Материал: Інженерно-геологічні особливості магматичних, метаморфічних, осадових гірських порід

Контактовий метаморфізм спостерігається в місцях контакту магми з гірськими породами, в які вона проникла. Зміни в породах відбуваються під впливом високої теплової дії розплавленої магми (t > 1000°С), а також під дією газів (пневматолітовий підтип) та водяної пари і термальних розчинів (гідротермальний), що виділяються з магми. Супроводжується цей тип метаморфізму перекристалізацією, зміною мінерального та хімічного складу порід. Так утворюються мармури, кварцити.

Динамометаморфізм зумовлений високим однобічним тиском, якого зазнають породи під дією тектонічних рухів. Видозміни проходять при порівняно низьких температурах і полягають в інтенсивному подрібненні мінеральних зерен без перекристалізації. Значних змін зазнають структури і текстури порід. Утворюються тектонічні брекчії, глинисті сланці та милоніти.

Регіональний метаморфізм - охоплює великі площі у рухливих зонах земної кори (геосинкліналях); перетворення відбуваються під впливом високої температури і високого тиску. Породи зазнають перекристалізації, стають сланцюватими, в них виникають нові мінерали, змінюється структура і текстура.

Глибинну товщу, в якій протікає цей процес, називають поясом метаморфізму. Цей пояс за глибинами та інтенсивністю прояву факторів метаморфізму поділяється на три зони: верхню, середню та нижню.

Верхня зона є початковою стадією метаморфізму, в якій відбувається перетворення під впливом тиску від маси верхніх горизонтів. Частково змінюється мінеральний склад, але початковий вигляд найчастіше ще зберігається. Наприклад, кварцитоподібний піщаник, у якого перекристалізований кремнистий цемент, але ще вирізняються уламкові зерна кварцу. У верхній зоні виникають також глинисті сланці, типу філітів, яким властивий нижчий ступінь метаморфізму.

Середня зона характеризується високим гідростатичним тиском, високою температурою, сильним однобічним тиском, що виникає внаслідок перерозподілу речовини в надрах літосфери. У цій зоні утворюються кристалічні вапняки, сланці, кварцити і мармури.

Нижня зона залягає найглибше, відрізняється високою температурою, високим гідростатичним і порівняно низьким однобічним тиском. Так, гнейси (ортогнейси), що утворюються з гранітів, подібні до них за мінеральним складом структурою і міцністю.

3.1 Особливості метаморфічних порід

Метаморфічні гірські породи відрізняються від магматичних і осадових за кількома характерними особливостями: структурою, текстурою, мінеральним складом.

Суттєвих змін при метаморфізмі зазнають первинні структури і текстури гірських порід.

Структура метаморфічних порід виникає внаслідок вторинної перекристалізації речовини у твердому стані, тому всі метаморфічні породи мають кристалічну структуру. При слабкій дії метаморфізму структура може бути потайкристалічною або перехідною з окремими ділянками кристалічної будови. За розміром кристалів структура буває: крупнозерниста (з кристалами розміром більше 5 мм); середньозерниста - (від 1 до 5 мм); дрібнозерниста - (менше 1 мм). Оскільки ріст кристалів при вторинній перекристалізації у твердому стані утруднений, в більшості випадків метаморфічні породи бувають рівномірнозернистими.

За формою зерен (кристалів) структура буває листкувата, лускувата, голчаста, таблитчаста. Кристали витягнуті в одному напрямку, розплющені внаслідок дії високого тиску.

Текстура порід в умовах метаморфізму змінюється у першу чергу. Під дією високого тиску породи ущільнюються, а кристали подовженої форми виявляються зорієнтованими в одному напрямку. Всі метаморфічні породи мають щільну текстуру. За розміщенням окремих структурних елементів найбільш характерними текстурами метаморфічних порід є такі:

гнейсова - характеризується орієнтованими кристалами таблитчастої форми;

смугаста - чергуються смуги мінералів різного кольору;

волокниста - порода складена мінералами волокнистої та голчастої форми;

сланцювата - відзначається орієнтованим розміщенням таблитчастих та лускуватих мінералів, а порода має властивість розщеплюватися на окремі, інколи дуже тонкі пластини або плитки, оскільки має низьку міцність вздовж сланцюватості;

плойчаста (складчаста) - порода має вигляд дрібних складок;

масивна, подібна до текстури вивержених порід.

Стійкими в умовах метаморфізму виявляються далеко не всі мінерали, деякі з них руйнуються. Серед мінералів ендогенного походження стійкими є кварц, плагіоклази, слюди, рогова обманка, авгіт; серед екзогенних мінералів - кальцит. Мінерали, що утворилися метаморфічним шляхом - це гранат, графіт, тальк, серіцит, серпентин, хлорит та ін.

3.2 Класифікація і характеристика метаморфічних порід

Метаморфічні породи за структурно-текстурними ознаками і мінеральним складом поділяють на масивні (зернисті), до яких відносять мармур і кварцит та сланцюваті, представниками яких є гнейси і сланці різного мінерального складу.

Гнейси, що утворюються на вищій стадії метаморфізму осадових порід мають назву парагнейсів. Виникають із піщано-глинистих порід. Структура повнокристалічна, текстура щільна, слабко сланцювата, смугаста; мінеральний склад: плагіоклази, кварц, слюди, авгіт, рогова обманка. Колір темно-сірий, пістрявий.

Гнейси використовуються як будівельний, оздоблювальний матеріал.

Глинисті сланці виникають на початковій стадії метаморфізму глинистих порід, для них характерна добре виражена сланцюватість. Колір зелений, бурий, сірий до чорного. У воді не розм’якають. Міцні тонкі пластини використовуються як покрівельний матеріал.

Філіт - тонкосланцювата порода сірого, зеленого, червонуватого і чорного кольору. Складаються із тонкозернистого кварцу та слюди, часто з великою кількістю глинистого матеріалу. На поверхні сланцюватості спостерігаються блискучі лусочки хлориту і серициту, що мають шовковистий блиск. Тонкі, рівні, щільні пластини, на які розколюється філіти, використовуються як покрівельний матеріал.

Слюдяні сланці виникають при регіональному метаморфізмі. Часто це світлокольорові блискучі породи. Складаються переважно із слюди (біотит та мусковіт), кварцу і хлориту. В тих випадках, коли вміст кварцу та слюди в породі приблизно рівний, вони називаються слюдяно-кварцитовими сланцями. Інколи використовуються як покрівельний матеріал, а також для одержання термо - та електроізоляційних плиток.

Хлоритові сланці - зеленкуватого кольору породи, що складаються переважно із хлориту з невеликою кількістю кварцу та інших другорядних мінералів. Легко дряпаються ножем. Виникають при регіональному метаморфізмі основних вивержених (магматичних) гірських порід. Текстура сланцювата, волокниста. Породи неміцні, з низькими фізико-механічними властивостями, легко вивітрюються. Часто містять тальк і тоді носять назву талько-хлоритових. Як будівельний матеріал майже не використовуються.

Талькові сланці мають зеленкувате та сірувате забарвлення, жирні на дотик. Текстура сланцювата. Складаються із тальку з домішками кварцу та хлориту. Утворюються при метаморфізмі ультраосновних порід. Використовуються для одержання талькового матеріалу, як магнезіальний та вогнетривкий матеріал, в паперовій та гумовій промисловості,

Серпентини (змійовики) - зеленкувато-сірі, світло-зелені, жовто-зелені, бурувато-зелені за кольором. Сланцюватість ледве помітна. Складаються з серпентину, зустрічаються прожилки білого блискучого азбесту, Утворюються в процесі метаморфізму основних та ультраосновних магматичних порід.

Амфіболіти - зеленого та темно-зеленого кольору, інколи майже чорні. Складаються із рогової обманки та деякої кількості плагіоклазів. Сланцюватість рідко буває ясно вираженою. Зустрічаються амфіболіти з масивною текстурою. Виникають при регіональному метаморфізмі основних та ультраосновних вивержених, а інколи і осадових порід.

Роговообманкові (без польових шпатів) амфіболіти мають чітко виражену сланцюватість. Щільні різновиди амфіболітів використовуються як бутове каміння і щебінь.

Мармури мають різноманітне забарвлення, частіше світле: біле, рожеве, блакитне, сіре, червонувате, пістряве. Колір залежить від наявності домішок. Складаються, головним чином, з кальциту, а тому реагують із соляною кислотою. Структура мармурів кристалічна, текстура - масивна. Утворюються при регіональному та контактовому метаморфізмі внаслідок перекристалізації вапняків і доломітів. Мармури легко обробляються, добре поліруються. Використовуються у цементній промисловості, як облицювальний матеріал, для утворення орнаменту, спорудження пам’ятників, для одержання декоративного бетону, кольорової штукатурки, а також як будівельний камінь, щебінь.

Кварцити - це щільна кристалічна порода з масивною, а інколи смугасто-сланцюватого текстурою. Сланцюваті різновиди називаються кварцитовими сланцями. Колір різноманітний: жовтуватий, рожевий, червонуватий, сірий. Складаються із кварцу з домішками слюди, хлориту та інших мінералів. Виникають в процесі різних типів метаморфізму (регіонального, контактового), пісків та кварцових піщаників. Мають високу твердість і щільність, кислото - та лугостійкі, але крихкі і важко обробляються. Використовуються як будівельний, облицювальний матеріал, абразив, при виробництві вогнетривів і щебеню.

Графітові сланці мають чорний колір. Складаються з мінералу графіту. М’які, на папері залишають чорну риску, бруднять руки. Текстура тонко сланцювата і лускувата. Утворюються при регіональному та контактовому метаморфізмі із кам’яного вугілля, торфу, бітумінозних порід, асфальту та гумусу. Використовуються в електропромисловості, як термостійке мастило, для виготовлення плавильних тиглів, в лакофарбовій та атомній промисловості.

Висновок

Класифікувалися гірські породи по генезису тому, що спочатку придумувалася схема походження нашої планети або її глибинної будови, а потім до неї підбиралися типи гірських порід, що ілюструють цю схему. Такий спосіб мислення від загального до приватного називається дедуктивним. Але чи можна говорити спочатку про походження земної кулі або його будову, а потім називати те, що його складає? На підставі чого тоді мовиться про походження і будову? Спочатку дедуктивне мислення в природознавстві не застосовне, таке мислення в геології не є науковим.

Мета природних наук, до яких відноситься і геологія, в пізнанні законів будови і функціонування природних об'єктів. Це здійснюється шляхом підсумовування загальних властивостей одиничних об'єктів або явищ. Це індуктивний спосіб мислення, від приватного до загального (закону), не від уявлення до ілюстрації, як при дедукції, а від понять (порівняння властивостей або ознак об'єктів) до закону. Логічне (наукове) мислення в природознавстві зобов'язує думати поняттями. Мислення уявленнями (вигадкою) дає нісенітницю. Приведений приклад появи терміну “магма” - яскраве свідоцтво нісенітниці в геології.

Індуктивний метод пізнання геологічного світу використаний в даній допомозі. Виклад геологічних переконань починається не з констатації готової істини (наприклад, оскільки в глибинній будові земної кулі виділяються ..., то ...), а з характеристики і аналізу геологічних об'єктів, існування яких неспростовно самим фактом їх безпосереднього спостереження (присутність).

Список використаної літератури

1. Геоморфологія. Посібник / За ред. Костенко Н.П. - М., 1999.

. Основи геології та геоморфології. - М., 1994.

. Словник-довідник з геоморфології. - М., 2000.

4. До самостійної роботи студентів з дисципліни „Інженерна геологія” за спеціальностями 6.092100; 6092600 (ч. 1. Основи загальної геології)