Метаморфтық тау жыныстары

Тау жыныстарының қысқаша сипаттары. Кен туралы түсінік

Жер қабаттарын құрайтын барлық тау-жыныстары үлкен үш түрлі топқа бөлінеді: магмалық, шөгінді және метаморфтық.

Жер астынан балқып шыққан магмадан қатайып пайда болған тау жыныстарын магмалық деп атайды. Тау жыныстарының ұсақ кесек қиыршықтарынан, құмдарынан, саздарынан, судағы химиялық ерітінділердің тұнбасынан, жануарлар мен өсімдіктердің қалдықтарынан құралған таужыныстарын шөгінді тау жыныстары деп атайды.

Бастапқы кейпін өзгертіп екінші түрге айналған тау жыныстарын метаморфтық тау жынысы деп атайды.

Тау жыныстарының минералдық және химиялық құрамын, құрылысын, шығу-тегін, геологиялық және географиялық таралуын, олардың өзара қатынасын зерттейтін ғылым петрография деп аталады.

Осы жыныстардың жер қыртысында орналасуы түрліше. Жердің үстіңгі қыртысы массасының 75%-і шөгінді жыныстардың, 25%-і магмалық және метаморфтық жыныстардың үлесіне тиеді. Жердің 16 км-ге дейінгі қабатында магмалық жыныс үлесі 95%, қалған 5%-і шөгінді және метаморфтық жыныстар.

Магмалық жыныстардың жіктелуі (классификациясы)

Магмалық жыныстардың жіктелуі олардың химиялық құрамына, струк-турасына, кремний тотығының мөлшеріне негізделген. Осыған сәйкес магма-лық жыныстар былайша жіктеледі:

Ультранегізділер, SiO₂ мөлшері 45–52%-тен төмен

Негізділер SiO₂ мөлшері 45–52%

Орташа қышқылдар, SiO₂ мөлшері 42–65%

Қышқылдар SiO₂ мөлшері 65–75%

Сілтілер SiO₂ мөлшері 40– 45%

Бұлардың әрқайсысы көптеген топтарға бөлінеді.

Шөгінді жыныстарға магмалық, метаморфтық және бұрын жиылып қатайған шөгінді жыныстардың үгіліп ыдырауынан түзіледі. Үгіліп ыдыраған бөлшектер тау жынысына айналғанша бірнеше сатыдан өтеді. Ол сатыларға шөгіндінің таралуы, осы материалдың көшіп тасымалдануы, жаңа орынға жетіп шөгуі жиылуы, түрлену нәтижесінде тығыздалуы, тау жынысына айналуы жатады.

Шөгінді жыныстар қуысты, кеуекті, тығыздығы төмен және құрамында жануарлардың, өсімдіктердің қалдықтары болады. Минералдық шикізаттардың, демек адамзат пайдаланатын қазба байлық деп аталатын барлық заттардың 80%-і осы шөгінді жыныстардан өндіріледі. Сондықтан шөгінді жыныстарды зерттеудің мұнай, газ, көмірдің көптеген басқа бағалы қазындылардың шоғырлану орындарын іздеу мен барлауда маңызы зор.

Шөгінді жыныстар жаратылысына байланысты әр түрлі белгілеріне қарай бірнеше топқа бөлінеді. Олар негізі үш топқа: механикалық шөгінділер, химиялық шөгінділер және органикалық шөгінділер бөлінелі. Бұлардың әрқайсысы кезегінше көп топтарға бөлінеді.

Метаморфтық тау жыныстары

Магмалық және шөгінді жыныстар жердің терең қабатына түссе немесе жаңадан көтерілген магмалық ыстықтыққа ұшыраса, олар қысым және температура әсерінен әр түрлі өзгерістерге ұшырап, өзінің бастапқы түрін жоғалтып, соның нәтижесінде минералдық және химиялық құрамы өзгереді. Осындай өзгерістерден пайда болған жыныстарды метаморфтық жыныстар деп атайды. Мысалы, ізбестас метаморфтың әсерінен кристалданып, тығыздалып мраморға айналады.

Тау жыныстарын өзгертуші әрекеттердің негізгі түрлері мыналар: 1) жоғары температура, 2) жоғары қысым, 3) магмадан бөлінген заттардың әсері, 4) су ерітінділерінің әсері.

Сонымен біз тау жыныстары туралы қысқаша мәліметтерді қарастырдық. Олардың түрлерінің өте көп екендігіне көзіміз жетті. Енді оның бәрін білудің қажеті не деген сұраққа жауап ізделік. Біріншіден, оның барлығына біз жан-жақты тоқталғымыз жоқ. Себебі олардың басым көпшілігі адамзат қажетіне сай келмейді. Екіншіден, олармен танысуымыздың себебі кен деген ұғымды толығырақ түсіну үшін қажет (2-сурет). Оған мамандар әр түрлі анықтамалар береді. Жалпылай айтсақ, кен деп құрамында бағалы зат бар минералдар мен тау жыныстарының жиынтығы. Мұндай минералдарды кен минералдары депте атайды не болмаса пайдалы қазындылар дейді.

Осы уақытқа дейін біз құрамында бағалы зат бар минералдардың көпшілігімен таныстық. Олар химиялық құрамы жағынан болсын көптеген топтарға бөлінеді екен. Кейбір минералдар тек бір элементтен ғана тұрса, көпшілігі бірнеше элементтерден тұратын химиялық қосылыстар түрінде болатынын білдік. Мұнымен қатар Менделеев кестесіндегі көптеген элементтердің аттарында атаған жоқпыз. Оның басты себебі – жер қойнауында ол элементтердің өзіне тән химиялық қосылыс, яғни минерал құрмауы болды. Оның да түсінікті себебі бар. Химиялық қосылыс жер қойнауында болсын не жасанды түрде пайда болуы үшін өзара реакцияға түсетін элементтердің атомдарының (иондарының) концентрациялары белгілі мөлшерден аз болмауы керек. Пәннің бастапқы дәрістерінде көптеген элементтердің жер қыртысында қанша екені кесте түрінде келтірілді. Одан көп элементтердің өте аз кездесетінін білдік. Сондықтан олар жеке минералдар құрамаған. Екінші бір жай- бірсыпыра элементтер жер қойнауында (дәлірек, қыртысында) аз болсада минералдар құрап, жеке кен орындарын құраған. Оның сыры –ол элементтердің жердің әр аймағында әр түрлі шоғырлануында, ал кейбірінің үлесі жоғары болса да жер қыртысында біркелкі жайылып, шашырап кетуінде. Олар соған сәйкес сирек кездесетін не шашыранды элементтер деп аталады. Сонда оларды адамзат қалай тауып және қажетіне жаратып жүр? Ол элементтердің атомдары басқа минералдар түзілгенде солардың кристалдық торларына кіреді. Әрине, кез-келген элемент кез келген минерал құрамына кірмейді. Ол үшін элементтің параметрлері (валенттігі, иондық не атомдық радиустары) кристалдық тор параметрлеріне сәйкес келулері керек. Қазіргі кезде бірсыпыра элементтердің қандай минералдардың құрамына кіретіндері анықталған.

Бұл келтірілген мәселеге көбірек тоқталу себебіміз сол, кен байытуда минералдардың басты қасиеттеріндегі айырмашылықтар пайдаланылады. Егер минерал құрамына «бөтен» элемент енсе, онда минерал қасиетінде де өзгеріс болады.

2–сурет. Кен орындарының пайда болуы

Минералдардың жіктелуін қарағанда олардың көп топқа бөлінуімен таныстық (сульфидтер, тотықтар, оттекті тұздар т.б.) қазіргі кезде адамзаттың қажетіне тарауда ең маңыздыларына сульфидтер жатады. Әсіресе ауыр түсті металдар (мыс, қорғасын, мырыш, никель, сынап, висмут, сурьма және т.б.) негізінде сульфидті минералдарынан алынады. Олар шығатын кен орын-дарында әрдайым оттекті тұздар азды-көпті кездесіп отырады, әсіресе жер бетіне жақын қабаттарда. Мысалы, галенит (PbS) шығатын жерде англезит (PbSO₄), церуссит (PbCO₃), мыс сульфидтері шығатын жерде малахит [CuCO₃*CH(OH)₂], азурит [2CuCO₃*Cu(OH)₂], сфалерит (ZnS) шығатын жерде смитсонит (ZnCO₃) және т.с.с. Кей жерлерде осы тотықты минералдар (тотығу зоналарында) азды-көпті қоры бар кен орындарында құрайды. Бұл аталған ауыр түсті металдар минералдары көпшілік жағдайда бірге (бір кенде) кездесіп отырады.

Сол сияқты бірсыпыра тотықты бағалы минералдарда көбінде бірге кездеседі. Мысалы, қалайы, минералдарда көбінде бірге касситерит (SnO₂), вольфрам минералдары (вольфрамит (Mn,Fe)(WO₄), шеелит (CaWO₄), титан минералы ильменит (FeTiO₃) және т.б.

Сульфидті минералдар жердің терең қабаттарынан тау жыныстарымен бірге көтеріліп шықса, тотықты минералдар жоғарғы қабаттарда пайда болады.