Характеристика породо- и почвообразующих минералов

После определения и описания всех классов минералов необходимо составить список первичных и вторичных минералов, отдельно записать глинистые минералы, минералы-соли, описать их значение в почвообразовании. Следует написать реакции на выветривание минералов всех классов.

Задания для самостоятельной работы

1. Изучить классификацию минералов.

2. Изучить диагностические признаки минералов.

3. По диагностическим признакам и с помощью определителя (прил. А) определить минералы различных классов коллекции.

4. В соответствии с табл. 5 описать минералы различных классов.

2. ИЗУЧЕНИЕ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД

Твердая внешняя оболочка земного шара (литосфера) состоит из разнообразных горных пород. Горной породой называется самосто-ятельное геологическое тело, состоящее из одного или нескольких минералов, возникшее в земной коре в результате кристаллизации природных силикатных расплавов (магмы), преобразования (диаге-неза) осадков и перекристаллизации ранее существовавших горных пород.

По условиям и способу образования все горные породы делятся на три группы: магматические, осадочные и метаморфические.

Магматические, или изверженные, горные породы образовались из расплавленной магмы при застывании ее на некоторой глубине от поверхности Земли (глубинные, или интрузивные) или при ее излиянии на поверхность (излившиеся, или эффузивные).

Осадочные горные породы образовались из ранее существо-вавших горных пород в результате процессов выветривания и преобразования продуктов выветривания на суше и на дне морей и океанов. Огромную роль при этом играют живые организмы.

Метаморфические горные породыобразуются из магматичес-ких и осадочных пород в глубинах Земли под влиянием высокого давления и большой температуры.

Для того чтобы выяснить происхождение горной породы, необхо-димо изучить ее химический, минеральный составы, структуру, текстуру и форму залегания. Химический состав породы характери-зуется относительным (%) содержанием главных окислов (SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, FeO, CaO, MgO, Na₂O, K₂O, H₂O) в ее составе. По минеральному составу горные породы бывают мономинеральными, если они состоят из одного минерала (дунит, кварцит, каменная соль), или полиминеральными – состоят из нескольких минералов (гранит, гнейс, глина). В любом случае в породе выделяют главные минералы, каждый из которых составляет более 5% от объема породы, и второстепенные, или акцессорные, минералы, имеющие менее 5% от объема горной породы.

Породообразующие минералы делят на первичные, возникшие при магматическом процессе, и вторичные, образовавшиеся в процессе последующих преобразований и изменений горной породы.

Под структурой понимают размеры, состав и форму слагающих горную породу минеральных частиц и характер их связи друг с другом. Различают разные типы структур в зависимости от степени кристаллизации породы, величины и формы кристаллов, их связи друг с другом.

Текстура породы – это совокупность признаков строения горной породы, обусловленных ориентировкой, относительным расположением, распределением составных частей породы и степенью ее плотности. Различные по происхождению горные породы имеют свои текстурные особенности, о которых можно судить по описанию горных пород.

Под формой залегания понимается форма тел, образуемых горной породой в земной коре. Для одних пород это пласты, для других –батолиты, жилы, штоки и т.д.

Цвет горных пород разнообразен и зависит от окраски минералов, слагающих их.

2.1. МАГМАТИЧЕСКИЕ (ИЗВЕРЖЕННЫЕ) ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

Магматические горные породы образуются в процессе подъема (извержения) магмы из глубин Земли. Поэтому их иногда называют изверженными.

Извержение магмы может происходить путем внедрения ее в земную кору по трещинам, по путям, проложенным самой магмой в результате проплавления или прорыва слагающих литосферу пород. Магма, оказавшаяся таким образом в твердой оболочке Земли, медленно остывает и кристаллизуется. Так образуются глубинныеили интрузивные(внедренные) породы.

При медленном остывании магмы на большой глубине (глубже 5 км от поверхности) происходит постепенная и полная кристалл-лизация входящих в ее состав химических соединений, каждое из которых превращается в отдельные минералы. Возникшая таким путем структура породы называется полнокристаллической.

Основная масса поднимающегося вверх силикатного расплава теряет динамическую подвижность на большой глубине, но часть его проникает выше, и образуются полуглубинные горные породы. В отличие от глубинных, эти породы обладают неравнозернистой структурой, что связано с затвердеванием магмы в две стадии кристаллизации. В первую стадию, еще по пути силикатного расплава вверх, в нем появляются первые минералы с характерной для них кристаллографической огранкой. Находясь в расплаве, во взвешенном состоянии, они продолжают расти до окончания второй стадии кристаллизации. Во второй стадии температура снижается, частично теряются летучие компоненты и идет быстрая кристаллизация мелких равномернозернистых агрегатов минералов, которые во многом меньше агрегатов первой стадии кристаллизации. Таким образом появляется порфировая структура, более свойственная уже не интрузивным, а эффузивнымпородам.

При вулканических извержениях в магме почти мгновенно изменяются температура и давление, идет выделение паров и газов. Все это создает условия, при которых кристаллизуются многие минералы, не имеющие возможности роста из-за снижающихся температуры и давления. В таких условиях формируются скрыто-кристаллические породы. При очень быстром остывании процесс кристаллизации вовсе не начинается и тогда порода целиком состоит из вулканического стекла (обсидиан). Выделяющиеся из лавы газы могут ее вспенивать. Образуется пузырчатая текстура, свойственная пемзе.

Между интрузивными и эффузивными породами нередко наблюдаются родственные связи, выражающиеся в общности химического состава, близости их пространственного положения и времени образования. Породы имеют различные формы залегания в литосфере – батолиты, штоки, лакколиты, лополиты, силы, жилы, дайки, потоки, покровы и др. (рис. 11).

Батолитами называются огромные интрузивные магматические массы, застывшие на больших глубинах, ограниченные ровными, круто наклоненными, почти вертикальными стенками и куполо-образной кровлей неправильной формы. Нижняя часть таких интру-зий не всегда имеет четко выраженную границу. Площадь их поверхности исчисляется десятками и сотнями тысяч квадратных километров. Аналогичные массивы меньших размеров (обычно менее 200 км²) называются штоками.

Лакколитами называются интрузии караваеобразной формы с каналом застывшей массы, связывающим внедренный массив с очагом материнской магмы. Площадь поверхности лакколитов изменяется от 200 м² до нескольких квадратных километров.

Рис. 11. Формы залегания магматических горных пород:

1 – батолит; 2 – эмболит; 3 – гарполит; 4 – шток; 5 – лополит;

6 – факолит; 7 – жила; 8 – купол; 9 – лавовый покров; 10 – мекк;

11 – лавовый обелиск; 12 – лавовый поток; 13 – лавовый очаг;

14 – пластовые залежи (силы);15 – дайка; 16 – лакколит

Интрузии, имеющие форму плоской чаши, называются лополи-тами. Иногда они достигают больших размеров (до 500 км²). Если магма внедряется в трещины, секущие горные породы, и застывает в них, то образуются жилы и дайки. В длину они могут достигать десятки и сотни километров. Мощность жил в среднем составляет 1–3 м.

Покровами называют большие по площади формы залегания эффузивных пород, образовавшихся при застывании лавы, покрыва-ющие верхние слои земной коры. Потоки по своей форме напо-минают застывшие реки. Купол представляет собой коническую или куполообразную массу излившейся породы. Мощность эффузивных толщ различна: от нескольких десятков до сотен метров. При большой мощности лавовых покровов нижние слои застывают при постепенном спаде температуры, но при нормальном давлении. В таких условиях возникает скрытокристаллическая, порфировая, а в некоторых случаях порфировидная структура пород.