Какими свойствам обладаю породы горных

Горные породы окружают нас повсюду. Это и песок в песочнице, и стены дома, и декоративные изделия. Вообразить существование нашей цивилизации без них сложно.

Что такое горная порода

Горные породы – это массы из одного либо нескольких видов минеральных компонентов, органического вещества. Они сформированы природными процессами и слагают земную кору.

В широком смысле к горным породам причисляют также воду, жидкие углеводороды и газы.

Это предмет изучения нескольких наук: литологии, петрографии, петрофизики, геохимии, геодинамики.

Термин «горная порода» ввел в научный оборот в 1798 году русский химик и минералог Василий Севергин.

Разновидности

Наиболее популярна классификация минерального сырья по происхождению. Выделяют четыре класса горных пород.

Магматические

Формируются в результате остывания магмы. Состав и свойства зависят от температуры, давления, глубины извержения, минерального и химического состава расплава.

Магматические горные породы

Магматические горные породы подразделяются на интрузивные и эффузивные:

Интрузивные. Формируются на глубине при замедленном остывании расплава.
Эффузивные. Застывают при выходе магмы на поверхность.

Разновидность интрузивных – гипабиссальные породы. Они образуются на меньшей глубине. Отличить от интрузивных позволяет неравномерно-зернистая текстура.

Магматическое сырье классифицируется как первичное.

Представители группы: базальт, гранит (и его разновидность пегматит), лабрадорит, габбро.

Базальт

Осадочные

Осадочные горные породы формируются на поверхности или очень малой глубине при низкой температуре и давлении.

Осадочные породы

Это результат нескольких процессов:

Переформирование фрагментов более древних руд, в результате чего получаются обломочные породы.
Концентрация продуктов жизнедеятельности биологических организмов.
Осаждение из воды химических элементов и соединений.

Осадочный материал считается вторичным. Его отличает слоистость и залегание пластами.

Представители: торф, мел, кальцит, доломит, уголь, соль, гипс.

Применение гипса

Метаморфические

Метаморфические, то есть измененные, руды создаются, когда осадочные и магматические изменяются под воздействием окружающей среды.

Если температура заставляет породу плавиться, говорят об ультраметаморфизме. Такой процесс уравнивает метаморфические горные породы с магматическими.

Представители: мрамор, кварцит, гнейс, глинистый сланец.

Сланец в интерьере

Метасоматические

Метасоматические горные породы – итог взаимодействия с жидкостями. Вода, расплавы карбонатов, силикатов, других соединений проходят сквозь рудную толщу. Материнская руда остается твердой, но, насыщаясь, меняет химический состав.

Их легко отличить по зональности, создаваемой потоком. При этом каждая зона выглядит по-своему.

Представители: вторичные кварциты, березиты, гумбеиты, скарны, альбититы.

Скарн дальнегорский

90% объема земной коры – это магматические, метасоматические и метаморфические горные породы. Однако осадочные (10% объема) охватывают три четверти поверхности планеты.

Возраст

Ученые и геологи определяют возраст горных минералов по двум шкалам.

Относительный

Возраст горных пород определяется относительно друг друга: какая моложе, какая старше.

Это выясняют стратиграфическим или палеонтологическим методами:

Стратиграфический метод предусматривает изучение взаимного расположения слоев. Но только если за миллионы лет движения из-за тектонических процессов не наблюдалось. То есть разрушения слоев не было, их последовательность сохранилась. В этом случае чем выше слой, тем моложе порода. В самых верхних слоях она самая молодая.
Маркер палеонтологического метода – ископаемые органические остатки. Установлено, что слои-ровесники содержат остатки одних и тех же видов растений или животных.

Оба метода берут за основу расположение слоев породы в земной коре.

Абсолютный

Точный возраст залежей выясняют по состоянию радиоактивных элементов в составе.

Степень распада радиоактивных элементов известна точно, у него постоянная скорость, на которую не влияют внешние катаклизмы. Это позволяет установить возраст горной породы с точностью до сотен лет.

Обычно используются уран-235 или 238, торий-232, углерод-14.

Выбор изотопа зависит от предполагаемого возраста породы:

Для материала моложе 50 тыс. лет (например, торфа) это изотоп углерода.
Изотопы урана, свинца, тория, калия, самария годятся для пород старше 3,5 млрд. лет.
Рубидий-стронциевый, уран-свинцовый материал применим к образцам возраста от ста млн. до пяти млрд. лет.

Для определения возраста рассчитывают отношение массы вновь образованного элемента к массе используемого радиоактивного изотопа.

Месторождения

Горные породы – основа земной коры, почти все их месторождения имеют промышленное значение.

Их классифицируют по нескольким признакам:

Вид сырья. Рудные, нерудные, горючие (углеводороды, сланцы, угли, торф), гидроминеральные (вода).
Геологическое строение. Простые, сложные, особо сложные. За основу взято состояние слоев, равномерность залегания.
Глубина залегания. В зависимости от нее сырье добывают открытым (карьер) или закрытым (шахта) способом.

Объемы добычи измеряются миллионами тонн, цена почти всегда устанавливается также за тонну. Исключение – радиоактивные, декоративные материалы. Например, каррарский мрамор.

Свойства и характеристики

Каждая горная порода наделена характеристиками и свойствами, которые создают ее уникальное описание. Среди основных – структура и текстура.

Структура создается зернистостью (форма и габариты зерен), кристалличностью, соотношением компонентов:

У магматических учитывается степень кристалличности.
Для осадочного материала актуальна форма кристаллов.
Метаморфические агломераты классифицируют по размеру зерен.
Метасоматические образования наделены гранобластовой структурой.

Текстура – это взаимное расположение и распределение компонентов в объеме:

У магматических бывает однородной либо неоднородной.
У осадочных различают характер поверхности и межслоевой.
Метаморфические горные образования представлены пятнистой, полосчатой, сланцевой, плойчатой, другими текстурами.
У метасоматических горных пород она наследуется от исходных компонентов или создается в виде ритмичных слоев.

Текстура отражает слоистость, пористость, массивность, цвета, оттенки породы.

Сферы применения

В отличие от драгоценных минералов, горные породы имеют, в первую очередь, утилитарное, прикладное значение. Но могут приносить и эстетическое наслаждение.

Хозяйственный комплекс

Промышленность, другие отрасли используют горные породы всех видов:

Из руд извлекают металлы, включая редкоземельные и ценные. Например, габбро – источник железа, титана, ванадия, никеля, меди, серы. Пироксениты насыщены железом и платиной.
Гранитом, мрамором, базальтами, порфирами декорируют здания и интерьеры премиум-уровня. Из кирпича, бетона возводят частные дома, общественные здания.
Мраморный дворец в Санкт-Петербурге
Щебнем, бетоном, битумом выкладывают дороги, автотрассы, тротуары.
Уголь, торф, радиоактивное сырье – источник энергии. Его забирают тепло-, гидро-, атомные станции. Углем топят печи в населенных пунктах, куда не добрался газ.
Из песка, песчаников изготавливают стекло, силикатный кирпич. Их добавляют в бетон, смесь для покрытия автомобильного или железнодорожного полотна.
Доломит используется при производстве изделий из резины, фарфора, фаянса.
Кристалл доломита
Известняк – исходник для получения химического ассортимента: соляной, уксусной кислоты, ацетилена, каустической соды, карбида кальция, цемента.
Из глины получают черепицу, посуду, кирпичи, фарфоро-фаянсовые изделия. Специальной разновидностью очищают жиры, масла, соки. Ее ценят косметологи и врачи.
Это полезная составляющая сельхозудобрений.

Без горных минералов не обходится пищевая, химическая отрасль, машино-, приборостроение.

Нашли применение даже алмазы. Рядовое сырье служит абразивом, элитный горный минерал превращается в бриллиант.

Его разновидность графит становится стержнями в карандашах и ядерных реакторах.

Применение графита

Другие сферы

Достоянием истории стала античная скульптура из мрамора, греческий Парфенон, средневековые храмы.

Современными мастерами-камнерезами востребованы гранит, мрамор, яшмы, эстетические разновидности другого сырья. Из них изготавливают статуи, канделябры, настольные приборы, резные каминные полки, другие подобные изделия. А также эзотерический ассортимент, раскупаемый адептами эзотерики, магами, целителями.

Столешницы из мрамора

Собиратели минералогических коллекций не упустят возможности приобрести даже рядовой экземпляр для полноты ассортимента.

Зачем нужно изучать свойства пород

Выявление свойств горных пород имеет практическое значение:

Малая пористость делает агломерат прочнее, плотнее. Он меньше уязвим перед влагой, но хуже проводит тепло, ток. Аналогична ситуация с зернистостью.
От упругости зависят акустические параметры.
Магнитные, электрические характеристики влияют на электромагнитные свойства.

При разработке месторождения учитывают объемы залежей плюс характер сырья: твердость, плотность, цельность, степень выветривания. Исходя из этого, подбирают технику, определяют количество, состав бригады, время на выполнение работ.

Точные физико-технические характеристики породы помогают разработать оптимальную технологию их использования.

Для строителей имеет значение массивность, прочность, истираемость породы. У декораторов в приоритете красота и возможность обработки.

Источник

На протяжении жизни человек неоднократно сталкивается с понятием «горная порода». Этот природный ресурс повсеместно используется в различных сферах жизнедеятельности. Многие объекты инфраструктуры, механизмы и машины были созданы для того, чтобы добыть из недр земли необходимые минералы. Однако, повсеместно встречая разные породы, не каждый человек знает, что они собой представляют, как образуются и где применяются.

Что такое горная порода?

Горной породой называется совокупность различных минералов и органических веществ или сосредоточение одного из них, образующиеся в результате естественных природных процессов. Минералы представляют собой твердые образования с определенным химическим составом и физическими характеристиками. Они имеют (или имели в определенный период своего существования) кристаллическую решетку.

Горная порода

Горные породы чаще всего состоят из множества различных камней. Они имеют название «полиминеральные». Если природный ресурс состоит из одного вещества, его называют мономинеральным. Совокупность каменных слоев является одной из составляющих земной коры. В зависимости от состава могут иметь высокую прочность и твердость, быть мягкими, рыхлыми. Некоторые из них находят на поверхности земли, однако многие ценные камни залегают глубоко.

Разновидности горных пород, их описание

Породы классифицируют по различным признакам: по глубине залегания, форме минералов, расположению составляющих относительно друг друга, структуре. Однако самым популярным критерием разделения их на виды является способ образования. В зависимости от происхождения выделяют магматические, метаморфические и осадочные разновидности. Рассмотрим особенности каждой из них.

Горные породы магматического типа

Магматические породы – это полезные ископаемые, которые образуются в результате застывания магмы. Магматиты бывают 2-х подвидов:

Интрузивные (названы также глубинными). Появляются при длительном остывании горячих потоков глубоко под землей. При этом на магму оказывается давление земли. В результате образуются очень плотные и крупные кристаллические массивы, не имеющие пустот и пор.
Эффузивные, или излившиеся. Появляются в верхних слоях земной поверхности или на поверхности земли при извержении вулканической лавы. Формирование происходит под действием давления атмосферы и при более низких температурных показателях. Основная особенность таких образований – наличие пор и трещин, поскольку магма остывает неравномерно и достаточно быстро. Эффузивные породы, как правило, хрупкие.

Магма преимущественно состоит из кремнезема, поэтому образует кремнистые минералы, примеры которых представлены на фото.

При прохождении сквозь толщу земли горячая смесь соединяется с другими веществами, формируя различные по свойствам и составу минералы. В зависимости от количества кремния в магме магматические образования можно отнести к нескольким подвидам:

Кислые. В них кремнезема более 65%. Также породы могут содержать калий и натрий при небольшом количестве железа, магния и кальция.
Средние. Содержат от 54 до 65% диоксида кремния. Помимо кремния в состав будут входить алюминий и кальций. Магния и железа содержится очень мало.
Основные, в которых на оксид кремния приходится 45–54%.
Ультраосновные. Кремнезем занимает менее 44%. При этом в них находится много железа и магния.

Магматиты формируются непрерывно в местах, где активизируются вулканы и происходит горообразование. Глубинные магматические породы образуются на протяжении сотен лет.

Метаморфические минералы

Метаморфические минералы формируются из других разновидностей пород под влиянием различных природных физических и химических процессов: нагревания, давления, химически-активных веществ. В результате воздействия тех или иных факторов минералы распадаются на составляющие и соединяются в другие образования.

При незначительном влиянии породообразующих процессов можно определить, какой камень был первичным. Однако в большинстве случаев нельзя точно выявить, какие минералы лежат в основе формирования нового полезного ископаемого. В зависимости от условий образования метаморфические ископаемые относятся к одному из подвидов:

Региональные. Образуются, когда на камни оказывают действие высокое давление и температура. Такие процессы происходят при соприкосновении литосферных плит. Несколько слоев камней соприкасаются, изгибаются, проникают друг в друга. По мере проталкивания вглубь земной коры минералы нагреваются, и появляются новые кристаллы.
Гидротермальные. Метаморфизм происходит в природе при участии подземных термальных вод. Горячий источник нагревает вещества, с которыми контактирует. При этом проходят химические реакции, инициирующие формирование новых соединений.
Контактовые. Образуются при нагревании глубинных слоев земной коры магматической массой. Их обнаруживают вблизи интрузивных магматитов. Характерные особенности таких пород – высокая прочность и образование отдельных единиц минералов в форме кристаллов.

Осадочные породы

Осадочные породы образуются при воздействии на минеральные образования воды, ветра, солнечного света, колебаний температуры. Эта разновидность является наиболее распространенной. Она занимает более 80% земной поверхности. Под влиянием внешних факторов различные камни разрушаются, их части переносятся потоками воздуха на другие места, оседают в водоемах.

Осадочные породы

Существует несколько подвидов:

Обломочные. Формируются при раскалывании магматитов и переносе их частей на другие территории.
Биохимические. Образуются при соединении органических и неорганических веществ.
Хемогенные. Получаются при выпадении в осадок частиц концентрированных растворов. Отложения часто обнаруживают на территории высохших водоемов.
Биогенные. Формируются при разложении и окостенении остатков животных и растений.

Данный вид имеет различные размеры и структуру. Встречаются большие камни или мелкие кристаллы, прочные и хрупкие образования. Биогенные и биохимические подвиды образуют различные горючие вещества, представленные на фотографии.

Формируются длительное время. Процесс проходит в несколько стадий:

разрушение первичного минерального конгломерата или биологического материала;
перемещение обломков;
накопление различных минералов;
оседание и уплотнение.

Какими свойствами обладают горные породы?

Знание свойств природных ископаемых позволяет разделить их на группы и разновидности, определить, как их использовать. Характеристики пород делят на 2 категории: химические и физические. Химическими называют те, которые проявляются в результате химических реакций или влияют на их течение.

Альбит

К ним относят:

перечень веществ, входящих в состав минералов;
способность взаимодействовать с кислотами и щелочами;
скорость разложения;
вид кристаллической решетки.

Химические свойства невозможно определить по внешним признакам. Исследования веществ проводятся в специальных лабораториях. Физические характеристики зависят от состава и структуры камня. В таблице приведено описание основных свойств.

Свойства	Описание	Варианты характеристик
Цвет	Определяется по внешнему виду. Породы принимают тот окрас, который имеют входящие в него минералы.	одноцветные; преобладание одной расцветки с разноцветными вкраплениями; многоцветные.
Прозрачность	Горные породы непрозрачны, поскольку состоят из разных составляющих. Однако прозрачностью могут обладать входящие в них кристаллы.	прозрачные; полупрозрачные; дымчатые или мутные; непрозрачные; матовые.
Блеск	Отражательная способность минерала.	без блеска; стеклянный; металлический; полуметаллический; восковой; жирный; шелковистый; перламутровый; алмазный.
Магнитность	Зависит от наличия неспаренных электронов.	диамагнитные; парамагнитные; ферромагнитные; антиферомагнитные.
Радиоактивность	Способность поглощать и выделять радиацию.	Определяется в зависимости от интенсивности излучения.
Механические	Устойчивость к внешнему воздействию.	хрупкие; ломкие; ковкие; негибкие.
Твердость	Обуславливается плотностью кристаллической решетки. Для определения твердости отдельных минералов используется шкала Мооса.	Оценивается от 1 до 10. Тальк – 1 балл, алмаз – 10 баллов.
Плотность	Определяет вес экземпляров.	легкие; средние; тяжелые; очень тяжелые.
Теплопроводность	Также есть у отдельных минералов или мономинеральных ископаемых.	высокая; средняя; низкая.

Мусковит

Минералы, входящие в состав породы, также характеризуют по другим признакам. К ним относят:

цвет черты;
варианты излома;
спайность;
электропроводность;
температуры кипения и плавления.

Области применения минералов

Минералы применяются в различных сферах человеческой деятельности. Область применения зависит от состава и других характеристик. Многие экземпляры используют в чистом виде, из некоторых выделяют другие химические элементы.

Сапфирин

Сферы применения минералов:

Ювелирное дело. Ювелиры подразделяют ископаемые на поделочные, ювелирно-поделочные, ювелирные, драгоценные и полудрагоценные. Из камней делают различные украшения и сувениры. Ими украшают предметы быта. Для получения необходимых экземпляров минералы подвергают огранке. На фото представлены ограненные камни.

Строительство. Породы могут быть самостоятельным строительным и облицовочным материалом или служить для их производства.
Изготовление абразивных и антиабразивных материалов.
Радиоэлектронная промышленность. Особую популярность в этой сфере имеют кварцевые породы.
Производство посуды и керамических изделий.
Медицинская промышленность. Например, тальк применяют при изготовлении перчаток.
Производство оптики.
Химическая и металлургическая промышленность. В этих сферах чаще всего используют вещества, полученные при переработке природных минералов.

Список самых распространенных горных пород, используемых человеком

Горные породы в зависимости от состава, способа образования, химических характеристик и структуры делят на классы и группы, в которые входят отдельные минералы. Описать все горные породы сложно. В некоторые классы входят от нескольких десятков до сотни различных элементов.

Малахит

В таблице приведен список наиболее популярных и распространенных природных ископаемых.

Класс	Общая характеристика	Группа	Наименование
Силикаты	Содержат кремний и соли кремниевых кислот.	Полевые шпаты	альбит; андезин; ортоклаз.
		Слюды	мусковит; биотит.
		Глинистые	каолинит; хлорит.
		Тальковые	тальк
		Хризотил	асбест; амфиболовый асбест.
Карбонаты	Это минералы, имеющие в составе соли угольной кислоты.	Кальцит	исландский шпат; оникс; мрамор.
Карбонаты	Это минералы, имеющие в составе соли угольной кислоты.	Основные	малахит; сода.
Окислы	Встречаются во всех видах горных пород. Содержат оксиды различных веществ.	Кварц	горный хрусталь; аметист; цитрин.
Окислы		Халцедон	сапфирин; сердолик.
Гидроокислы	Осадочные породы.	Лимонит	бурый железняк
Гидроокислы	Осадочные породы.	Опал	огненный; черный; хризопал.
Сульфиды	Соединения металлов с серой и неметаллами.	Пирит	пирит; сперрилит.
Сульфаты	Соли серной кислоты.	Гипс	селенит; алебастр.

Многие горные породы состоят из элементов, относящихся к разным группам ископаемых. Наиболее интересные из них:

Гранит. Содержит слюду, кварц и полевые шпаты. На фото можно увидеть разные виды гранита.

Песчаник. Образуется из обломков различных пород, которые сцементированы различными минералами.
Сланец. Характеризуются слоистой структурой, образованной при спрессовывании нескольких горных пород.

Источник