Для описания горных пород большое значение имеют внешние признаки, отражающие особенности их строения. Такие признаки делят на две группы: первые описывают структуру породы, а вторые, на которых мы здесь остановимся подробнее, относятся к текстурным особенностям.
Понятие о структуре и текстуре горных пород
Структура отражает состояние породообразующего минерального вещества и связана с самим процессом кристаллизации и разрушения минералов, то есть с изменением вещества при образовании породы. Структурные признаки включают в себя такие характеристики горной породы, как степень кристалличности, а также абсолютный и относительный размер слагающих породу зерен и их форма.
Текстура горной породы – это совокупность признаков, характеризующих ее неоднородность – иначе говоря, то, каким образом структурные элементы заполняют пространство в породе, как они распределены и ориентированы друг относительно друга. Возникновение текстуры связано с относительным движением компонентов породы в процессе ее образования. Форма отдельностей породы также имеет значение при описании особенностей ее сложения.
Классификация текстур и генезис пород
Различные виды текстур горных пород классифицируются по следующим критериям:
- Взаимное расположение зерен породы. Различают однородные (массивные) и неоднородные текстуры. Последние, в свою очередь, бывают нескольких типов: полосчатые, гнейсовые, шлировые, флюидальные и пр.
- Степень заполнения пространства. Текстура может быть плотной либо пористой того или иного характера (шлаковой, миаролитовой, миндалекаменной, шаровой).
Текстура горных пород, так же как их структура, зависит от происхождения. По данному критерию породы делятся на магматические, осадочные и метаморфические. Различаются они своим химико-минералогическим составом и условиями образования. Каждому из них свойственны свои текстурные признаки. Поэтому более подробно виды текстур мы рассмотрим для каждого класса пород отдельно.
Магматические горные породы
Образование пород этого типа происходит при застывании магматических расплавов. В зависимости от условий протекания данного процесса, формирующиеся породы подразделяют на два типа. Структуры и текстуры магматических горных пород, принадлежащих к ним, различаются при сходном химическом и минеральном составе.
- Интрузивные породы образуются как результат медленной кристаллизации магмы в глубинных областях земной коры.
- Эффузивные породы формируются при быстром остывании лавы – магмы, излившейся на поверхность, и других вулканических продуктов (пепел).
Около половины объема коры нашей планеты состоит из магматических пород обоих типов.
Как сложены магматические породы
Текстура магматитов является отражением динамики перемещения магмы и интенсивности ее физико-химического взаимодействия с вмещающей толщей.
Если текстуры горных пород формируются одновременно с застыванием магматического расплава, о них говорят как о сингенетических, в числе которых выделяют массивную, шаровую, директивную, пористую. Шаровая текстура характеризуется наличием в породе образований сферической или эллипсоидной формы; директивная – присутствием субпараллельно ориентированных зерен уплощенной или удлиненной конфигурации.
В случаях, когда происходит изменение первичной породы, возникающая при этом текстура называется эпигенетической. В качестве примера можно привести миндалекаменную (возникает при заполнении пузырей и пор гидротермальными продуктами) или брекчиевидную текстуру (образуется при скоплении в породе обломков неправильной формы другого магматита).
Происхождение текстур может быть эндогенным, связанным с процессами собственно кристаллизации пород, либо экзогенным – зависящим от действия внешних факторов.
Текстурные особенности интрузивных пород
Наиболее распространенными текстурами, характерными для интрузивов, являются:
- массивная с равномерным распределением и беспорядочной ориентировкой зерен (пример – дуниты, сиениты, диориты, иногда гранит, габбро);
- шлировая с наличием в породе участков иного минералогического состава и структуры;
- полосчатая (гнейсовая или директивная), характеризующаяся чередованием полос, имеющих различную структуру или минеральный состав (мигматиты, иногда гранит, габбро);
- миароловая с присутствием в толще породы полостей, образованных гранями кристаллических зерен.
Текстуры магматических горных пород эффузивного происхождения
Вулканические породы чаще всего обладают такими текстурами, как:
- Пористая, пузыристая и пемзовая. Обладают более или менее многочисленными пустотами, возникшими вследствие дегазации магмы при выходе из недр на поверхность. Так, у пемзы (пумицита) пористость может достигать 80 %.
- Миндалекаменная. Поры в эффузивной породе могут заполняться халцедоном, кварцем, хлоритом, карбонатами.
- Шаровая (характерна для подушечных лав).
- Сланцеватая (встречается у рассланцованных изверженных пород).
- Флюидальная – текстура в форме потока по направлению движения лавы. Присуща стекловатым вулканическим породам.
Осадочные породы
Существует три источника возникновения осадочных пород:
- переотложение продуктов эрозии;
- выпадение в виде осадка из воды;
- деятельность разнообразных живых организмов.
Соответственно, в зависимости от условий и механизма формирования, породы этого типа подразделяют на обломочные, хемогенные и органогенные. Различают также породы смешанного происхождения.
Генезис осадочных пород включает три этапа:
- Диагенез – процесс преобразования рыхлого осадка в горную породу.
- Катагенез – этап, на котором порода подвергается химическим, минералогическим, физическим и структурным изменениям. Результатом катагенеза становится обезвоживание, уплотнение и частичная перекристаллизация породы.
- Метагенез – стадия, переходная к метаморфизации. Происходит максимальное уплотнение породы, преобразование минерального состава и строения с дальнейшей перекристаллизацией до исчезновения содержавшихся в породе остатков живых организмов.
Структура и текстура осадочных горных пород обусловливаются и первичными факторами, действующими при седиментации (отложении осадка), и вторичными, вступающими в силу на той или иной стадии генезиса породы.
Текстурные признаки осадочных пород
Данному типу пород присущи особенности сложения, группируемые по двум основным признакам: внутрислоевые и текстуры поверхности слоя.
Взаимное расположение компонентов осадочной породы внутри слоя формирует такие виды текстур, как:
- беспорядочная (свойственна, к примеру, грубообломочным конгломератам);
- слоистая различных типов: косая, волнистая, флишевая, горизонтальная (наиболее распространенная);
- трубчатая или вакуолярная, содержащая пустоты, образованные разложившимися растительными остатками (встречается у пресноводных известняков);
- пятнистая текстура нескольких разновидностей: струйчатая, зональная, хлопьевидная, чешуйчатая и пр.;
- узорчатая, свойственная глинам, содержащим крупные минеральные зерна;
- флюидальная, или текстура взмучивания со следами нарушенной первичной ориентировки структурных элементов.
Текстуры поверхности слоя, возникающие вследствие кратковременных изменений в среде осадконакопления с последующим быстрым захоронением слоя, представляют собой отпечатки, оставленные атмосферными осадками либо животными, знаки ряби, образованные ветрами, течениями или волнением водного потока, трещины усыхания и другие следы.
Вообще, текстуры горных пород осадочного происхождения отличаются огромным разнообразием по причине высокой вариативности условий, при которых они складываются.
Метаморфические породы
Формируются они в толще земной коры путем изменения магматических и осадочных пород под действием физических (высокие давления и температуры) и химических факторов. Процесс преобразования породы называется метаморфизмом; в случае существенного изменения химического состава принято говорить о метасоматозе.
Породы этого класса группируются по так называемым фациям метаморфизма – совокупностям, в рамках которых могут иметь разный состав, но образовываться в определенных сходных условиях. Структура и текстура метаморфических горных пород отражают особенности процессов перекристаллизации исходного осадочного или магматического материала.
Особенности сложения метаморфических пород
Текстуры претерпевших метаморфизацию горных пород бывают следующих видов:
- массивная (встречается, например, в глубинных зонах метаморфизма и у метасоматических пород магматического происхождения, сохранивших исходную текстуру);
- пятнистая – результат контактово-термального метаморфизма (пятнистые сланцы, роговики);
- миндалекаменная (слабометаморфизированные породы, иногда амфиболиты);
- полосчатая (гнейсовая) с различным минеральным составом чередующихся полос;
- сланцевая – самый распространенный вид текстуры метаморфических горных пород.
Сланцевая текстура возникает под воздействием направленного давления. Имеет такие разновидности, как плойчатая – в случаях, когда сланцеватость осложняется очень мелкими складками, – и линзовидная (или очковая, с включениями кварца либо полевого шпата) текстуры.
Кроме того, метаморфическим породам часто присущи различные виды деформационных текстур, таких как будинаж.
О разграничении понятий
Следует отметить, что вполне четкого разделения трактовок столь тесно связанных понятий, как структура и текстура горных пород, не существует. В строении пород встречаются признаки, которые могут квалифицироваться двояко: например, миндалекаменное сложение породы иногда относят к структурным характеристикам. Другой пример – оолитовые известняки, для которых трудно разграничить признаки, связанные с формой, размерами и строением минеральных зерен – оолитов.
Терминологическая неоднозначность этих понятий проявляется и в противоположном по смыслу использовании терминов «структура » и «текстура» в англоязычной традиции. В международных публикациях применяют, как правило, обобщенное понятие «структурно-текстурные особенности», не разделяя признаки строения и сложения пород.
Тем не менее правильное описание текстуры горных пород весьма важно для решения многих задач, например определения физических свойств или выяснения генезиса пород и динамических условий их образования.
