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