Образование горных пород

В хозяйстве известняки используются для производства строительного камня, а также цемента. Силикаты различаются по величине зёрен. Если размер последних составляет менее 0,01 мм, их называют пелитами. (Иногда к пелитам применяют термин «глины», но это не должно вызывать удивления — оба вида пород схожи по своей структуре, а их поверхность часто растрескивается; другими словами, речь идёт о способности раскалываться по структурно наиболее слабым направлениям — т. н. спайность, — поэтому обобщённо такие породы называют сланцами).

Если размер частиц осадочных пород колеблется от 0,01 до 0,1 мм, — это алевриты; более крупные фракции обломочного материала размером от 0,1 мм до 2 мм — песок. Чем дальше переносится песок, тем мельче и круглее становятся его зёрна, а когда пески под воздействием каких-либо факторов слипаются, то образуют песчаники. Ещё более крупные фракции называются гравием: равномерно обточенные со всех сторон, они называются конгломератами, а обладающие острыми гранями — брекчиями.

Пространство между частицами в таких породах, как правило, заполнено обычным песком или мелким гравием. Во многом развитие цивилизации было обусловлено умением обрабатывать те или иные природные материалы. Первые орудия человечества делались из дерева, кости и камня: обрабатывая, например, кусок кремня, человек придавал ему желаемую форму — топора, скребка или наконечника стрелы.

Потом люди научились обрабатывать бронзу и медь, но мощный толчок прогрессу цивилизации придало умение выплавлять железо. Обычно крупные зёрна обломочного материала быстро оседают на дно водоёмов, а вот частички ила могут быть перенесены рекой или морским течением на огромные расстояния. Пески обычно оседают на речном дне или на пляжах, а ил — в спокойных водах лагун, озёр или на больших глубинах морей и океанов.

Как правило, тот или иной осадок сортируется самой природой, поэтому размеры прилежащих частичек почти полностью совпадают — как, например, песчинки на пляже. Среди важнейших породообразующих процессов следует назвать и литификацию свободных осадков, то есть их превращение в монолит, что обычно происходит при огромных давлениях.

В первую очередь здесь речь идёт о глинах и илах, которые, уплотняясь, утрачивают значительное количество воды. А когда растворённые в воде минеральные вещества, просачиваясь сквозь толщу песка, скрепляют его, превращая в песчаник, этот процесс называется цементацией. Если в воде растворены какие-либо оксиды, то порода может приобретать различные оттенки (например, в присутствии железа — красноватый).

В цикле преобразования осадочных горных пород большую роль играют химические и биогенные (органические) компоненты. Химические являются производными различных солей, образовавшихся в процессе испарения морской или озёрной воды; в этом случае получаются т. н. эвапора-ты, к которым относятся гипсы, ангидриды и галиты (эти породы формируются только в сухом и жарком климате, так как легко растворяются в воде).

Менее распространённые эвапораты — различные силикаты и халцедоновые кремнистые породы, состоящие из мельчайших кристалликов кварца, а также фосфориты и железистые соединения, составляющие большинство железорудных месторождений. Биогенные осадочные породы образовались из скелетных остатков кораллов, ископаемых раковин и одноклеточных организмов, строивших свои скелеты из содержащейся в морской воде извести.

Породы химического и биогенного происхождения очень похожи друг на друга, и даже специалисты порой затрудняются их классифицировать. В случаях, когда через трещины в породы просачиваются горячие водные растворы, мы имеем дело с гидротермальным метаморфизмом, источником которого может быть преобразование вулканических пород — например, базальтов в зеленокаменной породе. Из гидротермальных растворов образуется много ценных минералов, например золото, но метаморфизм такого типа охватывает намного меньшие площади, чем при контактном метаморфизме. Сильно преображаются породы и при погружении в земную кору: их химический состав очень часто меняется в зоне высоких температур и давления.

Механическая эрозия горных пород иногда создаёт на земной поверхности поистине фантастические пейзажи. Так, в китайской провинции Юнань она выточила в толще песчаников причудливый каменный лес.