Літосфера, її структура і загальна характеристика

 

 

Гірські породи – природні агрегати однорідних або різних мінералів, утворених за певних геологічних умов у земній корі або на її поверхні. Як правило, гірськими породами вважаються тільки тверді тіла, хоча в широкому розумінні до гірських порід входять також рідкі речовини (вода, нафта тощо) та природні гази.

За речовинним складом гірські породи поділяються на магматичні, метаморфічні і осадові.

Магматичні гірські породи за вмістом кремнезему (SiO2) умовно ділять на:

кислі (понад 65%),

середні (65-52%),

основні (52-40%),

ультраосновні (менше 40%) ;

За метасоматичними змінами:

кайнотипні;

палеотипні.

Метаморфічні гірські породи за мінеральними асоціаціями поділяють на фації:

зеленосланцева (хлорит, зелена рогова обманка, епідот) ;

амфіболітова (амфібол, слюди, рідше гранат) ;

гранулітова (кварц, польовий шпат, гранат, рідше піроксен).

Магматичні й метаморфічні гірські породи становлять близько 90% об'єму земної кори; осадові – 75% площі земної поверхні.

Осадові гірські породи виникли внаслідок відкладення (механічного, хімічного, органічного) з води та повітря продуктів руйнування магматичних і метаморфізованих порід, решток живих організмів тощо. Осадові гірські породи утворюються головним чином внаслідок:

перенесення і відкладання продуктів руйнування вивержених та інших порід,

відкладів рослинних та тваринних організмів,

хімічних відкладів.

Метаморфічні гірські породи виникли внаслідок перетворення магматичних або осадових порід під дією високого тиску, температури та гарячих газоводних розчинів.

В залежності від характеру зв'язків окремих зерен розрізняють такі типи гірських порід:

пухкі (роздільно-зернисті) – механічні суміші різних мінералів або зерен одного мінералу, не пов'язаних між собою, напр., пісок, гравій, галька;

зв'язні (глинисті) – гірські породи з водно-колоїдними зв'язками часток між собою, напр., глини, суглинки, боксити; їх особливість – висока пластичність при насиченні водою;

тверді (скельні та напівскельні) – з жорсткими та пружними зв'язками, що мають фізико-хімічну природу, напр., пісковики, граніти, діабази, гнейси.

Як об'єкт гірничих розробок гірські породи поділяють на скельні, напівскельні, щільні, м'які, сипучі, зруйновані.

За структурою гірські породи поділяють на кристалічні, приховано-кристалічні, склуваті, порфірові, уламкові.

Магматичні гірські породи класифікуються відповідно до розміру кристалів, текстурі, хімічній композиції або методу утворення. Складаються переважно з оксиду кремнію і по вмісту кремнію поділяються на групи: кислотні (більше 60% оксиду кремнію), середні (55-60%), базові (45-55%) і ультрабазові (до 45%). Гірські породи вулканічного походження, що утворилися під поверхнею Землі, називають плутонічними або інтрузивними, в залежності від глибини утворення. Вони мають великі кристали через повільне остигання, наприклад, долерит і граніт. Ті, що з'являються в результаті екструзії на поверхні, називаються екструзивними чи вулканічними. Завдяки швидкому остиганню, кристали менше, прикладом є базальт.

Залежно від характеру вивержень розрізняють ефузивні, які утворюються в результаті виливання й охолодження лави, та вулканогенно-уламкові (продукти вибухових вивержень) – пірокластичні гірські породи. Останні поділяються на пухкі (вулканічний попіл, пісок, вулканічні бомби тощо), ущільнені і зцементовані (туфи, туфо-брекчії й ін.).

Крім того, виділяють проміжні типи – туфолави (виникли з пінистих лавових потоків) та іґнімбрити (вулканогенно-уламковий матеріал, що спікся). Форма ефузивних тіл визначається в'язкістю лав і їх температурним режимом. Покривала і потоки характерні для малов’язких базальтових лав. Куполи і голки виникають при виверженнях в'язких лав (дацити, ліпарити). Дайки і некки являють собою заповнення розплавом тріщин і каналів. Ефузивні і пірокластичні вулканічні гірські породи можуть залягати у вигляді стратифікованих товщ. Вулканічні гірські породи класифікують за хімічним складом, структурно-текс-тур-ними особливостями і за ступенем збереження речовини порід.

За хімічним складом ефузивні вулканічні гірські породи поділяються на лужноземельні, гірські породи лужні, гірські породи основні (недонасичені кремнекислотою), гірські породи середні (насичені кремнекислотою) і гірські породи кислі (перенасичені кремнекислотою). Древні ефузивні гірські породи наз. палеотипними, а незмінені – кайнотипними. Найбільш поширені кайнотипні породи – базальти, андезити, трахіти, ліпарити, а їх палеотипні аналоги за хім. складом – відповідно діабази, базальтові і андезитові порфірити, трахітові і ліпаритові порфіри. До уламкових вулканічних порід поряд з пірокластичними належать і вулканогенно-осадові породи. Вулканічні породи застосовують як буд. і облицювальний камінь, для кам’яного лиття, в кераміч. промисловості, як добавки до цементу та бетону. На території України вулканічні гірські породи поширені на Закарпатті, в Криму та в межах Українського щита.

Метаморфічні породи – гірські породи, що утворилися внаслідок метаморфізму осадових і магматичних порід. Метаморфічні гірські породи характеризуються зернистою будовою, здебільшого сланцюватою текстурою. До них відносять глинисті сланці, філіти, гнейси, кварцити тощо.

Розрізняють метапеліти – похідні кислих осадових і вивержених порід (аргілітів, алевролітів, пісковиків, гранітоїдних вулканітів та інтрузивних гірських порід) і метабазити – похідні основних осадових і магматичних порід.

Осторонь стоять карбонатні гірські породи – мармури, кальцифіри, карбонатні катаклазити. За характером температурного впливу розрізняють регіонально- і контактово- метаморфізовані гірські породи.

На території України поширені в межах Українського щита, у Кримських горах і Карпатах.

Осадові гірські породи, гірські породи – гірські породи, які утворилися на поверхні літосфери внаслідок вивітрювання та перевідкладення більш давніх порід різного походження, випадіння речовин із розчинів, нагромадження решток рослинних і тваринних організмів та продуктів їх життєдіяльності, вулканічного матеріалу та матеріалу, що надходить з космосу.

Зокрема, утворюються при нагромадженні і цементуванні відкладів, які приносяться водою, вітром, льодом або силою тяжіння.

Осадові гірські породи покривають понад 2/3 поверхні Землі і складаються з трьох основних категорій: уламкові, осаджувані хімічно й органічних. Уламкові осадові породи найбільша група, що складається з уламків гірських порід, тобто глини, піску і гравію. До осаджуваних хімічно належать вапняки, гірські породи крейди, і відклади типу гіпсу та нальоту (гірська сіль). Вугілля, нафта, вапняк, що складається з викопних матеріалів, є прикладами органічних осадових порід.

Феноменологічна схема утворення осадових гірських порід включає таку послідовність основних процесів породотворення: седиментація або седиментогенез (накопичення осадів) → діагенез (перетворення осадів у гірські породи) → катагенез (зміни осадових порід на глибині поза зоною діагенезу) → метагенез (більш глибокі зміни речовини осадових порід на глибині) → гіпергенез (зміни порід під впливом вивітрювання в приповерхневій частині земної кори).

Класифікація осадових гірських порід основана на їх складі та генезисі.

Серед осадових гірських порід переважають глинисті (глини, аргіліти, глинисті сланці – 48% на платформах, 49% в геосинкліналях), піщані (піски і пісковики – 23% на платформах, 23% в геосинкліналях) і карбонатні (вапняки, доломіт та ін.).

Солі становлять 2, 8% на платформах і 0, 3% в геосинкліналях. У межах материків бл. 20% обсягу всіх осадових гірських порід залягає на платформах і 48% в геосинкліналях. Понад 75% всіх г. п., що вилучаються з надр Землі (вугілля, нафта, солі, руди заліза, марганцю, алюмінію, розсипи золота і платини, фосфорити, нерудні буд. матеріали тощо), міститься в осадових гірських породах.

За способом утворення осадові гірські породи поділяють на:

уламкові (конґломерати, галька, піски, леси тощо) ;

глинисті (каолінітові, монтморилонітові глини, вторинні каоліни тощо) ;

хіміко-органогенні (вапняки, солі, трепели, вугілля викопне тощо).

Кременисті осадові гірські породи – гірські породи, що складаються переважно з аморфного кремнезему, утвореного з органічних залишків (шкаралупок діатомей, спікул кремнієвих губок, черепашок радіолярій) чи дрібних сферичних тілець (ґлобул) опалу або халцедону. Умови нагромадження осадів та подальші їх зміни визначають шаруватість (одна з основних ознак будови), пористість та спосіб цементації осадових гірських порід. Однорідні за розмірами і густиною осадові гірські породи називають відсортованими.

Осадові гірські породи становлять 10% усіх гірських порід земної кори: вкривають 75% поверхні Землі, утворюючи осадову оболонку (стратосферу). Бл. 70% всіх корисних копалин представлені осадові гірські породи. Вік деяких осадових гірських порід сягає 3, 98 млрд. р.

 

 

Белоусов В. В. Основы структурной геологии. – М. : Недра, 1985.

Коротун І. М. Основи загального землезнавства: навч. пос. – Рівне, 1998.

Мала гірнича енциклопедія: В 3-х т., т. 1. / за ред. В. С. Білецького. – Донецьк: «Донбас», 2004.