Цвет породы может многое рассказать геологам о ее составе и о том, как она образовалась. Минералы, из которых состоит порода, придают ей определенный цвет или комбинацию цветов. Количество времени, которое порода провела на поверхности земли, также влияет на ее цвет, поскольку выветривание и окисление изменяют внешний вид породы. Понимая, что означают различные цвета породы, геологи могут быстро определить ключевые черты и интерпретировать геологическую историю обнажения или региона.
Красные породы получают свой цвет из-за присутствия железа. Оксиды железа, или гематит и магнетит, окрашивают породы в красный или красновато-коричневый цвет. Магматические породы с большим содержанием железа образуют красный гранит или красный песчаник. Метаморфические породы, богатые железом, образуют красную яшму или красный кварцит. Железо также создает красные цвета в осадочных породах, таких как сланец и известняк. Количество присутствующего красного гематита железа определяет, насколько глубоким или ярким будет красный цвет. Небольшое количество создает розоватый оттенок, в то время как высокие концентрации дают яркий красный цвет. Красные породы часто образуются в областях, где присутствует кислород, поэтому железо окисляется, образуя красный гематит и образования красной породы. Присутствие красных пород означает, что железо и кислород присутствовали при формировании пород.
Зеленые породы обычно получают свой цвет от минералов, содержащих железо, магний, никель или хром. Зеленый цвет происходит от микроэлементов, присутствующих в минералах породы. Например, оливин - это минерал силиката железа и магния, который может варьироваться от желто-зеленого до оливково-зеленого. Серпентин - это зеленый силикат магния. Эпидот - это зеленый силикат кальция, алюминия и железа. Зеленый камень - это метаморфизованный базальт с зелеными минералами, такими как хлорит, эпидот и актинолит. Зеленые минералы придают метаморфическим породам отчетливый зеленоватый оттенок. Зеленые породы обычно образуются там, где произошло взаимодействие флюидов, потому что микроэлементы, необходимые для образования зеленых минералов, привносятся флюидами. Зеленые породы указывают на изменение флюидами исходного состава породы.
Синий цвет — необычный цвет породы. Очень немногие минералы имеют естественный синий цвет. Голубоватый оттенок в некоторых породах возникает из-за следов меди. Азурит — это ярко-синий минерал карбоната меди. Хризоколла — сине-зеленый силикат меди. Некоторые породы также могут казаться синими, когда содержат большое количество зерен синего кварца. Синий цвет отражается от частиц кварца, поскольку они достаточно малы, чтобы рассеивать синий свет. Ледниковый алеврит и песчаник иногда приобретают голубоватый оттенок из-за большого количества смешанных зерен синего кварца. Тем не менее, синий цвет все еще относительно редок в породах с небольшим количеством распространенных синих минералов. Для образования синих медных минералов требуются уникальные геохимические условия, поэтому синие породы сигнализируют о необычных взаимодействиях флюидов во время их формирования.
Оранжевые и желтые породы получают свои яркие цвета от оксидов и сульфидов железа. Когда породы содержат гидратированные оксиды железа, такие как лимонит и гетит, это приводит к желтоватым и коричневато-оранжевым тонам. Минералы сульфида железа, такие как пирит, также могут создавать желтые породы при выветривании. Оксиды урана могут создавать желтые вторичные минералы, такие как отунит, на выветренных поверхностях. Немногие первичные минералы пород оранжевые или желтые, поэтому эти красочные породы чаще образуются в результате процессов выветривания. Окисление железа, гидратация и образование красочных вторичных минералов приводят к образованию оранжевых и желтых пород. Наличие ярко окрашенных желтых и оранжевых пород, как правило, указывает на сильно выветренную поверхностную среду.
Белые породы образуются несколькими способами. Некоторые получают свой цвет из-за обильного содержания светлых минералов, таких как кварц и полевой шпат. Гранит с большим количеством кварца приобретает легкий серовато-белый оттенок. Риолитовые и дацитовые вулканические породы кажутся светло-кремово-белыми из-за высокого содержания кремнезема. Белый известняк образуется там, где составы известняка очень чистые и не содержат более темных минералов. Белый песчаник получается, когда песчинки в основном состоят из кварца. Чистый белый цвет указывает на минимальное количество сопутствующих минералов. Белые метаморфические породы, такие как мрамор, образуются, когда примеси вытесняются под воздействием тепла и давления. В других случаях породы кажутся белыми из-за отбеливания грунтовыми водами. Богатые ураном жидкости могут выщелачивать более темные минералы и делать породу светло-белой. Таким образом, белые породы означают высокое содержание кремнезема, чистоту состава или прошлое отбеливание подземными жидкостями.
Черные или очень темно-серые породы содержат в изобилии темные минералы и углерод. Базальт, магматическая вулканическая порода, становится черным, когда содержит темноокрашенные пироксеновые и оливиновые минералы. Сланцы становятся черными из-за углеродистого материала, сконцентрированного в них, в то время как черный известняк указывает на присутствие углерода, железа и марганца. Амфиболитовые метаморфические породы черные из-за высокой концентрации темных роговообманковых амфиболовых минералов. Обсидиан, вулканическое стекло, также кажется черным, когда он толстый. Черный цвет получается из-за того, что очень мало света отражается от темных минералов и стекол в породах. Это делает черные выходы пород легко идентифицируемыми. Черный цвет означает, что порода богата мафическими минералами и кристаллами, которые придают очень темные оттенки.
Фиолетовые породы содержат минеральный кварц вместе с гематитом или другими цветными минералами, такими как флюорит, аметист или лепидолит. Кварц обеспечивает белый/прозрачный фон, в то время как дополнительные минералы придают оттенки фиолетового. Например, лепидолит, фиолетовый минерал слюды, в сочетании с кварцем создает яркий фиолетовый цвет. Кристаллы флюорита и аметиста также могут окрашивать кварцевую породу в фиолетовый цвет. Гематит изменяет кварц, придавая ему характерный красновато-фиолетовый оттенок. Эти типы цветных минеральных комбинаций, приводящие к фиолетовым породам, подразумевают уникальные процессы минерализации, которые происходили, когда породы формировались для концентрации этих менее распространенных элементов вместе в одном месте.
Серые и коричневые породы получают свой приглушенный цвет из смеси черных, белых и других минеральных зерен, смешанных вместе. Песчаник серый, коричневый и желтовато-коричневый из-за смеси прозрачных кварцевых зерен, черных кремнистых зерен, белых полевых шпатов и коричневых зерен оксида железа, сцементированных вместе. Гранит кажется серым, когда кварц, черная биотитовая слюда и белые полевые шпаты встречаются в равных пропорциях. Метаморфические породы, такие как гнейс и сланец, кажутся коричневыми или серыми из-за хорошо перемешанной комбинации светлых и темных исходных пород. Аргиллиты выглядят серыми и коричневыми, когда крошечные частицы глины, ила и песка объединяются вместе. Приглушенные серо-коричневые тона указывают на неоднородную смесь минералов в различных пропорциях.
Разноцветные породы демонстрируют палитру различных оттенков в полосах, пятнах или завитках. Эти породы образуются, когда породы контрастного состава смешиваются или наслаиваются. Магматические породы, такие как гранитогнейс и мигматит, выглядят полосатыми с чередующимися светлыми и темными пятнами из-за смешивания гранитных и мафических магм. Метаморфический гнейс и сланец связывают вместе минеральные слои разного состава. Осадочные брекчии заполняют промежутки окружающими обломками пород, создавая пятнистые узоры. Дифференциальное выветривание может вытравливать цветовые вариации на породах. Окисление также приводит к появлению цветных пятен, поскольку железо окисляется в нерегулярных пятнах. Разноцветные породы образуются там, где смешиваются несколько типов пород, и указывают на сложную геологическую историю, включающую смешивание различных по составу исходных пород.
Несколько факторов влияют на окончательный цвет и внешний вид породы. Первоначальный минеральный состав играет ключевую роль, поскольку некоторые минералы имеют врожденные цвета. Например, оливин всегда зеленый, магнетит черный, а гематит красный в зависимости от элементного состава. Относительные пропорции различных минералов в породе смешиваются вместе, влияя на общий цвет. Капля красного гематита делает породу ярко-красной, в то время как незначительные количества просто окрашивают породу в розовый цвет. Длительное воздействие на поверхность земли приводит к выветриванию и окислению, которые изменяют исходный цвет породы. Железо окисляется из серого в красный, в то время как другие минеральные зерна выветриваются в глины с коричневато-оранжевыми тонами. Цвет породы во многом зависит от исходного состава и последующих условий окружающей среды, влияющих на породу с течением времени.
Геологи часто используют цвет породы в качестве первоначального индикатора типа породы в полевых условиях. Черные, мелкозернистые породы, как правило, являются базальтом, в то время как красные осадочные слои часто обозначают окисленные породы, богатые гематитом. Серые кристаллические породы, как правило, приравниваются к граниту. Зеленые, сланцеватые метаморфические породы обычно содержат зеленые минералы хлорита, эпидота или актинолита. Белый мрамор происходит из чистых известняковых протолитов. Цвет породы выступает в качестве быстрого предварительного полевого идентификатора перед изучением других характеристик породы. Он дает немедленную визуальную подсказку о вероятном минеральном составе и связанных геологических условиях формирования цветной породы.
Разнообразные цвета пород возникают из-за различных минеральных ингредиентов и процессов, которые воздействуют на них в течение геологического времени. Железо, углерод, кремний и другие микроэлементы придают горным породам индивидуальные цвета или смешанные комбинации. Выветривание и поверхностные среды изменяют исходные цвета. Геологи используют цвет горных пород в качестве быстрого первого шага в расшифровке геологической истории горных пород. Цвета дают ключи к прошлому составу и формирующим средам, освещая разнообразные процессы, участвующие в формировании сложных полотен выходов горных пород и формаций по всему миру.