Породы, определение - Областной центр детско

Государственное образовательное учреждение дополнительного образования детей Тульской области «Областной центр детскоюношеского туризма»
Изучение горных пород
Организация практической работы по определению горных пород.
Пособие для руководителей геологических объединений.
Подготовил педагог дополнительного образования Кузнецов Ю.Н.
Тула
2008
Практическая работа по определению горных пород.
Целью работы является приобретение навыков учащимися по определению горных порд.
При изучении горных пород задачами являются:
- Изучение структурно-текстурных особенностей и механических свойств горных пород;
- Усвоение методики диагностики горных пород различных генетических типов и классов.
Объектом изучения и исследований в настоящей лабораторно-практической работе являются коллекции горных пород магматического,
осадочного и метаморфического типов.
Оборудование и материалы для определения горных пород: демонстрационная и рабочая коллекции с образцами пород, лупы с 10-кратным
увеличением, 10% раствор HCI.
Изучение горных пород рассчитано на три занятия.
На первом – учащиеся изучают магматические горные породы из раздаточного набора, описывают их свойства.
В коллекции для изучения должны быть следующие магматические породы: дунит, пироксенит, габбро, диабаз, базальт, диорит, сиенит,
трахит, гранит, пемза, обсидиан, вулканический туф.
На втором занятии определяют и описывают осадочные горные породы: щебень, дресва, галька, гравий, брекчия, конгломерат, песок
(мелкозернистый, среднезернистый, крупнозернистый), песчаник, суглинок, глина, аргиллит, бурый железняк, яшмы, кремень, известняк,
известняк-ракушечник, доломит, мергель, ангидрит, гипс, галитит, сильвинит.
На и третьем занятии определяют и описывают метаморфические породы: глинистые сланцы, гнейс, кварцит, мрамор, серпентинит.
Распознавание горных пород основывается на главных диагностических признаках, к которым относятся следующие свойства:
1. МИНЕРАЛЬНЫЙ СОСТАВ – породообразующие минералы, слагающие горную породу.
2. СТРУКТУРА – особенность строения горной породы, определяемая степенью кристаллизации, размерами и формой
породообразующих минералов.
3. ТЕКСТУРА – особенность сложения горной породы, определяемая пространственным расположением зерен тех же минералов, их
взаимосвязью, наличием пор, пустот.
4. ОКРАСКА горных пород, характеризуемая количественным соотношением цветных и светлоокрашенных минералов.
Все эти свойства определяются условиями образования горных пород и поэтому являются характерными для каждого генетического типа.
Для лучшего усвоения и сокращения затрат времени при изучении горных пород необходимо установить положение их в генетической
классификации:
1. Определить ГЕНЕТИЧЕСКИЙ ТИП изучаемых пород – МАГМАТИЧЕСКИЕ, ОСАДОЧНЫЕ, МЕТАМОРФИЧЕСКИЕ.
2. Установить ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КЛАСС:
- для магматических определить принадлежность горной породы к ИНТРУЗИВНЫМ или ЭФФУЗИВНЫМ образованиям;
- для осадочных – к ОБЛОМОЧНЫМ, ГЛИНИСТЫМ, ХЕМОГЕННЫМ или ОРГАНОГЕННЫМ.
2
3. Определить принадлежность породы к внутренней классификации каждого генетического типа и класса, например, ПО
СОДЕРЖАНИЮ КРЕМНЕЗЕМА для магматических, ПО СТРУКТУРЕ для осадочных и т.п., т.е., ОПРЕДЕЛИТЬ ГРУППУ ПОРОД.
Описание следует выполнять по единой схеме, в соответствии с которой последовательно указать:
1. Название горной породы.
2. Тип.
3. Класс.
4. Группа.
5. Структура.
6. Текстура.
7. Минеральный состав.
8. Другие внешние признаки.
9. Условия образования, характерные формы залежей
10. Практическое значение и свойства.
Предпочтительной формой отчета изучения горных пород является схема описания горных пород в виде таблицы. Форма таблицы
предлагается ниже.
Магматические или изверженные горные породы образуются путем кристаллизации вещества магмы в недрах земной коры или при
застывании лавы на поверхности. Медленный процесс остывания магмы на глубине способствует полной кристаллизации вещества; при этом
возникают глубинные магматические породы зернистого строения. На поверхности Земли лава охлаждается относительно быстро и
образовавшиеся при этом эффузивные породы содержат большое количество стекловатого нераскристаллизовашегося вещества и незначительную
часть минералов кристаллического строения, сформировавшихся в недрах земной коры.
Излившиеся (эффузивные) породы по химическому составу аналогичны интрузивным породам, образовавшимся из той же первичной
магмы, и называются излившимися аналогами глубинных пород.
Химическая классификация пород основывается на содержании в них кремнезема (SiO2). По этому признаку выделяются следующие
четыре группы:
- ультраосновные породы, содержащие менее 45 %;
- основные
52 - 45 %;
- средние
55 - 52 %;
- кислые
более 65 % .
Изменение химического состава магматических пород от ультраосновных к кислым вызывает изменение минералогического состава:
темноцветные минералы (роговая обманка, пироксены, оливин) замещаются светлоокрашенными (плагиоклазами, калиевыми шпатами, кварцем).
3
Поэтому такие магматические породы, как дунит, габбро имеют темную окраску; диорит и их аналоги - более светлую; сиениты и граниты - светлую окраску.
Плотность магматических пород также меняется, уменьшаясь от ультраосновных к кислым.
«Определение магматических горных пород».
№
п/п
Название
горной
породы
Генетичес Генетичес
кий тип
кий класс
Структу
ра
Текстура
Минеральный
состав
Окраска
Условия
образования
Формы
залегания
Использование
Батолиты,
штоки,
лакколиты,
мощные жилы
среди пород
другого
состава
Совместно с
вулканическим
стеклом
В строительстве,
щебень и
отделочный
камень
В краевых
областях
текущей лавы
и в пустотах
излившихся
пород
В
ювелирном
деле.
Магматические породы
Итрузивная
Среднезернистая
Массивная
Кислая порода.
Полевой шпат,
кварц, слюда,
(роговая обманка,
мусковит, биотит)
Красная,
розовая
При медленном
охлаждении и
кристаллизации кислых
магм в глубине
земной коры
Пемза
Магматич Эффузивная
Стекловатая
Пористая
и очень
пористая
Вулканическое
стекло, редко
вкрапленники
полевых шпатов.
При быстром
остывании
лавовой пены
Обсидиан
Магматич Эффузивная
Стекловидная
Массивная
Обсидиан –
вулканическое
стекло кислого
состава – более
светлое, а
основного состава
более темное.
Силикаты
Белая,
желтоватая,
красноватая.
Зеленоватая,
дымчатобурая,
красноватая со
стеклянным
блеском
1.
Гранит
«гранум»
- зерно
2.
3.
–
вулканическое
стекло
Магматич
.
При быстром
застывании
лавы
Для
шлифования
4
4.
Вулканический
туф
Магматич Эффузивная
пирокластическая
(огненнообломочная)
Пепловый,
песчаный,
лапиллиевый
материал.
5.
Дунит –
название
от горы
Дун в
Новой
Зеландии
Магматич
Полнокр Массивисталли ная
ческая,
среднемелкозе
рнистая
Ультраосновная.
95% - оливин,
небольшое кол-во
магнентит,
хромит
6.
Габбро
Среднезернистая
Основная порода,
плагиоклаз (лабрадор) и пироксен, может содержать амфибол
или оливин, редко
– биотит.Темноцветные
минералы около
50 %.
Интрузив
ная
Магматич Интрузив
ная
Рыхлая,
сцементи
рованная
Массивная
Вулканическое
Темная
стекло, кристаллы
различных
минералов и
твердеющей лавы.
Темная:
темнозеленая,
почти
черная
или
желтовато-зеленая
Чернозеленый.
Вкраплен
ники полевого
шпата
слабо
различимы.
Пирокластичес
кий материал,
падает на
землю при
вулканическом
извержении и
застывает в
полете.
На земле эти
материалы
становятся
плотной
сцементирован
ной породой.
При медленном
остывании
магмы в
глубинных
условиях.
Глубинная
магматическая
порода,
образуется при
медленном
остывании
магмы в
земной коре.
Туф из масс
В строивулканическо- тельстве
го пепла – частиц размером
до 1мм, песка –
размер обломков 1-2 мм.
Штоки или
образует
отдельные
зоны в
глубинных
частях
интрузивных
тел других
пород
Лополиты,
штоки, линзы,
мощные
интрузивные
залежи.
Для
изготовлен
ия щебня.
В строительстве,
мощении
мостовых,
при
облицовке
и изготовлении
памятников.
5
7.
Диабаз
Магматич Интрузив
ножильная
Мелкоскрыто
зернистая
Массивная
8.
Базальт
изливший
ся аналог
габбро
Магматич Эффузивная
Скрытозернистая и
стеклова
тая
Массивная или
миндалек
аменная
часто
пузырчатая или
пористая
9.
Диорит
Магматич Интрузив
ная
Крупносреднемелкозернистая
Массивная, редко
гнейсовидная
Основные
плагиоклазы
(чаще лабрадор) и
авгит, иногда
оливин. Часто
первичн. минер.
превращены во
вторичные:
хлорит и кальцит,
(с соляной
кислотой в
некоторых
участках шипит).
Основная порода,
содержит основные плагиоклазы
Na, Ca от лабрадорита до анорита. Темные –
авгит, роговая
обманка, оливин.
Серозеленая,
зеленовато-черная.
При
застывании
основных магм
близко от
поверхности
земли, т.е.
полуглубинная
магматическая
порода.
Тела,
параллельные
наслоению
вмещающих
пород
(силлов), или в
виде секущих
даек.
В строительстве,
отделке,
для
каменного
литья,
мощения
улиц и на
щебень.
От серой
до черной
При излиянии
основной лавы
на поверхность
Земли.
Изверженная
порода.
Потоки,
покровы,
могут быть и
жилы.
Средняя порода.
Плагиоклазы:
роговая обманка и
авгит. Отличие от
гранитов в низком
содержанием
калиевого
полевого шпата.
Темносерая,
зеленовато-серая,
коричнево-зеленая
Глубинная
магматическая
порода, при
медленном
остывании
средних магм в
толще земной
коры.
Диоритовые
тела, массивы
меньше, чем
гранитные.
Небольшие
штоки,
лакколиты,
дайки
Сырье для
каменного
литья,
получения
гранулированно
го щебня,
заменяет
керамику,
является
кислотоупором.
Строитель
ный
материал –
щебень.
6
10.
Сиенит –
от города
Сиена
(ОАР)
Магматич Интрузив
ная
11.
Трахит – Магматич Эффузивпо
ная
гречески
–
шерохова
тый.
Изившийся аналог
сиенита
Крупносреднемелкозернистая
Массивная
НеполПористая
нокристалличес
кая,
порфиро
вая
Средняя порода
щелочного ряда.
Основа калиевый полевой
шпат (его больше,
чем кислого
плагиоклаза),
присутствуют
темноцветные
минералы: в
основном биотит,
реже амфибол и
изредка пироксен.
Кварц
представлен в
несущественных
количествах.
Из калиевых
шпатов или
вулканического
стекла.
Вкрапленники:
полевые шпаты,
плагиоклазы
роговая обманка,
биотит, авгит.
Белый,
сероватый,
красноватый,
красный,
темносерый.
Глубинная
магматическая
порода,
которая
медленно
остывала, при
этом минералы
хорошо
выкристаллизо
вались.
Массивы,
штоки,
лакколиты.
В строительстве,
для
облицовки
зданий.
Серая,
желтая,
красноватая
При излиянии
средних магм
на поверхность
Земли
Потоки,
покровы,
купола
Строитель
ный
материал и
частично
как
кислотоупоры.
7
Осадочные горные породы образуются путем накопления (осаждения) и переработки продуктов разрушения магматических,
метаморфических и более древних осадочных пород.
СОСТАВ осадочных пород различается рядом особенностей. В числе минералов входящих в их состав, следует различать две группы:
1. унаследованные от исходной (материнской) породы;
2. собственно осадочные минералы, к числу которых относятся халцедон, опал, каолинит, минералы класса карбонатов и т.д.
В осадочных породах присутствуют обычно остатки растений и животных.
Классифицируются осадочные породы по их происхождению и условиям образования.
ПО ПРОИСХОЖДЕНИЮ выделяют следующие генетические классы осадочных пород:
ОБЛОМОЧНЫЕ,
ГЛИНИСТЫЕ,
ХЕМОГЕННЫЕ,
ОРГАНОГЕННЫЕ.
Наибольшее распространение среди осадочных пород имеют глинистые, песчаные) и карбонатные.
I.
Структура
Грубообломочные
Песчаная
Пылеватая
Размер обломков и
зерен, мм
10 - 100
1 - 10
0,1- 1
0,005-0,1
Обломочные породы.
Рыхлые
Угловатые
Щебень
Дресва
Окатанные.
Галька
Гравий
Песок
Алеврит, лесс
цементированные
Угловатые
0катанные
Брекчия
Конгломерат
Дресвит
Гравелит
Песчаник
Алевролит
8
Определение осадочных горных пород
№
п/п
Название
горной
породы
Генетичес Генетичес
кий тип
кий класс
Структу
ра
Текстура
Минеральный
состав
Окраска
Условия
образования
Формы
залегания
Использование
Накопления в
местах
залегания
первичной
породы на
склонах
Пласты галек в
ледниковых
отложениях
При
строительс
тве дорог,
наполните
ль бетона
Пласты
При
строительс
тве, как
фильтрую
щий
материал.
Обломочные осадочные породы
1.
Щебень 10 – 100
мм
угловатый
осадочная обломочная
грубообломоч
ная,
угловатая
рыхлая,
несцемен
тированная
Различный, в
зависимости от
материнской
породы
Разная
В результате
физического
выветривания
горных пород
2.
Галька - осадочная обломоч10 – 100
ная
мм
окатанная
грубообломоч
ная,
окатанная
рыхлая,
несцемен
тированная
Разная
3.
Гравий
1 - 10 мм
окатанный
осадочная обломочная
грубообломоч
ная
рыхлая,
несцемен
тированная
Различный, в
зависимости от
материнской
породы (обычно
состоит из
устойчивых
горных пород:
гранит, кварцит,
кремень, варц)
Различный, в
зависимости от
материнской
породы (обычно
состоит из
устойчивых
горных пород:
гранит, кварцит,
кремень, кварц)
В результате
переотложения
и обработки
угловатых
обломков
текучими
водами или
прибойными
волнами морей
В результате
переотложения
и обработки
угловатых
обломков
текучими
водами или
прибойными
волнами морей
Разная
При
строительс
тве дорог,
наполните
ль бетона
9
Брекчия
–
10 – 100
мм
угловатая,
остроугольная
Конгломерат 10 – 100
мм
окатанный
осадочная обломочная
грубообломоч
ная, обломки
остроугольные.
Сцементи
рованная
Различные
Разная
Обломки,
сцементирован
ные
растворами
солей в
глинистых
материалах.
Слои
Строитель
ный и
облицовоч
ный
камень
осадочная обломочная
грубообломоч
ная, обломки
окатанн
ы.
сцементи
рованная
Различные
Разная
В результате
цементации
галек
(галечник) или
гравия
(гравелит)
растворами
солей в
глинистых
материалах
Слои
Строитель
ство
6.
Песок 0,1- 1 мм
осадочная обломочная
песчаная
рыхлая
Слои, пласты
Строитель
ство
Песчаник
размер
зерен
0,1- 1 мм
осадочная обломочная
песчаная
сцементи
рованная
Разная,
чистые
кварцевые пески
– серобелой
окраски
Разная
Выветривание
и перенос
ветром, водой.
7.
Мономинеральные пески на 95%
состоят из зерен
кварца.
Полиминеральные
пески содержат
другие минералы
Сходен с песками
Пески, цемент:
кремнистый,
(кварцевый),
железистый
(бурый
железняк) и
карбонатный.
Слои, пласты
Строитель
ство
4.
5.
10
Глинистые осадочные породы
8.
Глина –
коллоиднодисперсная пластичная
порода
размер
частиц
менее
0,005 мм
осадочная глинистая
глинистая
слоистая
Поли и моно
минеральный
состав.
Аллюмосиликаты
и другие
минералы
Разная
Образуются на Слои
дне морей, озер
и болот в
результате
осаждения из
коллоидных
растворов, а
также как
остаточный
материал
(аллювий) при
химическом
выветривании
глинозем
содержащих
пород.
Строитель
ство,
огнеупоры,
абсорбент
ы,
керамика,
кислотоупоры,
плитка
9.
Аргил- осадочная глинислит –
тая
уплотнен
ная глинистая
порода,
размокает
в воде
глинистая
слоистая
Разные глинистые
материалы и
тонкообломочные
частицы кварца
Серая и
темносерая
Образуется при
уплотнении и
частичной
цементации
глин на
значительной
глубине в
результате
обезвоживании
под влиянием
мощной толщи
горных пород
Большого
практическ
ого
значения
не имеют
Распространены в составе
угленосных
отложений
11
10.
осадочная смесь
Суглиобломков
нок –
размер
и
частиц
глинисты
0,005-0,05
х частиц
мм
пылеватая
массивная и
пористая
Тонкозернистые
частицы кварца и
глинистые
частицы
(последние до
30%)
Бурая и
краснобурая
В результате
выветривания,
эоловых
процессов и
делювиального
смыва
минеральных
частиц по
склонам.
Ледниковые,
иловые,
озерноаллювиальные.
Слои, пласты.
белая или Образуются на
кремовая дне озер и
по цвету, морей
очень
легкая
порода,
похожа на
мел (но
не
вскипает
с HCI)
Мощные слои
и пачки в
отложениях
третичного
возраста
Разная,
иногда
полосчатая
окраска
Пласты
Для
производст
ва кирпича
Хемогенные и органогенные породы
11.
Диатомит
осадочная.
перекристаллизованная
органоген
ная
12.
Яшмы
осадочная органоген
ная
тонкопористая, кремнистая
цельно
слабосце
раковин ментиров
ная, меанная
льайшие
0,15 0,03 мм
раковины диатомовых
водорос
лей
тонкозер плотная, Халцедон и кварц
нистая
массивная с остатками
радиолярий.
Возникли
благодаря
хемогенной
садке кремнезема в морях
Декоратив
ный
камень для
поделок
12
13.
Кремень
осадочная коллоидноорганоген
ная
мелкозе
рнистая
массивВыделяют
ная одно- опаловые кремни,
родная
халцедоновые,
кварцевые и
смешанные
Темный,
черный,
бурый
14.
Известняк
осадочная химические
осадки,
хемогенная
МелкоСкрытозернистая
массивная,
плотная
Кальцит
Белый,
серый,
бурый,
розовый.
Извест- осадочная органогенная
няк
ракушечник
Доломит осадочная химическая
грубообломоч
ная
рыхлая
Кальцит
мелко,
средне и
крупнозернистая
массивная
иногда
микросло
истая и
пористая
Из доломита
(95%), примеси -.
кальцит, гипс,
ангидрит,
кремнезем и др.
Белый,
серый,
бурый,
розовый.
Светлая,
буроватая
15.
16.
Кремнезем
накапливается
в морях, куда
приносится из
районов
химического
выветривания
магматических
пород другой
источник
кремневые скелеты морской
органики
Морские
осадки
Толщ не
образует,
желваки,
линзы,
стяжения и
конкреции
среди
различных
пород
Может
использоваться как
поделочный материал
Слои
Морские
осадки
Слои
Строитель
ство, для
производст
ва карбида
кальция,
соды,
едкого
натра, для
улучшения
кислых
почв.
Строитель
ство
Химическим
осаждением,
доломитизация
известняков.
Пласты и
линзы
Получают
огнеупоры,
цемент,
флюс в металлургии
13
17.
Мергель
осадочная химическая
мелкозе
рнистая
массивная Тонкозернистый
кальцит (редко
доломит) и
глинистые
минералы, иногда
кремнезем в виде
опала, барит,
пирит
Кремовая,
красная,
коричневая
18.
Ангидрит
осадочная химическая
мелкозе
рнистая
массивная CaSO4 гипсангидрит,
примеси
глинистые
частицы, пирит
19.
Гипс
осадочная химическая
мелко,
слоистая,
средне,
реже
крупноз массивная
ернистая
CaSO4х 2Н2O
гипс, примеси
глинистые
частицы
Голубова
то-серая,
реже
белая и
красноватая
Белая,
светлобелая,
желтоватая и
розоватая
Сильвии- осадочная химическая
нит и
карналит
мелко,
слоистая,
средне,
реже
крупноз массивная
ернистая
15-40% сильвин и
остальное галит;
20-50% галит и
остальное
карналлит
20.
Оранжевая, красно-бурая
или мясокрасная,
от
гематита
В местах
одновременног
о отложения
глинистого и
карбонатного
материала, в
озерноморских
условиях
В морских
заливах при
испарении вод.
Линзы и
пласты.
В
цементном
производст
ве
Тонкие
прослои и
линзы
В морских
заливах при
испарении вод
Пласты и
линзы, а также
отдельные
прослои и
кристаллы.
В морских
заливах при
испарении вод
Пласты, линзы
Вяжущий
материал
при
производст
ве
цементов
Вяжущий
материал
при
производст
ве цементов, для
изготовлен
ия сухой
штукатурки
Удобрение
и др
отраслях
химической
промышле
нности
14
Определение метаморфических горных пород
Метаморфическими называют породы, которые образуются за счет изменения других пород под действием высоких давлений и
температур. Наиболее характерны этим породам сланцы и гнейсы.
К сланцам относится весьма обширная группа пород разного состава, для которых характерна сланцеватая текстура. Минеральный состав
сланцев определяется степенью метаморфизма и составом первичных материнских пород, из которых они возникли.
№
п/п
Название
горной
породы
Генетичес Генетичес
кий тип
кий класс
Структу
ра
Текстура
Минеральный
состав
Окраска
Условия
образования
Формы
залегания
Использование
Разная:
темная,
серая,
зеленовато-бурая
Метаморфизм
полиминеральных пород.
Пласты, слои,
линзы.
Местный
строительный
материал,
кровельная
плитка
Низкосорт
ный строительный
материал
Метаморфические породы
1.
Глинистые
сланцы
Метамор
фическая
Контактная,
региональ
ная
Пеллито
вая
2.
Гнейс –
«гноец» гнилой,
быстро
разрушаю
щийся
Метамор
фическая
Контактная,
региональ
ная
Среднезернистая
3. . Кварцит
Метамор
фическая
Контактная
Мелкоскрытозернистая
Сланцева
тая
Различные: глинистые минералы аллюмосиликаты;
слюдистые –
биотит, мусковит,
хлорит и т.д.
Прерывис Соответствует
то-полос- составу гранита:
чатая
кварц, полевой
«гнейсо- шпат, слюда,
видная» роговая обманка.
Массивная
Кварц с
примесями
Серая,
розовая,
светлая,
темная
окраска
Парагнейсы –
результат метаморфизма осадочных пород.
Ортогнейсы –
результат метаморфизма магматических
пород (гранита)
Разная,
Метаморфизм
может
кварцевых
быть с
песков, песчаполосами. ников или магматических пород- порфиров.
Крупные
массивы,
линзы или
плиты.
Крупные
пласты или
линзы, слои,
жилы.
Производс
тво огнеупорного
кирпича,
абразивов,
облицовки
15
4.
Мрамор
Метамор
фическая
5.
Серпенти
нит
Метамор
фическая
1.
2.
3.
4.
5.
Контактная,
региональ
ная
Мелкоскрытозернистая
Скрытозернистая,
реже
чашуйча
то-зернистая
Массивная
Кальцит, реже
доломит и
примеси
Полосча- Серпентин с
тая, или прожилками
пятнистая хризотил-асбеста
Разной
окраски
иногда с
полосами.
Метаморфизм,
перекристаллиз
ация известняков или
доломитов
Зеленая, Метаморфизм
желтова- дунитов и
то-зеле- перидотитов
ная, с
под действием
прожилка летучих
ми свет- веществ,
лого
выделяющихся
асбеста
при кристалллизации магмы
Линзовидные
тела, слои.
Строитель
ство, облицовочный
материал
Тонкие слои
Строитель
ство,
щебень
Использованная литература.
Ананьев В.П., Передельский Л.В. Инженерная геология и гидрогеология. М.: Высшая школа, 1980.
Изучение и определение горных пород. Лабораторные работы. Методические указания под ред. С.С. Кузнецова. ТПИ, 1989.
Лапинская Т.А., Прошляков Б.К. Основы петрографии. – М.: Недра, 1974.
Немец Ф. Ключ к определению минералов и пород. М., Недра, 1982.
Пособие к лабораторным работам по курсу общей геологии под ред. В.М. Павлинова и др. – М.: Недра, 1983
16