Геолого-петрографические особенности магматических горных пород

Магматические породы относятся к классу твердых пород. Общей их чертой является высокая сопротивляемость разрушению, упругость и некоторые другие свойства, присущие твердым телам вообще. Однако свойства магматических пород изменяются в широком диапазоне и главным образом в зависимости от их вещественного (минерального) состава и строения.
Вещественный состав. По содержанию главных породообразующих минералов магматические породы образуют непрерывный ряд, крайние члены которого — гранит и ультраосновные породы связаны между собой постепенными переходами (рис. 2). Для первых членов этого ряда (кислых пород) характерно абсолютное преобладание силикатов «рыхлой» каркасной структуры, в которых элементарные ячейки (кремнекислородные тетраэдры) связаны между собой жесткими и прочными ковалентными связями. Последние члены этого ряда состоят из железо-магнезиальных силикатов цепной (пироксены и амфиболы) и островной структуры (оливин). В их составе также почти постоянно присутствуют рудные минералы (магнетит, хромит и др.), содержание которых в районах рудных месторождений может быть значительным.
С отмеченными переменами минерального состава обусловлено повышение плотности и вязкости горных пород по мере снижения их кислотности. В группе кислых магматических пород значительные колебания физических свойств связаны с изменениями содержания минералов слоистой структуры (слюд).

Структура. Вещество магматических пород интрузивных фаций полностью раскристаллизовано. В породах эффузивных фаций оно частично или полностью представлено вулканическим стеклом. Элементарные кремнекислородные, тетраэдры силикатного вещества, составляющие скелетную основу структуры силикатов, здесь (в вулканическом стекле) обнаруживают лишь тенденцию к правильному симметричному расположению друг относительно друга. Эта тенденция проявляется в развитии кристаллитов — зародышей скелетных кристаллов, их агрегатов — микролитов и, наконец, появлении микропорфировых выделений.
Степень кристалличности минерального вещества оказывает существенное влияние на свойства магматических пород. Так, только в зависимости от абсолютных размеров кристаллических зерен прочность породы может изменяться в 1,5—2,0 раза и более.
Структурные связи в магматических породах кристаллизационной природы. Исключение составляют некоторые представители эффузивных пород, в которых вулканическое стекло выступает в качестве цементирующего вещества. В этом случае они могут быть условно отнесены к своеобразному подклассу сцементированных пород.
Текстура магматических пород может быть неупорядоченной и ориентированной. С появлением ориентированных текстур (полосчатости, гнейсовидности, флюидальности и т. д.) горная порода приобретает текстурную анизотропность. В случае неупорядоченной текстуры порода может рассматриваться как квазиизотропное тело.
Магматические породы, как правило, расчленены скрытыми или в той или иной мере зияющими (открытыми) трещинами. Среди них выделяются: трещины, возникшие при остывании магматического расплава, — это так называемые контракционные тектонические трещины, развивающиеся под воздействием тектонических напряжений и деформаций, и, наконец, трещины выветривания, появляющиеся главным образом под воздействием процессов физического выветривания.
В абиссальных интрузивах контракционные трещины приурочены в основном к приконтактовым зонам (окраинам массива) и вызывают появление отдельностей плитообразных очертаний; поверхности раздела плит ориентированы параллельно контактам с боковыми породами. В гипабиссальных (жильных) телах и эффузивных покровах и потоках развиваются призматические и столбчатые отдельности, а в подводных излияниях лав основного состава — шаровые отдельности.
Тектонические трещины обнаруживают пространственную связь с тектоническими (разрывными и складчатыми) нарушениями, и они пронизывают всю толщу пород, подверженную этим нарушениям. Различают приразрывные и соскладчатые системы трещин. Интенсивность тектонической трещиноватости пород, протяженность и элементы залегания трещин закономерно изменяются с приближением к зонам разрывных и осям пликативных (складчатых) нарушений.
Трещины коры выветривания в своем большинстве развиваются в процессе физической дезинтеграции горной породы. Они развиты в коре выветривания, степень трещиноватости пород которой обнаруживает вертикальную зональность. Эта зональность определяет существенные особенности «профиля» коры выветривания.
Отдельности высокопрочных горных пород при деформации массива часто ведут себя как единое целое. Деформация последних складывается из дифференциальных перемещений отдельностей друг относительно друга. Общая картина квазипластических деформаций породы, наблюдаемая, например, при провисании потолочины горных выработок, создается за счет микроскольжений по правильно ориентированным системам трещин. При концентрации деформации под одной из систем поверхностей скольжения возникает зона разрыва, вызывающая явление обрушения или скольжения отдельных блоков и пачек породы. В этом отношении отдельности твердых горных пород могут рассматриваться как элементарные объемы.