Первичное однородное вещество, из которого складывается земная кора — минерал в твёрдом агрегатном состоянии. В различных сочетаниях он образует камни — горные породы: примером магматического вида может служить гранит, формирующийся в недрах земли из расплава магмы. От условий застывания лавы — продукта вулканической деятельности, зависят свойства различных минеральных агломератов. Многие из них относятся к полезным ископаемым.
Понятие магмы и образования из неё
Глубинные недра Земли представлены расплавленным веществом, состоящим из смеси различных компонентов, насыщенных парами воды и газами. Это природное возникновение называется магмой.
В результате тектонических сдвигов в земной коре образуются трещины, разломы — по ним расплав изливается в поверхностные слои, охлаждается и застывает на глубине или после выхода из недр. В последнем случае магма теряет летучие вещества: сероводород, фтор, хлор и обретает новое название — лава. Фазовый переход материала в иное состояние сопровождается его кристаллизацией — так рождаются твёрдые магматические породы или магматиты, первичные горные образования.
В природе существуют и вторичные камни, возникающие в результате действия внешних сил: осадочного и метаморфического происхождения. Различают 3 основных типа горных пород:
- Магматические. Представлены гранитом, базальтом, пемзой. Это вулканические камни с обломочными включениями разных минералов.
- Осадочные. Продукты распада первичных горных пород — песок, щебень, глина, а также отложений из органических остатков — известняк, торф, нефть.
- Метаморфические. Преобразованные в земной коре магматические и осадочные минералы и породы, изменившие свои характеристики позднее под воздействием давления, высокой температуры (без расплава). Это кварциты, гнейсы, мрамор.
Образуется магма в недрах на удалении 10−200 км от поверхности, её температура ≥1500ºС. В состав расплава входят многие элементы таблицы Менделеева, но преобладают железо, кремний, магний, алюминий.
Извержение вулкана — наглядный пример образования магматов, которые могут быть и стекловидными, как, например, обсидиан: продукт быстрого охлаждения лавы.
Классификация камней из расплава
Систематизировать виды магматических горных пород, которые существуют в природе, можно по различным признакам. По числу минералов — простые и полиминеральные образования, в зависимости от глубины и скорости застывания расплава — интрузивные и эффузивные.
Первый тип магматов получается при равномерном медленном охлаждении расплава далеко от земной поверхности. Это самый распространённый на планете камень с зерно-кристаллической структурой, его называют гранит. К этой же группе относятся сиениты, диориты.
Эффузивные — означает излившиеся, изверженные породы. Такие образования получаются в непосредственной близости магмы к поверхности или после растекания по склону вулкана. Условия фазного перехода — быстрое остывание при атмосферном давлении, когда кристаллизации породы нет. В виде аморфного стекла представлены магматы: базальт, андезиты, риолиты.
Существует также классификация по содержанию химических элементов и минералов в горных породах. Количество диоксида кремния — признак кислотности, по которому камни распределяют на группы:
- Кислые — SiО2 ≥60%. Интрузивные — гранит, пегматит, изверженные — липарит, обсидиан, пемза. Породообразующие минералы — кварц, слюды, полевой шпат.
- Средние — содержание кремнезёма 52−65%. Глубинные породы — диорит, сиенит, эффузивные — андезит, порфирит. Преобладающие минералы — плагиоклазы, биотит, пироксены.
- Основные — SiО2 содержится 45−52%. Интрузивные — габбро, лабрадорит, излившиеся — базальт, диабаз. Минеральная база — роговая обманка, оливин, плагиоклазы.
- Ультраосновные — тяжёлые бесполевошпатовые породы плотностью 3−3,4 т/м³, SiO2 от 40 до 45%. Только интрузивного типа — дунит, пироксенит. Главные минералы — оливин, роговая обманка, кимберлит, второстепенные — ильменит, хромит, алмаз.
- Щелочные породы невысокой плотности с повышенным содержанием калия, натрия. Кремнезёма <40%. Глубинные — нефелиновые сиениты, эффузивных образований <1%, их название — фонолиты.
По структуре магматы бывают полностью или частично кристаллическими, стекловатыми. Последние определяют по острым сколам и блеску.
Отличительные признаки магматических пород
Глина, известняк, мрамор, гранит, пемза — все эти минеральные образования имеют различное происхождение и характеристики. Определение, какая из перечисленных горных пород является магматической, производится по нескольким признакам. Отличительные свойства образований из расплава земной мантии:
- Отсутствие окаменелостей, раковин, зёрен округлой формы, которые можно увидеть при рассмотрении осадочных пород. Магматические камни — кристаллической структуры, стекловидной или пористой, что заметно невооружённым глазом. Во вторичных отложениях с помощью увеличительного стекла можно разглядеть обломочные или зернистые включения, но не кристаллы.
- Массивная структура — отличие от пород метаморфического происхождения, у большинства видов которых прослеживается слоистость. Исключения — мрамор и кварцит, но первый состоит из СаСО3 — кальцита, а второй — только из зёрен кварца, что не свойственно магматическим породам: они полиминеральные.
- Твёрдость и прочность — такие характе́рные особенности придают образованиям из лавы кристаллы минералов кварца, полевого шпата, и многих других. Большинство магматических пород монолитны и внешне схожи, но окраска камней, в зависимости от минералов, бывает от чёрной до светлой. Структура пемзы, туфов — пустотная.
Одни магматические горные породы отличают от других по свойствам составляющих их минералов — если есть преобладающий компонент, ориентируются на него. Испытания проводят по спайности, форме и размеру кристаллов, твёрдости, цвету куска и черты, по реагированию на соляную кислоту.
Сложнее определить название камня, когда минеральные образования в нём содержатся примерно в равной пропорции. В этом случае дополнительно используют описание других признаков: текстуры, структуры, иных характеристик.
Примеры образовавшихся из лавы агломератов
Магматиты — ценные полезные ископаемые. Каждый камень, получившийся из магмы в результате вулканической деятельности, востребован во многих отраслях народного хозяйства. В таблице горных пород приводится лишь малая часть списка — всего насчитывается до 1 тысячи названий магматических образований.
| Наименование полезного ископаемого | Описание и свойства | Направления использования |
| Габбро | Продукт постепенного твердения расплава в глубинах недр. Плотный и прочный камень, стойкий к низким температурам и влаге. | Производство долговечных отделочных материалов для строительства бассейнов, памятников, мостовых. Отходы дробят на щебень для бетонных растворов. |
| Базальт | Цвет тёмный до чёрного, химсостав сходный с габбро. Температура плавления — от 1200ºС. | Сфера применения — строительная отрасль, производство кислотоупорных изделий, труб, электроизоляторов, броневых плит для измельчителей и складских полов. |
| Пироксенит | Плотная тяжёлая порода зеленовато-серой окраски. | Содержит рудные минералы железа: ильменит, магнетит. Иногда — хромит, платина. |
| Пегматит | Его состав: кварц, мусковит, биотит, ортоклаз. | Сырьё для изготовления золота, олова, радиоактивных веществ. Вмещающая порода для драгоценных камней, слюды. |
| Пемза | Большое количество пустот, образовавшихся при застывании из-за газов, обусловливает её плавучесть на воде. Цвет белый, светло-серый, красноватый. | Абразивный материал, теплоизолятор, основа для изготовления фильтров, жидкого стекла. В строительстве — наполнитель лёгких бетонов. |
| Вулканический туф | Устойчив к внешним воздействиям, прочный, лёгкий с пористой структурой, хорошо поддаётся механической обработке. | Возведение зданий, сооружений из него обходится дешевле кирпича, а прочность, звуко-теплоизоляционные свойства выше. |
Магматические породы служат для геологов ориентиром при поиске рудных месторождений полезных ископаемых. В то же время строительная отрасль потребляет большое количество магматитовых наполнителей для отсыпки дорог, приготовления бетонов. Важно уметь в каждом камне увидеть его пользу в техническом прогрессе.
