Геология

Навигация

СБОР МИНЕРАЛОВ Начинающему любителю гелогии, стоит вступить в геологический кружок и приобретать опыт сбора камней в полевых походах. В таких походах есть возможность проводить наблюдения, и иногда случается, что любителям удаётся найти местонахождение какого-либо интересного минерала. Следует знать, какие минералы сопутствовуют друг другу а какие их сочетания в природе не встречаются...

***

археология В археологической и геофизической разведках есть много общих задач. Они ставят перед собой весьма схожие цели поиска объектов в недрах Земли. Но, если перед геофизикой стоит задача поисков полезных ископаемых, то археологическая разведка направлена на обнаружение исторических памятников...

***

магнитВ магнитных явлениях еще достаточно тайн, но уже в течение многих лет магниторазведка помогает открывать тайны Земли.
Для магниторазведчиков магнитное поле является надежным средством изучения недр. С помощью магнитометров из в различных уголках Земли выполняются магнитные съемки, в результате их отыскиваются месторождения полезных ископаемых, корректируются геологические карты...

 
 
 
 


 

Все для геолога. Камни, минералы, полезные ископаемые, горные породы. » Интересные материалы » Породы камней

 

Породы камней


Породы камней

Мир камня необыкновенно богат и разнообразен. Люди с незапамятных времен верили в них, придавая им сказочную силу. Верят они в силу камня и теперь, но уже не в легендарную, а реальную. Камень играл и в настоящее время играет огромную роль в жизни человека, он — основа человеческой культуры. В далекое время, которое называется каменным веком, из камня делали многое — топоры, мотыги, молотки, скребки, резцы, сосуды, всевозможные охотничьи орудия и т. д. А вспомним многочисленные наскальные надписи и рисунки, которые равноценны неисчислимым томам книг!
Нет такого периода в истории общества, начиная с самых древних времен, когда бы человек мог обойтись без камня. Археологические раскопки все в большей и большей степени свидетельствуют о широком использовании камня. Почти 1000 лет стоит Софийский собор в Киеве, построенный из камня. А весь комплекс Киево-Печерской лавры? Это ведь тоже камень. Много древних построек находят в Таврии, на Кавказе, в Центральной России и во многих других местах. Кого не удивляют монументальные колонны Исакиевского собора, сделанные из монолитных глыб камня, либо постамент памятника Петру I, доставленного сюда издалека. Разумеется,, это лишь фрагменты из большого числа сооружений.

Но, пожалуй, в наибольших объемах применяется камень в строительном деле. Посмотрите на многие станции московского, киевского, ленинградского, тбилисского и других метрополитенов, и вы убедитесь, что можно сделать из камня. Обратите внимание на некоторые сделанные из камня либо облицованные им здания Москвы, Ленинграда, Киева, Еревана, Свердловска, Новосибирска, Владивостока, Таллина, Баку и многих других городов. Не торопитесь пройти мимо таких зданий, посмотрите на них внимательно и оцените красоту камня, который, казалось, был совсем невзрачным до того, как его искусно обработали. Камень — это жилища людей, это плотины и мосты, ровные дороги и красивые набережные, удобрение почв и топливо, многие детали машин и т. д. Без камня немыслим и быт людей. Из него делают посуду, всевозможные скульптуры, украшения, отчасти даже одежду и еще многое другое. Камень — опора человека во всем, и без него обойтись невозможно.

Все это в равной мере относится и к вулканическим камням. Если вы попадаете в горные районы и, в частности, на Камчатку, то непременно встретитесь со сказочными каменными скалами. Достигните их вершины только взором — и закружится голова. У одних они вызывают восторг, у других изумление, а у третьих, быть может, и страх. Исключается лишь одно — равнодушие. Если же вам удастся взобраться на такие скалы; вы будете очарованы тем, что откроется вашему взору с этих вершин. Камень вам расскажет о том, как он родился и жил и какое после себя оставит наследство...

Земная кора во многих местах покрыта плащом вулканических продуктов — камней самого разнообразного состава, мощность которых иногда измеряется многими километрами.

Камчатка в этом отношении — район особый. Здесь нельзя шагу ступить, чтобы не попасть на вулканические породы. Они разного состава. Это базальты, андезиты, дациты, липариты, вулканические стекла — перлиты и обсидианы, вспенившиеся стекла — пемзы, а также разнообразные обломочные породы — туфы. Породы прослеживаются в лавовых потоках, вулканических конусах, куполах, экструзиях, дайкообразных телах. Количество вулканических продуктов па Камчатке практически неограничеио.

Начнем наше описание с самых основных вулканических пород. Базальты — наиболее распространенные вулканические породы Камчатки и встречаются почти повсеместно. Базальты лавовых потоков обладают высокой прочностью и являются прекрасным строительным материалом. Им присущи и другие ценные качества: электроизоляционные свойства, химическая стойкость,, устойчивость при изменении температур в широком диапазоне (рис. 11).

Базальт бывает плотный, почти нераскристаллизованный, иногда ноздреватый, пористый, с газовыми полостями и т. д.

Как строительный материал базальт известен уже давно, начиная с бронзового века, т. е. около 4 тыс. лет (каменные частоколы в Армении). Некоторые памятники старины, в частности крепость Гарни, также сооружены из базальта. Базальт хорошо поддается обработке, поэтому изделия из него украшены иногда красивейшими орнаментами ручной работы. Он может применяться как стеновой и облицовочный материал, из него делают плиты для лестниц и полов, щебень для мощения дорог и т. д. Это и великолепный материал для камнелитейной промышленности (он плавится при температуре около 1200° С). Плавленый базальт может также служить в качестве облицовочного материала и для изготовления высоковольтных изоляторов. Он широко применяется для изготовления кислотоустойчивых изделий: труб, желобов, ванн и т. д. Из базальта делают даже своеобразную вату, которая является хорошим звуко- и теплоизоляционным материалом. Очень важной отраслью представляется изготовление искусственного волокна из плавленого базальта, которое находит широкое применение. В естественных условиях некоторые разновидности «волос Пеле» вулкана Плоский Толбачик на Камчатке напоминают искусственное волокно. Вероятно, перечисленным не исчерпываются области применения базальта, но даже из этого можно видеть, что он представляет большую ценность для людей. Сырьевые ресурсы базальтов на Камчатке не ограничены. Они в перемешку с рыхлыми отложениями слагают конусы многих вулканов, протяженные лавовые потоки, шлаковые конусы. Базальты в значительном количестве присутствуют в вулканических обломочных породах, выброшенных из жерл вулканов при взрывных извержениях .

Разумеется, не всегда базальты находятся близко от потребителя, часто отсутствуют удобные подходы к ним. Экономическая целесообразность требует и соответствующих объемов, и нужного качества . сырья. Но имеется главное — большое количество базальтов, оно и позволяет сделать необходимый выбор.

И еще одна важная сторона базальтов. Некоторые наиболее основные разновидности их обогащены металлами, в частности титаном и оловом (потухшие вулканы Северо-Востока СССР). Это заставляет смотреть на них и как на потенциальных носителей металлов.

Андезиты. Они содержат больше по сравнению с базальтами кремнезема, поэтому расплавы этого состава более вязкие. Образуются они преимущественно при взрывных извержениях.

Многие вулканы Камчатки андезитового состава и слагают вулканические купола, многие экструзии, лавовые потоки и особенно большие объемы рыхлых или пнрокластических отложений.

Подобно базальтам андезиты очень широко распространены и могут служить неисчерпаемым сырьевым источником. Они являются прекрасным материалом для изготовления плит, пригодных для полов, облицовки, сооружения всевозможных монументов, лестничных пролетов. Андезиты уже используются и могут более широко применяться для изготовления всевозможных кислотоупорных изделий.

Дациты также широко распространены на Камчатке. Они часто встречаются в Ключевской группе вулканов, слагая преимущественно экструзивные тела. В значительных объемах они выявлены в Карымской группе, где слагают современный конус вулкана Карымского, а также частично лавовые потоки вулканов Белянкина и Академии наук. Часто встречаются они и среди вулканических пород Южной Камчатки.

Дациты бывают стекловатого облика и частично раскристаллизованные, по и в последних преобладает стекло. Подобно другим, более основным породам, дацит также применяется в строительном деле, для изготовления электроизоляторов и в других целях. Недавно благодаря усилиям дальневосточных геологов обнаружено крупное месторождение дацитового порфира, пригодного для получения из него фарфора. В настоящее время Владивостокский и Артемовский фарфоровые заводы изготовляют из плавленого дацита чайные и столовые сервизы, вазы, статуэтки.

Вероятно, этим не ограничивается применение ценного вулканического камня, но даже из небольшого перечня видна важная роль его в жизни человека.

Липариты. Расплавы, из которых образуются липариты, встречаются в современных вулканических областях не часто. Эти породы в свое время были изучены на Лииарских островах, откуда и получили свое название.

Липарит — наиболее колоритная разновидность вулканических пород. Он обладает необычайно богатыми вариациями текстур, определяющих внешний облик породы. Некоторые из них имеют четко выраженную полосчатость. Полоски разные по мощности, даже одна и та же полоска имеет небольшие раздувы и пережимы. Неодинакова и протяженность их. Они бывают прямолинейными, иногда с изгибами, причем настолько разнообразными, что это создает сложные и красивые узоры на плоскостях излома. Особенно это хорошо видно на отпрепарированных или отполированных поверхностях. Сложная узорчатость некоторых разновидностей липаритов столь же богата нежными цветовыми оттенками отдельных полосок. Как можно видеть при больших увеличениях (под микроскопом), разноокрашенные полоски неодинаково раскристаллизованы; светлые имеют большую степень кристалличности, темные — часто почти стекловатые.

Иногда в липаритах имеются отчетливые сферолитовые обособления, тоже создающие своеобразные узоры породы.

Такая сложная полосчатость зарождается еще в расплаве, она обусловлена неравномерным распределением некоторых составных частей (железа, щелочей, газообразных и некоторых других веществ) в отдельных участках магмы. Когда же такой расплав достигает поверхности Земли и по мере остывания превращается в твердую породу, внешние факторы способствуют более четкому, рельефному обособлению образованной полосчатости и тогда можно яснее видеть совершенство рисунка.

Благодаря богатой вариации природных узоров породы липаритового состава широко применяются в строительстве. Облицовка зданий такими плитами — что еще может придать им более красивый вид! Вероятно, столь же красивым может быть настил полов этими плитами, если учесть наличие разноцветных оттенков. Липариты являются ценным сырьем для производства всевозможной посуды и т. д.

Если учесть все это, станет ясным значение этих пород в жизни человека и почему вулканизму кислого состава придается большое значение.

Обсидианы и перлиты. В строительном деле это необычайно важные вулканические породы. Вулканическое стекло отмечается и на Камчатке. Прежде всего следует указать на месторождение перлитов и обсидианов, расположенное вблизи нос. Начики. Мощность их здесь довольно значительная, достигающая местами 50 м.

В некоторых местах обсидианы выступают монолитной стеной. Это лавовый поток обсидиана, в котором великолепно выражены все детали его строения. В нем можно лосстановить характер движения потока, которое было неравномерным — нижние, более разогретые части двигались быстрее, а верхние, ставшие вязкими и даже хрупкими, лопались, разрывались и растягивались вдоль текучих полос.

В других местах можно видеть, как обсидиановые струп переходят в литоидную пемзу.

Как же образуются подобные породы в природных условиях? Обсидиан — порода очень кислая, т. е . содержит большое количество кремнезема. Такие породы в расплавленном виде имеют большую вязкость. Поэтому, изливаясь из жерла вулкана, она не кристаллизуется, а застывает в виде стекла. Но, как это хорошо видно по некоторым обнажениям, поток не везде состоит из стекла; верхние части его вспучены и образуют литоидную пемзу. Это объясняется следующим образом. Как известно, в таком вязком расплаве содержится некоторое количество растворенной воды (примерно 0,5%). До тех пор, пока расплав находится под давлением, в нем никакого вспучивания не происходит и он может застыть в виде стекла. Но как только поток выходит на поверхность, давление уменьшается, вода превращается в газ и вспучивает расплав. При переходе воды в газообразное состояние объем ее увеличивается в 1670 раз! Сила огромная, вполне способная вспучить стекло в 5-50, иногда 15 и даже (в редких случаях) в 20 раз. Однако не весь поток, а только верхнюю его часть; находящиеся ниже слои потока не вспучиваются, давление верхних слоев таково, что вода выделяться не может. Вот почему они застывают в виде стекла. Потоки их обычно короткие.

Свойство перлитов и обсидианов хорошо изучено, и это пошло на пользу человеку. Теперь уже искусственное вспучивание вулканического стекла поставлено на промышленную основу.

Перлиты и обсидианы могли образоваться разными путями — лавовые потоки (эффузивный процесс), выжимание куполов (экструзивная форма), взрывные извержения (эксплозивный процесс).

Лавовые потоки хорошо видны во многих обнажениях. Они обладают наиболее ценными качествами. В них наибольшие коэффициенты вспучиваемости, что имеет большое значение для технологических целей. Некоторые ученые считают, что такие потоки состоят не из монолитного расплава, а из смеси высокоподвижных обломков. Но в принципе это не меняет сути дела.

В некоторых случаях перлиты и обсидианы могут образоваться в результате взрывных извержений. Обычно это начальная стадия извержения вулканов, когда выбрасываются: мелкодробленые частицы (лапилли, песок), которые впоследствии уплотняются, образуя стекловатый перлит и пемзу, реже обсидиан.

В результате выжимания кислого вязкого расплава образуются перлиты в виде куполовидных выступов (экструзий), а при заполнении всевозможных трещин они приобретают форму дайкообразных тел.

Применение вулканического стекла огромно. Оно может быть использовано для получения искусственной пемзы (о ней чуть ниже). Перлитостеклопласт может быть хорошим заменителем дерева. Из него изготовляют плиты, которые являются великолепным облицовочным материалом. К тому же можно чередовать материал с разными цветовыми оттенками, что придает зданию очень нарядный и красивый вид. Но этим применение его не ограничивается. Перлит идет на изготовление оптических стекол, лабораторной и сортовой посуды, стекловолокна. И еще одна весьма важная область применения перлита — бумажная промышленность. Изготовляемый из вулканического стекла фильтроперлит (причем это освоено недавно) нашел широкое применение в пищевой промышленности.

Пемза обнаружена во многих местах Камчатки — на Ключевском долу (Ключевская группа вулканов), на юге Камчатки — вблизи Курильского озера (Дикий Гребень), в Авачинской группе вулканов, на Срединном хребте и т. д. Но наиболее подходящими представляются разведанные пемзы Жупановского месторождения. Интересные обнажения пемзы имеются вблизи Курильского озера, в районе рч. Озерной. Это так называемые Кут-хины баты (Кутха — мифический бог камчадалов), напоминающие вертикально поставленные челны.

Пемзы образуются из твердых стекловатых пород кислого состава (липариты, дациты). Порода вспенивается (находясь еще расплавленной), почему пемзу иногда называют каменной пеной или ватой. Но почему расплав вспенивается? Дело в том, что в нем содержится вода. Пока расплав находится на глубине и под соответствующим давлением, вода выйти из него не может. Но как только расплав достигает поверхности и избавляется от своего «опекуна» — давления, вода в расплаве превращается в газ, увеличившийся объем (превращение воды в газ) ищет себе место и раздувает еще не остывший расплав. Так образуется множество пор. Об этом можно судить хотя бы по тому, что пемза почти в 10 раз легче породы (вес 1 м3 300-000 кг), которая не вспенилась, и даже в несколько раз легче воды.

Для того чтобы вспенился расплав, в нем должно содержаться ограниченное количество воды (около 0,5%). Если расплав пересыщен водой, содержит ее много, то при переходе в газовое состояние расплав дробится на мелкие частицы, превращаясь в песок и пепел.

Теперь часто пемзу получают искусственным путем, притом по качеству она иногда превосходит природную. М. А. Кашкай и А. И. Мамедов в своей интересной монографии показали, что при нагревании вулканического стекла объем его может быть увеличен до 20 раз. Там же указывается, что при вспучивании перлита не вся вода, содержащаяся в стекле, выделяется из него, а только часть ее — в интервале температур 800-0000° С.

Наиболее ценны те сорта пемзы, в которых пористость распределена более или менее равномерно.

Пемза используется главным образом в строительном деле как тепло- и электроизоляционный, абразивный (шлифовка изделий) материал и других целях. Пористость пемзы способствует также звукоизоляции помещений, что очень важно, особенно в городских условиях.

Такие качества пемзы, как твердость, однородность и легкость, давно привлекали к себе внимание. Эти качества были известны и в давние времена, но применялась она в мизерных количествах. Вот один из эпизодов, о котором упоминает проф. В. П. Петров : «В Италии, где известно много месторождений пемзы, лучшие куски отбирались и шли на экспорт, завернутые в мягкую бумагу и металлическую фольгу. В банях Древнего Востока у банщика всегда имелся кусок крупнопористой пемзы (или вулканического шлака), которым он чистил и массировал заскорузлые пятки и ступни своих клиентов». Даже по этому можно судить о том, что масштабы применения ее в то время и теперь несопоставимы.

Туфы. Как упоминалось выше, камчатские вулканы при взрывных извержениях выбрасывают много мелкообломочного материала — лапилли, песка и пепла. Об обилии их может свидетельствовать последнее извержение вулкана Шивелуч. Только за один час было выброшено около одного миллиарда тонн пепла.

Обломочный, или пирокластический, материал почти везде участвует в постройке вулканических конусов, отлагается в подножии их. Наиболее мелкие частицы — пепел п пыль — разносятся на большие расстояния и покрывают огромные площади.

Проходит время, и эти вулканические выбросы — лапилли, песок и пепел — постепенно уплотняются, из них получается твердая порода, или туф.

Туфы обладают многими ценными качествами: высокой пористостью, низкой тепло- и звукопроводимостью, мягкие и легко поддаются механической обработке. Об этих свойствах туфов знают много веков. В обрывистых скалах, сложенных туфами, строились жилища, сохранившиеся и поныне. Так, в пределах Ахалкалакского плато в Грузии известны пещерные храмы Вардзия. Здесь в XII — XIII вв. в горизонте туфов было выбито несколько сотен монастырских помещений, хорошо сохранившихся до наших дней. На том же плато в подножии вулкана Самсар залегает слой туфов с большим числом выбитых в нем пещер. Подобные строения известны и на Камчатке. Здесь на одном из участков по правобережью р. Камчатки (пос. Ключи) сохранились следы древнего поселения, которому около трех тысяч лет.

Туф — один из наиболее ценных строительных материалов. В настоящее время он в больших объемах применяется как стеновой материал. Благодаря своим декоративным качествам (узорчатость, разные цветовые оттенки) он широко используется для облицовки зданий. Такие постройки имеют красивый и нарядный вид. Много туфа употребляется для бетонных блоков и других целей.

Игнимбриты. Подобно туфам, это важные горные породы, и они тоже применяются в строительном деле. Благодаря наличию в игнимбритах цветовых оттенков они также могут идти на облицовку зданий. Но сколько вызвали споров эти горные породы! Он разгорелся по поводу происхождения игнимбритов. Но в конце концов страсти улеглись, а многие мнения сблизились.

Игнимбриты стали широко известны после катастрофического извержения вулкана Катмай, которое произошло в 1912 г. При этом извержении было выброшено огромное количество раскаленного и мелкодробленого материала. Тучей огненного ливня были засыпаны громадные просторы, превращенные в пустыню. Выпавшие частицы спаялись, спеклись, образовав участками монолитные толщи. Отсюда возник и сам термин — «ипшмбриты», что означает по-латыни «палящая туча» или «огненный ливень» (ignis — «огонь», imbris — «ливень»).

Игнимбриты, возникшие в недавнее время имеются на Камчатке и Курильских островах.

Выше говорилось лишь о тех горных породах, которые непосредственно поступают на поверхность Земли при вулканических извержениях. Однако, попав на ее поверхность, они не остаются в покое, все время видоизменяются, преобразуются. Причин для этого много. Иа поверхности Земли они попадают под воздействие таких внешних факторов, как вода, ветер, тепло и холод. Вслед за изверженными породами поступает огромное количество газов и термальных вод, могущих преобразовать горные породы до неузнаваемости. Термальные воды ежедневно видоизменяют многие тысячи тонн горных пород. В результате нередко образуются другие породы, совсем не похожие на первоначальные. Вынос из вулканических пород некоторых компонентов приводит к образованию осадочных пород — глинистых толщ, накоплению известняков и других разновидностей, казалось бы очень далеких от пород первичных. Но и на этом дальнейшее преобразование не прекращается. Осадочные толщи уплотняются, попадая в более глубокие горизонты Земли, подвергаются разогреву и в конце концов вновь превращаются в магму. Такой круговорот повторяется много раз, но промежуток времени между циклами измеряется сотнями миллионов лет.



   

Похожие материалы сайта:
  • Формы вулканов
  • Вулканические дайки
  • Вулканы Камчатки: Ключевская сопка
  • Вулканы Камчатки. Их достоинства.
  • Вулкан Ичинский
  • Все для геолога. Камни, минералы, полезные ископаемые, горные породы. » Интересные материалы » Породы камней