Добыча и обработка природного камня

Магматические горные породы

Магматические горные породы образуются в результате остывания и кристаллизации магмы —огненно-жидкого сили­катного расплава, содержащего различные химические эле­менты, их соединения и летучие компоненты (фтор, хлор, воду, углекислоту и др.). При движении магмы в литосфере к поверхности Земли происходит понижение давления и тем­пературы, что приводит к кристаллизации этого расплава. В глубинах земной коры процесс остывания магмы протекает медленно, вся магма успевает закристаллизоваться — образу* ютея полнокристаллические зернистые породы, которые носят название интрузивных или глубинных пород.

При быстром поднятии магмы к поверхности температура; се быстро снижается, давление понижается до нормального, ч застывание магмы происходит на поверхности Земли. Породы, образующиеся в таком режиме, называются эффузивными или излившимися. Они в отличие от интрузивных по­род имеют афанитовую или стекловатую (гиалиновую) струк­туру.

В отдельную группу выделяются вулканогенно-обломочные или пирокластические горные породы, состоящие из раздроб­ленных или распыленных продуктов извержений (вулканиче­ский пепел и песок, лапилли и вулканические бомбы). Эти горные породы носят общее название — вулканические туфы и имеют примерно тот же химический состав, что и породив­шие их эффузивы.

Магматические породы слагают огромные пространства земной коры. Формы их зависят от количества интрудируе - мого материала и геологических особенностей района. Выде­ляют согласные (конкордатные) формы залегания магмати­ческих пород, когда магма внедрилась согласно напластова­нию осадочных ' пород (лакколиты, лополиты, факолиты, силлы), несогласные (дискордатные) формы залегания, неза­висящие от напластования осадочных пород (батолиты, штоки, дайки, интрузивные жилы, вулканические некки и др.). Схематическое изображение согласных и несогласных интру­зий показано на рис. 1.2. Из несогласных интрузий следует отметить интрузивные жилХ образующиеся в результате про­никновения магмы в трещины.

Кроме того интрузивные породы по глубине образования делятся на собственно глубинные (абиссальные), застывшие на больших (3—5 км и более) глубинах, полуглубинные (ги-

Рис 1-2. Схематическое изображение согласных и несогласных интрузий:

/ — батолит; 2—шток; 3*— эт молит; 4 — факолиты; 5 — пластовые залежи (силлы): € — гарполит; 7 — жила; В — купол; 9 — лавовый огон; Ю — слои пирокластического материала,; // — лавовый обелиск; 12 — лавы; 13 — некк; /4 — лакколит; 15 — лополит; 16 — дайки

Пабйссальные) породы, образовавшиеся при застывании магмы вблизи, поверхности (на глубинах до 2—3 км).

Магматические горные породы разделяются не только по происхождению, но и по своему химическому составу. Хими­ческий состав горной породы определяется прежде всего вхо­дящими в нее главными (породообразующими) минералами, которые состоят из следующих химических элементов: О,

А1, Ёе, Са, Mg, К, Ыа, Т1, Н. Эти элементы носят название петрогенных.

Химический состав магматических пород приведен в табл. 1.1.

Минеральный состав магматических горных пород таюке весьма разнообразен, однако^наибодее распространены в зем-

Ной коре полевые шпаты, кварц, амфиболы, пироксены, слюды, в меньшей степени — оливин, нефелин, лейцит, магнетит, апа­тит и т. п. Среднее для 70 основных магматических пород процентное содержание минералов составляет: полевые шпа - ты — 60, амфиболы и пироксеньг—17, кварц—12, прочие си­ликаты—6, слюды —4, остальные минералы— 1.

Интрузивные породы. Для характеристики интру­зивных горных пород наиболее показательно наличие в них кремнекислоты как в свободном виде (кварц), так и в составе других силикатов, входящих в породу. В зависимости от про­центного содержания в магматических горных породах крем­некислоты они делятся на кислые (75—65 %), средние (65— 52%), основные (52—45%), ультраосновные (<45 %) и ще­лочные (табл. 1.2).

Кислые породы характеризуются высоким содержанием кремнекислоты, незначительным содержанием цветных сили­катов и светлой окраской. Минералы — кварц, полевой шпат, кислый плагиоклаз, биотит (мусковит), реже роговая обманка являются основными породообразующими минералами. Среди кислых пород наиболее широко распространены интрузивные глубинные породы кислой магмы —- граниты и близкие им по составу, структуре и геологическому положению переходные породы к кварцевым диоритам, которые Ф. Ю. Левинсон- Лессинг объединил под общим названием гранитоиды.

Гранит — абиссальная порода, обладающая полнокристал­лической структурой. Макроскопически в граните можно раз­личить главные минералы (см. табл. 1.2). Кварц присутствует в виде бесцветных, от дымчато-серых до черных зерен непра­вильной формы, с жирным блеском. Ортоклаз легко опреде­ляется по спайности/стеклянному блеску на плоскостях спай­ности и окраске (розовой, мясо-красной, серовато-белой). По цвету светлого минерала дается наименование цвета породы. По крупности зерен различают крупно-, средне - и мелкозер­нистые граниты. Если на фоне основной массы видны более крупные выделения минералов, имеющих тот же состав, что и в основной массе, структура называется порфировидной. Порфировидные, крупнозернистые биотитово-роговообмацко - вые граниты с крупными выделениями («овоидами») калие­вого полевого шпата называются рапакиви. Граниты широко используются в строительном деле в качестве облицовочного материала, щебня и бута.

Средние породы содержат 52—65 % кремнекислоты, имеют большее содержание светлых минералов, чем темных (рого­вая обманка, биотит). Светлые минералы представлены ка­лиевыми полевыми шпатами (ортоклаз и микроклин) или плагиоклазами. В этой группе глубинные породы представ­лены диоритами (с плагиоклазами) и кварцевыми диоритами,

А также сиенитами (с калиевыми пйлевыми шпатами). Дио­риты занимают промежуточное положение между основными и кислыми интрузивными породами и связаны сними взаимными переходами (габбро-диориты, гранодиориты и др,).

Основные породы содержат около 45—52% кремнекис­лої ы. Цветных минералов значительно больше, чем в средних дородах, поэтому они имеют темно-зеленый, иногда почти черный цвет. Глубинные породы основного состава менее рас - лространены, чем излившиеся, занимающие огромные пло­щади.

Главными породообразующими минералами являются ос­новной плагиоклаз (от лабрадора до анортита), ромбические н моноклинные пироксены (авгит и др.), реже присутствует оливин, рогоаая обманка, биотит. Интрузивные породы пред­ставлены габбро, норитами, анортозитами и лабрадоритами.

В то росте пенные н акцессорные

Кварц (25—35%), калиевый поле­вой шпат (35—40%), кислый пла­гиоклаз (15—25%), биоткт (5— 15%), мусковит, роговая обманка

Средние плагиоклазы (50—70%), роговая обманка (10—20%), реже биотит (10—15%), пироксены

Калиевый полевой шпат— 50— 70%), кислый плагиоклаз (10— 30%), роговая обманка, реже биотит (10—20%)

Основные плагиоклазы (50—70%), пироксены (25—50%), реже оли­вин (5—10%), роговая обманка, биотит

Оливин (100—85%), пироксен (0— 15%)

Оливин (70—30%), пироксен (30— 70%)

Оливин «'10%), пироксен (100— 90%)

Калиевый полевой шпат (55— 65%), нефелин (15—30%), щелоч­ные пироксены и амфиболы (10— 25%), реже биотит

Апатит, циркон, магне­тит, турмалин (~1—2%)

Кварц (0—15%), калие­вый полевой шпат (0— 6%), апатит, титанит, магнетит (~1—2%) Кварц (0—5%), циркон, титанит, апатит, магне­тит (~1—2%)

Ортоклаз, кварц, апатит, магнетит, титанит, ильме­нит, пирротин, петландит (~1-2%)

Магнетит, ильменит, хро­мит, шпинель, пирротин (~1-3%)

Циркон, титанит, апатит, магнетит (— 1—2%)

Серицит, као­линит, хлорит

Серицит, као­линит, циозит, хлорит, карбо­наты

Серицит, као­линит

Альбит, хло­рит, тальк, се­рицит, уралит

Серпентин, хлорит, тальк, уралит

Серицит, као­линит, хлорит, цеолиты

Габброабиссальная полнокристаллическая порода, состоя­щая из авгита, роговой обманки и плагиоклаза. Разновидность габбро, образованная почти целиком из лабрадора, называ­ется лабрадоритом. Цвет габбро серый, темно-серый, зелено­вато-серый, черный. Структура крупно - и среднезернистая, характерна пластовая или глыбовая отдельность. Породы типа габбро имеют переходные разности, с одной стороны, к ультра­основным породам (габбро-перидотиты, габбро-пироксениты), а с другой — к средним (габбро-диориты, габбро-сиениты).

Ультраосновные породы содержат меньше 45 % кремне­кислоти, они состоят исключительно из цветных минералов оливина и пироксена, породы богаты окислами железа и маг­ния. Цвет от темно-зеленого до черного. Ультраосновные по­роды преимущественно глубинные, они представлены перидо­титами, пироксенитами, дунитами и горнблендитами, излив-

Шиеся аналоги их почти не встречаются. Однако они имеют большое практическое значение.

Эффузивные породы являются аналогами интрузив­ных пород как по химическому (см. табл. 1.1), так и по мине­ралогическому (см. табл. 1.2) составу. Они также, как и ин­трузивные, разделяются на группы в зависимости от процент-; ного содержания кремнекислоты. Например, липарит является излившимся аналогом гранита, андезит—аналог диорита, трахит—аналог сиенита, базальт — аналог габбро. Они встре­чаются чаще всего в виде жил, даек и реже в виде покровов среди пород различного петрографического состава. Как обли-; цовочные камни представляют интерес базальты, диабазы, андезиты и др.

В соответствии с классификацией магматических горных пород (см. табл. 1.2) рассмотрим эффузивные (излившиеся) породы. Эффузивные породы широко распространены в обла­стях молодой вулканической деятельности. Многие действую­щие вулканы извергают андезитовую лаву. Порфириты (сильно измененные породы) встречаются совместно - с анде­зитами и вулканическими туфами, которые нередко череду­ются с ними, образуя мощные толщи. В результате мета­морфических преобразований они приобретают зеленоватую окраску, образуя так называемые зеленокаменные породы. Андезиты и порфириты применяются в строительном деле и как кислотоупорный материал.

Базальты наиболее широко распространенные из всех из­лившихся пород. Минеральный состав аналогичен габбро. Ба­зальты встречаются в Украине, в Армении, на Алтае. Если базальты покрывают большие площади, их называют плато - базальтами или траппами. С траппами в Восточной Сибири связано Ангаро-Илимское месторождение магнетита. Некото­рые современные вулканы Камчатки, Италии, Исландии из­ливают лаву базальтового состава. Предполагают, что боль­шая часть дна Тихого океана сложена базальтами, например, Гавайские острова.

Базальтовая лава на поверхности Земли видимо явилась результатом всплывания базальтового слоя земной коры или, возможно, более глубоких горизонтов планеты.

Диабазы (базальтовые порфириты) — палеотипный аналог базальта, они обычно тонкозернистые, плотные породы пор­фировой структуры. Базальты и диабазы используют для по­лучения облицовочных камней, как строительный материал (щебень), для мощения улиц, для производства тепло - и зву­коизоляционных материалов — минеральной ваты.

Вулканические туфы представляющие собой пирокласти - ческую горную породу, широко применяют для получения как стенового, так и облицовочного камня.