Класифікація гірських порід за умовами їх походження: магматичні, осадові та метаморфічні гірські породи.

Утворення гірських порід пов'язане з геологічними процесами, які постій­но відбуваються у земній корі під дією різних сил. Ці рушійні сили поділяють на внутрішні (ендогенні) та зовнішні (екзогенні). Джерелом енергії ендогенних процесів значною мірою є внутрішня теплота Землі. Відомо, що із заглибленням в земну кору у середньому на 33 м температура зростає на ГС. Так, у свердловині завглибшки 4,5 км температура становить майже 130°С.

Для вивчення гірських порід їх поділяють на окремі групи. Найбільш поширеною є класифікація гірських порід за походженням, або генетична, відповідно до якої всі породи поділяють на три групи: вивержені, або магматичні (первинні), які утворилися внаслідок охолодження й затвердіння магми;

осадові (вторинні), які виникли в поверхневих шарах земної кори внаслідок руйнування первинних порід; метаморфічні (видозмінені), утворені з вивержених і осадових.

До найважливіших характеристик, за якими оцінюють властивості гірських порід, належить їхня радіоактивність, яка змінюється залежно від регіону, виду та геологічного віку породи. Встановлено, що для більшості гірських порід ефективна сумарна питома активність природних радіонуклідів А<,ф зі збільшенням геологічного віку збільшується

Магматичні породи

Магма являє собою високотемпературний силікатний розплав, що залежно від режиму охолодження може утворити:

• щільні кристалічні породи, якщо остигання магми проис­ходило повільно й під більшим тиском у глибині земної кори
(глибинні магматичні породи);

• аморфні (склообразні) або слабо закристалізовані, а
при наявності газу в магмі — пористі породи (магматичні породи).

Мінеральна сполука порід залежить від хімічного складу магми. Розрізняють магми кислі (зміст 5Ю₂ > 65 %), середні (зміст 5Ю₂ = 50...65 %) і основні (зміст 5Ю₂ < 50 %).

У гірських породах, що утворилися з кислої магми, обов'язково є присутнім кварц. Якщо порода утворилася з основної магми, у ній переважають темно пофарбовані железистомагнезиальні алюмосилікати. Практично у всіх вивержених кристалічних породах основна частка доводиться на польові шпати.

Вивержені породи

Вивержені, або первинні, гірські породи поділяють на масивні та уламкові. Масивні утворюються внаслідок охолодження й затвердіння вогняно-рідкої лави (магми) в надрах або біля поверхні землі, уламкові - здебільшого внаслідок вулканічної діяльності, тому їх називають також вулканічними.

Залежно від глибини остигання магми вивержені масивні гірські породи поділяють на глибинні, або інтрузивні, та вилити, або ефузивні.

Вивержені масивні глибинні породи.Ці породи утворилися внаслідок повільного і рівномірного охолодження магми під великим тиском. Магма охолоджувалася і залишалася на великій глибині у земній корі, шо сприяло утворенню у породах мінералів зернисто-кристалічної будови без цементуючої речовини (гранітна будова).

Основні властивості цих порід: масивність залягання, високі середня густи­на та міцність при стиску, незначне водопоглинання, істотна морозостійкість, ве­лика теплопровідність.

До вивержених глибинних порід належать граніт, сієніт, діорит, габро, лабрадорить.

Вивержені масивні вилиті породи. На відміну від глибинних порід вилиті утворилися внаслідок охолодження магми у вигляді лави на поверхні землі або близько до неї. Охолодження відбувалося більш швидко і менш рівномірно при відносно швидкому спаданні тиску або навіть при атмосферному тиску. Такі умови не сприяли утворенню крупних кристалів і замість них утворювалися нові генетичні структури: приховано-кристалічна, дрібнокристалічна або навіть аморфна (склоподібна). Внаслідок активного газовиділення в період формування можлива значна пористість вилитих порід.

Усі вилиті породи є аналогами описаних глибинних порід, тобто мають з ними спільний хімічний склад, але відрізняються за структурою. Існують давні й нові вилиті породи. До підгрупи давніх вилитих порід належать порфіри. Вони мають характерну порфіроподібну будову, тобто їм притаманна наявність крупних кристалів - порфіроїдів (вкраплень), які містяться в основній дрібнозернис­тій або склоподібній масі. Залежно від складу вкраплень, розрізняють кварцові порфіри (аналоги гранітів), ортоклазові порфіри (аналоги сієнітів), порфірити (аналоги діоритів). В останньому випадку вкраплення складаються з плагіоклазів. Через неоднорідність будови, порфіри менш стійкі до вивітрювання, ніж відповідні глибинні породи, менше здатні чинити опір стиранню, міцність їх менша. Середня густина порфірів становить 2400...2500 кг/м³, міцність при стиску — 120... 130 МПа; колір різний залежно від кольору основної маси і вкраплень (сірий, зеленуватий, коричневий тощо).

До підгрупи нових вилитих порід належать ліпарити (аналоги гранітів) та трахіти (аналоги сієнітів). Це, як правило, дрібнопористі, ніздрюваті породи з шорсткою поверхнею злому. Структура буває мікропорфірова з вмістом склоподібної фази. Забарвлення світле - біле, сіре, жовтувате; середня густина - майже 2200 кг/м³; міцність при стиску — 50...90 МПа. їх застосовують як стінові матеріали, щебінь для бетону. Родовища цієї групи порід знаходяться у Криму, Закарпатті, а також в Росії, Вірменії, Казахстані.

Андезити - також вилиті породи підгрупи нових, аналоги діоритів. Колір сірий, бурий, чорний; структура порфірова, вкраплення представлені переважно плагіоклазами. Частина з них має ніздрювату будову. Середня густина становить 2200...2700 кг/м³, міцність при стиску — 60...240 МПа. Застосування — кислототривкі плити, заповнювач для кислототривкого бетону. Серед відомих родовищ слід виділити родовища у Закарпатті, Росії та на Кавказі, у Німеччині.

Вилитими аналогами габрових порід є діабази (підгрупа давніх) та базальти (підгрупа нових). Це зазвичай дуже щільні породи. Перші мають дрібнокристалічну, другі — навіть склоподібну будову; колір темно-сірий, темно-зелений, чорний. Середня густина діабазів становить 3100 кг/м³, а базальтів - 3300 кг/м³, міцність при стиску, відповідно, 200...400 і 100...500 МПа. Мають велику ударну в'язкість і малу стираність, тому їх широко використовують у дорожньому будівництві. У зв'язку з низькою (порівняно з іншими породами) температурою плавлення їх застосовують для виготовлення литих кам'яних виробів (плити, труби тощо). Родовища діабазів і базальтів знаходяться в Рівненській та Закарпатській областях, а також в Росії, на Кавказі, у Німеччині, Великій Британії, Польщі.

Вивержені уламкові (вулканічні) породи.Ці породи можуть бути сипкими і зцементованими, тому їхні властивості змінюються в широких межах.

Сипкі порошкоподібні частинки (до 1 мм) називають вулканічним попелом, крупніші (до 5 см) — вулканічними пісками, а найкрупніші (до ЗО см) — пемзою.

Вулканічні попіл та піски переважно складаються з вулканічного скла й аморфного кремнезему (у пісках менше скла), насипна густина майже 500 кг/м³. Вони є активними мінеральними добавками, що зв'язують вапно в менш розчинні сполуки. З часів Стародавнього Риму такі добавки називають пуцолановими. Пісок є заповнювачем для легких бетонів і розчинів.

Осадові породи

Осадові, або вторинні, породи поділяють залежно від умов утворення на три групи: механічні відклади; хімічні осади; органогенні відклади рослинного (фітогенного) чи тваринного (зоогенного) походження. Внаслідок різноманітного походження структура і властивості осадових порід також досить різноманітні.

Характерні особливості осадових порід: шаруватість залягання (тому їх називають пластовими), у більшості випадків більш пориста будова і менша міцність, ніж у щільних вивержених порід.

Механічні відклади (уламкові породи).Механічні відклади утворилися внаслідок руйнування гірських порід різного походження. На відміну від вивержених порід вони менш однорідні.

Механічні відклади ділять на сипкі та зцементовані. Сипкі механічні відклади мають різноманітні мінералогічні склади, але їх розрізняють насамперед за крупністю зерен. Найкрупнішими є валуни (понад 300 мм) та булижники (150...300 мм). Гравій - це, як правило, обкочені зерна розмірами від 5 до 150 мм. Гострокутний гравій називають жорствою, або природним щебенем, на відміну від звичайного щебеню, який одержують подрібненням гірських порід на каменедробильних машинах. У природі часто зустрічаються родовища гравію зі значними домішками піщаних зерен. Такий матеріал називають гравійно-піщаною сумішшю. Піски є сипкою сумішшю кварцових, рідше польовошпатних та інших зерен розмірами від 0,16 до 5,0 мм. Дрібніші зерна (до 0,01 мм) називають пилуватими частинками: це нанесені вітром відклади - лес, а також найтонкіші відклади, нанесені водою — мул. Найбільш дисперсними є глини, розмір зерен яких не перевищує 0,005 мм. За хімічним складом це водні алюмосилікати з різними домішками.

Хімічні осади (хемогенні породи).Хемогенні породи утворилися внаслідок випадання в осад речовин, що перейшли у водний розчин під час руйнування гірських порід. Вони є наслідком зміни умов середовища, взаємодії розчинів різного складу і випаровування. До них відносять вапняки, вапнякові туфи, магнезити, доломіти, гіпси, ангідрити, барити.

Органогенні відклади.Фітогенні породи утворилися внаслідок відкладання панцерів морських водоростей.

Метаморфічні породи

Гнейси є найпоширенішими серед видозмінених вивержених порід. За мінералогічним складом, середньою густиною та міцністю вони подібні до гранітів, і яких і утворилися в умовах метаморфізму, але мають так звану сланцювату будову. Така структура полегшує видобування й обробку породи, але зменшує міцність уздовж шарів, знижує морозостійкість і стійкість проти вивітрювання. Застосовують гнейси здебільшого для укладання фундаментів, бутової кладки, брукування доріг, а використання у вигляді щебеню для бетону обмежується через непридатність форми зерен. Зазвичай гнейси залягають разом з гранітами. Зустрічаються проміжні породи - гранітогнейси.

Глинисті сланці - це щільні й тверді глинисті породи сланцюватої будови.

Вони утворюються з глин, що мають великий вміст домішок, завдяки яким в умовах метаморфізму набувають високої водостійкості та стійкості проти вивітрювання. Колір зазвичай - темно-сірий, коричневий, чорний. Істинна густина становить 2,7...2,8 г/см³; пористість — 0,3...3,0%; міцність при стиску -50...240 МПа. Легко розколюються по площинах сланцюватості на тонкі плитки (2...5 мм). Застосовують як покрівельний матеріал (шифер). Родовища в Україні знаходяться в Запорізькій області, Карпатах.

Мармури утворилися внаслідок перекристалізації вапняків, іноді доломітів під впливом високих температур і тисків. Складаються в основному з кальциту; їхня структура буває дрібно-, середньо- та крупнозернистою; колір різноманітний, з багатьма відтінками залежно від виду домішок, а саме: білий, сірий, жовтуватий, блідо-рожевий, червоний, бурий, зеленуватий, чорний, часто зустрічаються прожилки та візерунки. Найдовговічнішими є білі дрібнозернисті мармури.

Середня густина становить 2600...2800 кг/м³ (у доломітових до 2900 кг/м³); водопоглинання — 0,1...0,7%; міцність при стиску - 50...300 МПа. Легко розпилюються на тонкі плити, добре шліфуються й поліруються (особливо дрібнозернисті). Під дією атмосферних факторів, особливо в умовах сульфатної корозії, поверхня полірованого мармуру втрачає свій вигляд і зазнає помітного руйнування. Кварцити - це перекристалізовані в умовах метаморфізму кварцові пісковики, в яких зерна кварцу невіддільні від крем'янистого цементу.