Страница полузащищенная
Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено с Stones )
Перейти к навигации Перейти к поиску

"Скалы" и "Камень" перенаправляются сюда. Для использования в других целях, см Скала (значения) и Камень (значения) .

Часть серии по
Геология
WikiProject Geology.svg
Изучение состава, структуры и истории твердой земли
Ключевые компоненты
Законы, принципы, теории

Темы


  • Состав
  • Структуры рельефа
  • Геологическая история
Исследовать
Приложения
Планетарная геология
  • Списки геологических особенностей Солнечной системы
  • Геология солнечных планет земной группы
  • По планете и телу
  • Меркурий
  • Венера
  • Луна
  • Марс
  • Веста
  • Церера
  • Ио
  • Титан
  • Плутон
  • Харон
  •  Геологический портал
  • v
  • т
  • е
Гранд - Каньон представляет собой разрез через слои осадочных пород.

Порода представляет любая встречающаяся в природе твердая масса или совокупности минералов или минералоид вещества. Он классифицируется по минералам, химическому составу и способу образования. Камни образуют внешний твердый слой Земли, кору и большую часть ее внутренней части, за исключением жидкого внешнего ядра и очагов магмы в астеносфере .

Породы обычно делятся на три основные группы: магматические породы , осадочные породы и метаморфические породы . Магматические породы образуются, когда магма остывает в земной коре или лава остывает на поверхности земли или морского дна. Осадочные породы образуются диагенезом или литификацией из отложений , которые в своей очереди , образованных к атмосферным воздействиям , транспортировка и осаждение существующих пород. Метаморфические породы образуются, когда существующие породы подвергаются воздействию таких высоких давлений и температур, что они трансформируются - что происходит, например, когда континентальные плитыстолкнуться. [1] : 31–33, 134–139.

Научное изучение характера и происхождения горных пород называется петрологией , которая является важным разделом геологии . [2]

Классификация

Смотрите также: Формирование горных пород
Рок обнажение вдоль горного ручья возле Orosi , Коста - Рика .

Камни состоят в основном из зерен минералов, которые представляют собой твердые кристаллические вещества, образованные из атомов, химически связанных в упорядоченную структуру. [3] : 3 Некоторых породы также содержит минералоид , которые являются жесткими, минерально-подобными веществами, такими как вулканическое стекло , [4] : 55,79 , что испытывает недостаток кристаллической структуры. Типы и содержание минералов в породе определяются способом, которым она образовалась.

Большинство горных пород содержат силикатные минералы , соединения, которые включают тетраэдры кремнезема в свою кристаллическую решетку , и составляют около одной трети всех известных минеральных видов и около 95% земной коры . [5] Доля кремнезема в горных породах и минералах является основным фактором, определяющим их названия и свойства. [6]

Породы классифицируются по таким характеристикам, как минеральный и химический состав, проницаемость , текстура составляющих частиц и размер частиц . Эти физические свойства являются результатом процессов, которые сформировали горные породы. [4] С течением времени горные породы могут трансформироваться из одного типа в другой, как описано в геологической модели, называемой циклом горных пород . Это преобразование дает три основных класса горных пород: магматические , осадочные и метаморфические .

Эти три класса подразделяются на множество групп. Однако между родственными породами нет жестких границ. Увеличивая или уменьшая пропорции своих минералов, они переходят от одного к другому; Таким образом, можно проследить, чтобы отличительные структуры одного вида горных пород постепенно переходили в структуры другого. Следовательно, определения, принятые в названиях горных пород, просто соответствуют выбранным точкам в непрерывно градуированном ряду. [7]

Вулканическая порода

Основная статья: Магматическая порода
Образец магматического габбро

Магматические породы (производным от латинского слова Igneus, что означает огня, от Ignis означает огонь) [8] формируется за счет охлаждения и затвердевания из магмы или лавы . Эта магма может быть получена из частичных расплавов ранее существовавших пород либо в планете «s мантии или коре . Обычно плавление горных пород вызывается одним или несколькими из трех процессов: повышением температуры, понижением давления или изменением состава. [9] : 591–599

Магматические породы делятся на две основные категории:

  • Плутонические или интрузивные породы возникают, когда магма охлаждается и медленно кристаллизуется в земной коре . Распространенный пример этого типа - гранит .
  • Вулканические или экструзивные породы возникают в результате того, что магма достигает поверхности в виде лавы или обломочных выбросов , образуя минералы, такие как пемза или базальт . [4]

Магмы имеют тенденцию становиться богаче кремнеземом по мере того, как они поднимаются к поверхности Земли, этот процесс называется дифференциацией магмы . Это происходит как потому, что минералы с низким содержанием кремнезема кристаллизуются из магмы, когда она начинает охлаждаться ( серия реакций Боуэна ), так и потому, что магма ассимилирует часть породы земной коры, через которую она поднимается (вмещающая порода ), а порода земной коры обычно имеет высокое содержание. кремнезем. Таким образом, содержание кремнезема является наиболее важным химическим критерием для классификации вулканических пород. [6] Следующим по важности является содержание оксидов щелочных металлов . [10]

Около 65% земной коры по объему состоит из магматических пород. Из них 66% составляют базальт и габбро , 16% - гранит, 17% - гранодиорит и диорит . Только 0,6% составляют сиениты и 0,3% - ультраосновные . Океаническая кора составляет 99% базальт, который является магматической породой мафической композиции. Гранит и подобные породы, известные как гранитоиды , преобладают в континентальной коре . [11] [12]

Осадочная порода

Основная статья: Осадочные породы
Осадочный песчаник с полосами оксида железа

Осадочные породы образуются на поверхности земли в результате накопления и цементирования фрагментов более ранних пород, минералов и организмов [13] или в виде химических осадков и органических наростов в воде ( седиментация ). Этот процесс вызывает осаждение и накопление обломочных отложений (куски породы) или органических частиц ( детрит ) или химическое осаждение минералов ( эвапорит ) из раствора . Затем твердые частицы уплотняются и цементируются при умеренных температурах и давлениях ( диагенез ). [4] : 265–280[14] : 147–154

Перед отложением отложения образуются в результате выветривания более ранних пород в результате эрозии в области источника, а затем переносятся к месту отложения водой , ветром , льдом , движением масс или ледниками (агенты денудации ). [4] Около 7,9% коры по объему состоит из осадочных пород, 82% из которых составляют сланцы, а остальная часть состоит из известняка (6%), песчаника и аркозов (12%). [12] Осадочные породы часто содержат окаменелости.. Осадочные породы образуются под действием силы тяжести и обычно откладываются в горизонтальных или близких к горизонтальным слоям или пластам и могут называться стратифицированными породами. [15]

Метаморфическая порода

Основная статья: Метаморфическая порода
Метаморфический полосчатый гнейс

Метаморфические породы образуются при воздействии на любой тип породы - осадочную породу, вулканическую породу или другую более древнюю метаморфическую породу - условий температуры и давления, отличных от тех, в которых была образована первоначальная порода. Этот процесс называется метаморфизмом , что означает «изменение формы». Результат - глубокое изменение физических свойств и химического состава камня. Исходная порода, известная как протолит , превращается в другие минеральные типы или другие формы тех же минералов путем перекристаллизации . [4]Температура и давление, необходимые для этого процесса, всегда выше, чем у поверхности Земли: температуры от 150 до 200 ° C и давление выше 1500 бар. [16] Метаморфические породы составляют 27,4% коры по объему. [12]

Три основных класса метаморфических пород основаны на механизме образования. Вторжение магмы, которая нагревает окружающую породу, вызывает контактный метаморфизм - преобразование с преобладанием температуры. Метаморфизм под давлением происходит, когда отложения залегают глубоко под землей; давление преобладает, а температура играет меньшую роль. Это называется метаморфизмом погребений, и в результате могут возникать такие породы, как нефрит . Механизм, в котором играют роль и тепло, и давление, называется региональным метаморфизмом. Обычно это встречается в горных регионах. [6]

В зависимости от строения метаморфические породы делятся на две основные категории. Те, которые обладают текстурой, называются слоистыми ; остальные называются нефралоистыми. Затем название породы определяется на основе типов присутствующих минералов. Сланцы - это слоистые породы, которые в основном состоят из пластинчатых минералов, таких как слюды . Гнейсовые имеют видимые полосы различной легкость , с общим примером являются гранитогнейсами. Другие разновидности слоистых пород включают сланцы , филлиты и милонит . К знакомым примерам нелистовых метаморфических пород относится мрамор., тальковый камень и змеевик . Эта ветвь содержит кварцит - метаморфизованную форму песчаника - и роговики . [6]

Человеческое использование

Церемониальная пирамида из камней, овоо , из Монголии.
Урановый рудник Ми Вида недалеко от Моава, Юта
Повышенная грядка из натурального камня

Использование камня оказало огромное влияние на культурное и технологическое развитие человечества. Камень использовался людьми и другими гоминидами не менее 2,5 миллионов лет . [17] Литическая технология отмечает некоторые из старейших и постоянно используемых технологий. Добыча породы для его металлического содержания была одним из наиболее важных факторов развития человека, и прогрессировала с разной скоростью в разных местах, в частности , из-за видом металлов доступного из породы региона.

Строительство

Породы сильно различаются по прочности: от кварцитов, имеющих предел прочности на разрыв более 300 МПа [18], до осадочных пород, настолько мягких, что их можно крошить голыми пальцами (то есть они хрупкие ). [19] (Для сравнения, конструкционная сталь имеет предел прочности на разрыв около 350 МПа. [20] ) Относительно мягкая, легко обрабатываемая осадочная порода была добыта для строительства еще в 4000 г. до н.э. в Египте, [21] и камень использовался для строительства укрепления во Внутренней Монголии еще в 2800 г. до н. э. [22] Мягкая порода, туф , распространена в Италии и у римлян.использовал его для строительства многих зданий и мостов. [23] Известняк широко использовался в строительстве в Средние века в Европе [24] и оставался популярным в 20 веке. [25]

Добыча

Основная статья: Горное дело

Горное дело - это добыча ценных минералов или других геологических материалов из земли, из рудного тела, жилы или пласта . [26] Термин также включает удаление почвы. Материалы, извлекаемые при добыче полезных ископаемых, включают цветные металлы , драгоценные металлы , железо , уран , уголь , алмазы , известняк , горючие сланцы , каменную соль , калий , строительный заполнитель и размерный камень. Горнодобывающая промышленность необходима для получения любого материала, который нельзя выращивать в сельскохозяйственных процессах или создавать искусственно в лаборатории или на фабрике . Горная промышленность в более широком смысле включает добычу любых ресурсов (например, нефти , природного газа , соли или даже воды ) из земли. [27]

Добыча горных пород и металлов велась с доисторических времен. Современные процессы добычи полезных ископаемых включают разведку месторождений полезных ископаемых, анализ потенциальной прибыли предлагаемого рудника, добычу требуемых материалов и, наконец, рекультивацию земли для подготовки ее для других целей после прекращения добычи. [28]

Горные процессы могут оказывать негативное воздействие на окружающую среду как во время горных работ, так и в течение многих лет после их прекращения. Эти потенциальные воздействия привели к тому, что большинство стран мира приняли правила для управления негативными последствиями горных работ. [29]

Смотрите также

  • Строительный материал
  • История Земли
  • Шкала геологического времени
  • Геоморфология
  • Боулдер
  • Список типов горных пород
  • Самый старый рок
  • Каменная промышленность

Рекомендации

  1. ^ Лилли, Роберт Дж. (2005). Парки и тарелки: геология наших национальных парков, памятников и побережий (1-е изд.). Нью-Йорк: У.В. Нортон. ISBN 0393924076.
  2. ^ Харбо, Джон В .; Виндли, Брайан Фредерик. «Геология» . Британская энциклопедия . Проверено 15 апреля 2019 .
  3. ^ Нессе, Уильям Д. (2000). Введение в минералогию . Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. ISBN 9780195106916.
  4. ^ Б с д е е Blatt, Харви; Трейси, Роберт Дж. (1996). Петрология (2-е изд.). WH Freeman. ISBN 978-0-7167-2438-4.
  5. ^ Хайнен, Воутер; Олер, Джон Х. (1979). «Эволюционные аспекты биологического участия в круговороте кремнезема» . In Trudinger, PA; Свейн, ди-джей (ред.). Биогеохимический круговорот минералообразующих элементов . Амстердам: Эльзевир. п. 431. ISBN. 9780080874623. Проверено 13 апреля 2020 .
  6. ^ a b c d Уилсон, Джеймс Роберт (1995), Путеводитель для коллекционеров по местонахождению горных пород, минералов и окаменелостей Юты , Геологическая служба Юты, стр. 1–22, ISBN 978-1-55791-336-4, архивировано 19 ноября 2016 года.
  7. ^  Одно или несколько предыдущих предложений включают текст из публикации, которая сейчас находится в общественном достоянии :  Flett, John Smith (1911). « Петрология ». В Чисхолме, Хью (ред.). Британская энциклопедия . 21 (11-е изд.). Издательство Кембриджского университета. п. 327.
  8. ^ " " изверженный, прил. " " . OED Online . Издательство Оксфордского университета. Март 2021 . Проверено 17 апреля 2021 года . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
  9. ^ Филпоттс, Энтони Р .; Агу, Джей Дж. (2009). Основы магматической и метаморфической петрологии (2-е изд.). Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. ISBN 9780521880060.
  10. ^ Ле Мэтр, RW; Streckeisen, A .; Zanettin, B .; Le Bas, MJ; Bonin, B .; Bateman, P .; Bellieni, G .; Дудек, А .; Ефремова, С .; Keller, J .; Lamere, J .; Sabine, PA; Schmid, R .; Соренсен, H .; Woolley, AR, ред. (2002). Магматические породы: классификация и глоссарий терминов, Рекомендации Международного союза геологических наук, Подкомиссия по систематике магматических пород (2-е изд.). Издательство Кембриджского университета. ISBN 0-521-66215-X.
  11. ^ Конди, Кент С. (2015). Тектоника плит и эволюция земной коры (2-е изд.). Нью-Йорк: Пергамон. п. 68. ISBN 9781483100142. Проверено 13 апреля 2020 .
  12. ^ a b c Бухер, Курт; Виноград, Родни (2011), Петрогенезис метаморфических пород , Гейдельберг: Springer, стр. 23–24, ISBN 978-3-540-74168-8, архивировано 19 ноября 2016 года.
  13. ^ Gilluly, Джеймс (1959). Основы геологии . WH Freeman.
  14. Перейти ↑ Boggs, Sam (2006). Основы седиментологии и стратиграфии (4-е изд.). Река Аппер Сэдл, Нью-Джерси: Пирсон Прентис Холл. ISBN 0131547283.
  15. ^ Монро, Джеймс С .; Викандер, Рид (2008). Изменяющаяся Земля: Изучение геологии и эволюции (5-е изд.). Бельмонт, Калифорния: Брукс / Коул. п. 438. ISBN 9780495554806. Проверено 13 апреля 2020 .
  16. ^ Блатт, Харви и Роберт Дж. Трейси, Петрология , WHFreeman, 2-е изд., 1996, стр. 355 ISBN 0-7167-2438-3 
  17. ^ Уильям Хэвиленд, Дана Уолрат, Харальд Принс, Банни Макбрайд, Эволюция и предыстория: Человеческий вызов , стр. 166
  18. ^ Амадей, Б. "Прочностные характеристики горных пород и горных массивов" (PDF) . Гражданское, экологическое и архитектурное проектирование . Университет Колорадо в Боулдере . Проверено 18 апреля 2021 года .
  19. ^ Джексон, Джулия А., изд. (1997). «Рыхлый». Глоссарий геологии (Четвертое изд.). Александрия, Вирджиния: Американский геологический институт. ISBN 0922152349.
  20. ^ Bjorhovde, Reidar (2004). «Разработка и использование стали с высокими эксплуатационными характеристиками». Журнал исследований конструкционной стали . 60 (3–5): 393–400. DOI : 10.1016 / S0143-974X (03) 00118-4 .
  21. ^ Klemm, Dietrich D .; Клемм, Розмари (2001). «Строительные камни Древнего Египта - дар его геологии». Журнал африканских наук о Земле . 33 (3–4): 631–642. DOI : 10.1016 / S0899-5362 (01) 00085-9 .
  22. ^ Шелах, Гидеон; Рафаэль, Кейт; Яффе, Ицхак (2011). «Санцзуодянь: структура, функции и социальное значение первых каменных укреплений в Китае». Античность . 85 (327): 11–26. DOI : 10.1017 / S0003598X00067405 .
  23. ^ Джексон, Мэриленд; Marra, F .; Hay, RL; Cawood, C .; Винклер, Э.М. (2005). «Разумный выбор и сохранение строительного камня из туфа и травертина в Древнем Риме *». Археометрия . 47 (3): 485–510. DOI : 10.1111 / j.1475-4754.2005.00215.x .
  24. ^ Ашерст, Джон; Даймс, Фрэнсис Г. (1998). Консервация строительного и декоративного камня . Баттерворт-Хайнеманн. п. 117. ISBN 978-0-7506-3898-2.
  25. ^ «Добро пожаловать в город известняка» . Архивировано 20 февраля 2008 года . Проверено 13 февраля 2008 года .
  26. ^ Gajul, Шекхар (28 июля 2018). «Ключевые игроки рынка подземного горного оборудования в 2017 году, доля, проблемы, размер отрасли, возможности роста и прогноз до 2021 года» . Книга журналиста .
  27. ^ Ботин, JA, изд. (2009). Устойчивое управление горными работами . Денвер, Колорадо: Общество горнодобывающей, металлургической и геологоразведочной промышленности. ISBN 978-0-87335-267-3.
  28. ^ Уилсон, Артур (1996). Живая скала: история металлов с древнейших времен и их влияние на развивающуюся цивилизацию . Кембридж, Англия: издательство Woodhead Publishing . ISBN 978-1-85573-301-5.
  29. ^ Терраскоп. «Экологические риски добычи полезных ископаемых» . Будущее стратегических природных ресурсов . Кембридж, Массачусетс: Массачусетский технологический институт . Архивировано 20 сентября 2014 года . Проверено 10 сентября 2014 года .

Внешние ссылки

  • Скалы в Викиучебнике
  • СМИ, связанные с камнями, на Викискладе?
  • Словарное определение рока в Викисловаре