Осадочные породы образуются из химических соединений (солей), органических веществ и обломочного материала – продуктов выветривания и эрозии более древних пород; метаморфические породы формируются из ранее существовавших пород под действием высоких температур и давления.
Осадочные породы
Осадочные породы бывают трех типов: обломочные, образующиеся из обломков более древних пород, органогенные, состоящие из животных или растительных остатков, и хемогенные – продукты осаждения минералов и солей из воды. Реки и другие водные потоки, движущийся лед и морские волны разрушают ранее образованные породы. Обломки бывают крупными – каменные глыбы или галька, мелкими – песок (зерна около 1 мм3) и мельчайшими – не различимые простым глазом частицы ила. Большая часть этого обломочного материала сносится реками в море и отлагается в дельтах или на морском дне. Камни, которые не по силам передвинуть воде, остаются в верховьях рек или у берегов морей и подвергаются со временем цементации, образуя породы, называемые конгломератом. Песок, отлагаясь вблизи берега или на континентальном шельфе, в итоге образует песчаник. В пустынных областях пески отлагаются еще и ветром. Ил часто выносится в море далеко от прибрежной полосы и впоследствии становится глиной или превращается в сланец. Органогенные осадочные породы могут быть образованы из растительных остатков, подобно ископаемым углям, либо из твердых частей животных организмов; многие известняки состоят из ископаемых раковин и кораллов, которые строили свои скелеты из извести, извлекаемой из морской воды, а погибая, оставляли скелетные остатки на дне моря. Со временем движение морской воды превращает раковины в обломки. За миллионы лет после захоронения обломки уплотняются и цементируются, образуя известняк. Этот процесс называется литификацией. В геологическом прошлом теплые моря занимали большие площади, и известняки возникали на обширных территориях. Мел состоит из бесчисленных мелких раковинок, видимых лишь под микроскопом. Морская вода содержит большие количества растворенных солей, и, если она испаряется, эти соли выпадают в осадок. Особенно интенсивно испарение в тропических областях, где горячие сухие ветры дуют над мелкими морями; там на морском дне возникает слой извести, которая, затвердевая, образует тонкозернистый известняк. Если бассейн частично замкнут, то осаждаются еще и соли, такие, как гипс, а иногда каменная и калийные соли.
С наличием осадочных пород связаны залежи нефти, природного газа, угля и строительного камня. Кроме того, они позволяют судить о прошлом земной поверхности. Изучение последовательности залегания и возрастных взаи¬моотношений осадочных пород соста¬вляет предмет стратиграфии, а изучение условий, господствовавших на земной поверхности в прошлые геологические эпохи, на основе анализа наблюдаемых ныне пород – предмет фациального анализа и палеогеографии.
Новые породы из старых
Метаморфические породы обычно гораздо тверже осадочных. Одни из них образуются вследствие погружения на большую глубину, другие – под действием тепла, выделяемого при внедрении магматических пород. Все минеральные зерна метаморфических пород представляют собой взаимно проросшие и тесно сцепленные друг с другом кристаллы. Большинство из этих пород, например филлиты, кристаллические сланцы и гнейсы, легко разделяются на плитки по определенным плоскостям. Некоторые породы, подобные кварциту и мрамору, массивны и колются в любом направлении. Осадочные породы подвергаются изменению, если в них внедряется расплавленная магматическая масса. Этот процесс, являясь одной из форм метаморфизма, получил название термального, или контактного, метаморфизма. Малые интрузии, такие, как дайки и силлы, производят только спекание тонкого слоя вмещающей породы, что повышает ее твердость; крупные интрузивы вызывают изменение пород в радиусе нескольких километров. Так, интрузивы могут нагревать вмещающие породы до 700°С и требуют для своего охлаждения более миллиона лет – время, вполне достаточное для образования новых минералов. Породы, окружающие интрузив, могут быть подразделены на зоны в зависимости от степени их изменения. Глинистые сланцы во внешних зонах контактового ореола преобразуются в пятнистые филлитовидные сланцы, а вблизи от интрузива в них появляются новообразованные минералы, например андалузит. У самого контакта возникает твердая порода – роговик. Региональный метаморфизм, или термодинамометаморфизм, развивается в условиях, когда толщи пород, занимающие большие площади, оказываются погруженными настолько глубоко, что повышение температуры и давления вызывает их изменение. Аспидные и филлитовидные сланцы образуются и при региональном, и при термальном метаморфизме, но кристаллические сланцы и гнейсы – только при региональном. Породы, претерпевшие региональный метаморфизм, слагают большую часть земной поверхности; они распространены в тех районах, где древние горные хребты полностью эродированы; там на поверхность выходят некогда глубоко погребенные породы. Менее распространенный тип метаморфизма – дислокационный метаморфизм, вызываемый – взаимным относительным перемещением больших блоков горных пород. При этом высокие давления разрушают породы, а трение бывает столь велико, что порода подвергается частичному плавлению, образуя милониты (в пределах узких зон). Практическое значение метаморфических пород меньше, чем осадочных, – они не содержат нефти, но в то же время с ними связаны месторождения железа; они применяются как строительный материал.