Классификация горных пород

1.

• 14 февраля ИТАК:
Необходимые предметы при изучении курса
«Введение в специальность»
1 Петрография . Литология.
2 Минералогия.
3 Стратиграфия.
4 Палеонтология.
5 Историческая геология.
6 Тектоника.
7 Неотектоника.
8 Нефтяная геология.

2.

• Поскольку геология в первую очередь имеет дело с
породами, посмотрим что это такое .
• Если по-простому – берешь камень в руки (не строительный) –
это и есть пород. Но по научному - Горная порода - это
природная совокупность минералов более или менее
постоянного минералогического состава, образующая
самостоятельное тело в земной коре. Планеты земной группы
и другие твёрдые космические объекты состоят из горных
пород. Горная порода - это природные минеральные
агрегаты, слагающие литосферу Земли в виде
самостоятельного геологического тела. Традиционно под
горной породой подразумевают только твёрдые тела, в
широком понимании к горным породам относят также воду,
нефть и природные газы. Согласно современным
представлениям, горные породы сложены верхней оболочкой
планет земной группы, а также Луной и астероидами.

3.

Классификация горных пород.

4.

Магматические и
метаморфические горные породы, их состав,
структуру, условия образования, степень
изменения под влиянием различных факторов и
закономерность распределения в земной коре
изучает Петрография (греч. "петрос" - камень,
скала, "графо" - пишу, описываю)
Осадочные горные породы изучает наука
Литология

5.

• Образование горных пород обязано специфическим природным
процессам:
• Эндогенным
• Экзогенным
• Метаморфическим
• Гидротермальным
• Эндогенные процессы, т.е. процессы, происходящие в глубинах планеты,
подразделяются на пять категорий: магматические, пегматитовые,
пневматолитовые, пневматолито-гидротермальные и гидротермальные.
• Магматические процессы протекают в силикатных расплавах, возникающих в
глубинах земли (в магме). Застывание и кристаллизация магм приводят к
образованию различных магматических (изверженных) горных пород
(температура 700-800°, иногда до 1200°). По способу образования
магматические
породы
делятся
на
внедрившиеся
(интрузивные) и излившиеся (эффузивные). Первые формируются на
большей или меньшей глубине от поверхности земли, в толще осадочных,
метаморфических или других изверженных пород, которые они прорывают.
Вторые образуются из магмы, достигшей земной поверхности при
извержениях вулканов; это затвердевшие вулканические лавы и близкие к ним

6.

• Магматизм – совокупность явлений, связанных с перемещением
магмы к дневной поверхности Земли. Все магматические процессы, в
зависимости от места и характера проявления, подразделяются на
вулканические (вулканизм) и плутонические (плутонизм).
Магма (от греч. magma – густая мазь) – расплавленная огненножидкая масса, преимущественно силикатного состава, возникающая в
земной коре или верхней мантии

7.

• Зоны активной вулканической деятельности
в настоящее время

8.

Строение вулкана. Кратер Жерло Очаг магмы.

9.

• Расположение вулканов на Земле не случайно, а подчиняется определенным
закономерностям. Вулканы приурочены к участкам земной коры с наименьшей
прочностью и наибольшей подвижностью.
• Как правило, вулканы располагаются на границах литосферных плит: в т.н.
зоне субдукции, к которой приурочены эпицентры землетрясений (которая
образуется при столкновении плит, и одна из плит погружается под другую
(вулканы Тихого океана); либо в рифтовой зоне, которая образуется при
раздвижении плит (вулканы Атлантического океана).
• Есть вулканы, связанные с "горячими точками", располагающимися внутри
плит в местах подъема к поверхности мантийных струй (богатой газами
раскаленной магмы), например, вулканы Гавайских о-вов.
• Как полагают, цепь этих островов, вытянутая в западном направлении,
образовалась в процессе дрейфа на запад Тихоокеанской плиты при движении
над "горячей точкой". Сейчас эта "горячая точка" расположена под
действующими вулканами о.Гавайи. В мире выделено несколько зон, в
которых сконцентрированы действующие вулканы, которые могут извергаться
и не являются потухшими. К ним относятся:
• - Средиземноморско-Индонезийская зона – здесь отмечают частое движение в
недрах земли. Вулканов много на берегах Италии, характеризуется подобным
явлением Эгейское море, и т.д.

10.

• - Индоокеанская зона - Индийский океан является средоточием
действующих и потухших вулканов. Коморские острова,
которые образованы в результате вулканической деятельности,
имеют на своей поверхности несколько вулканов, самый
большой из которых – Картала.
• - вулканы центральных частей материков - особенно
распространены в Африке. Ярким представителем является
Камерун. Также в Африке есть еще целый ряд действующих
вулканов.
• В центральных областях Европы и Азии действующих вулканов
нет.
• Самая большая вулканическая группа простирается как
«огненное кольцо» вокруг Тихого океана. В области
восточноазиатских островов, через Алеутские острова и южную
Аляску вдоль западного побережья Северной Америки и
Центральной Америки до чилийских Анд простираются
примерно 60% всех вулканов Земли. Поэтому эта цепь активных
вулканов называется также огненным поясом.
• Этот материала перекликается с разделом «Тектоника»

11.

12.

• В принципе, гранитный и базальтовые слои поставляют из недр
Земли различные породы и минерал. Все зависит от глубины
магматического очага и тектонических особенностей того места где
происходит извержение.
• Гранит формирует породы материков, а базальт
образуется на дне мирового океана

13.

14.

• Базальт
Основная масса сложена: микролитами плагиоклазов
NaAlSi3O8 – CaAl2Si2O8, - состаляющая часть полевых
шпатов
роговой обманкой Ca2(Mg,Fe,Al)5(Al,Si)8O22(OH)2
магнетитом FeO·Fe2O3 — широко
распространённый минерал чёрного цвета

15.

Апатитом Ca10(PO4)6(OH,F,Cl)2
Вулканическим стеклом (обсидианом), Армения
Вулканическое стекло (волосы Пеле), Гавайи

16.

• Гидротермальные процессы протекают с участием горячих водных
растворов, восходящих из магматических очагов; как правило, эти
растворы циркулируют вдоль трещин, при заполнении которых
формируются характерные минеральные тела — гидротермальные
жилы.
• Различают высокотемпературные (200-300°), среднетемпературные
(100-200°) и низкотемпературные (<100°) гидротермальные процессы.

17.

• Гидротермальные процессы — эндогенные
геологические процессы образования и преобразования
минералов и руд, происходящие в земной коре на средних
и малых глубинах с участием горячих водных растворов
при высоких давлениях. В результате гидротермальных
процессов происходит формирование образованийгидротермалитов[1]: рудных жил и рудных
месторождений.
• Характерные черты гидротермальных месторождений:
• гидротермальные тела окаймлены ореолами рассеяния
составляющих их элементов (первичные ореолы
рассеяния)
• прилегающие к ним породы гидротермально
преобразованы
• содержат жидкие/газово-жидкие включения в минералах
руд

18.

• Типичные гидротермальные минералы
• Кварц, горный хрусталь
Гематитминерал железа Fe2O3
Киноварь HgS
Флюорит плавиковый шпат, — минерал,
фторид кальция CaF2.

19.

• пирит
Раковина аммонита, замещённая пиритом
Золото самородное

20.

• Совсем коротко о метаморфизме горных пород.
• Метаморфизм ( подвергаюсь превращению, преображаюсь) —
процесс твердофазного минерального и структурного изменения
горных пород под воздействием температуры и давления в
присутствии флюида - какого-либо растворителя или газа.
• Метаморфические преобразования горных пород происходят в
температурном интервале 250—1100 °C.
• Давление — фактор, влияющий на объём горных пород, их плотность,
температуру плавления, а также на коллекторские свойства.
Выделяют два его типа — геостатическое (всестороннее) и боковое
(одностороннее).

21.

Пример преобразования пород в результате
метаморфизации.

22.

• ЭКЗОГЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ
• При экзогенных процессах образуются осадочные горные
породы и соответствующие минеральные
месторождения.
• Формы проявления экзогенных процессов следующие:
физическое и химическое выветривание горных пород
различного происхождения, перенос продуктов
выветривания, отложение их в виде осадка и
последующее окаменение последнего
• . Физическое выветривание состоит в механическом
разрушении горных пород под влиянием колебаний
температуры воздуха, замерзания и оттаивания воды в
трещинах, вымывания частичек горных пород текучими
водами или выдувания их ветром, дробления береговых
скал морскими волнами, перетирания пород при
движении ледников и т.п.

23.

• Химическое выветривание заключается в частичном или
полном разложении минералов горных пород под
влиянием кислорода воздуха, углекислоты и атмосферных
и грунтовых вод.
• Последние обычно содержат в растворенном состоянии
угольную, иногда серную и другие, в том числе
органические, кислоты, выделяемые в процессе
жизнедеятельности бактерий и при разложении
растительных остатков в почвах, торфяниках и пр.
• Среди продуктов химического разложения горных
пород легкорастворимые соединения (соли калия,
натрия, кальция, магния)
• Труднорастворимые соединения кремния, алюминия,
железа накапливаются и формируют так
называемые коры выветривания

24.

• Перенос продуктов выветривания осуществляется реками, ручьями,
временными водными потоками, морскими волнами и течениями,
ледниками, ветром и другими геологическими агентами,
действующими на поверхности земли. Перенос сопровождается
непрерывным дополнительным разрушением, истиранием
и окатыванием обломков, их сортировкой по размеру и весу.
• . Осадкообразование заключается в отложении материала
разрушенных горных пород в озерах, морях и океанах. В зависимости
от того, каким путем происходит осаждение — механически
(осаждение взвешенных частиц), вследствие процессов коагуляции
коллоидных растворов, кристаллизации из насыщенных истинных
растворов или, наконец, при участии живых организмов, в том числе
бактерий, различают механические, коллоидные, химические и
биохимическиеосадочные процессы и соответствующие осадки.

25.

Литология (греч. "литос" - камень)
- наука, изучающая осадочные горные породы.

26.

Оса́дочные го́рные поро́ды — образуются в
результате
переотложения
продуктов
выветривания и разрушения различных горных
пород, химического и механического выпадения
осадков из воды, жизнедеятельности организмов
или всех процессов одновременно.
Изучением осадочных горных пород занимаются
литологи,
которые
на основе анализа
наблюдаемых свойств пород восстанавливают
условия их образования.
Т.е. конечной целью «литологии» является
восстановление палеогеографических условий
формирования осадочных пород

27.

• Крупнейшие литологи России
Никола́й Миха́йлович Стра́хов (15 апреля 1900, 13 июля 1978,
Москва) — советский геолог и геохимик, один из создателей
современной литологии. Доктор геолого-минералогических
наук, академик АН СССР (1953), лауреат и Сталинской (1948) и
Ленинской (1961) премий.
Леони́ д Васи́ льевич Пустова́лов (8 августа 1902, 15 ноября 1970,
Москва) — советский учёный-геолог, геохимик, петрограф и
литолог, член-корреспондент АН СССР (1953 год).

28.

29.

30.

• Классификация осадочных пород:
обломочные, хемогенные, органогенные и
смешанные

31.

32.

Песча́ник — обломочная осадочная горная
порода, представляющая собой однородный или
слоистый агрегат обломочных зёрен размером от
0,1 мм до 2 мм (песчинок) связанных каким-либо
минеральным веществом (цементом).

33.

Песчаники образуются в результате
разрушения горных пород, переноса обломков
водой или ветром и отложения с последующей
цементацией. Степень окатанности обломков и
степень отсортированности по величине зёрен
указывают на протяженность переноса обломков
от места первоначального образования.
В подавляющем большинстве разновидностей
песчаников преобладает кварц, как наиболее
устойчивый физически и химически минерал.

34.

Классификация песчаников
Песчаники обычно классифицируются по
минеральному составу обломочного материала.
Выделяют мономиктовые (мономинеральные),
олигомиктовые (обломки представлены двумя
минералами) и полимиктовые (обломки
представлены более, чем двумя минералами)
разновидности.
Песчаник-ракушняк

35.

К мономинеральным песчаникам относятся
широко распространенные кварцевые песчаники,
более 90 % обломочного материала которых
составляет кварц, а также сравнительно редко
встречающиеся полевошпатовые и глауконитовые
песчаники.

36.

К олигомиктовым часто относят
полевошпатово-кварцевые, слюдисто-кварцевые и
др. (с содержанием кварца 60—90 %).
Полимиктовые :
аркозы — песчаники с заметным
преобладанием полевых шпатов над кварцем;

37.

граувакки — песчаники, размер зерен от 1,5
до 2,0 мм, содержащие большое число обломков
горных пород, и цемент из тонкозернистого
обломочного материала (алевритовой и пелитовой
размерности).
Песчаник, в котором преобладает
пирокластичекий (вулканогенный) материал,
называется туфогенным.

38.

• Полевы́е шпа́ты - из класса силикатов Система изоморфного ряда
К[AlSi3O8] — Na[AlSi3O8] — Са[Al2Si2O8],
• Полевые шпаты — наиболее распространённые породообразующие
минералы, они составляют около 50 % от массы земной коры. При
распаде образуют ГЛИНЫ и другие осадочные породы.

39.

• Слюды — группа минералов-алюмосиликатов, обладающих
слоистой структурой и имеющих общую формулу
• R1(R2)3[AlSi3O10](OH, F)2, где R1 = К, Na; R2 = Al, Mg, Fe, Li.
• Слюда — один из наиболее распространённых породообразующих
минералов интрузивных, метаморфических и осадочных горных
пород, а также важное полезное ископаемое.

40.

Песчано-алевритовые останцы

41.

Аргиллит (от др. греч. ἄργιλλος — «глина» и
λίθος — «камень») — твёрдая, камнеподобная
глинистая горная порода, образовавшаяся в
результате уплотнения, дегидратации и
цементации глин при диагенезе и эпигенезе.

42.

По минералогическому и химическому
составу аргиллиты очень сходны с глинами, но
отличаются от них большей твёрдостью и
неспособностью размокать в воде. Подобно
глинам, аргиллиты образуют либо массивные
пласты, либо микрослоистые (плитчатые)
разновидности.
Аргиллиты — типичные осадочные породы,
характерные для областей подвергшихся
действию высоких температур и давлений
Аргиллит является разновидностью
камнеподобной сланцеватой глины. Порода
бывает синевато-серой, чёрной, аспидной,
светлой, беловатой окраски.

43.

44.

• Хемогенные горные породы — осадочные горные
породы, возникающие в результате химического осаждения из
водных растворов или при испарении воды. В их образовании
значительную роль играет процесс испарения. Основные места
возникновения хемогенных пород лежат в пределах
умеренного и субтропического поясов.
К ним относят все минеральные соли, калийные соли,
эвапориты, сода,
кремень и кремнеподобные соединения в ассоциации с
трепелами,
фосфориты,
железо-марганцевые руды,
бокситы,
хемогенные известняки,
травертины, большая часть свинцово-цинковых, серных,
бороносных и литиеносных руд, которые являются ценным
сырьем для развития различных отраслей промышленности.

45.

46.

• Калийная соль (или Калиевая соль) — минеральный
ресурс группы неметаллические. Является сырьём для
химической промышленности для производства калийных
удобрений. Это легкорастворимые соли, являющиеся
осадочными
хемогенными
горными
породами,
образованные легко растворимыми в воде калиевыми и
калиево-магниевыми минералами.

47.

• Креме́нь (праслав. *kremy, род. п. kremene; ст. слав. кремы, род. п.
кремене — минеральное образование, состоящее из
кристаллического и аморфного кремнезёма (SiO2) в осадочных горных
породах. Часто окрашен оксидами железа и марганца в разные цвета,
с плавными переходами между ними.

48.

Фосфориты — осадочная горная порода, агрономическая
руда, состоящая преимущественно из фосфатных минералов
группы апатита (ортофосфат калия K3PO4 ), находящихся в
скрыто- или микрокристаллической форме.

49.

• Траверти́н — известковый туф, поликристаллическая хрупкая
тонкозернистая гомогенная горная порода, образованная
минералами карбоната кальция (в основном арагонит с
меньшей долей кальцита), известковые отложения
углекислых источников. Образуется в результате осаждения
карбоната кальция из воды углекислых источников. Также
выделяется из подземных вод в пещерах, образуя
сталактиты и сталагмиты

50.

Травертиновые сталактиты Памуккале в
Турции

51.

• Сталакти́ты (греч. Σταλακτίτης — «натёкший по капле») — хемогенные
отложения в карстовых пещерах в виде образований, свешивающихся
с потолка (сосульки, соломинки, гребёнки, бахромы и т. п.).
Сталагми́ ты (от греч. σταλαγμίτης — капля) — натёчные минеральные
образования (большей частью известковые, реже гипсовые, соляные) ,
растущие в виде конусов, столбов со дна пещер и других подземных
карстовых полостей навстречу сталактитам и нередко сливающиеся с ними,
образуя сталагнат. Самым высоким в мире считается сталагмит, найденный
в пещере Лас Вильяс (Куба) . Его высота — 63 м. В Европе — 35.6 м (пещера
Бузго в Словакии).

52.

Биогенные породы, органогенные породы –
осадочные горные породы, образованные в
результате жизнедеятельности животных и
растительных организмов.
Они покрывают значительные площади дна
Мирового океана; встречаются также в
современных континентальных отложениях
(озерных, речных, болотных и др.).

53.

Структура биогенных пород называется
органогенной (или биоморфной, или
цельноракушечной), если порода в
значительной степени состоит из раковин
или скелетов организмов, сохранивших
свою форму; детритовая структура
характерна для пород, состоящих из
обломков скелетных образований животных
или растительных организмов.
Органогенные породы
классифицируются по химическому составу
входящих в их состав минералов.

54.

Радиоляри́т — органогенная осадочная, обычно
глубоководная горная порода, более чем на 50 % состоящая из
скелетов радиолярий.
Залежи радиолярита можно встретить на дне морей и
океанов. Скелеты погибших радиолярий, опускаясь на дно,
образуют радиоляриевый ил, входящий в состав осадочных
пород. Так называемая «инфузорная земля», или трепел,
целиком состоит из скелетов радиолярий.

55.

Биогенные элементы
Часть земной оболочки, занятой
растительными и животными организмами и
переработанная ими и космическими
излучениями и приспособленная к жизни,
называют биосферой (по Вернадскому).
99% живых тканей содержат только шесть
семь элементов: С, Н, О, N, Р, S.

56.

• Обращаю Ваше внимание на тот факт, что терригенные и
карбонатные породы играют большую роль в нефтегазовой
геологии:
• Аргиллиты – накопление исходного органического вещества,
которое потом, в процессе катагенеза, превращается (генерирует,
рождает) в углеводороды (нефть и газ)э
• Песчаники и карбонатные породы служат коллектором
(кастрюлей), в котором накапливаются нефть и газ.
• Об этом более подробно будет обсуждаться на 3 курсе, когда будете
изучать дисциплину « Геология и геохимия нефти и газа»
• Но, поскольку мы разбираем литологию, минералы,
• на след. слайде показана исходная биопродукция Океана
(цветение фито- и зоопланктона), которая, после смерти
организмов, захороняется в осадках и превращается в мацералы
• (минералы органического происхождения) – источника нефти и
газа

57.

Биомасса планктона варьирует в разных водоёмах и их районах, а также в
различные сезоны.
В поверхностном слое океана биомасса фитопланктона обычно колеблется
от нескольких мг до нескольких г/м3, зоопланктона (мезо-планктона) — от
десятков мг до 1 г/м3 и более.
Годовая продукция фитопланктона в Мировом океане составляет 550
млрд. т (по оценке советского океанолога В.Г. Богорова), что почти в 10
раз превышает суммарную продукцию всего животного населения
океана.