Горные породы

Определения и обозначения

Горная порода — природное тело, состоящее из одного или нескольких минералов. Например, гранит образован кварцем, полевым шпатом и слюдой. Это понятие нужно, чтобы отличать целый природный материал от отдельных веществ, входящих в его состав.

Минерал — природное вещество с определённым составом и свойствами. Минералы могут различаться цветом, твёрдостью, блеском и другими признаками. Они выступают составными частями горных пород и во многом определяют их свойства.

Магматические горные породы — породы, образовавшиеся при остывании и затвердевании магмы или лавы. Магма находится внутри Земли, а лава — это магма, вышедшая на поверхность. К этой группе относятся гранит и базальт.

Осадочные горные породы — породы, возникшие при накоплении и преобразовании осадков на поверхности Земли или на дне водоёмов. Осадками бывают обломки пород, частицы организмов и вещества, выпавшие из растворов. Так образуются, например, песчаник и известняк.

Как это устроено

Состав минералов определяет свойства всей горной породы, потому что каждый минерал вносит в неё свои особенности. Кварц повышает устойчивость гранита к разрушению, а слюда легко расщепляется на тонкие пластинки. Одна порода может состоять из разных минералов, если они совместно кристаллизовались или накопились в одном месте; поэтому её свойства складываются из свойств всех компонентов.

Магма образуется в глубинах Земли и содержит расплавленные вещества и газы. При охлаждении частицы соединяются в кристаллы, а расплав постепенно затвердевает. Глубоко под землёй магма остывает медленно, поэтому кристаллы успевают вырасти крупными; на поверхности лава теряет тепло быстро, и кристаллы получаются мелкими либо почти незаметными.

Выветривание разрушает горные породы под действием воды, воздуха, перепадов температуры и деятельности организмов. Вода и ветер переносят обломки, а часть веществ растворяется и движется вместе с водой. Когда материал оседает слоями, он постепенно уплотняется, а растворённые вещества скрепляют частицы; так рыхлый осадок превращается в осадочную породу.

Метаморфические породы возникают из уже существующих пород, если они попадают в условия высокой температуры и большого давления. Такие условия меняют минералы, их расположение и строение породы. При этом порода не должна полностью расплавиться: если происходит плавление, а затем остывание расплава, образуется уже магматическая порода.

Горные породы участвуют в круговороте веществ земной коры. Магматическая порода может разрушиться и дать материал для осадочной, а осадочная или магматическая — измениться под давлением и температурой и стать метаморфической. При плавлении любой породы образуется магма, которая после затвердевания снова создаёт магматическую породу.

Основные группы горных пород

Пользуясь таблицей, сначала определите способ образования породы, а затем сравните признаки и примеры. Один только внешний вид не всегда позволяет сделать точный вывод, поэтому главным критерием служит происхождение.

Разбор задач

Задача 1. Гранит — это горная порода или минерал?

Нужно определить, является ли гранит самостоятельным минералом или природным телом, составленным из минералов. В условии названа конкретная природная порода. Для решения достаточно проверить её состав.

1. Вспомним, что минерал имеет определённый состав и свойства.
2. Установим, что гранит включает кварц, полевой шпат и слюду.
3. Сравним результат с определением горной породы: она может состоять из нескольких минералов.

Ответ: гранит — горная порода. Он состоит из нескольких минералов, поэтому называть его одним минералом неправильно.

Задача 2. Определите группы базальта, песчаника и мрамора

Нужно сопоставить три породы с магматической, осадочной и метаморфической группами. Внешний вид использовать недостаточно, потому что разные породы могут быть похожими по цвету. Определяем происхождение каждой породы.

1. Базальт образуется из лавы, быстро застывшей на поверхности, значит, он магматический.
2. Песчаник возникает из накопившихся и сцементированных песчаных частиц, поэтому он осадочный.
3. Мрамор получается при изменении известняка под действием температуры и давления, значит, он метаморфический.

Ответ: базальт — магматическая порода, песчаник — осадочная, мрамор — метаморфическая. Решение основано на способе образования, а не только на цвете или твёрдости.

Задача 3. Во что превратятся обломки гранита?

Гранит разрушается, его обломки переносятся и накапливаются на дне водоёма. Затем осадки уплотняются и цементируются. Нужно определить новую породу и её группу по последовательности процессов.

1. Выветривание превращает гранит в отдельные обломки и частицы.
2. В водоёме материал оседает слоями и становится осадком.
3. Уплотнение и цементация соединяют частицы в твёрдую породу.

Ответ: может образоваться песчаник, если среди осадков преобладают песчаные частицы. Это осадочная порода, потому что она возникла из накопившихся и преобразованных осадков.

Типичные ошибки

Называть горную породу минералом. Ошибка возникает, если не различать целое и его составную часть: гранит может включать несколько минералов. Проверьте себя вопросом: состоит ли объект из одного вещества или из минеральных компонентов?

Считать, что магматические породы образуются только при извержении. Так думают, потому что лаву легко увидеть на поверхности, но магма застывает и глубоко под землёй. Уточните, где происходило остывание: внутри земной коры или на поверхности.

Относить любой материал из обломков к осадочной породе. Одних обломков недостаточно: они должны накопиться, уплотниться и обычно скрепиться. Проверьте, завершилось ли преобразование рыхлого осадка в твёрдую породу.

Путать метаморфические породы с магматическими. При метаморфизме температура и давление изменяют уже существующую породу, но она не плавится полностью. Если сначала появился расплав, а потом он застыл, речь идёт о магматическом происхождении.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужно знать, что Земля имеет твёрдую оболочку, а её поверхность изменяют вода, ветер и перепады температуры. Эти процессы разрушают породы и участвуют в образовании осадков.

Знания о породах пригодятся при изучении земной коры, полезных ископаемых и рельефа. Через происхождение пород можно проследить круговорот веществ в природе.

Свойства пород объясняют их применение в строительстве и промышленности. Прочность, плотность и устойчивость материала определяют, где его можно использовать.

Что запомнить

• Горная порода состоит из одного или нескольких минералов.
• Минералы различаются составом и свойствами.
• Магматические породы образуются при остывании магмы или лавы.
• Осадочные породы возникают при накоплении и преобразовании осадков.
• Метаморфические породы изменяются под действием высокой температуры и давления.
• Горные породы могут переходить из одной группы в другую.