В зависимости от глубины застывания
(кристаллизации) магмы, интрузивные массивы
подразделяются на приповерхностные (или
субвулканические ) – глубина застывания
не более нескольких сотен метров; среднеглубинные
(гипабиссальные) – глубина формирования
1-1,5 км, и глубинные (абиссальные), застывшие
глубже 1,5 км.
Глубинные породы, застывавшие
медленно, обладают полнокристаллической
структурой, а приповерхностные, в которых
падение температуры шло быстро, - порфировой,
похожей на структуру вулканических пород.
По отношению к вмещающим породам
интрузивы подразделяются на согласные
и несогласные. Согласные тела
не разрывают пласты вмещающих пород,
располагаясь по отношению к ним параллельно.
Несогласные интрузивные
тела пересекают, прорывают пласты
вмещающих пород. К наиболее распространенным
несогласным телам относятся дайки. Это
жилообразные тела длиной от десятков
м. до нескольких км. И шириной от нескольких
см до сотен м.
От даек следует отличать магматические
жилы, имеющие неправильную ветвистую
форму и меньшие размеры.
Широким распространением пользуются штоки – столбообразные
интрузивы изометрической формы с крутыми
контактами, площадью менее 100-150 км2.
Крупные гранитные интрузии
площадью во многие стони и тысячи км2
называются батолитами. Вертикальная
мощность батолитов всего несколько км.
Силлы – (пластовые интрузии), залегающие
согласно с пластами вмещающих их пород.
Лополит – чашеобразный интрузив, залегающий
в синклинориях и мульдах. В диаметре –
до десятков км, мощность – многие сотни
м.
Лакколит – грибообразное тело.
Факолит – линзовидное тело, располагающееся
в сводах антиклиналей согласно с вмещающими
породами.
Гарполит – серпообразный интрузив,
это разновидность факолита.
Хонолит – интрузив неправильной формы,
образовавшийся в ослабленной зоне вмещающих
пород, как бы заполняющий «пустоты» в
толще.
Бисмалит – грибообразный интрузив,
похожий на лакколит, но осложненный цилиндрическим
горстообразным поднятием, как бы штампом,
в центральной части.
Интрузивные горные
породы
Все интрузивные горные породы: гранит,
сиенит, диорит и габбро весьма сходны
между собою по своим техническим свойствам.
Они все обладают большой плотностью,
ничтожно малой пористостью и сравнительно
высокой механической прочностью.
Гранит. Минералогический состав гранита
в среднем таков: кварца от 20 до 40%, ортоклаза
(реже щелочного плагиоклаза) от 40 до 60%,
слюды или роговой обманки (редко авгита)
от 5 до 20%.
Структура гранитов преимущественно
зернисто-кристаллическая, иначе гранитная
(название гранит происходит от латинского
слова granum — зерно) и в некоторых случаях
порфировидная. Примером гранитов с порфировидной
структурой может служить финляндский
гранит рапакиви, в котором встречаются
вкрапленники ортоклаза с куриное яйцо
и более. Красные граниты большинства
зданий Санкт-Петербурга имеют порфировидное
строение.
Цвет гранитов определяется
цветом главной его составной части—ортоклаза.
В зависимости от окраски последнего он
бывает серый, желтоватый, красноватый,
до мясо-красного.
Технические свойства
гранита. Плотность гранита колеблется
около 2,7 и повышается с увеличением в
породе количества темноокрашенных минералов.
Временное сопротивление сжатию для гранитов
(как и вообще для всех естественных камней)
колеблется в очень широких пределах от
80 до 330 МПа. Большей прочностью обладают
граниты с мелкозернистой структурой.
Увеличение содержания слюды понижает
механическую прочность гранита, кроме
того слюда препятствует получению хорошей
полированной поверхности, т. к. легко
выкрашивается, оставляя щербины. Наоборот,
повышение содержания пироксенов или
амфиболов является желательным – возрастают
механические свойства и способность
гранитов принимать полировку.
Стойкость гранита против выветривания
в основном достаточно высокая. Лишь отдельные
его представители, к которым относится
финляндский гранит рапакиви (что значит
гнилой камень), широко раньше применявшийся
в строительстве Петербурга, разрушаются
довольно быстро. Гранит хорошо сопротивляется
истиранию, почему он является ценным
материалом для изготовления лестничных
ступеней, плит для тротуаров, в дорожной
одежде. В глубинных горных породах сопротивление
истиранию повышается с возрастанием
количества темноокрашенных минералов.
Обработка и отделка магматических
горных пород настолько дорога (из-за высокой
твердости входящих в них минералов), что
они редко применяются в обычных зданиях,
а используются по преимуществу в сооружениях,
особо ответственных, или представляющих
большую архитектурную ценность.
Применение гранита. Гранит
употребляется в виде штучных камней для
фундаментов дорогих зданий, для подпорных
стенок, для устройства набережных, для
внешней облицовки стен. Часто из него
изготовляются тротуарные плиты, ступени.
В более крупных кусках гранит употребляется
для колонн зданий и памятников. В кусках
малого размера он идет для устройства
мостовых; для дробления на щебень и т.
д.
Сиенит. Отличается от гранита отсутствием
кварца; состоит из ортоклаза и темного
минерала, чаще всего роговой обманки.
Применяется как и гранит, отличаясь
от последнего меньшей твердостью, повышенной
вязкостью, в особенности при значительном
содержании роговой обманки или авгита,
и способностью лучше принимать полировку.
Является ценным материалом для мощения
дорог и получения щебня.
Диорит. Состоит в основном из кислого
плагиоклаза и роговой обманки, реже биотита
и авгита; плагиоклаз составляет в среднем
75 % породы.
Соответственно изменению минералогического
состава диорит характеризуется более
темной окраской, нежели гранит и сиенит,
более высокой плотностью (2,75-3,0) и прочностью
при сжатии.
Употребляются диориты как
дорожный материал (брусчатка, щебень),
в виде штучных камней и в качестве декоративного
материала (благодаря способности отлично
полироваться).
Габбро. Существенными минералами
в габбро являются основной плагиоклаз
(около 50%) и пироксен, реже роговая обманка.
Цвет в большинстве случаев темно-зеленый
различных оттенков. Плотность 2,8—3,1, прочность
при сжатии в мелкозернистых разновидностях
200-280 МПа, падая в крупнозернистых до 100
МПа. Габбро тяжело обрабатывается, но
хорошо принимает полировку.
Из декоративных разновидностей
глубинных пород особого упоминания заслуживает
лабрадорит, крупнозернистая разновидность
габбро, характеризующаяся преобладанием
плагиоклаза лабрадора над другими минералами.
Лабрадорит отличается так называемой
ирризацией, т. е. игрой отблесков различных
цветов: синего, голубого, зеленого и других.
Лабрадорит был например применен для
внутренней облицовки мавзолея Ленина,
а также для облицовки панелей простенков
между окнами “Дома Книги” в Санкт-Петербурге.
5.Понятие о вулканизме.
Классификация вулканических пород,
формы их залегания, распространение
в земной коре и встречаемость
на Кавказе. (+лекция, в лекции должен
быть материал о Кавказе)
Если жидкий магматический расплав достигает
дневной поверхности, то происходит извержение,
характер которого определяется составом
расплава, его температурой, давлением,
концентрацией летучих компонентов и
др. Одной из самых важных причин извержения
магмы является ее дегазация. Именно газы,
заключенные в расплаве, служат тем «движителем»,
который вызывает извержение.
Если газы выделяются из магмы спокойно,
тогда происходит излияние – эффузия.
Когда газы отделяются быстро, происходит
многвенное вскипание расплава и магма
разрывается расширяющимися газовыми
пузырьками, вызывающими мощное взрывное
извержение эксплозию. Если магма вязкая
и температура ее невысока, то расплав
медленно выжимается, выдавливается на
поверхность, происходит экструзия магмы.
Вулканические продукты при извержении
могут быть твердыми, жидкими и газообразными.
По данным прямых измерений в различных
действующих вулканах среди летучих содержится
водяной пар, диоксид углерода (СО2), оксид углерода (СО), азот (N2), диоксид серы (S2O2), газообразная сера (S), водород (H2), аммиак (NH3), хлористый водород (HCl), фтористый
водород (HF), сероводород (H2S), метан (CH4), борная кислота (H3BO2), хлор (Cl), аргон и др., но преобладают
H2O и CO2. Присутствуют хлориды щелочных
металлов, а также железа.
Жидкие вулканические продукты представлены
лавой.
Шире всего распространены основные
– базальтовые – лавы, которые при выходе
на поверхность имеют высокую – до 1100-1200°С
температуру и малую вязкость. Эта жидкая
лава очень подвижна, может течь со скоростью
60 км/час при небольших уклонах.
Более кислые, вязкие и низкотемпературные
лавы – андезиты, дациты, риолиты – образуют
сравнительно короткие мощные потоки.
Лавовый поток, быстро остывая с поверхности,
покрывается коркой и глыбами.
Во фронтальной части потока эта корка
обрушивается вниз, образуя раскаленную
осыпь, на которую накатывается лавовый
поток. Так образуется лавобрекчия в подошве
и кровле потока.
Твердые и частично первоначально жидкие
вулканические продукты, имеющие различную
форму и размеры, образуются во время эксплозивных
извержений.
При слабых взрывах расплескиваемая
лава образует по краям кратера скопления
спекшихся «лепешек» и «капель» лавы,
и также конусы называются капельными,
а породы – агглютинатами. При сильных
взрывах раскаленные, еще жидкие лавы
выбрасываются в воздух на десятки и сотни
метров. Закручиваясь в воздухе и остывая,
они падают на склоны вулкана, обладая
грушевидной или крученой формой. При
размерах от 5 см и более называются вулканическими
бомбами. Часто куски лавы, застывая в
воздухе, превращаются в стекловатые шлаки,
которые, падая на землю, спекаются в плотную
массу. Скопления вулканических бомб называют
агломератом.
Если выброшенный вулканический материал
имеет размерность 1-5 см, то он называется
лапиллями, а более мелкий – вулканическим
песком, пеплом и пылью.
Мощные взрывы, дробящие уже отвердевшие
вулканические породы и распыляющие жидкую
лаву, выбрасывают в воздух не только бомбы
и обломочки вулканического стекла, но
зерна минералов и их обломки. Такие мелкообломочные
вулканические породы называются туфами
(размер обломков которых от долей до 1-2
мм). В настоящее время для все рыхлых продуктов
вулканических извержений используется
термин «тефра».
Существует 2 основных вида вулканов:
центрального и линейного типа.
Вулканы центрального типа – конусообразные
или куполообразные возвышенности, сложенные
вулканическими извержениями, высотой
несколько тысяч метров (см. рис.).
На вершинах чашеобразные углубления
– кратеры, которые соединяются с магматическим
очагом, который находится на глубине
80 км. и более в верхней мантии, через жерло.
Выбрасываемые при извержении обломки
и лава наращивают конус. К кратерам часто
приурочены озера. При извержении образуются
грязевые потоки, приводящие к катастрофическим
разрушениям.
Кратер древнего вулкана, разрушенного
в результате экзогенных процессов, внутри
которого располагается несколько более
молодых конусов, до 2 – 3 десятков км. в
поперечнике, называется кальдерой. По
генезису различают кальдеры:
взрывные, образующиеся при извержениях взрывного
типа;
кальдеры обрушения или проседания,
вследствие обрушения кровли подземной
полости, откуда была внезапно выброшена
эмульсия магмы и частичного оседания
низвергнутой лавы;
эрозионные – образованные в результате экзогенных
процессов в длительный период покоя вулкана;
смешанные – в формировании их участвовали как
эндогенные так и экзогенные процессы.
Вулканы линейного или трещинного типа
– имеют протяженные подводящие каналы
Как правило изливается базальтовая
жидкая лава, образуя покровы. Вдоль трещин
образуются валы разбрызгивания (лавы),
плоские конусы, лавовые поля.
Если магма кислая, то образуются кислотные
экструзивные валы и массивы.
Гаванский тип извержений – выбросы
очень жидкой базальтовой лавы. Образуются
щитовидные вулканы. Температура лавы
очень высокая – 1200 – 1300°С. Сопровождается
лавовыми фонтанами высотой до сотен метров.
V = 4–5 м/сек. Твердые продукты извержения
не образуются. (Гавайские острова: Д –
155°, Ш – 20°. В 1959 году вулкан Куладэа извергался
в течении недели. Поперечник кратера
– 5000 м.).
Стромболманский тип – более вязкая
основа лавы (больше кремнекислоты), температура
более низкая – 1050 – 1100°С. С трудом отдает
газы. Выбрасывает лапикки, бомбы, а через
1 – 2 суток происходит излияние лавы, затем
снова взрывы, клубы дыма. (Вулкан Стромболи
в Средиземном море – Липарские острова,
у верхнего носка «итальянского сапога».
Высота над уровнем моря – 900 м.).
Плинианский тип (везувианский). Плиний
старший (римский ученый) погибший при
извержении Везувия в 79 году н. э., уничтожившего
города Геркуланум, Стабисо и Помпею. Характерны
мощные, внезапные взрывы, сопровождающиеся
выбросами огромного количества пепла.
Лавы базальтовые с еще большим содержанием
кремнекислоты, поэтому ближе к средним,
температура до 1000°С. Вязкая, нередко закупоривает
жерло. Пример – вулкан Кракатау.
Пелейский тип – образует раскаленные
лавины и купола вязких лав. Продукты извержения:пепел,
пемза, кристаллы, вулканические породы.
После извержения выдвигается «игла»
вязкой магмы. Вулкан Моп – Пеле на острове
Мартиника (к юго – востоку от Кубы, Карибское
море) в группе мелких Антильских островов
8 мая 1902 года уничтожил город Сен – Пьер
с 40 000 жителями.