Формирование горных пород

Процесс образования горных пород

В этой статье обсуждается, как образуются горные породы. Также есть статьи о физических горных образованиях , слоистости горных пород ( страты ) и формальном наименовании геологических формаций .

Земные породы образуются тремя основными механизмами:

Осадочные породы образуются путем постепенного накопления осадков : например, песка на пляже или грязи на дне реки. По мере захоронения осадков они уплотняются, поскольку все больше и больше материала откладывается сверху. В конце концов, осадки станут настолько плотными, что по сути сформируют скалу . Этот процесс известен как литификация .
Магматические породы кристаллизовались из расплава или магмы . Расплав состоит из различных компонентов ранее существовавших пород, которые подверглись плавлению либо в зонах субдукции , либо в мантии Земли . Расплав горячий и поэтому проходит вверх через более холодную вмещающую породу . По мере движения он охлаждается, и различные типы пород будут формироваться посредством процесса, известного как фракционная кристаллизация . Магматические породы можно увидеть в срединно-океанических хребтах , областях островного вулканизма или в горячих точках внутри плит .
Метаморфические породы когда-то существовали как магматические или осадочные породы, но подвергались различным степеням давления и тепла в земной коре. Вовлеченные процессы изменят состав и структуру породы, и их первоначальную природу часто трудно различить. Метаморфические породы обычно встречаются в областях горообразования .

Камень может также образовываться при отсутствии существенного градиента давления как материал, который конденсировался из протопланетного диска , не подвергаясь каким-либо преобразованиям внутри большого объекта, такого как планета или луна . Астрофизики классифицируют это как четвертый тип камня: примитивный камень . Этот тип распространен среди астероидов и метеоритов . ^[1]^{: 145}

Скальное образование

Попытки синтезировать горные породы в 19 веке

Синтетическое исследование горных пород осуществляется путем экспериментальной работы, которая пытается воспроизвести различные типы горных пород и выяснить их происхождение и структуру. Во многих случаях эксперимент не нужен. Каждую стадию происхождения глин, песков и гравия можно увидеть в процессе вокруг нас, но там, где они были преобразованы в связные сланцы, песчаники и конгломераты, и еще больше там, где они испытали некоторую степень метаморфизма, есть много неясных моментов в их истории, на которые эксперимент еще может пролить свет. Были сделаны попытки воспроизвести магматические породы путем сплавления смесей измельченных минералов или химикатов в специально сконструированных печах. Самые ранние исследования такого рода были проведены Фожасом Сен-Фоном и де Соссюром , но сэр Джеймс Холл действительно заложил основы этой отрасли петрологии. Он показал (1798), что диабазы Эдинбурга были плавкими и при быстром охлаждении давали черные стекловидные массы, очень похожие на природные смоляные камни и обсидианы . При более медленном охлаждении они консолидировались в кристаллические породы, не отличающиеся от самих диабазов и содержащие оливин , авгит и полевой шпат (основные минералы этих пород). ^[2]

Много лет спустя Добре , Делесс и другие продолжили подобные эксперименты, но первый заметный прогресс был достигнут в 1878 году, когда Фуке и Леви начали свои исследования. Им удалось получить такие породы, как порфирит, лейцит - тефрит , базальт и долерит, а также получить различные структурные модификации, хорошо известные в магматических породах, например, порфировые и офитовые . Между прочим, они показали, что в то время как многие основные породы (базальты и т. д.) можно прекрасно имитировать в лаборатории, кислые породы нельзя, и выдвинули объяснение, что для кристаллизации последних газы, никогда не отсутствующие в природных магмах горных пород, являются незаменимыми минерализующими агентами. Впоследствии было доказано, что пар или такие летучие вещества, как некоторые бораты, молибдаты, хлориды, фториды, способствуют образованию ортоклаза , кварца и слюды (минералов гранита ). Сэр Джеймс Холл также внес первый вклад в экспериментальное изучение метаморфических пород, превратив мел в мрамор путем нагревания его в закрытом стволе пушки, что предотвращало утечку углекислоты при высоких температурах. В 1901 году Адамс и Николсон продвинулись на шаг дальше, подвергая мрамор большому давлению в гидравлических прессах и показали, как слоистые структуры, часто встречающиеся в натуральном мраморе, могут быть получены искусственно. ^[2]

Внеземной рок

За пределами Земли скала может также образовываться при отсутствии существенного градиента давления, как материал, конденсирующийся из протопланетного диска , без каких-либо преобразований внутри большого объекта, такого как планеты и луны . Астрофизики классифицируют это как четвертый тип скалы: примитивная скала . ^[1]

Примитивные породы «никогда не нагревались сильно, хотя некоторые из их компонентов могли быть довольно горячими в начале истории нашей Солнечной системы . Примитивные породы обычны на поверхности многих астероидов, и большинство метеоритов являются примитивными породами». ^[1]^{: 145}

Примером примитивной породы является ахондритовый железо-никелевый октаэдритовый минерал, который можно увидеть в узоре Видманштеттена , который встречается в ряде богатых железом метеоритов . Состоящий из камасита и тэнита и образованный в условиях крайне медленного охлаждения — примерно от 100 до 10 000 °C/млн лет, с общим временем охлаждения 10 млн лет или меньше — он будет осаждать камасит и выращивать камаситовые пластины вдоль определенных кристаллографических плоскостей в кристаллической решетке тэнита . ^[3]

Смотрите также

Химическое садоводство – Демонстрация кристаллизации солей металловСтраницы, отображающие краткие описания целей перенаправления
Список отдельных пород
Список минералов
Список типов горных пород
Список камней на Марсе
Окаменение
Рок-цикл

Ссылки

^ abc Lissauer, Jack J.; de Pater, Imke (2019). Fundamental Planetary Sciences: physics, chemistry, and habitability . New York, NY, USA: Cambridge University Press. С. 145, 287–308 . ISBN 9781108411981.
^ ab Одно или несколько из предыдущих предложений включают текст из публикации, которая сейчас находится в общественном достоянии : Флетт, Джон Смит (1911). «Петрология». В Чисхолм, Хью (ред.). Encyclopaedia Britannica . Т. 21 (11-е изд.). Cambridge University Press. С. 326–327 .
^ Goldstein, JI; Scott, ERD; Chabot, NL (2009). «Железные метеориты: кристаллизация, термическая история, родительские тела и происхождение». Chemie der Erde - Geochemistry . 69 (4): 293–325 . Bibcode : 2009ChEG...69..293G. doi : 10.1016/j.chemer.2009.01.002.

Внешние ссылки

Процесс формирования горных пород на sci-culture.com

[lissauer2019-1] Lissauer, Jack J.; de Pater, Imke (2019). Fundamental Planetary Sciences: physics, chemistry, and habitability . New York, NY, USA: Cambridge University Press. С. 145, 287–308 . ISBN 9781108411981.

[EB1911-2] Одно или несколько из предыдущих предложений включают текст из публикации, которая сейчас находится в общественном достоянии : Флетт, Джон Смит (1911). «Петрология». В Чисхолм, Хью (ред.). Encyclopaedia Britannica . Т. 21 (11-е изд.). Cambridge University Press. С. 326–327 .

[goldstein2009-3] Goldstein, JI; Scott, ERD; Chabot, NL (2009). «Железные метеориты: кристаллизация, термическая история, родительские тела и происхождение». Chemie der Erde - Geochemistry . 69 (4): 293–325 . Bibcode : 2009ChEG...69..293G. doi : 10.1016/j.chemer.2009.01.002.