Skały: znaczenie i klasyfikacja skał
Skały są głównym składnikiem skorupy ziemskiej. Kamień można określić jako dowolną masę naturalnego złoża obecnego w stałej masie skorupy ziemskiej.
Większość skał zbudowana jest z kruszyw mineralnych. Te minerały są określane jako minerały tworzące skały. Minerał to naturalnie występująca substancja nieorganiczna (tj. Mająca nieżywą bazę) posiadająca określone właściwości fizyczne, określony skład chemiczny i określoną strukturę atomową.
Wiele minerałów ma tendencję do tworzenia kryształów, które są ograniczone płaskimi powierzchniami ułożonymi w regularny i symetryczny sposób. Niektóre właściwości fizyczne, takie jak rozszczepienie, twardość, ciężar właściwy i kolor są użyteczne w identyfikacji minerałów. Zazwyczaj minerały składają się z dwóch lub więcej niż dwóch pierwiastków, ale niektóre minerały mają tylko jeden pierwiastek. Na przykład siarka, grafit, złoto itp. Są nazywane jednoelementowymi minerałami.
Większość minerałów to tlenki, krzemiany i węglany. Odsetek różnych pierwiastków obecnych w skorupie ziemskiej pokazano na ryc. 1.39.
Ze względu na pochodzenie skały można sklasyfikować jako skały magmowe, osadowe i metamorficzne.
Niektóre minerały formujące skały:
1. Skaleń:
Połowa skorupy składa się ze skaleni. Ma jasną barwę, a jej głównymi składnikami są krzem, tlen, sód, potas, wapń, aluminium. Ma trzy typy: ortoklazę, plagioklazę, mikrolinę.
2. Kwarc:
Ma dwa elementy, krzem i tlen. Ma heksagonalną strukturę krystaliczną. Jest nieoczyszczony, biały lub bezbarwny. Pęknie jak szkło i jest obecny w piasku i granicie. Jest on używany do produkcji radia i radaru,
3. Pyroxene:
Jest to minerał o zielonym lub matowym, czarnym połysku. Wapń, aluminium, magnez, żelazo, krzemionka są jego głównymi składnikami.
4. Amphibole:
Włóknisty minerał o heksagonalnej strukturze, który ma zielony lub czarny połyskujący wygląd. Jego głównymi składnikami są wapń, magnez, żelazo, aluminium, magnez, żelazo, krzemionka.
6. Olivine:
Jego składnikami są magnez, żelazo, krzemionka itp. Jest to szklisty, zielony lub żółty minerał o krystalicznej strukturze.
7. Apatyt:
Złożony związek zawierający fosforan wapnia. Jest czerwony, brązowy, żółty lub zielony. Z niego powstaje fosfor i fluor.
8. Baryt:
Jest siarczanem baru i ma biały lub brązowy kolor. Ma strukturę krystaliczną.
9. Boksyt:
Wodny tlenek aluminium, to ruda aluminium. Jest niekrystaliczny i występuje w małych peletkach.
10. Kalcyt:
Ważnym składnikiem wapienia, kredy i marmuru jest węglan wapnia. Jest biały lub bezbarwny.
11. Chloryt:
Jest to uwodniony magnez, żelazo, krzemian glinu. Ma rozszczepioną strukturę.
12. Cinnabar:
Jest to siarczek rtęci i pochodzi z niego rtęć. Ma brązowawy kolor.
13. Korund:
Jest tlenkiem glinu i występuje w postaci rubinu i szafiru. Ma strukturę sześciokątną.
14. Dolomit:
Podwójny węglan wapnia i magnezu stosowany jest w cementowniach oraz w hutnictwie żelaza i stali. Jest w kolorze białym.
15. Galena:
Jest to siarczan ołowiu i pochodzi z niego ołów.
16. Gips:
Jest to uwodniony siarczan wapnia stosowany w przemyśle cementowym, nawozowym i chemicznym.
17. Haematyt:
Jest to czerwona ruda żelaza.
18. Kaolinit:
Glina chińska, to w zasadzie krzemian glinu.
19. Magnezyt:
Jest węglanem magnezu i ma strukturę niekrystaliczną.
20. Magnetyt:
Jest to czarna ruda żelaza (lub tlenek żelaza).
21. Piryt:
To jest siarczek żelaza. Otrzymuje się z tego żelazo i kwas siarkowy.
Skały magmowe:
Ogniste skały (ignis po łacinie oznacza ogień) to skały powstałe w wyniku krzepnięcia stopionego materiału (magmy) pochodzącego z skorupy ziemskiej. Dzieje się tak, gdy stopiona materia albo ochładza się po dotarciu do powierzchni ziemi, albo w szczelinach i pustkach ziemi. Różne klasyfikacje skał magmowych są możliwe przy zastosowaniu różnych kryteriów.
A. Na podstawie miejsca i czasu potrzebnego na ochłodzenie roztopionej materii skały magmowe można podzielić na trzy typy:
1. Skały plutoniczne:
(Po Plutonie, rzymskim bogu podziemi). Czasami płynna materia nie jest w stanie dotrzeć do powierzchni i zamiast tego bardzo powoli schładza się na dużych głębokościach. Powolne chłodzenie pozwala formować duże kryształy. Granit jest typowym przykładem. Te skały pojawiają się na powierzchni tylko po podniesieniu i złagodzeniu.
2. Lawa lub skały wulkaniczne:
(Po Vulcan, rzymskim bogu ognia). Powstają one przez szybkie ochłodzenie lawy wyrzucanej podczas erupcji wulkanu. Szybkie schładzanie zapobiega krystalizacji, w wyniku czego takie skały są drobnoziarniste. Bazalt jest typowym przykładem. Pułapki Dekanu w regionie półwyspu mają pochodzenie bazaltowe. (Ryc. 1.40)
3. Hypabyssal lub Dyke Rocks:
Skały te zajmują pozycję pośrednią między głęboko osadzonymi ciałami plutonicznymi a przepływami lawy na powierzchni. Skały dykowe mają strukturę półkrystaliczną. (Ryc. 1.41)
B. W oparciu o ich skład chemiczny skały magmowe mogą być czterech rodzajów:
1. Bazalt, Diorite i Tachylite:
Te krystaliczne, półkrystaliczne i szkliste formy skał magmowych składają się z wapna, krzemianów żelazomagnezu i zmniejszonej ilości tlenków żelaza.
2. Silicon Rocks:
Zawierają więcej krzemionki, ale mniej żelaza, wapna i magnezu. Tonalit, kwarc i dakit to krystaliczne, półkrystaliczne i szkliste odmiany tego typu.
3. Alkaliczne skały:
W skałach tych przeważają alkalia, a skały te występują w różnych formach - dioryt, porfiryt i andezyt.
4. Peridotyt:
Jest to krystaliczna skała złożona z żelazomagnezu, krzemianów i tlenków.
C. Skały magmowe mogą być dwojakiego rodzaju, jeśli za podstawę uznaje się obecność rodnika kwasotwórczego, krzemu:
1. Kwasowe skały:
Charakteryzują się one wysoką zawartością krzemionki - do 80 procent, a reszta jest podzielona na aluminium, alkalia, magnez, sód, potas, tlenek żelaza, wapno. Skały te stanowią sielską część skorupy. Z powodu nadmiaru krzemu, kwaśna magma szybko się ochładza, a zatem nie przepływa i nie rozprzestrzenia się daleko. Wysokie góry są utworzone z tego rodzaju skał. Skały te mają mniejszą zawartość cięższych minerałów, takich jak żelazo i magnez, dlatego mają blady kolor i zwykle zawierają kwarc i skaleń. Kwaśne skały są twarde, zwarte, masywne i odporne na warunki atmosferyczne. Granit jest typowym przykładem.
2. Podstawowe skały:
Skały te są ubogie w krzemionkę (około 40 procent); zawartość tlenku magnezu wynosi do 40 procent, a pozostałe 40 procent jest rozprowadzane na tlenku żelaza, wapnie, glinie, alkaliach, potasie itp. Ze względu na niską zawartość krzemionki materiał macierzysty takich skał chłodzi się powoli, a zatem przepływa i rozprzestrzenia się daleko. .
Ten przepływ i chłodzenie prowadzi do płaskowyżów. Obecność ciężkich pierwiastków nadaje tym skałom ciemny kolor. Bazalt jest typowym przykładem, inne to gabro i doliteryt. Nie bardzo trudne, skały te są stosunkowo łatwo zwietrzałe.
D. Na podstawie tekstury, skały magmowe można podzielić na różne typy (teksturę skały pokazuje rozmiar, kształt i rozmieszczenie minerałów składowych).
1. Gruboziarniste skały są wynikiem powolnego chłodzenia magmy, np. Granitu.
2. Drobnoziarniste skały wytwarzane są przez szybkie chłodzenie, np. Bazalt.
3. Glassy Rocks są wynikiem wyjątkowo szybkiego chłodzenia.
4. Skały porfiryczne mają kryształy o dwóch różnych rozmiarach - duże kryształy są znane jako fenokryształy i leżą w drobnoziarnistym lub szklistym podłożu.
5. Ophitic Rocks mają inną charakterystyczną teksturę zwaną ophitic, która jest powszechna w doleritach.
E. Na koniec, w oparciu o formę, jaką stopiona magma uzyskuje po schłodzeniu, skały magmowe można podzielić na kilka typów:
1. Wanny bolityczne:
Kiedy stopiona magma rozprzestrzenia się na szerokim obszarze przecinając różne warstwy, jest znana jako batholith. Czasami batholiths są narażone na ziemi.
2. Lacoliths:
Kiedy kwasowa magma szybko schładza się, staje się utwardzana w zwykłych temperaturach. Kolejne naciśnięcie od dołu nadaje mu wygląd domowy. To są lakolity.
3. Lapolith:
Wklęsła odmiana batholith.
4. Phacolith:
Kiedy zestalona magma nabiera formy przypominającej falę, nazywana jest phakolith.
5. Arkusz:
Kiedy stopiona magma stygnie w cienkich poziomych warstwach równoległych do powierzchni, nazywa się ją arkuszem.
6. Sill:
Jeśli arkusz jest gruby, nazywa się to parapetem.
7. Szef:
Kiedy stopiona magma stygnie w cienkich poziomych warstwach równoległych do powierzchni, nazywa się ją arkuszem.
8. Grobla:
Jeśli powyższy kąt wynosi 90 s, nazywa się to groblą.
9. Wulkaniczny:
Szyja Zestalona lawa w postaci walca znajduje się w postaci zatyczek w otworach wulkanów i znana jest jako wulkaniczna szyja. (Ryc. 1.42)
Ogólna charakterystyka skał magmowych:
1. Wszystkie skały magmowe pochodzą z magmy; każdy typ inwazyjny ma ekstrudujący odpowiednik.
2. Skały te są wykonane z kryształów o różnych rozmiarach i kształtach.
3. Skały te są zwarte, masywne, nielakierowane i mają połączenia, które są słabymi punktami otwartymi na działanie mechanicznych warunków atmosferycznych.
4. Skały magmowe, o ich pochodzeniu w warunkach wysokiej temperatury, są nieporowate.
5. Chociaż zasadniczo nieprzepuszczalne, skały magmowe są mechanicznie zwietrzałe.
Ekonomiczne znaczenie skał magmowych:
Ponieważ magma jest głównym źródłem rud metali, wiele z nich jest powiązanych ze skałami magmowymi. Minerały o dużej wartości ekonomicznej występujące w skałach magmowych to: żelazo magnetyczne, nikiel, miedź, ołów, cynk, chromit, mangan, złoto, diament i platyna.
Metale te mają wielką wartość w przemyśle metalurgicznym współczesności. Amygdale to pęcherzyki w kształcie migdałów uformowane w bazalcie z powodu wydostawania się gazów i wypełnione minerałami. Wiele metali pochodzi ze skrystalizowanych minerałów, zwykle wypełniających szczeliny w skałach. Stare skały wielkiego półwyspu indyjskiego są bogate w te skrystalizowane minerały lub metale. Wiele skał magmowych, takich jak granit, jest wykorzystywanych jako materiał budowlany, ponieważ mają one piękne odcienie.
Skały osadowe:
Skały osadowe pokrywają 75 procent powierzchni Ziemi, ale objętościowo zajmują tylko 5 procent
skorupy ziemskiej. Oznacza to, że nie są one tak ważne jak skały magmowe w głębi ziemi.
Skały sedymentacyjne lub detrytyczne to skały utworzone przez osadzanie się materiałów stałych przenoszonych w zawiesinie przez środki transportujące. Ponieważ sedymentacja jest faworyzowana przez wodę, większość skał osadowych została uformowana pod wodą. Wiatr jest kolejnym środkiem transportu; less jest jednym z przykładów drobnego piasku przenoszonego przez wiatr i osadzonego w skałach osadowych przenoszonych przez wiatr, jak w północno-zachodnich Chinach i na subkontynencie indyjskim. Nieposkowana mieszanina gliny i głazów znana jako glina zwałowa lub "do" jest przykładem lodowej skały osadowej, jak na równinach północnej Europy. Osadzony materiał pod naciskiem warstw leżących na wierzchu przekształca się w skały osadowe z upływem czasu.
Skały osadowe można badać w różnych kategoriach w zależności od różnych kryteriów.
A. Na podstawie pochodzenia osadów kamienie osadowe mogą mieć sześć rodzajów:
1. Morskie pochodzenie:
Skały te mają płytkie morskie pochodzenie i obejmują piaskowce, gliny, łupki i wapienie.
2. Pochodzenie kontynentalne:
Są to końcowe produkty procesu erozyjnego zachodzącego na powierzchni ziemi. Skały te powstają na pustyniach lub w regionach przybrzeżnych za sprawą wiatru; w rezultacie ich cząstki są bardziej zaokrąglone i wypolerowane. Skały te obejmują piaskowce, glinę, łupki itp.
3. Pochodzenie organiczne:
Zwierzęta i rośliny zasysają rozpuszczoną substancję w wodzie i wydalają wodę poprzez procesy takie jak oddychanie, transpiracja itd. Innymi słowy, ciała roślin i zwierząt są przekształceniami rozpuszczonej materii uzyskanej z nich przez wodę. Osady powstające w wyniku rozkładu ciał roślinnych i zwierzęcych mają charakter organiczny. Skały te zawierają węglany magnezu, wapnia, krzemionki itp.
4. Pochodzenie wulkaniczne:
Materiał, który wychodzi z erupcji wulkanu, zawiera piroklasty, popiół itp. I opiera się zarówno na ziemi, jak i na morzach. Takie osady zawierają piasek, minerały, węgiel itp.
5. Pochodzenie meteorytowe:
Wiele meteorów zbliża się tak blisko Ziemi, że ich fragmenty, po rozpadzie spowodowanym tarciem, ulegają utlenianiu w postaci drobnego popiołu i osadzają się na powierzchni Ziemi.
B. Najczęstsza klasyfikacja skał osadowych opiera się na modus operandi ich powstawania.
Mogą one powstawać w procesach mechanicznych, chemicznych lub organicznych:
1. Mechanicznie formowane skały osadowe:
Skały te są tworzone przez czynniki mechaniczne, takie jak bieżąca woda, wiatr, prądy oceaniczne, lód itp. Niektóre z tych skał mają więcej piasku i dużych rozmiarów cząstek i są twarde. Nazywane są one skałami skalnymi, np. Piaskowcem. Niektóre inne mechanicznie uformowane skały mają więcej gliny i są drobnoziarniste, bardziej miękkie, nieprzepuszczalne i nieporowate. Są to tak zwane skały gliniaste, które łatwo ulegają zniszczeniu i erozji, np. Łupkowi.
2. Utworzone chemicznie skały osadowe:
Po wejściu w kontakt z bieżącą wodą (pod ziemią lub powierzchnią), rozpuszcza się w niej wiele minerałów. Ta chemicznie naładowana woda często pozostawia warstwy tych chemikaliów po odparowaniu wody. Takie osady występują przy ujściu źródeł lub jezior solnych. Stalaktyty i stalagmity to złoża wapna pozostałego po wodzie wapiennej, która wyparowuje w podziemnych jaskiniach i pozostawia osady wyrastające z ziemi lub zwisające z dachu. (Ryc. 1.43)
Oolite jest granulowanym wapieniem, który występuje dość powszechnie w North Yorkshire w Anglii. Gips jest siarczanem wapna, który występuje powszechnie wraz z solą kamienną. Ironstone to węglan żelaza, który zwykle jest związany z pokładami węgla.
3. Utworzone organicznie skały osadowe:
Skały te powstają z pozostałości roślin i zwierząt. Te rośliny i zwierzęta są zakopywane w osadach, a ze względu na ciepło i ciśnienie z leżących na nich warstw, ich skład ulega zmianie. Węgiel i wapień są dobrze znanymi przykładami. Pozostałości roślin dają węgle różnych stopni w zależności od proporcji węgla i stopnia nadciśnienia.
Torf i węgiel brunatny (węgiel brunatny) to pierwszy etap węgla, który zawiera poniżej 45 procent węgla; Odmiana bitumiczna jest kolejnym etapem z 60 procentową zawartością węgla. Wapień składa się ze skorup i szkieletów martwych zwierząt morskich, które żyły kiedyś w płytkich, ciepłych i czystych wodach morza lub jeziora. Warstwy wapienne takich organizmów są cementowane w wapiennej skale osadowej pochodzenia organicznego.
Maleńkie organizmy, takie jak korale i glony, kierują węglan wapnia z wody morskiej. Takie są rafy zbudowane ze szkieletów martwych koralowców, które kiedyś żyły w tropikalnych morzach. W zależności od przewagi zawartości wapnia lub zawartości węgla, skały osadowe mogą być wapienne (wapień, kreda, dolomit) lub węgiel (węgiel).
Główne cechy skał osadowych:
1. Skały te składają się z wielu warstw lub warstw ułożonych poziomo jedna nad drugą.
2. Podstawowy składnik tych skał lub osadów pochodzi z różnych źródeł i grup mineralnych.
3. Skały te charakteryzują się śladami pozostawionymi przez prądy wodne i fale oraz przez pęknięcia słoneczne.
4. Te skały mają skamieniałości roślin i zwierząt. Skamieliny te mają postać odcisków liści, owadów lub miękkiego bydła oraz kawałków kości, muszli lub niektórych twardych części starych żywych istot.
5. Skały te są na ogół porowate i pozwalają wodzie przenikać przez nie.
6. Skały osadowe są wyblakłe i erodowane szybciej niż inne rodzaje skał.
Rozprzestrzenianie się skał osadowych w Indiach:
Osady aluwialne na równinie Indo-Gangetic i na równinach przybrzeżnych mają akumulację osadową. Te złoża zawierają glinę i ił. Różne odmiany piaskowca rozprzestrzeniają się na Madhya Pradesh, wschodni Radżastan, części Himalajów, Andhra Pradesh, Bihar i Orissa. Wielka górska Vindhyan w środkowych Indiach składa się z piaskowców, łupków, wapieni. Złoża węgla występują w dorzeczach rzek Damodar, Mahanadi, Godavari w osadach Gondwana.
Ekonomiczne znaczenie skał osadowych:
Skały osadowe nie są tak bogate w minerały o wartości ekonomicznej jak skały magmowe, ale ważne minerały, takie jak ruda żelaza z hematytu, fosforany, kamienie budowlane, węgiel, ropa naftowa i materiały stosowane w przemyśle cementowym, znajdują się w skałach osadowych. Gnicie drobnych organizmów morskich powoduje powstanie ropy naftowej. Ropa naftowa występuje tylko w odpowiednich strukturach. Jedną z takich struktur jest istnienie poprzedniej warstwy, takiej jak piaskowiec, pomiędzy dwiema warstwami nieprzepuszczalnych skał, takich jak łupki.
Jego dalszy ruch jest zatrzymywany przez nieprzepuszczalną skałę, a ciśnienie pomaga jej wznieść się w porowatych skałach. Jeśli skały są wygięte do góry, jak w antyklinalnej fałdzie, olej ma tendencję do wznoszenia się do góry, będąc lżejszym niż woda. Ważne minerały, takie jak boksyt, mangan, cyna, pochodzą z innych skał, ale znajdują się w żwirze i piasku przenoszonym przez wodę. Skały osadowe dają również jedne z najbogatszych gleb.
Skały metamorficzne :
Temperatura, ciśnienie i chemicznie aktywne płyny indukują zmiany w skałach magmowych i osadowych. W związku z tym skały utworzone pod wpływem wysokiego ciśnienia, wysokiej temperatury i reakcji chemicznych lub przez zgrupowanie składników erozji skał nazywa się skałami metamorficznymi, a proces, który wytwarza skały metamorficzne, nazywany jest metamorfizmem.
Przyczyny metamorfizmu:
Metamorfizm może się zdarzyć z kilku powodów:
1. Ruchy orogeniczne (budowa górska):
Takie ruchy często odbywają się z wzajemnym oddziaływaniem fałdowania, wypaczania, zgniatania i wysokich temperatur. Te procesy nadają istniejącym skałom nowy wygląd.
2. Napływ lawy:
Stopiony materiał magmowy wewnątrz skorupy ziemskiej powoduje, że otaczające skały są pod wpływem intensywnego ciśnienia i powodują zmiany w nich.
3. Siły geodynamiczne:
Wszechobecne siły geodynamiczne, takie jak tektonika płyt, również odgrywają ważną rolę w metamorfizmie.
4. Akcja wód podziemnych:
Chemiczne działanie wód podziemnych powoduje zmiany w składzie chemicznym i strukturze kryształów skał i odgrywa rolę w metamorfizmie.
5. Mineralizatory:
Płynnymi składnikami materiału magmowego są mineralizatory i obejmują ciecze i opary, takie jak para wodna, chlor, fluor i kwas borowy. Te mineralizatory działają na skałach, powodując metamorfizm.
A. Na podstawie metamorfizmu skały metamorficzne mogą być dwojakiego rodzaju:
1. Metamorfizm termiczny:
Zmiana formy lub rekrystalizacja minerałów skał osadowych i magmowych pod wpływem wysokich temperatur nazywana jest metamorfizmem termicznym. Mogą istnieć różne źródła "wysokich temperatur - gorącej magmy, gorących gazów, oparów i cieczy, ciepła geotermalnego itp. Magmowe wtargnięcie powodujące metamorfizm termiczny odpowiada za szczyt Mt. Everest składający się z metamorfozowanego wapienia. W wyniku metamorfizmu termicznego, piaskowiec przechodzi w kwarcyt i wapień w marmur.
2. Dynamiczny metamorfizm:
Dotyczy to tworzenia skał metamorficznych pod wpływem nacisku. Czasami wysokiemu ciśnieniu towarzyszą wysokie temperatury i działanie naładowanej chemicznie wody. Połączenie ukierunkowanego ciśnienia i ciepła jest bardzo silne w tworzeniu metamorfizmu, ponieważ prowadzi do mniej lub bardziej całkowitej rekrystalizacji skał i produkcji nowych struktur. Jest to tak zwany metamorfizm dynamotermiczny. Pod wysokim ciśnieniem granit przekształca się w gnejs; glina i łupek zamieniają się w łupki.
B. Na podstawie fizycznego zasięgu metamorfizmu skały metamorficzne mogą być dwojakiego rodzaju:
1. Metamorfizm lokalny / kontaktowy:
Dzieje się tak, gdy agencje metamorfizmu działają lokalnie, a ich wyniki mają ograniczony zakres.
2. Metamorfizm regionalny:
Kiedy wszystkie siły ciepła poprzez intruz, pochówki i ruchy ziemi działają wspólnie na dużych obszarach, powszechna zmiana skał jest wynikiem regionalnego metamorfizmu.
Niektóre przykłady metamorfizmu:
Nacisk granitowy → Gnejs
Glina, ciśnienie łupkowe → Schist
Piaskowiec - Ciepło → Kwarcyt
Glina, ciepło łupkowe → Ciepło łupkowe, Phyllis
Ciepło węglowe → antracyt, grafit
Wapień - ciepło → marmur
Metamorficzne skały w Indiach:
Gnejsy i łupież powszechnie występują w Himalajach, Assamie, Bengalu Zachodnim, Bihar, Orissie, Madhya Pradesh i Radżastanie. Kwarcyt jest twardą skałą znalezioną nad Radżastanem, Bihar, Madhja Pradesh,
Tamil Nadu i obszary otaczające Delhi. Marmur występuje w pobliżu Alwar, Ajmer, Jaipur, Jodhpur w Radżastanie i części Doliny Narmada w Madhya Pradesh. Łupek, który jest używany jako materiał na dach i do pisania w szkołach, znajduje się nad Rewari (Haryana), Kangra (Himachal Pradesh) i części Bihar. Grafit znajduje się w Orissa i Andhra Pradesh.
