Горные породы

Определения и обозначения

Горная порода — природное тело, сложенное одним или несколькими минералами. Например, гранит состоит из кварца, полевого шпата и слюды. Значит, порода может быть целым сочетанием веществ, а не одним веществом.

Минерал — природное вещество определённого состава и свойств. К минералам относятся, например, кварц и слюда, которые входят в состав гранита. Это понятие нужно, чтобы отличать отдельные природные вещества от их сочетаний в горных породах.

Магматическая горная порода — порода, образовавшаяся при остывании и затвердевании магмы или лавы. Магма находится в глубине Земли, а лавой называют расплав, вышедший на поверхность. К этой группе относятся гранит и базальт.

Осадочная горная порода — порода, возникшая при накоплении, уплотнении и преобразовании осадков на поверхности Земли или на дне водоёмов. Осадки могут быть обломками, остатками организмов или веществами из растворов. Так образуются, например, песчаник и известняк.

Как это устроено

Горные породы окружают нас, потому что земная кора состоит из них. Они различаются не только внешним видом, но и составом, строением и происхождением: похожие по цвету камни могут возникнуть совершенно разными способами. По этим признакам учёные определяют условия образования породы и могут понять, как менялась земная кора.

Магматические породы образуются из расплавленного вещества. Если магма остывает глубоко в земной коре медленно, минералы успевают вырасти и образуют заметные кристаллы, как в граните. Лава на поверхности теряет тепло быстро, поэтому кристаллы получаются очень мелкими или не успевают сформироваться, как у базальта.

Осадочные породы начинаются с осадка, потому что ветер, вода, лёд и перепады температуры разрушают другие породы. Обломки переносятся и накапливаются, остатки организмов откладываются на дне, а растворённые вещества могут выпадать из воды. Давление верхних слоёв и связывание частиц постепенно уплотняют осадок и превращают его в породу.

Метаморфические породы возникают из уже существующих пород, когда они оказываются в условиях высокой температуры и давления. Минералы при этом перестраиваются, поэтому меняются цвет, плотность и строение исходной породы. Полного плавления не происходит: если порода расплавится, после нового остывания образуется уже магматическая порода.

Происхождение пород связано в единый круговорот. Разрушение и перенос могут превратить любую породу в осадок, а его уплотнение — в осадочную породу; нагревание и давление вызывают метаморфизм. При плавлении и последующем остывании снова возникают магматические породы, поэтому одна порода со временем может перейти в другую.

Группы горных пород по происхождению

Сначала определите, из какого материала возникла порода, а затем выясните, какие условия на неё действовали. Медленное или быстрое остывание помогает различать магматические породы, а слои и обломки указывают на осадочное происхождение. Если исходная порода изменилась от температуры и давления без плавления, её относят к метаморфическим.

Разбор задач

Гранит: порода или минерал?

Нужно определить, к чему отнести гранит, и использовать сведения о его составе. Одного внешнего вида недостаточно, потому что разные камни могут быть похожи. Решение строится на проверке того, является ли гранит одним веществом или сочетанием минералов.

1. Вспомним состав гранита: в нём есть кварц, полевой шпат и слюда.
2. Сравним его с определениями: каждый из названных компонентов является минералом, а их природное сочетание — горной породой.
3. Сделаем вывод, что гранит нельзя считать одним минералом.

Ответ: гранит — горная порода, потому что он состоит из нескольких минералов. Его состав показывает отличие породы от отдельного минерала.

Базальт и быстрое остывание лавы

Известно, что базальт образовался из лавы, быстро остывшей на поверхности. Нужно определить группу породы и объяснить, что показывает такое происхождение. Для этого сначала устанавливаем исходное вещество, затем учитываем место и скорость его остывания.

1. Лава — это расплавленное вещество, вышедшее на поверхность Земли.
2. Порода, возникшая при затвердевании расплава, относится к магматическим.
3. Быстрое остывание объясняет мелкозернистое строение базальта: крупные кристаллы не успевают вырасти.

Ответ: базальт — магматическая горная порода. Он имеет магматическое происхождение, а быстрое остывание лавы на поверхности повлияло на его строение.

Превращение известняка в мрамор

Известняк под действием высокой температуры и давления изменился и превратился в мрамор. Нужно определить происхождение мрамора и восстановить последовательность превращения. Здесь важно не перепутать изменение породы с её плавлением.

1. Исходной породой был известняк, то есть уже существующая осадочная порода.
2. Высокая температура и давление изменили её минералы и строение.
3. Поскольку полного плавления не было, новое вещество не стало магматической породой, а относится к метаморфическим.

Ответ: мрамор имеет метаморфическое происхождение. Последовательность такова: известняк оказался под действием температуры и давления, его строение изменилось, и образовался мрамор.

Типичные ошибки

Ошибка — называть минерал и горную породу одним и тем же. Её допускают, потому что оба объекта встречаются в природе и выглядят как твёрдые тела. Проверьте себя вопросом: это одно вещество определённого состава или сочетание одного либо нескольких минералов?

Ошибка — считать, что все магматические породы застывают на поверхности. Так думают, потому что лаву часто связывают с вулканами, но магма застывает и в глубине земной коры. Уточните, где находился расплав: в глубине была магма, на поверхности — лава.

Ошибка — относить к осадочным только породы из обломков. Осадок может образоваться также из остатков организмов или веществ, выпавших из раствора. Чтобы проверить ответ, перечислите возможные источники осадка, а не ограничивайтесь песком и камнями.

Ошибка — путать метаморфизм с плавлением. При метаморфизме порода меняется под действием температуры и давления, но полностью не превращается в расплав. Если расплав появился, после остывания следует искать магматическое, а не метаморфическое происхождение.

Связь с другими темами

До изучения темы полезно знать, что земная кора сложена природными веществами, а минералы имеют различный состав и свойства. Это помогает понять, почему один камень может включать несколько минералов и почему породы отличаются друг от друга. Наблюдения за цветом, твёрдостью и строением становятся осмысленнее, если учитывать происхождение вещества.

Знания о породах нужны при изучении строения Земли и полезных ископаемых, ведь многие ресурсы связаны с определёнными породами. Они также помогают понять образование почвы: разрушенные породы становятся её минеральной частью. Круговорот пород показывает, как в природе связаны разрушение, перенос, накопление и преобразование веществ.

Что запомнить

• Горная порода — природное тело, состоящее из одного или нескольких минералов.
• Породы различают по происхождению, составу и строению.
• Магматические породы образуются при остывании магмы или лавы.
• Осадочные породы возникают при накоплении и преобразовании осадков.
• Метаморфические породы изменяются под действием температуры и давления.
• Одна порода может превратиться в другую в ходе круговорота горных пород.