Работу подготовил Карпов Сергей Владимирович
УдГУ, Нефтяной факультет
Ижевск, 2005 г.
1. Понятие о горных породах.
Горными породами называются плотные или рыхлые агрегаты, слогающие земную кору и состоящие из однородных или различных минералов и обломков других пород.
Горные породы образуются в результате геологических процессов, происходящих в недрах земной коры или на ее поверхности.
Горные породы делятся на три основные группы: Изверженные или магматические, осадочные и метаморфические. В данном случае рассмотрим все три варианта.
Магматические породы образуются в результате остывания и затвердевания магмы как на глубине, внутри земной коры, так и на земной поверхности после излияния. В зависимости от этого они делятся на глубинные, или интрузивные, и излившиеся или эффузивные. в свою очередь интрузивные породы также подразделяются на абиссальные т. е. застывшие на большой глубине и гипабиссальные, застывшие на небольшой глубине.
Эффузивные породы, не подвергшиеся изменению , называются кайнотипными, а претерпевшие изменения, более древние - палеотипными.
Магматические породы отличаются по химическому и минералогическому составу, а также по физическим свойствам.
Различие в химическом составе определяется содержанием кремнекислоты (SiO2) в породе. По этому признаку интрузивные и эффузивные породы разделяют на кислые(SiO2 75-65%); средние (65-52%) ; основные(52-40%) и ультраосновные (<40). Степень кислотности характеризуется также цветом и относительной плотностью породы. Цвет зависит от наличия таких цветных минералов в породе, как биотит, авгит и другие. Чем кислее породы тем они светлее.
В основных породах возрастает содержание темного силиката-авгита.
Поэтому они имеют темно-зеленый и даже черный цвет.
С уменьшением кислотности возрастает относительная плотность пород.
У кислых пород она 2, 5-3, 1; у средних 2, 7-2, 8; основные 2, 9-3, 1; ультраосновные 3, 1-3, 3.
Рассмотрим представителей магматических горных пород. : Например гранит, полевой шпат, кварц. .
Кварц –SiO2-стеклянный, н изломе жирный. Встречается белый, серый, безцветный. Разновидности: прозрачный-горный хрусталь, черный-марион, желтый-цитрин и др. Цвет черты –бесцветная, на изломе-раковина. Форма -призматические еристаллы, друзы, зернистые сплошные, скрытокристаллические массы. Плотность-2, 5-2, 8.
Имеет пьезоэлектрические свойства.
Признаки: Твердость, на изломе блеск, глинистых корочек не имеется. на гранях кристаллов поперечная штриховка.
Гранит : Светло-серый, красновато-серой пестрой окраски порода состоящая из полевых шпатов и имеющих светлую окраску и стеклянный блеск на плоскостях спаянности кристаллов.
Порода глубинная с кристаллической структурой и массивной текстурой.
Полевые шпаты: Ортоклазы K[ALSi3O8] окраска белая, серая, розовая, и др.
Порошок белый, блеск стеклянный, минерал твердый.
В группу входят также Микроклин, плагиоклазы, альбит и др.
Удельный вес-2, 6-2, 76.
Свойства группы минералов очень схожи.
Метаморфические горные породы:
Образовались в результате изменения осадочных или изверженных пород при метаморфизме с полным или значительным изменением минералогического состава , структуры и текстуры.
Метаморфизм в переводе с греческого языка означает(подвергнутый превращению) и связан с изменением структуры, минералогического и химического составов горных пород в земной коре под влиянием температуры, давлений и химических воздействий.
Под влиянием высокой температуры и давления изверженные породы превращаются в сланцевые, а осадочные породы приобретают кристаллическую структуру. Таким образом горные породы претерпивая изменения, приобретают новые свойства.
Метаморфические превращения осадочных горных пород начинаются на глубине3-5км. и усиливаются с глубиной под действием повышающихся температур и давлений.
Известно что на каждые 100м. верхней оболочки земного шара температура повышается примерно на 3 С.
К метаморфическим горным породам относятся ; кварциты, мраморы, яшмы, сланцы, кристаллические известняки и другие минералы.
У метаморфических пород структура кристаллически-зернистая, сходная со структурой изверженных пород, а параллельно-линейное расположение минеральных веществ подобно осадочным породам.
Приведем примеры ярких представителей данной группы:
Яшмы слагаются преимущественно халцедоном или смесью халцедона и кварца. В их составе наблюдается существенная примесь глинистого материала, оксидов железа, а в некоторых разностях присутствует органическое вещество.
Яшмы имеют яркие краски-красновато-коричневые различных оттенков, бурые, зеленые, пестрые.
Яшмы прочные, твердые породы с раковистым изломом. Плотность-до 2, 5г/см в кв.
Кварциты-состоит из кварца, полевой слюды, содержит примеси шпата.
Очень крепкое соединение, цвет серый, розовый, текстура массивная или полосчатая. Характерен мономинеральный состав. Порода кристаллически зернистая, характерен жирный блеск и раковистый излом, невысокий удельный вес.
Слоистость унаследована от осадочной породы(песка или песчаника), из которой он возник.
Мрамор-Имеет среднюю твердость и может иметь состав:
Кальцитовый, арагонитовый, доломитовый, магнезитовый. Структура слоистая, массивная, реагирует с HCL. Окраска различная.
Осадочные горные породы:
Образовались в результате осаждения органических и неорганических веществ на дне водных бассейнов и на поверхности Земли с последующим их уплотнением и изменением.
Мельчайшие частицы раздробленных водой и ветром изверженных пород, а также остатки животных и растительных организмов при осаждении образовывали слои и пласты.
Эти породы по способу образования подразделяют на обломочные(механич. осадки), породы химического и смешенного происхождения.
Осадочные горные породы-наиболее распространенные т. к. они покрывают около 75% всей Земной поверхности и составляют-10% массы Земной коры или как ее еще называют-литосферы.
Осадочные горные породы представляют для нефтяников особый интерес, поскольку с ними связаны подавляющее число залежей нефти и газа.
В мировой практике известны лишь отдельные случаи добычи нефти из изверженных и метаморфических пород.
В соответствии со способами образования осадочных горных пород, их можно и нужно описывать в определенной последовательности, а именно:
Обломочные породы образовались в результате разрушения, переноса и отложения мелких частиц разрушенных пород.
В соответстви со структурными особенностями обломочные горные породы подразделяются на крупнообломочные(псефиты), среднеобломочные(псаммиты), мелкообломочные(алевриты)и тонкообломочные(пелиты).
К обломочным горным породам относятся: Валуны, галечники, гравий, пески, песчаники, глины, аргелиты и глинистые сланцы.
Породы химического происхождения образовались в результате выпадения солей из водных растворов или в результате химических реакций в Земной коре. Эти породы разбиты на следующие группы:
Карбонатные, кремнистые, железистые галлойдные соли, сернокислые соли. Карбонатные породы-это известняки химического происхождения, солитовые известняки, известковые туфы, доломиты.
Кремнистые порды-это кремнистые туфы, которые образуются в результате выпадения аморфного кремнезита из воды горячих источников.
К группе железистых пород относятся различные железные руды(бурые железняки, железистые солиты).
К галлойдным солям относится каменная соль. Ангидрид и гипс относятся к группе сернистых солей.
К породам органического происхождения относятся известняки, мел, трепел и каустобоилиты.
Породы смешенного происхождения состоят из материалов обломочного, органического и химического происхождения. К породам смешенного происхождения относятся: Мергели, песчанные и глинистые известняки.
Глинистые минералы в чистом виде белые или безцветные, поэтому в отсутствии хлорофоров породы имеют белую окраску иногда с желтым или светло-серым оттенком. Бурый и красный цвета разной интенсивности и оттенков обусловлены присутствием окисных соеденений железа, присутствие повышенных количеств хлорита и зеленых гидрослюд часто придает породам серовато-зеленую окраску. Как правило порода насыщенная глинистыми слоями имеет мелкозернистую структуру.
В глинистых породах обнаружены почти все химические элементы.
Оксиды кремния и аллюминия в сумме состовляют не менеее 70% .
В заметных количесвах присутствуют : железо, кальций, магний, калий, натрий, титан и водород.
Содержание остальных элементов незначительно. Глинистые породы обладают рядом свойств и признаков, отличающих их от остальных осадочных образований. Глины могут размокать в воде, во влажном состоянии им свойственна пластичность. Глины способны поглощать воду преимущественно пресную и за счет этого значительно увеличиваться в размерах. При высыхании они растрескиваются, а в некоторых случаях превращаются в мелкую щебенку.
Карбонатные породы:
Известняк-основная часть-кальцит. Окраска весьма разнообразна, но преимущественно серая различной интенсивности. Нередко встречаются светло-серые известняки с желтым , бурым, зеленым или розовым оттенками. Нефтеносные известняки имеют черный или буровато- черный цвет.
Физические свойства известняков , в следствии различаются в составе, структуре и текстуре, изменяются в широком диапазоне , есть очень плотные, прочные и наоборот низкой плотности, пористые, не прочные.
Главнейшие примеси в известняках представлены доломитом, магнези- том, глинистыми минералами, тонкодисперсным органическим веществом
Реже присутствует алевритовый и песчаный материал.
Структура породы определяется различиями , такими как биоморфные, детритовые, силамовые, зернистые, обломочные и другие.