базальты широко распространены на Дальнем Востоке и в Сибири. Имеют черную окраску, по химическому составу близки к габбро.


Метаморфические горные породы Метаморфические горные породы образуются из магматических или осадочных пород в недрах земли при высоком давлении и высокой температуре. При прогибах земной коры происходит погружение горных пород. Под влиянием одностороннего сжатия и повышения температуры породы в результате перекристаллизации могут приобретать сланцеватость, то есть пластинчатое сложение (сланцы). В осадочных горных породах, в процессе диагенеза, уже при очень низких (в геологическом смысле) температурах, начинаются минеральные превращения, однако породы считаются метаморфическими при появлении в них новообразованного гранита. При умеренных давлениях начало метаморфизма соответствует температуре 300 °C. При высоких степенях метаморфизма стирается грань между метаморфическими и магматическими горными породами. Начинается плавление пород, смешение новообразованных расплавов с явно внешними. Часто наблюдаются постепенные переходы от явно метаморфических, полосчатых пород, к типичным гранитам. Такие процессы относятся к ультраметаморфизму. К метаморфическим породам относятся гнейсы, сланцы, мраморы, роговики и др.
* Гнейсы характеризуются сланцеватостью и кристаллической структурой. Часто встречаются в районах распространения гранитов, с которыми связаны переходными породами:  гранито-гнейсами. Гнейсы образуются как из магматических, так и из осадочных пород.
* Сланцы имеют пластинчатое сложение и легко раскалываются в параллельном направлении. Они бывают глинистые, горючие, слюдистые и др.
* Глинистые сланцы - это метаморфизированные сланцеватые глины темно-серой окраски.
* Мраморы - плотные кристаллические породы, образовавшиеся из рыхлых известняков.  Погружаясь в недра Земли, известняки расплавляются, а при поднятии к поверхности они охлаждаются и кристаллизуются. Белый мрамор образуется из чистого известняка или мела. Примеси оксидов железа придают мрамору красный цвет, а углеродсодержащие вещества - темно-серый.


Осадочные горные породы образовались в результате переотложения продуктов выветривания магматических пород. На большей части земного шара почвы сформировались на осадочных породах. По способу образования все осадочные породы подразделяют на три группы: механические, химические и органогенные.
 

Механические Механические или обломочные, породы образовались при механическом измельчении (дроблении) различных горных пород под влиянием термического выветривания, а также разрушения их ледниками и снеговыми водами.
* Элювий - продукты выветривания, остающиеся на месте их образования. Этот материал состоит из обломков разного размера. В условиях горного рельефа элювий встречается на повышениях. Почвы, образующиеся на элювии, характеризуются низким плодородием, малой мощностью, а также щебнистостью и каменистостью.
* Делювий - это рыхлые продукты выветривания, переносимые временными незначительными водными потоками, стекающими вниз по склонам во время дождей и весеннего снеготаяния. Этот мелкоземистый материал откладывается у основания и в нижней части склонов. На делювиальных отложениях формируются плодородные почвы. В горах же временные потоки обладают большой силой и вместе с мелкоземом переносят крупные обломки. В этом случае формируются несортированные наносы, называемые пролювием.
* Аллювий - отложения речных постоянных водных потоков. Эти отложения формируются в долинах рек и характеризуются слоистостью и сортированностью.
* Озерные отложения - сапропель, ил, мергель. Для них характерна тонкая слоистость.
* Болотные отложения состоят из торфа и болотного ила.
* Морские отложения встречаются в Прикаспийской низменности, на побережье северных морей. Эти породы сортированы, слоисты и содержат соли. На морских отложениях формируются засоленные почвы.
* Эоловые отложения образуются при переносе и отложении песчаного материала ветром. Песчаные наносы занимают большие территории в пустынях, они образуют такие формы рельефа, как дюны, барханы, бугры.
 

Ледниковые отложения. На обширных равнинах в основном распространены отложения четвертичного периода - ледниковые отложения. Они образовались в результате древних оледенений четвертичного периода. Наиболее распространены морена, флювиогляциальные пески, покровные суглинки.
* Морена - несортированные, неоднородные отложения, оставшиеся после отступления материковых льдов. Окраска морен красно-бурая, реже желто-бурая. При постоянном переувлажнении происходит оглеение морены и окраска становится серо-сизой. Эти породы содержат валуны. Различают фенноскандинавскую бескарбонатную алюмосиликатную морену с валунами из гранита и карбонатную морену. На бескарбонатных моренах формируются подзолистые завалуненные кислые почвы с невысоким плодородием. Карбонатная (или местная) морена встречается местами в северо-западных областях Нечерноземной зоны России (Ленинградская, Псковская, Новгородская, Вологодская и др.). На этих породах образуются достаточно богатые почвы с нейтральной или слабощелочной реакцией.
*Флювиогляциальные, или водно-ледниковые, пески переносились быстротекущими талыми водами ледника и откладывались за ледниковой территорией. Эти песчаные и песчано-галечниковые отложения не содержат валунов и карбонатов. Такие отложения особенно широко распространены в Полесской и Мещерской низменностях. На флювиогляциальных песках формируются малоплодородные, бедные гумусом и питательными веществами почвы. Если эти пески подстилают глины, то происходит заболачивание почв, что часто наблюдается в замкнутых понижениях Полесья и Мещеры.
* Покровные суглинки откладывались на мелководных приледниковых территориях из медленнотекущих вод. Они перекрывают морену, что отражается в их названии. Покровные суглинки представляют собой буро-желтые сортированные породы, они не содержат валунов и сложены пылеватыми суглинками однородного состава. Покровные суглинки при увлажнении набухают, а при подсыхании растрескиваются на призматические и ореховатые отдельности. Они характеризуются слабой водопроницаемостью, высокой влагоемкостью и способностью поднимать воду по капиллярам на большую высоту (З...4м). На покровных суглинках сформировались подзолистые и дерново-подзолистые почвы.
* Лёсс - порода, распространенная южнее ледниковых и водно-ледниковых отложений. Характеризуется однородным пылевато-суглинистым составом (с преобладанием частиц от 0,05 до 0,01 мм), карбонатностью, пористостью. Мощность лёсса составляет 10... 11м. Лёссы - самая лучшая почвообразующая порода.
* Лёссовидные суглинки занимают промежуточное положение между лёссами и покровными суглинками как территориально, так и по свойствам. В них меньше карбонатов, чем в лёссах и менее выражена пористость. На лёссовидных суглинках формируются серые лесные почвы и черноземы.


Хемогенные породы Хемогенные горные породы, возникают путем отложения вещества на дне водоемов из растворов в результате химических реакций или изменения температуры воды. Карбонатные породы образуются на дне морей частично при осаждении из воды карбоната кальция, поступающего вместе с речной водой. Большая же часть карбоната кальция, осевшего на морском дне, это продукт деятельности некоторых микроорганизмов. Так, в меловом периоде мезозойской эры происходило накопление залежей мела за счет микроскопических раковинных амеб (фораминифер и др.). Хлоридные (галит, сильвин и др.) и сульфатные отложения рассмотрены при описании минералов.
 

Органогенные породы Органогенные породы, состоят из продуктов жизнедеятельности животных и растений, а также из их неразложившихся остатков (торф). Многие карбонатные породы (известняки коралловые, ракушечные и др.) образуются с участием организмов, в скелете или защитном покрове которых содержится карбонат кальция.


Минералы  Природное тело, имеющее постоянный химический состав и определенные физические свойства, называют минералом. По происхождению различают первичные минералы, входящие в состав магматических пород, и вторичные минералы, образовавшиеся в результате выветривания первичных минералов и изменения их химического состава. К первичным минералам почв относят те минералы, которые входили в состав магматических пород и перешли в другие породы и почвы без каких-либо изменений состава. Таким образом, первичные минералы представляют собой остаток магматических пород, подвергшихся только механическому разрушению, но сохранивших свой химический состав. Первичные минералы обычно примешаны к вторичным минералам, которые образуют основную массу почв. Только песчаные породы и почвы состоят в основном из первичного минерала - кварца. В состав почвообразующих пород и почв входят следующие первичные минералы: кварц, полевые шпаты (ортоклаз, микроклин), слюды, магнетит, гематит и др. Первичные минералы образуются из магмы в недрах Земли при определенной температуре и давлении. При выходе на земную поверхность они под воздействием воды, воздуха и живых организмов разрушаются и превращаются во вторичные минералы, из которых формируются осадочные почвообразующие породы. Существует несколько классификаций минералов:  химическая,  генетическая,  по практическому применению.

Онтогения минералов (онтогенезис) - раздел минералогии, посвящённый изучению генезиса минеральных индивидов и агрегатов, - их общему или индивидуальному развитию, включая возникновение (зарождение), рост и агрегацию на разных уровнях (формирование агрегатов), взаимодействия при совместном росте и изменение вплоть до разрушения или полного исчезновения (растворения). Термин первоначально заимствован из биологии (история индивидуального развития) и впервые введён профессором Д. П. Григорьевым в монографии «Онтогения минералов» (1961).

К списку статей

© Oleg Lopatkin