Тау жыныстары туралы жалпы түсінік

Жер қыртысын құраушы минералдық біртектес заттарды тау жынысы деп атайды. Жердің сыртқы қыртыс қабаттары көбінесе қатты тастардан тұрады. Сол себепті тау жыныстарын анайы түсінікпен атағанда тастар деуге болады. Тастардың жер бетіне шыққан айқын күрделі түрлері тауларда кездеседі. Тау жыныстары деген сөздің өзі сол тастардың тауда кездесу түсінігінен шыққан. Олай болса тау жыныстарының орнына тастaр деген түсініктің өзін алуға да болар еді. Расында петрография деген сөздің өзі де сонан шыққан болатын (грекше петро — тас деген сез). Бірақ ерте кезде осылай алынғанымен қазіргі түсінікке ол дәл келе қоймайды. Өйткені жер кабаттарын құраушы минералдық бір тектес зат қатарына, яғни тау жынысы қатарына су, мұнай, көмір, топырақ, сияқты заттар да жатады. Бірақ бұларды тас деуге болмайды. Сондықтан тау жынысы деген түсініктің тастан көрі мағынасы кеңірек. Сонымен, петрография тау жыныстарын зерттеуші ғылым. Тау жыныстарының шығу тегіне жалпы шолу жасап көрейік. Жердің үстіңгі қабатындағы тас қабықты құраған тау жыныстары алғашқыда балқыған тұтқыр заттан қатайып пайда болған. Демек, ол тау жыныстарын құраған минералдар мен кристалдар да алғашқыда сол балқыған заттан пайда болған. Онан кейінгі замандарда, жердің қатты тас қабығы құрыла бастасымен ондай тау жыныстары, күннің шағу, желдің қағу, судың шаю әсерінен бұзылып, бөлшектерге жіктеліп, ажырап үгітіле бастаған. Тау жыныстарының үгітіліп ұсақталған түйіршіктері суға еріп, химиялық әр түрлі қосындыларға айналып, тұнып, тығыздалып, бірігіп, басқа түрлі минералдарға және тау жыныстарына айналған. Мұнан кейін олар екінші рет қайта өзгеріп, тағы басқа тау жыныстарының түріне айналған. Жердің жүздеген миллиондаған ұзақ тарихы бойында осы әрекет көп қайталанып отырған. Сонымен қатар бертін келе-келе тау жыныстары мен минералдардың бұзылып өзгеруіне және жиналып құралуына тіршілік дүниесі де көп әсерін тигізген. Жердің тереңдегі ішкі ыстық қабаттарынан балқыған заттар қосындысы да (магма) анда-санда жер бетіне көтеріліп шығуын тоқтатқан жоқ . Олардың қатаюынан жаңа тау жыныстары пайда болады. Бұрын және жаңадан пайда болған тау жыныстары қайта өзгеріп, басқа минералдар мен тау жыныстарының түріне айналып отырады. Осы ретпен жер қыртысында пайда болған тау жыныстары мен минералдардың түрлері өте көп. Олардың бірсыпырасы адам баласының керегіне жұмсалады. Ондай минералдарды пайдалы қазындылар дейді немесе кен минералдары, кен тасы немесе руда дейді. Пайдалы қазындылардың жер қойнауынан шығатын орнын кен дейді. Жердің кен қазынасы таусылмас мол. Барлық асыл заттар, өнеркәсіп орындарының барлық керегі сол қазынадан табылады. «Асыл тастан шығады» дейтін халық мәтелі осының дәлелі. Сол тастан шығатын асылды алмақ болып қарманудың арқасында адам баласы зор табыстарға жетті. Неше түрлі минералдар мен тау жыныстарының сырын ашып, түрлерін тапты. Қазіргі белгілі минералдардың түрі 3000 шамасында. Тау жыныстарының түрлері де 1000-ға жуық. Бұлардың барлығын тізіп көрсетіп, жаттап алу мүмкін емес. Табиғаттың бұл сияқ ты көп түрлі заттарын тануда ғылымның тауып алған жеңіл әдісі бар. Ол әдіс — осы заттарды өзінің жаратылысына қарай белгілі топтарға бөлу, солардың әрқайсысына тән белгі қасиеттерін білу және әрқайсысының белгілі бір өкілдерін тани білу. Ботаника, зоология ғылымдарында, мысалы, өсімдіктер мен жануарларды топтарға, руларға, тұқымдарға, түрлерге бөледі, мұны систематика әдісі дейді. Сол сияқты минералдар мен тау жыныстарын да таптарға, топтарға, түрлерге бөледі. Сондай бөлінудің арқасында оларды тану, түсіну оңай болады. Тау жыныстарының негізгі топтарына тоқталайық. Жер қабаттарын құрайтын барлық тау жыныстары үлкен үш түрлі топқа бөлінеді: #магмалық тaужыныстaры, #шөгінді тау жыныстары #метаморфтық тау жыныстaры. Жер астынан балқып шыққан тас заттардан, яғни магмадан қатайып пайда болған тау жыныстарын магмалық деп атайды. Мысалы, бұған жоғарыда айтылған гранит т. б. жатады. Тау жыныстарының ұсақ кесек, қиыршық құмдарынан, саздарынан, судағы химиялық ерітінділер тұнбасынан, жануарлар мен өсімдіктер қалдығынан құралған тау жыныстарын шөгінді (тұнба) тау жыныстары дейді. Бұлай аталу себебі осы айтылған ұсақ кесектер мен қиыршық құмдар сумен ағып келіп, желмен ұшып келіп, өздерінің салмақтарына қарай тұнады. Мысалы, кұм, құмтас, тұздар, саздар, т. б. Метаморфоза — өзгеру деген сез. Тау жынысы өзгеріп, бір түрден екінші түрге айналса, оны метаморфтық тау жынысы дейді. Мысалы, бор (элемент емес) жер астының қысым күшіне және ыстық температурасына ұшыраса, ол тығыздалып кристалды ізбестасқа немесе мраморға айналады. Мрамор метаморфтық жыныс. Бұл айтылған үш түрлі тау жыныстарының ішінен ең көп кездесетіні қайсысы деген сұраққа екі түрлі жауап беруге болады. Жердің ең үстіңгі қыртысын алатын болсақ , онда шөгінді тау жыныстары басымырақ : мұнда 75% шөгінді жыныстар, қалған 25% магмалық және метаморфтық жыныстар. Егерде жердің 16 километрлік қалың қабатын алатын болсақ , ондағы басым көпшілігі магмалық тау жыныстары, яғни онда магмалық тау жынысы 95% шамасында, қалған 5% шөгінді және магмалық тау жыныстары. Жердің онан арғы терең қабаттарындағы жыныстардың барлығы дерлік магмалық жыныстар. Тау жыныстарын зерттеуші петрография ғылымының негізгі маңызы мен мақсатына және зерттеу әдісіне келетін болсақ , ол мынадай. Петрография ғылымы — тау жыныстарының минералдық және химиялық (элементтік) кұрамын, құрылысын, жаратылысын, сырт бейнесін, геологиялық және географиялық таралуын, өз ара қарым-қатыстарын, осыларға байланысты кен байлықтарын зерттеуші ғылым. Демек, бұл аса күрделі және пайдалы ғылым. Осы аталған мақсаттарына қарай петрографияның өзіне тән әдістері бар. Осы әдістердің бірсыпырасы жоғарыда айтылған минералдарды зерттеу әдістерімен бірдей немесе соларға ұқсас. Өйткені петрография зерттейтін тау жыныстары минералдардан тұрады. Сонымен қатар петрографияның өзгешелік әдістері де бар. Солардың ішінде, әсіресе, көбірек тарағаны — оптикалық (микроскоптық ) , минералдық , эксперименттік және геологиялық әдістер. Оптикалық әдіс минералогия бөлімінде айтылған минералдық әдістер арқылы тау жыныстарының құрамы мен құрылысын ажыратады. Қандай заттың болса да құрамы мен құрылысы оның жаратылыс жағдайына байланысты, сондықтан тау жыныстарының да жаратылысын білуге болады. Эксперимент жасағанда тау жыныстарын кептіру, қыздыру, еріту, балқыту, ұсату-жаншу сияқты әр түрлі термодинамикалық , физикалық және химиялық әдістер қолданылады. Бұл әдістердің арқасында, бірінші жағынан, тау жыныстарының қандай жағдайларда құрылғандығы айқындалса, екінші жағынан, оларды қалай пайдалануға болатындығы көрсетіледі, үшінші жағынан, техникалық петрография әдістеріне жол ашылады. Техникалық петрография ғылымның жаңа тарауы. Сондықтан бұған біраз тоқталып өтейік. Қолдан жасалған көп заттар кұрамы мен құрылыстары жағынан табиғи тау жыныстарына өте жақын келеді. Мысалы, әр түрлі керамика, фарфор-фаянс, шыны сияқты заттар силикатты тау жыныстарына жақын. Цемент жасау, кірпіш ертеу сияқты істерде де табиғи тау жыныстарында болатын жағдайлар кездеседі. Ал металдар қорытатын заводтардан шығарылатын шлактарды алатын болсақ , олар вулкандық тау жыныстарына өте ұқсас. Қысқасын айтқанда қазіргі техникада көптеген жыныстар қолдан жасалады. Оларды техникалық петрография зерттейді. Техникалық петрография әдістері мен табыстары табиғи петрографияға да қолданылады. Демек, бұл да петрографиянын эксперименттік әдісінің бір түрі деуге болады. Петрографияның геолгиялық зерттеу әдісіне келетін болсақ, ол алдыңғы айтылған әдістердің бәрінен де гөрі қажеттірек. Өйткені лабораториялар мен заводтарда қанша дәл зерттеулер жүргізілгенімен ол жер қойнауында болатын табиғи геологиялық күрделі зор өзгерістердің құбылысын дәл бере алмайды. Жер бетінің әрбір бөлшектерінде және терең қабаттарында түрліше геохимиялық және геофизикалық жағдайлар болады. Солардың әрқайсынына тән тау жыныстары құрылады. Тау жыныстарының құралуына, бірінші жағынан, сол жердің геологиялық тарихы мен ішкі құрылысы әсер ететін болса, екінші жағынан, оның физика-географиялық жағдайы әсер етеді. Осылардың барлығын тау жыныстарының табиғи орнындағы жағдайында зерттеп, олардың жатыстары мен қатыстарын өз ара салыстырмаса болмайды. Көбінесе әр аудандағы тау жыныстарының өзіне тән түрлі-түрлі өзгешеліктері болады. Көп зерттеп көзі қаныққан адамдар бір таудың тасын екінші таудікінен айыра біледі. Осыған сүйене отырып петрографиялық аудандар, зоналар және провинциялар белгіленеді. Мысалы, Алтай, Урал, Сарыарқа сияқты үлкен аймақтар петрографиялық провинциялар болып табылады. Жоғарыда айтылған тау жыныстарыньщ өзіне тән сырт белгілері болады, оған бір түсініп, көзі қанық қ а н адам оларды оңай ажырата алады. Мысалы, магмалық тау жынысының жер астында қатайған интрузивтік (тереңдік) түрі болса, ол түгелдей кристалл түйіршіктерінен тұрады (гранит, сиенит, диорит, габбро, дунит т.б.). Магмалық тау жынысы жер бетіне шығып төгілген лавадан пайда болса, яғни эффузивтер болса, олардың кристалдары жай көзге көрінбейді, олар тұтас шыны немесе шлак сиякты болады (вулкандық жыныстар). Кей жағдайларда эффузивтік шынынық ішінде кристалдары бар аралас шұбар түрлері болады, оларды порфирлер дейді. Шөгінді жыныстардың арасында сумен немесе желмен тұнған қабат- қабат тақталы іздері білініп тұрады. Сонымен қатар олардың арасында өсімдіктер мен жәндік қалдықтары немесе көл суынан пайда болатын тұз қабаттары кездеседі. Шөгінді жыныстардың кейбір бірігіп тығыздалған кесекті түрлері, мысалы кейбір құмтастар, кейде түйіршікті магмалық жыныстарға ұқсайды. Бірақ магмалық жыныстың кристалл түйіршігі мен кесекті шөгінділердің минерал қиыршығын бір-бірінен оңай ажыратуға болады. Кристалл түйіршіктердің шеттері ұстара мен тілгендей түзу және өткір қырлы, қиюласып айқасқан болса, ал құмтас қиыршықтары суға шайылып домаланған жұмыр, сынық бөлшектерден тұрады. Бұл өзгешеліктер микроскоппен қарағанда тіпті айқын көрінеді. Метаморфтық жыныстар магмалық және шөгінді жыныстың екеуінен де пайда болады. Метаморфтық жыныстардың өзгешелігі сол, олардың көбінесе жаншылған-тақталанған іздері байқалып тұрады немесе ыстық лепке түсіп өзгеріске ұшыраған белгісі болады. Мысалы, кристалды тақта тастарды алайық. Мұның тақталанған белгісіне қарағанда, оның ең басында шөгінді жыныс екені айқын. Бірақ оның ішіндегі кесек қиыршықтар метаморфизм әсерінен езгеріп, кристалдық түйіршікке айналған. Мұнда бір еске алатын «әрсе, метаморфизмге ұшыраған тау жынысы сол өзгерісті (метаморфизмді) тудырған орыннан алыстаған сайын біртіндеп өзінің бұрынғы өзгермеген қалпына қарай ауыса береді. Демек, осы бойынша өзгерілген (метаморфтық ) жыныстың қандай жыныстан пайда болғандығын геологиялық зерттеу арқылы білеміз. Шөгінді тау жыныстарының салыстырмалы жасын олардың арасындағы жәндіктер қалдығы (фауна) мен өсімдіктер қалдығы (флора) арқылы айыруға болады. Ондай қалдықтар магмалық жыныстарда болмайды. Бірақ олардың айналасын қоршаған шөгінді жыныстардың жасы анықталатын болса, соған қарай магмалық жыныстың да жасын анықтауға болады. Демек, бұл жерде де геологиялық әдіс қолданылады. Дереккөздер