Все процессы образования минералов и горных пород могут быть разбиты на три группы:

1. Эндогенные (внутренние), или, как их часто называют, гипогенные (глубинные) процессы, происходящие за счет внутренней тепловой энергии земного шара.
2. Экзогенные (внешние), или гипергенные (поверхностные) процессы, происходящие на поверхности земли главным образом под воздействием солнечной энергии.
3. Метаморфические (метаморфогенные) процессы, связанные с перерождением ранее образовавшихся минеральных ассоциаций (как экзогенных, так и эндогенных) в результате изменяющихся физико-химических условий, среди которых главное место занимают изменения давления и температуры.

   Эндогенные процессы.

1. Магматические процессы протекают в силикатных расплавах (магме), возникающих в глубинах земли. Застывание и кристаллизация магм приводят к образованию различных магматических (изверженных) горных пород (температура 700–800°, иногда до 1200°). По способу образования магматические породы делятся на внедрившиеся (интрузивные) и излившиеся (эффузивные). Первые формируются на большей или меньшей глубине от поверхности земли, в толще осадочных, метаморфических или других изверженных пород, которые они прорывают. Вторые образуются из магмы, достигшей земной поверхности при извержениях вулканов; это затвердевшие вулканические лавы и близкие к ним породы.
2. Пегматитовые процессы выражаются в том, что после кристаллизации основного объема магмы и образования интрузивных пород сохраняется в жидком состоянии небольшая часть магмы, обогащенная летучими веществами и имеющая относительно пониженную температуру затвердевания.
3. Пневматолитовые (большей частью эксгаляционные) процессы происходят в кратерах, на склонах вулканов и в пустотах лавовых потоков; они проявляются в образовании минералов непосредственно из вулканических эксгаляций – газов и паров (температура выше 200-300°).
4. Пневматолито-гидротермальные процессы совершаются под воздействием (на горные породы) высокотемпературных газово-водных растворов (надкритических флюидов) и носят главным образом метасоматический характер, т. е. выражаются в замещении минералов ранее образовавшихся горных пород (температура 300-500°) новообразованными минеральными ассоциациями.
5. Гидротермальные процессы протекают с участием горячих водных растворов, восходящих из магматических очагов; как правило, эти растворы циркулируют вдоль трещин, при заполнении которых формируются характерные минеральные тела – гидротермальные жилы. Различают высокотемпературные (200-300°), среднетемпературные (100-200°) и низкотемпературные (<100°) гидротермальные процессы⁶.

   ЭКЗОГЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ

   При экзогенных процессах образуются осадочные горные породы и соответствующие минеральные месторождения. Формы проявления экзогенных процессов следующие:

1. Физическое выветривание состоит в механическом разрушении горных пород под влиянием колебаний температуры воздуха, замерзания и оттаивания воды в трещинах, вымывания частичек горных пород текучими водами или выдувания их ветром, дробления береговых скал морскими волнами, перетирания пород при движении ледников и т. п.
2. Химическое выветривание заключается в частичном или полном разложении минералов горных пород под влиянием кислорода воздуха, углекислоты и атмосферных и грунтовых вод. Последние обычно содержат в растворенном состоянии угольную, иногда серную и другие, в том числе органические, кислоты, выделяемые в процессе жизнедеятельности бактерий и при разложении растительных остатков в почвах, торфяниках и пр. Среди продуктов химического разложения горных пород легкорастворимые соединения (соли калия, натрия, кальция, магния) уносятся водными потоками. Труднорастворимые соединения кремния, алюминия, железа накапливаются и формируют так называемые коры выветривания, представленные обычно глинистыми породами остаточного происхождения. Остаточные продукты могут подвергаться последующему размыву, переносу и переотложению в других местах, входя в состав осадочных пород.
3. Перенос продуктов выветривания осуществляется реками, ручьями, временными водными потоками, морскими волнами и течениями, ледниками, ветром и другими геологическими агентами, действующими на поверхности земли. Перенос сопровождается непрерывным дополнительным разрушением, истиранием и окатыванием обломков, их сортировкой по размеру и весу. Длительный и неоднократный перемыв рыхлых отложений ведет к концентрации наиболее тяжелых, прочных и устойчивых минералов в различного рода россыпях (морских, речных, дельтовых, озерных, ледниковых, остаточных, склоновых и др.).
4. Осадкообразование заключается в отложении материала разрушенных горных пород в озерах, морях и океанах. В зависимости от того, каким путем происходит осаждение – механически (осаждение взвешенных частиц), вследствие процессов коагуляции коллоидных растворов, кристаллизации из насыщенных истинных растворов или, наконец, при участии живых организмов, в том числе бактерий, различают механические, коллоидные, химические и биохимические осадочные процессы и соответствующие осадки.
5. Диагенетические процессы охватывают все явления преобразования осадков сразу же после их отложения и уплотнения и выражаются преимущественно в обезвоживании гидроокислов, раскристаллизации коллоидных осадков, замещении органических остатков карбонатами, минералами кремнезема, сульфидами железа и т. п. Результатом этих процессов являются окаменение осадков (литификация) и образование осадочных горных пород.
6. Инфильтрационные процессы возникают при выветривании горных пород, когда значительная часть химических элементов выщелачивается грунтовыми водами, которые, просачиваясь сквозь толщу осадочных пород, взаимодействуют с ними и образуют специфические низкотемпературные минеральные ассоциации⁷.

   МЕТАМОРФИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ (МЕТАМОРФИЗМ)

   Различают следующие типы процессов метаморфизма:

1. Регионально-метаморфические процессы (региональный метаморфизм). В зонах интенсивного прогибания земной коры осадочные и изверженные породы иногда попадают в условия повышенных температур и давлений, а также подвергаются воздействию высокотемпературных водных растворов. В результате на больших территориях происходит перекристаллизация пород с существенным изменением их первоначального минерального состава. Значительно меняется облик пород: из тонко-зернистых, землистых или стекловатых они превращаются в кристаллические породы и обычно приобретают сланцеватое сложение. С процессами регионального метаморфизма сопряжено формирование жил альпийского типа, или альпийских жил, обычно представленных полыми трещинами с наросшими на их стенках кристаллами тех же минералов, из которых сложены вмещающие метаморфические породы.
2. Динамометаморфические процессы (динамометаморфизм). Преобразование горных пород под воздействием интенсивного ориентированного давления протекает в отличие от регионального метаморфизма в пределах сравнительно узких зон нарушений сплошности пород (разломов земной коры). Этот процесс выражается в деформации пород – их дроблении, рассланцевании – и нередко сопровождается перекристаллизацией.
3. Контактово-метаморфические процессы (контактовый метаморфизм). Проявляются вокруг массивов изверженных пород (особенно гранитоидов) и обусловлены их тепловым воздействием на вмещающие осадочные и осадочно-метаморфические породы. Контактово-метаморфические процессы часто тесно связаны с контактово-метасоматическими.
4. Метасоматические процессы (метасоматоз). Метаморфические процессы в строгом смысле термина ограничиваются явлениями перекристаллизации вещества горных пород под воздействием высокой температуры, давления и при участии нагретых водных растворов, что приводит к образованию новых минеральных ассоциаций без существенного изменения валового химического состава исходных горных пород. Аналогичные процессы, сопровождающиеся значительным изменением химического состава исходных пород, носят название метасоматических процессов⁸.

Рис. 2.1.Геологический цикл образования минералов и горных пород

   Между всеми перечисленными процессами минералообразования наблюдаются, естественно, взаимные переходы, и в природе не всегда удается их четко расчленить.

   Указанные процессы приводят к возникновению разнообразных минералов и их ассоциаций, к образованию различных типов горных пород и руд.

   3. Формы залегания горных пород

   Осадочные и метаморфические горные породы залегают обычно в виде слоев или пластов, ограниченных приблизительно параллельными поверхностями. Осадочные породы при ненарушенном первоначальном их залегании располагаются почти горизонтально (рис. 3.1), реже они имеют первичный наклон в одну сторону или изгибы, обусловленные рельефом той поверхности, на которой отлагались. Нарушения первоначального залегания горных пород или их дислокации вызываются двумя причинами: эндогенными, к которым относятся тектоническим движения, и экзогенными, как, например, деятельность поверхностных и особенно грунтовых вод, вызывающих оползни, обвалы, растворение пород и др.⁹

   По  условиям накопления осадочных горных пород выделяют 3 вида залегания горных пород: трансгрессивное залегание, регрессивное залегание, миграционное залегание.

   По  характеру нарушений различают  три главные группы залегания горных пород: складчатые, или пликативные (без разрыва сплошности пластов), разрывные, или дизъюнктивные (с разрывом), и формы нарушения, связанные с внедрением (прорывом) магматических масс или высокопластичных пород (соли, гипсы) в ранее образовавшиеся толщи горных пород.

   Среди складчатых форм нарушенного залегания горных пород выделяются: односторонний наклон пластов под различными углами (моноклинальное залегание), изгибы пластов с образованием складок самых разнообразных размеров и форм (антиклинальные, синклинальные, прямые, косые, опрокинутые и др.). Среди разрывных нарушений выделяются крутопадающие нарушения, вызывающие разрыв сплошности пластов с движением прилегающих блоков пород в вертикальном, горизонтальном либо наклонном направлениях (сбросы, взбросы, сдвиги, раздвиги, надвиги). Крупные, пологонаклоненные или горизонтальные разрывы со смещением на десятки км носят название покровов или Шарьяжей. К прорывающим формам залегания горных пород в осадочных толщах относятся диапировые складки (складки «с протыкающим пластичным ядром») и складки, возникающие при внедрении магматических расплавов. При наличии разновозрастных комплексов слоев различают два основных типа залегания горных пород: согласное залегание, несогласное залегание.

   Эти термины используются для определения  стратиграфических и структурных  взаимоотношений. Стратиграфическое  согласное залегание характеризует  непрерывность накопления пород; при стратиграфическом несогласии в осадочных, вулканогенных и метаморфических толщах выпадают отдельные стратиграфические подразделения (рис.3.2). При структурном согласном залегании комплексы пород разного возраста залегают друг на друге параллельно, и комплекс верхних слоев повторяет формы залегания нижних. При структурном несогласном залегании нижний и верхний комплексы залегают различно, причем основание верхнего комплекса перекрывает различные слои нижнего комплекса, обычно имеющие более крутые углы наклона (рис.3.3). Размещение слоев на косо срезанной эрозионными процессами поверхности более древней толщи называется прислоненным залеганием или прилеганием, а заполнение впадин в древнем комплексе пород более молодыми слоями, отложенными быстро наступающим морем, – ингрессивным залеганием¹⁰.

   Магматические горные породы имеют разнообразные  формы залегания. Излившиеся на поверхность  земли лавы застывают в виде потоков  и покровов (эффузивные горные породы); при застывании магмы на небольшой  глубине от поверхности земли образуются штоки, жилы, дайки, плитообразные пологие тела (силлы), лакколиты (экструзивные и гипабиссальные горные породы). При остывании магмы на значительных глубинах (более 1,5–2 км) образуются штоки и батолиты (интрузивные горные породы). Положение в пространстве отдельных слоев и комплексов определяется измерением так называемых элементов залегания горных пород: направления простирания, направления падения и угла падения. Эти элементы либо замеряются с помощью горного компаса, либо вычисляются путем геометрических построений по данным структурных карт или отметок пластов, вскрытых на глубине буровыми скважинами.

Рис. 3.1. Горизонтальное залегание осадочных пород: 1 – белый мел; 2 – кварцевый песчаник; 3 – песчанистая глина; 4, 5, 6 – песчаник с различными прослоями; 7, 8, 9, 10 – известняк с прослоями гипса и др.; 11 – рухляки; 12 – оолитовый известняк

   Рис.3.2. Несогласное залегание горных пород (стратиграфическое несогласие): А – древняя толща; Б – молодая толща; а – а – поверхность перерыва (размыва)

Рис. 3.3. Структурное несогласие: А – древняя толща, смятая в складки; Б – несогласно залегающая молодая толща; а – а – поверхность несогласия.