Магматические грунты обладают структурными связями между минеральными зернами

Обновлено: 15.09.2024

Структура – это особенности строения ГП, обусловленные формой минеральных зерен, абсолютными и относительными их размерами и взаимными отношениями минералов и вулканического стекла.

!Для определения структуры важно обратить внимание на зерно, кристалл породы (или ее стекловатость)!

Структуры магматических пород:

- полнокристаллическая, сложенные кристаллами (зёрнами) различных минералов;

- неполнокристаллическая, состоящие из кристаллов и вулканического стекла в различных количественных соотношениях;

- стекловатая – полностью из вулканического стекла.

Группы структур:

1) По абсолютной величине зерна:

- афанитовая (пишется всегда, если зерен макроскопически не видно) – зерна 10,0 мм (образуются в результате собирательной, пегматоидной, кристаллизации).

2) По относительному размеру зерна:

- равномернозернистая (если до 90% зерен в одну градацию);

- разнозернистая;

- порфировая (характерны для вулканических пород), где основная масса афанитовая или стекловатая, а на ее фоне наблюдаются порфировые выделения или фенокристаллы с размерами от 1 мм до 10 мм и >.

– порфировидная (характерны для плутонических пород), где основная масса сложена средне или мелкозернистыми минералами, а на их фоне наблюдаются крупные фенокристаллы, иногда с размерами до нескольких см.

3) По взаимоотношению зерен:

Панидиаморфная – для мономинеральных пород, где все зерна имеют четкую кристаллическую форму, с хорошо выраженными контурами. Обычно встречается в пироксенитах, дунитах.

Гипидиаморфная – характерна для пород, сложенных двумя и более минералами, где наиболее высокотемпературные минералы имеют хорошо образованную кристаллическую форму, а низкотемпературные занимают промежутки между ними (у них правильная форма) (например, диабазы, гранитоиды).

Аллотриаморфная – характерна для пород, сложенных двумя породообразующими минералами, которые кристаллизуются одновременно, мешают друг другу и поэтому не четких ограничений (часто встречаются у габбро и аплитах).

Текстура – это распределение компонентов горной породы в пространстве.

!Для определения текстур важно – как располагаются минералы и вулканическое стекло в породе!

!Структура – строение. Текстура – сложение!

Образование текстур магматических пород обусловлено влиянием двух факторов: механического и физико-химического.

Однородная – (массивные) – свидетельствует об одинаковых условиях кристаллизации магмы во всех участках тела. В породе данной текстуры минеральный состав всюду одинаков и не наблюдается какой-либо ориентации породообразующих минералов.

Такситовая – (пятнистая или разно/з) – обусловленные неравномерным распределением компонентов в породе или структурных признаков.

Директивная (однонаправленная) – проявляется в определенном расположении (ориентировке) минеральных зерен.

Полосчатая – характеризуется чередованием в ГП относительно субпараллельно расположенных полос или слоев различного состава (2 или 3 различных составов) и структуры, образованных направленным движением охлаждающейся магмы. Например, в нефелиновом сиените одного массива чередуются полосы белого (альбит, КПШ), розоватого (нефелин, полевой шпат) и темно-зеленого (нефелиновый сиенит) цвета.

Гнейсовидная – обусловлены субпараллельным расположением темноцветных минералов.

Трахитоидная – обусловлены субпараллельным расположением светлоокрашенных минералов.

Флюидальная – характерны только для вулканических пород и обусловлены направлением течения застывшей лавы.

По способу заполнения в вулканических ГП выделяют:

- пористая текстура – диаметр пор менее 2 мм;

- пузыристая – диаметр пор более 2 мм;

- пемзовая – пустот больше, чем материала перегородок;

(для сравнения: шлаковая – по преобладанию пор над материалом перегородок напоминает пемзовую текстуру, но отличается крупностью неправильных, сильно вытянутых пустот и большей толщиной перегородок между пустотами. Породы – шлаки, которые всегда тяжелее пемз, представляют собой выброшенные при взрыве кратера вулкана и застывшие при полете обрывки жидких пузыристых лав, из которых легко выделяются газы).

- миндалекаменная – заполнение пор-пустот вторичными, поствулканическими гидротермальными низкотемпературными минералами (кальцитом, халцедоном, цеолитами и гидроксидами железа).

Структуры магматических горных пород

1) полнокристаллическя

2) неполнокристаллическая

3) стекловатая

1) фанеритовые структуры:

- мелкокристаллическая (м/з),

- среднекристаллическая (ср/з),

- крупнокристаллическая (кр/з),

- гигантокристаллическая (гиг/з).

2) афанитовая.

1) равномернозернистая;

2) неравномернозернистая:

- порфировая

- порфировидная,

- псевдопорфировая

- нодулярная,

- сидеронитовая,

- агпаитовая.

1) панидиоморфная,

2) гипидиоморфная,

3) аллотриоморфная.

Текстуры магматических пород

1) однородная(массивная);

2) такситовая(пятнистая и/или разно/з);

3) директивные (направленные):

- полосчатые;

- гнейсовидные;

- трахитоидные;

- флюидальные;

4) брекчиевая или брекчиевидная (например, для кимберлитов).

2) пористые текстуры:

- пузыристая;

- миндалекаменная.

План описания магматических пород:

Цвет.

(основной цвет, оттенок горной породы; цветной индекс (М) - только для интрузивных горных пород).

Структура.

(строение породы – абсолютный и относительный размер минералов (кристаллов, зёрен), слагающих породу, их взаимоотношения).

Текстура.

(сложение породы – форма, размеры, пространственные соотношения минералов, слагающих породу).

Минеральный состав.

(главные породообразующие минералы: название, цвет, форма, размер и количество минералов в породе, в %;

© 2014-2022 — Студопедия.Нет — Информационный студенческий ресурс. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав (0.007)

Занятие проводится в течение двух часов и посвящено теоретическому и практическому освоению петрографии магматических горных пород, с использованием эталонной коллекции и двух образцов горных пород индивидуальной задачи. Диагностические признаки пород и приёмы их использования приводятся ниже. Изучение состава и строения образца должно завершиться определением места исследуемой породы в современной классификации.

Необходимое оборудование и материалы: методические указания к лабораторной работе № 1 по петрографии, эталонную коллекцию магматических горных пород, шкалы твёрдости, лупы, стеклянные и фарфоровые пластинки, комплект индивидуальных задач на подгруппу – получает дежурный до начала занятия.

Описание образцов магматических горных пород индивидуальной задачи приводится в отчёте к лабораторной работе. Отчёт составляется в табличной форме на внутреннем развороте двойного листа тетради в клетку. Форма и примеры составления отчета, а также образец оформления титульного листа приводятся в прил. 1 и 2.

Отчёт к лабораторной работе должен быть защищён. Проверка знаний по изученной теме может быть проведена либо в устной, либо в тестовой форме.

Магматические горные породы по фациальным условиям, то есть по глубинности их становления, подразделяются на три класса: плутонические, вулканические и гипабиссальные (табл. 1).

Класс плутонических пород объединяет породы, формирование которых происходило в условиях значительной или умеренной глубинности, обеспечивающих относительную длительность кристаллизации магмы в земной коре. Плутонические породы образуют интрузивные тела преимущественно крупного и среднего размеров (батолиты, лакколиты, лополиты, штоки).

Класс вулканических пород объединяет породы формирующиеся в результате быстрой кристаллизации или застывания без кристаллизации магматического расплава на земной поверхности, либо в подводных условиях или вблизи поверхности – в подводящих вулканических каналах. Вулканические породы образуют покровы и потоки.

Класс гипабиссальных пород объединяет породы – производные кристаллизации магматических расплавов на относительно небольших глубинах и по условиям образования являются промежуточными между плутоническими и вулканическими. Гипабиссальные породы проявляются в виде малых интрузивов – даек, силлов, небольших штоков.

Принцип, положенный в основу выделения классов магматических пород отражает термодинамические условия кристаллизации расплава. Глубинность становления влияет на скорость охлаждения, застывания и кристаллизации, что обязательно отражается во внешних признаках магматической породы.

Зная особенности строения пород, образовавшихся в определённых фациальных обстановках, по аналогии, с достаточной степенью достоверности, можно для изучаемого образца сделать заключение о вероятной глубине его образования и отнести его к соответствующему классу магматических пород. Как известно, строение пород, в том числе магматических, характеризуется их структурой и текстурой. Следовательно, структурно-текстурные особенности могут быть критерием отнесения изучаемой магматической породы к определённому классу.

Различают несколько групп структур магматических пород по различным признакам, но не все доступны для макроскопического определения. Предлагается изучить только те структуры, которые можно различать невооружённым глазом.

1) Структуры по степени кристалличности минеральной массы:

а) стекловатая –порода, обладающая такой структурой, выглядит как осколок тёмного стекла с характерным раковистым изломом. Охлаждение и застывание расплава произошло быстро без кристаллизации, и порода представляет собой аморфное образование;

б) полнокристаллическая – весь объём породы сложен макроскопически различимыми минеральными зёрнами. Такие структуры возникают в условиях медленного охлаждения расплава на значительных глубинах, где кристаллические минеральные зёрна успевают вырасти до размеров, позволяющих их различать невооружённым глазом;

в) неполнокристаллическая – порода, обладающая такой структурой, либо полностью представляет собой скрытозернистый агрегат, либо наряду со скрытозернистой массой в породе видны макроскопически различимые минеральные зёрна. При изучении пород без микроскопа эта структура устанавливается предположительно, т.к. невооружённым глазом невозможно обнаружить содержится ли в скрытозернистой массе нераскристаллизованное стекло или нет.

Вследствие различия в химическом составе магм и различных условий и сред, в которых происходило остывание и затвердевание магмы, образовывались магматические породы разного строения и свойств — глубинные и излившиеся (плотные и пористые).

Глубинные породы образовались в результате медленного и равномерного остывания магмы под большим давлением. Такие условия могли возникнуть в природе тогда, когда магма остывала и оставалась на большой глубине в земной коре. Эти условия благоприятствовали образованию в данной породе минералов с зернисто-кристаллической структурой, прочно сросшихся между собой без всякого цементирующего вещества (гранитное строение). Характерным для этих пород является массивность залегания, высокая плотность, а следовательно, большая прочность при сжатии, малое водопоглощение, значительная морозостойкость и высокая теплопроводность.

Из сказанного видно, что из одной и той же магмы, но при различных условиях остывания могут образоваться глубинные и излившиеся породы (называемые аналогами), близкие по химическому составу, но отличающиеся друг от друга структурой и свойствами. В тех случаях, когда излившиеся породы образовались в большой толще, их строение и свойства сходны с глубинными породами. Если же образование излившихся пород происходило в сравнительно тонком слое и ближе к поверхности или на поверхности земли, то они имеют неоднородное, стекловатое и сравнительно пористое строение.

Разновидностью излившихся горных пород являются породы, образовавшиеся при извержении вулканов. В этом случае магма под большим давлением в виде раздробленных частиц выбрасывалась в атмосферу и, увлекаемая газами, очень быстро охлаждалась и падала на поверхность земли в виде затвердевших частиц и кусков разной крупности, образуя обломочные рыхлые породы пористой и стекловатой структуры (вулканический пепел, песок, пемза). Некоторая часть этих рыхлых пород слеживалась, спекалась или перемешивалась с лавой, образуя цементированные вулканические породы мелкопористого строения (вулканические туфы, трассы, туфовую лаву).

Химический и минеральный составы магматических пород

Большинство магматических пород, применяемых в строительстве, содержит химические соединения трех типов — кремнезем, силикаты и алюмосиликаты в виде породообразующих минералов (кварц, полевые шпаты, слюда и железисто-магнезиальные минералы). Каждый минерал кроме химического состава характеризуется определенными н различными физическими свойствами (плотностью, твердостью, прочностью, стойкостью, наличием спайности, блеском, цветом и др.). Поэтому преобладание в породе тех или других минералов, их размеры и расположение отражаются на строительных свойствах каменного материала.

Кварц — диоксид кремния (SiO2) в кристаллической форме. Он отличается высокой плотностью — около 2650 кг/м3, твердостью — 7, прочностью при сжатии — до 2000 МПа и стойкостью.

рис.1. Кристаллы кварца

При выветривании магматических пород стойкие зерна кварца не разрушаются и образуют пески. Кварц обладает несовершенной спайностью, имеет различную окраску (бесцветную, желтую, молочную) и стеклянный блеск. При обычной температуре кварц не взаимодействует с кислотами (кроме плавиковой и горячей фосфорной) и щелочами. При повышенных температурах в среде насыщенного пара кварц взаимодействует со щелочами, например с Са(ОН)2, образуя гидросиликаты (см. гл. 8). При нагревании до 575 и 870 °С он переходит в другие кристаллические формы, скачкообразно увеличиваясь в объеме. Плавится кварц при 1710°С и при быстром охлаждении расплава дает кварцевое стекло.

Полевые шпаты — алюмосиликаты, образовавшиеся в результате взаимодействия оксидов кремния и алюминия с оксидами щелочных металлов. Характерная особенность полевых шпатов — ярко выраженная спайность по двум направлениям.

Наиболее распространенными разновидностями полевых шпатов являются: ортоклаз (прямораскалывающийся) и плагиоклазы (косораскалывающиеся).

Полевые шпаты входят в состав большинства магматических (до 2/3 их массы), многих метаморфических и некоторых осадочных горных пород. Они имеют различную окраску от белого и серого до розового и темно-красного цветов, плотность 2500…2760 кг/м3, твердость 6, предел прочности при сжатии до 170 МПа, температуру плавления 1170…1550 °С. Стойкость полевых шпатов значительно ниже, чем кварца. Под влиянием многократных резких смен температуры и воздействия воды и углекислоты полевые шпаты разрушаются (выветриваются).

Слюды — минералы с весьма совершенной спайностью в одном направлении, которые способны расщепляться на тончайшие упругие пластинки. По химическому составу они представляют собой водные алюмосиликаты сложного состава. Наиболее часто в составе горных пород присутствуют две разновидности слюды — мусковит (светлая алюминиевая слюда) и биотит (железисто-магнезиальная слюда темного цвета). Плотность слюд 2760. 3200 кг/м3, твердость 2…3, стойкость биотита меньше, чем мусковита.

При выветривании биотит переходит в гидратированную разновидность слюды — вермикулит. Присутствие слюд в горных породах понижает прочность и стойкость породы, затрудняет ее шлифовку и полировку.

Железисто-магнезиальные минералы за их темный цвет (от темно-зеленого до черного) называют темноокрашенными минералами. По химическому составу они представляют собой железисто-магнезиальные силикаты. Среди минералов этой группы наиболее распространенными породообразующими минералами являются амфиболы (чаще роговые обманки), пироксены (например, авгиты) и оливины.

Минералы этой группы отличаются большой плотностью 3000…3600 кг/м3, твердостью 5,5…. 7,5, высокой ударной вязкостью, повышенной стойкостью против выветривания (кроме оливина). Эти же свойства они придают и содержащим их горным породам.

Важнейшие виды магматических пород и их строительные свойства

Подразделение изверженных пород по содержанию на кислые, средние и основные имеет практическое значение. Так, с уменьшением содержания SiO₂, т. е. по мере перехода от гранитов к габбро или от порфиров к диабазам, возрастают плотность, прочность, ударная вязкость, понижается температура плавления этих пород, а цвет становится темнее.

B природе существуют переходные породы, например гранопорфиры, граносиениты, габбродиабазы и т.д.

Гранит и близкие к нему переходные породы (гранитоиды) состоят из кварца, полевых шпатов, слюды, иногда роговой обманки или авгита. Это самые распространенные из всех магматических пород (до 2/3 всех глубинных пород). Цвет породы определяется цветом полевых шпатов (от серого до красного разных оттенков). Имея высокие показатели плотности и прочности при сжатии, гранит является хрупким, так как его прочность при растяжении в 40…60 раз меньше прочности при сжатии. У гранита малое водопоглощение — менее 1 %, высокая морозостойкость — более 200 циклов, хорошая сопротивляемость истиранию, высокая теплопроводность.

Граниты хорошо обрабатываются (обтесываются, шлифуются и полируются). Наиболее высокими показателями свойств обладают мелкозернистые граниты. Гранит используют для облицовки монументальных зданий и гидротехнических сооружений, плит для полов, ступеней, материалов для дорог, крупного заполнителя для бетонов, бутового камня и т. п.

Сиенит в отличие от гранита не содержит кварца, а состоит в основном из полевого шпата и темноокрашенных минералов (до 15 %). По внешнему виду сиенит похож на гранит, но в нем выражена среднезернистая структура, а окраска несколько темнее. Свойства сиенита близки к свойствам гранита, но он менее стоек к выветриванию и легче обрабатывается.

Диорит состоит из полевых шпатов и до 25 % содержит темноокрашенных минералов. Диорит характеризуется мелко- и среднезернистым строением и серо-зеленым или темно-зеленым цветом. По строительным свойствам диорит не уступает гранитам, обладает высокой ударной вязкостью и хорошо полируется. Чаще всего диорит применяют при облицовочных работах и в дорожном строительстве.

Габбро состоит в основном из полевого шпата (до 50%) и темноокрашенных минералов, чаще авгита, а также роговой обманки, оливина. Габбро представляет собой поликристаллическую породу от темно-серого до черного цвета. Габбро, состоящее из известково-натриевого плагиоклаза — Лабрадора, называется лабрадоритом. Характерной особенностью этой породы является ирризация Лабрадора (синего, голубого, золотистого цветов) на плоскостях спайности или поверхности полированной породы. Габбро применяют в виде штучных изделий для облицовок, дорожных покрытий, щебня для бетонов и других целей. Лабрадорит используют для особо ценных облицовок.

Порфиры — излившиеся горные породы, близкие по химическому составу к гранитам (кварцевый порфир), сиенитам (бескварцевый порфир), диоритам (порфирит) и характеризующиеся порфировой структурой. Вследствие неоднородного строения порфиры менее устойчивы к выветриванию, слабее сопротивляются истиранию, чем глубинные породы. Другие строительные свойства порфиров близки к свойствам глубинных пород.

Трахит — излившаяся порода, имеющая тот оке минеральный состав, что и сиениты, но более пористая, так как отвердевала на поверхности земли. Его применяют в качестве стенового материала и щебня для бетонов. Разновидность трахита — бештаунит — используют как заполнитель в кислотостойких бетонах.

Андезит — аналог диорита, но отличается от них порфировой структурой. Плотные андезиты применяют в виде кислотоупорных плит и щебня для кислотоупорного бетона.

Диабаз по минеральному составу аналогичен габбро. Окраска — от темно-зеленой до черной. Структура кристаллическая с зернами разной крупности, иногда порфировая.

Диабазы, особенно мелкозернистые (например, онежские), имеют высокую, прочность — до 450 МПа, большую ударную вязкость и малую истираемость, способные раскалываться на куски сравнительно правильной формы. Используют диабаз для изготовления дорожных материалов (брусчатки, шашки, бортового камня), щебня для бетона, иногда для облицовочных работ, а также в качестве сырья для каменного Литья и кислотоупорных изделий.

Базальт (как и диабаз, аналог габбро) представляет собой плотную тяжелую породу, имеющую скрытокристаллическое или стекловатое, а иногда порфировое строение. Базальт имеет темно-серый или почти черный цвет, характеризуется высокой прочностью до 500 МПа.

Рис.13. Базальт миндалекаменный

Вследствие наличия в стекловатой массе трещин и пор, возникших при остывании магмы, или при порфировой структуре прочность базальтов может резко колебаться, иногда снижаясь до 100 МПа. Большая твердость и хрупкость базальтов затрудняет их обработку. Их широко используют как дорожный материал, в качестве щебня для бетона, для кислотоупорных материалов, а также каменного литья и производства минеральной ваты.

Порошкообразные частицы (до 1 мм) называют вулканическими пеплами, крупностью до 5 мм — вулканическими песками, а от 5 до 30 мм (реже крупнее) — пемзой. Эти породы имеют пористое строение, небольшую плотность и малую теплопроводность — 0,13…0,23 Вт/(м-°С), прочность при сжатии — 2…3 МПа.

Пемзу и пемзовые пески используют как заполнитель в легких бетонах, при производстве тепло- и звукоизоляционных материалов и в качестве шлифующего материала. Так как эти породы состоят из аморфного кремнезема и вулканического стекла, то в тонкоизмельченном виде их используют в качестве активных добавок к минеральным вяжущим веществам.

Вулканические туфы образовались в результате последующего уплотнения, спекания или цементации природными цементами вулканического пепла. К наиболее уплотненным вулканическим туфам относятся трассы. Если же при извержении к жидкой лаве примешивается значительное количество вулканических пеплов и песков, то образуются породы, называемые туфовой лавой. Большинство вулканических туфов.и туфовых лав имеет пористое строение, небольшую плотность и малую теплопроводность. Эти породы обладают разнообразной окраской и легко поддаются технологической обработке. Одним из их типичных представителей является артикский туф, добываемый в Армении.

Артикский туф имеет розовато-фиолетовую окраску, плотность 750… 1400 кг/м3, предел прочности при сжатии 6… 10 МПа, теплопроводность около 0,34 Вт/(м*°С); достаточную морозостойкость.

Туфы применяют для кладки стен в виде пиленых камней правильной формы и бута, а в дробленом виде — в качестве заполнителей для легких бетонов.

Магматические горные породы составляют основную часть земной коры. Процессы, которые привели к их появлению, также способствовали образованию воды, атмосферы и химических веществ, являющихся компонентами органической жизни. Они остаются источником многих месторождений полезных ископаемых, а значит, людям необходимо уметь их распознавать.

Определение и происхождение

Магматическими (вулканическими) считаются различные кристаллические или стеклообразные породы, образующиеся при охлаждении и затвердевании расплавленной магмы, поступающей из недр Земли. Они представляют один из трёх основных видов пород, формирующих состав и структуру поверхности планеты:

магматические — состоят преимущественно из вулканических пород с тонким слоем выветривания (осадочных); — образуются в результате распада старых вулканических пород;
метаморфические — путём преобразования в земной коре двух первых под действием высокой температуры и давления без непосредственного участия магмы.

Считается, что магма генерируется в астеносфере — слое частично расплавленной породы, лежащем в основе земной коры на глубине более 60 км. Поскольку она имеет меньшую плотность, чем окружающие твёрдые породы, то постепенно поднимается по направлению к поверхности. Магма может капсулироваться в пределах коры или излиться из вулканов в виде лавовых потоков.

Принятая классификация

Все магматические породы (магматиты) классифицируются на основании минералогии, химии и текстуры. Минералы, образованные охлаждённой магмой в недрах Земли, отличаются от застывших на поверхности из-за различия физико-химических условий в этих средах. По месту формирования их делят на два типа:

Интрузивные. На глубине температура и давление значительно выше, чем на поверхности. Расплавленная порода остывает медленно и кристаллизуется полностью, что способствует образованию полезных ископаемых.
Эффузивные. Магма, выброшенная вулканами на поверхность, испытывает быстрое охлаждение без дополнительного воздействия. В результате порода содержит незначительные вкрапления минералов или лишена их вовсе. В последнем случае это может быть затвердевшее стекловидное вещество с высокой вязкостью (обсидиан).

Характеристики магматических пород зависят от глубины их застывания. По этому признаку выделяют три группы:

вулканические — затвердевшие на поверхности земли вулканиты и субвулканиты, застывшие вблизи неё;
гипабиссальные — сформировавшиеся на малых глубинах;
плутонические (плутониты) — породы глубинного залегания.

Обнажённые интрузивные породы могут появиться на поверхности только после длительного периода денудации (изнашивания настилающих слоёв в результате выветривания и эрозии), в итоге выталкивающего действия тектонических сил или при комбинации этих двух условий. Бывают самых разных размеров: от маленьких зернистых и жилообразных включений до массивных батолитов, которые простираются более чем на 100 квадратных километров и составляют сердечники больших горных хребтов.

Выбросы эффузивов наблюдаются в зонах вулканической активности. Они происходят в двух формах:

Перемещающиеся от жерла лавовые потоки. Более жидкие похожи на реки, обладающие значительной вязкостью. Застывают толстыми (сотни метров) последовательными слоями и при извержении из длинных трещин в рифтовых зонах образуют обширные плато. Примером являются плато Декан в Индии и Путорана в России.
Разлетающиеся раздроблённые куски магмы разных размеров, называемые пирокластическими массами. Мелкие поднимаются в атмосферу и переносятся на сотни километров от эпицентра. Более крупные накапливаются на прилегающей территории.

Интрузивные и эффузивные породы играют важную роль в формировании рельефа земной поверхности, океанической коры и окраин континентов. Связанные с ними процессы были активны с начала образования Земли около 4,5 миллиарда лет назад и способствовали появлению воды, атмосферы и ценных минеральных ресурсов.

Характеристика компонентов

Подавляющее большинство изверженных пород состоит из силикатных минералов. Это означает, что основными строительными материалами для магмы являются кремний (Si) и кислород (O). Редким исключением считается вхождение карбонатов. Например, лава, извергавшаяся из стратовулкана Ол-Доиньо-Ленгаи (Танзания) в 1960 г., состояла из карбоната натрия и всего на 0,05 весовых процентов из диоксида кремния.

Основные минералогические компоненты изверженных пород можно разделить на акцессорные (менее 1—5% породы) и породообразующие. Последние встречаются в виде разнообразных силикатов и алюмосиликатов. В свою очередь, силикаты представлены светлоокрашенными (салическими) и тёмно-цветными (мафическими) разновидностями. Это отличие зависит от содержания в их кристаллических решётках примесей железа и магния. Fe и Mg дают тёмные оттенки, а Si и Al — светлые.

Общая таблица состава магматитов:

Породообразующие самические	Породообразующие мафические	Ацессорные
светлые слюды	тёмно-цветные слюды	циркон
кварцы	пироксены	рутил
полевые шпаты	оливины	титанит
фальшпатоиды	амфиболы	пирит
ильменит
апатит
магнитит

Одной из важных характеристик является кислотность, которая зависит от количества диоксида кремния (SiO2). Примеры магматических горных пород по этому признаку:

Кислые (гранит, липарит, риолит, вулканический пепел) — насыщены кремнезёмом, среди прочих содержат кварц, полевой шпат и биотит.
Средние (пемза, обсидиан, вулканический песок и туф) — имеют в составе диорит и андезит.
Основные (габбро, базальт, диабаз, вулканические бомбы) — бедны кварцем и включают оливин, полевой шпат, пироксен и другое.
Ультраосновные (оливин, пироксен) — кремнезёмы отсутствуют, содержат дунит, кимберлит, перидотит.
Щелочные (нефелиновый сиенит) — включают полевые шпаты и роговые обманки.

Текстура и структура

Текстура магматитов, как правило, определяется размером и формой зёрен, составляющих минералы, а также пространственными отношениями между ними. Эти параметры не зависят от массы и геометрии образца породы, но дают ценную информацию об условиях её формирования.

Большинство магматический пород имеют кристаллическую структуру, в которой связаны различные минеральные составляющие. Они развиваются и срастаются во время затвердевания магмы. Скорость её охлаждения оказывает наибольшее влияние на размеры кристаллов в породе. Чем медленнее, тем больше кристаллов, поскольку химические компоненты получают запас времени для встраивания в минерал.

На конечный результат также влияет химический состав магмы. Например, обилие воды увеличивает скорость миграции элементов, а быстрое расширение газов во время извержения вулкана оказывает глубокое влияние на текстуру некоторых пород. Кристалличность обычно делят на несколько степеней:

Полнокристаллическая состоит исключительно из кристаллов.
Неполнокристаллическая наряду с кристаллами имеет некоторые вкрапления и стекло.
Стекловатая содержит преимущественно стекло, имеет мало кристаллов или не включает их вовсе, поскольку затвердела до начала образования. Например, обсидиан, который легко идентифицировать по стекловидному блеску. Края по его сколу могут быть острее, чем у ножа или металлического лезвия. Это свойство сделало минерал фаворитом в хозяйстве людей каменного века, применявших его для изготовления топоров, ножей, наконечников копий.

Зёрна составляющих породу минералов могут быть разных размеров, поэтому их условно делят на несколько типов:

афонитовый — различимы с помощью микроскопа;
мелкозернистый — меньше 1 мм;
среднезернистый — от 1 до 5 мм;
крупнозернистый — от 5 мм до 2 см;
очень крупнозернистый — более 2 см.

К наиболее распространённым структурным особенностям вулканической породы относятся пузырчатые отверстия, которые называются везикулами. Они образуются в момент растекания по поверхности раскалённой магмы, когда выделяются содержащиеся в ней газы. Если лава затвердевает до выхода газа, то полученная порода имеет многочисленные полости, определяя пористую структуру.

Везикулы могут варьироваться от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров в диаметре, Это явление обычно распространено в базальтовых магмах, а образованные ею базальты имеют серо-чёрные оттенки (молодые породы) или кирпично-красные (более старые и окисленные). Иногда полости бывают заполнены кристаллами кварца, халцедона, опала и других минералов.

Полезные ископаемые

Магматиты относятся к ценным полезным ископаемым и широко применяются в хозяйственной деятельности человека. Новые научные открытия и технологии позволяют находить и использовать даже очень редкие и малодоступные элементы. Список магматических горных пород, наиболее востребованных в промышленности:

Габбро — один из самых долговечных природных камней. Образован в результате медленного затвердевания магмы в глубоких недрах Земли, вследствие чего получил плотную структуру и прочность. В строительстве ценится за устойчивость к низким температурам и высокой влажности. Эти качества необходимы для отделочных материалов, применяемых в агрессивных условиях окружающей среды (бассейны, мостовые, вазоны, памятники, колонны).
Базальт — является изначальным и наиболее распространённым компонентом литосферы. Именно из него формируется новая океаническая и континентальная кора. Состоит из неразличимых невооружённым взглядом зёрен минералов, но может содержать и вкрапления. Применяется для облицовки сооружений, в качестве щебня. Из-за хорошей плавкости пригоден для изготовления кислотоупорного оборудования, труб, электроизоляторов.
Диабаз — эффузивная горная порода светло-серого цвета, залегающая в виде жил и потоков. Отлично шлифуется, используется как строительный и декоративный камень. Из этого материала возведён знаменитый Воронцовский дворец в Левадии (Крым).
Пироксенит — тяжёлая зеленовато-серая порода, встречается в виде массивов и штоков. Очень часто имеет в составе руды металлов, в том числе платины.
Дунит — интрузивная основная порода жёлто-зелёного цвета, состоящая преимущественно из оливина. Связана с месторождениями платины.
Пегматит — интрузив, сложенный из кварца, ортоклаза и мусковита. Попадается в виде жил, включающих радиоактивные минералы, олово, золото, слюды, драгоценные камни.
Андезит — по составу близок к базальтам, применяется для облицовки, дорожно-строительных работ, в химической промышленности.
Гранит — состоит в основном из кварца и полевых шпатов с незначительными включениями. Обладает большой плотностью, поэтому широко применяется в строительстве.
Пемза — вспененная газами лава, при застывании превращается в "каменную пену". Большое количество пустот делают её крайне лёгкой, а плотность ниже единицы позволяет держаться на поверхности воды. Используется в промышленности как абразивный материал, а также для изготовления фильтров, термоизоляторов, жидкого стекла.
Вулканический шлак — рыхлая порода, обладающая меньшей пористостью, чем пемза. Применяется для изготовления лёгких бетонов и дорожных насыпей.
Вулканический туф — прекрасный и прочный строительный и отделочный материал. Обладает природной красотой, хорошими изолирующими свойствами и прочностью.

В современном мире не существует отраслей промышленности, где в той или иной степени не используются полезные ископаемые, первоначальным источником которых являются магматические породы. Их разведка, добыча и переработка — главное дело жизни большого количества специалистов, обеспечивающих материальную базу технического прогресса человечества.

Читайте также: