logo
Книга ОГГ

2.3.2.1. Магматические породы

Общие сведения. Представляют собой изверженные горные породы, образовавшиеся при застывании и кристаллизации магмы (греч. magma – густая мазь), обычно силикатного состава. В зависимости от условий, в которых происходит охлаждение и застывание магмы, породы делят на интрузивные (глубинные) и эффузивные (излившиеся). Разновидностями этих пород являются жильные и вулканические. Большинство силикатов имеет ковалентную связь между основными структурными элементами молекулы, т.е. имеют общие электроны на смежных оболочках. Прочность этой связи можно выразить через работу, затрачиваемую на полный её разрыв. Ковалентная связь в ряду химических (атомных) видов связи в горных породах имеет максимальную прочность. Этим объясняются наибольшие значения модуля деформации и прочности гранитов, диоритов, габбро, а также липаритов, андезитов, базальтов, диабазов.

Важнейшими характеристиками свойств магматических пород являются химический и минеральный составы. При классифицировании магматических пород по химическому составу используются данные о содержании в них наиболее распространённого минерала земной коры – силиката (кремнезёма, или диоксида кремния SiO2 (в % по массе). Выделяют породы ультракислого (>75 %), кислого (65-75 %), среднего (55-65 %), основного (45-55 %) и ультраосновного (<45 %) состава. Каждый состав характеризуется определёнными главными породообразующими минералами или их ассоциациями.

Классификация. Классификация магматических пород, кроме деления их на глубинные и излившиеся, основана также на содержании в них кремнезёма в пересчёте на SiO2 (табл. 5). Оценка магматических пород по кремнезёму имеет практическое значение. Так, с уменьшением SiO2 в глубинных породах возрастает плотность, понижается температура плавления, породы лучше поддаются полировке, окраска их становится темнее.

Строительные свойства. Все магматические горные породы, с точки зрения использования их в строительстве, имеют между собой много общего. В частности, все магматические породы имеют общие физико-механические характеристики – ввиду наличия жёстких кристаллизационных связей между зёрнами минералов, возникающих в процессе формирования породы. Вследствие этого породы имеют высокую прочность, значительно превышающую нагрузки, известные и возможные в инженерно-строительной практике. Магматические горные породы нерастворимы в воде и практически водонепроницаемы в сохранном виде. Благодаря этому они широко используются в качестве оснований особых, ответственных и уникальных сооружений. Поэтому на магматических горных породах построено более 30 % всех высоких гидротехнических плотин на Земле.

Ниже приводятся показатели плотности интрузивных и древних эффузивных пород. Они, естественно, согласуются с химическим и минералогическим составом: сиенит – 2,62 г/см3, диорит – 2,8 г/см3, габбро – 2,95 г/см3, перидотит – 3,2 г/см3, липарит – 2,1 г/см3, диабаз – 2,85 г/см3. Плотность породы обычно возрастает

Таблица 5 – Классификация магматических горных пород по содержанию SiO2

Состав породы

Наименование породы

Содержание оксида SiO2, %

Наименование минерала

Глубинная

(интрузивная)

Излившаяся (аналоги глубинной, эффузивной)

Ультракислые (>75)

Пегматиты

Аляскиты

Кислые (75-65)

Кварц, калиевые полевые шпаты (чаще ортоклаз), слюды

Граниты

Кварцевый порфир, липарит,

2,1 г/см3

Средние (65-55)

Щёлочные полевые шпаты (чаще ортоклаз), роговая обманка, биотит

Сиениты,

2,62 г/см3

Ортоклазовый порфир, трахит,

2,4 г/см3

Плагиоклазы, роговая обманка, авгит, биотит

Диориты,

2,8 г/см3

Порфирит,

андезит

Основные (55-45)

Плагиоклазы (чаще лабрадор), авгит,

иногда оливин

Габбро,

2,95 г/см3

Диабаз, базальт,

2,85 г/см3

Ультраосновные (менее 45)

Авгит,

оливин

Перидотиты,

3,2 г/см3

-

Оливин, рудные минералы

Дуниты

-

вместе с уменьшением её кислотности, т. е. со сменой лёгких минералов относительно более тяжёлыми. Для современных эффузивных пород плотность в большей степени отражает структурно-текстурные особенности, в несколько меньшей степени – химико-минеральные характеристики.

Благодаря высоким прочностным и низким деформационным параметрам магматические породы за рубежом в последние 50 лет используются для получения кубовидного щебня. Он входит в состав прогрессивной щебёночно-мастичной асфальтобетонной смеси для дорожных покрытий, отличающейся значительным сроком эксплуатации (до 30 лет) и надёжностью.

В Учалинском р-не Башкортостана действует Сангалыкский диоритовый карьер открытого типа, I очередь которого была пущена в эксплуатацию в 2001 г. Карьер представлен месторождением скальных пород I класса (по ГОСТ 25100-95) с кристаллизационными цементационными связями магматического интрузивного генезиса в виде габбро и диорита основного и среднего типов. Объём производства на 20 % составляет кубовидный щебень, используемый для получения щебёночно-мастичного асфальтобетона.