Диагностические признаки горных пород

Все горные породы характеризуются определенными особенностями строения и физическими свойствами, отражающими условия их образования и изменения и наряду с составом играют важную роль в диагностике.

1. Особенности строения

Структурой горной породы называется совокупность ее признаков, определяемых формой, размерами и взаимным расположением отдельных компонентов породы – минеральных зерен, участков стекла, обломков пород, фрагментов растительных тканей и т.п. В понятие структуры входят: степень кристалличности породы, размеры кристаллических зерен, их форма, способ сочетания друг с другом, характер их поверхности.

Главными структурами магматических пород являются: тонко-, мелко-, средне-, крупно- и гигантозернистая; равномерно- и неравномернозернистая; порфировидная (с крупными вкрапленниками – порфировыми выделениями, погруженными в более мелкозернистую основную массу); стекловатая, порфировая (с вкрапленниками минералов, погруженными в не полностью раскристаллизованную, содержащую стекло основную массу); фельзитовая (скрытозернистая), представляющая начальную стадию расстеклования кислых излившихся пород и т.д. В отличие от порфировой структуры афировой называется структура эффузивных или жильных пород, лишенных вкрапленников. Афанитовой называется структура пород, в которых зерна невооруженным глазом неразличимы (скрытокристаллическая структура). Из особых структур отметим пегматитовую (графическую), характерную для своеобразных кварцево-полевошпатовых прорастаний в гранитных пегматитах. Весьма характерны также офитовая и диабазовая структуры, типичные для гипабиссальных интрузивных пород основного состава (базальты, диабазы и др.).

Среди структур метаморфических пород, связанных с процессами перекристаллизации вещества (группа бластовых структур), отмечаются: гранобластовая (с преобладающей изометричной формой зерен минералов), лепидобластовая (с пластинчатой или чешуйчатой формой большинства зерен), нематобластовая (с шестоватой, столбчатой формой зерен), фибробластовая (с волокнистой, игольчатой формой зерен), порфиробластовая (с крупными выделениями новообразованных минералов в основной ткани породы). В порфировидных, порфировых и порфиробластовых породах приходится раздельно характеризовать вкрапленники (порфировые выделения или порфиробласты) и основную массу породы.

Структуры осадочных пород чрезвычайно разнообразны; они при необходимости указываются при описании отдельных разновидностей пород.

Текстурой горной породы называется совокупность признаков, определяющих внешний облик породы, обусловленных особенностями расположения и соотношений между собой целых минеральных агрегатов. Таким образом, для определения структуры имеет значение характеристика отдельных зерен, а для определения текстуры – минеральных агрегатов, слагающих отдельные участки породы.

Среди текстур горных пород ведущее значение имеют массивная (однородная), параллельная (слоистая, сланцеватая и др.), флюидальная (со следами течения в стекловатых вулканических породах) и группа такситовых (с неравномерным, неправильным расположением участков различной структуры) текстур. Для эффузивных пород отмечаются такие своеобразные текстуры, как шлаковая, пузыристая, миндалекаменная, перлитовая и др.

Большинству метаморфических пород свойственны сланцеватость (сланцеватая текстура), обусловленная параллельной ориентировкой пластинчатых и чешуйчатых выделений минералов; полосатая (полосчатая) текстура, выраженная в чередовании полос различного состава и (или) структуры, и плойчатая текстура, связанная с развитием весьма мелких складок и гофрировки поверхностей сланцеватости. Специфическими текстурами метаморфических пород являются узловатая и очковая текстуры, определяемые присутствием относительно крупных округлых или линзовидных включений минералов и их агрегатов в сланцеватой основной ткани.

Степень однородности сложения пород имеет большое значение для их диагностики. Текстуры и структуры горных пород определяются отчасти макроскопически (на глаз), но значительная их часть, это особенно касается структур, устанавливается только под микроскопом.

2. Физические свойства

Цвет для определения горных пород не столь важен, как для определения минералов. Более существенным признаком, чем оттенок цвета, для пород служит интенсивность их окраски, т.е. тот факт, является ли данная порода темной (меланократовой), светлой (лейкократовой) или промежуточной (мезократовой). Необходимо указывать количественное соотношение темноцветных (биотит, роговая обманка, пироксены, оливин и др.) и светлых (полевые шпаты, кварц, нефелин и др.) породообразующих минералов, что особенно важно для характеристики магматических пород.

Блеск как диагностический признак характерен лишь для некоторых горных пород, преимущественно аморфных (стекловидных) или сланцеватых (богатых чешуйчатыми либо волокнистыми минералами). Но в этих сравнительно немногочисленных случаях такой характерный блеск, как смолистый, стеклянный, жирный, перламутровый, металловидный, алмазный, приобретает часто очень важное диагностическое значение.

Прочность. По этому признаку горные породы разделяются на следующие категории:

1) рыхлые (сыпучие) породы; легко распадаются на слагающие их частицы и растираются между пальцами. При ударе тупым концом молотка в них образуется значительное углубление;

2) слабо связанные (уплотненные) породы; разламываются руками, частично растираются пальцами. При ударе тупым концом молотка в них образуется незначительное углубление;

3) прочно связанные (каменистые) породы; не разламываются руками. Заметное углубление образуется при ударе лишь острым концом молотка или не образуется вовсе. Среди последней категории различают также вязкие и хрупкие породы. Первые раскалываются молотком вообще с большим трудом, вторые разлетаются на мелкие осколки.

Твердость горных пород определяется твердостью главных породообразующих минералов. Для диагностики достаточно различать породы низкой твердости – чертятся ногтем; средней твердости – чертятся ножом или стальной иглой; твердые – нож и игла царапины не оставляют, кварц оставляет царапину; весьма твердые – кварц не оставляет царапины или весьма слабо чертит породу.

Плотность горных пород. Следует различать тяжелые (с удельным весом порядка 5,0 г/см³ и выше), средние (с удельным весом 2,9–5,0 г/см³) и легкие (удельный вес менее 2,9 г/см³) породы.

Отдельность – это способность горных пород разбиваться по трещинам по определенным закономерным направлениям с образованием кусков характерной формы. У осадочных пород трещины отдельности обычно совпадают с напластованием (пластовая отдельность) или перпендикулярны ей. У метаморфических пород отдельность часто параллельна сланцеватости. Для магматических пород характерна контракционная столбчатая отдельность, перпендикулярная поверхности лавовых потоков, а также глыбовая или концентрически-скорлуповатая шаровая отдельность. Интрузивные породы, как правило, также обладают контракционной отдельностью, образующейся в результате сокращения объема интрузивных тел при охлаждении. Эта отдельность, параллельная поверхности кровли интрузивных тел, бывает матрацевидной или плитообразной.