Горные породы — определение, классификация, состав¶

Горные породы — природные агрегаты минералов, органических остатков и аморфных образований, составляющие твёрдую оболочку Земли и других планет. В отличие от минералов, которые имеют определённый химический состав и кристаллическое строение, горные породы характеризуются переменным составом и представляют собой сложные многокомпонентные системы. Изучением горных пород занимается наука петрография (от греч. petra — камень и grapho — пишу), раздел геологии.

¶Состав и строение

Горные породы состоят из одного или нескольких минералов. Около 1500 известных минералов образуют примерно 20–30 породообразующих минералов, на которые приходится основная масса земной коры: кварц, полевые шпаты, слюды, пироксены, амфиболы, оливины, карбонаты (кальцит, доломит), глинистые минералы.

По структуре (размеру и форме зёрен) различают:

• кристаллические (гранулярные) структуры — зёрна срослись в сплошную массу (гранит, базальт);
• обломочные (кластические) — зёрна и обломки сцементированы (песчаник, конгломерат);
• стекловатые — вулканическое стекло без кристаллов (обсидиан);
• пористые и пузырчатые — с полостями от выходящих газов (пемза, базальт).

Текстура — это форма и расположение элементов породы: слоистость, массивность, сланцеватость, флюидальная (направленная) и другие.

¶Классификация

Основная научная классификация делит горные породы на три класса по происхождению.

¶Магматические породы

Образуются при остывании и кристаллизации магмы. По условиям застывания делятся на:

• Интрузивные (глубинные) — медленно остывают в толще земной коры, образуя крупнозернистые породы: гранит, диорит, габбро, сиенит, перидотит.
• Экструзивные (излившиеся) — быстро остывают на поверхности, образуя мелкозернистые или стекловатые породы: базальт, андезит, риолит, обсидиан, пемза.

По химическому составу магматические породы подразделяются на ультраосновные (перидотит, дунит), основные (габбро, базальт), средние (диорит, андезит), кислые (гранит, риолит) и щелочные (сиенит, фонолит).

¶Осадочные породы

Формируются в результате выветривания, переноса и отложения вещества. Разделяются на:

• Обломочные — механические продукты разрушения: гравий, песчаник, алевролит, глина, конгломерат, брекчия.
• Химические — выпадают из растворов: гипс, каменная соль, рапа, некоторые железистые породы.
• Органические (биогенные) — образованы остатками живых организмов: известняк (раковины), мел, диатомит, торф, уголь, нефтяные породы.
• Космогенные — метеоритный материал.

¶Метаморфические породы

Образуются при преобразовании ранее существовавших пород под действием высоких температур, давления и химически активных жидкостей (метаморфизм). Примеры: мрамор (из известняка), кварцит (из песчаника), гнейс, сланцы, змеевик, габбро-норит.

¶Распространение в земной коре

Магматические породы составляют около 95 % объёма земной коры, осадочные — лишь тонкую (до 5 км) покрышку, но покрывают до 75 % площади суши. Наиболее распространённые породы верхней коры — базальт (основной состав) и гранит (кислый состав). Осадочные породы особенно значимы в осадочных бассейнах, где формируются нефтяные и газовые залежи, месторождения угля, солей, бокситов.

¶Значение

Горные породы — основа строительной индустрии: гранит и диорит применяются в дорожном строительстве и монументальном зодчестве, известняк — в производстве цемента, гипс — в строительных смесях. Мрамор используется в скульптуре и отделке. Рудные магматические и метаморфические породы дают большинство металлических руд. Осадочные породы-коллекторы (песчаники, известняки) вмещают подземные воды и углеводороды.

В геологической разведке горные породы служат индикаторами полезных ископаемых: наличие габбро-норитовых интрузий указывает на вероятность медно-никелевых руд, а грейзеновые зоны вокруг гранитов — на олово и вольфрам.

¶Методы изучения

Петрографический анализ включает макроскопическое описание образцов, изготовление шлифов и изучение их под поляризационным микроскопом. Современные методы — рентгеноструктурный анализ, электронная микроскопия, спектральный и химический анализ — позволяют точно определить минеральный и химический состав. Для реконструкции условий образования породы используются термобарометрия и изотопная геохимия.

Исторически петрография оформилась как самостоятельная наука в России в первой половине XIX века благодаря работам Г. П. Гельмерсена, В. И. Лукашевича и особенно А. Г. Рамма-Гольдмана, а затем — школы В. А. Обручева и А. Н. Заварицкого.

Источники:

• «Петрография» — учебник под ред. В. С. Соболева, МГУ.
• «Общая геология» — учебник под ред. Е. М. Сергеева, МГУ.
• «Горные породы и минералы» — справочник, Недра.
• «Петрографический словарь» — Геологический институт РАН.
• Большая российская энциклопедия, статья «Горные породы».