рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры
- Раздел Философия
- /
- ПЕТРОГРАФИЯ
Реферат Курсовая Конспект
ПЕТРОГРАФИЯ
ПЕТРОГРАФИЯ - раздел Философия, Федеральное Агентство По Образованию ...
Федеральное агентство по образованию
Российской Федерации
Федеральное государственное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Геолого-географический факультет
| Рассмотрено и рекомендовано на заседании кафедры минералогии и петрографии ЮФУ Протокол № « » 2008 г. Зав. кафедрой________________ | УТВЕРЖДАЮ Декан факультета (зам. декана по учебной работе) _________________________________ _________________________________ «____»_______________200 г. |
КУРС ЛЕКЦИЙ
дисциплины « ПЕТРОГРАФИЯ»
Базовой части профессионального цикла (Б.3)
Общеобразовательной программы подготовки бакалавров
по направлению 020301 «Геология»
Составитель: профессор Хардиков А.Э.
Ростов-на-Дону
КРАТКАЯ АННОТАЦИЯ
Семестровый курс лекций учебной дисциплины «Петрография» составлен на модульной основе с диагностико-квалиметрическим обеспечением. Он представляет собой совокупность отдельных лекций, объединенных в учебные модули и полностью освещающих содержание учебной дисциплины, и включает в себя проектные задания, тесты рубежного контроля и список литературы по курсу.
Тематика и объем материала соответствуют учебной программе и требованиям Государственного образовательного стандарта.Первый модуль «Магматические горные породы» содержит 18 лекций, второй модуль «Метаморфические горные породы» содержит 9 лекций.
СОДЕРЖАНИЕ
| Стр. | |
| Введение | |
| Модуль I. Магматические горные породы | |
| Тема 1. Магма и кристаллизация магматических расплавов | |
| Лекция 1. Общие понятия о магме | |
| Лекция 2. Родоначальные магмы | |
| Лекция 3. Причины разнообразия магматических пород | |
| Лекция 4. Общие закономерности кристаллизации магмы | |
| Тема 2. Характерные особенности и классификация магматических пород | |
| Лекция 5. Вещественный состав магматических горных пород | |
| Лекция 6. Краткий обзор главных породообразующих минералов магматических пород | |
| Лекция 7. Форма залегания магматических горных пород и внутреннее строение интрузивных и экструзивных тел | |
| Лекция 8. Структуры и текстуры магматических пород | |
| Лекция 9. Классификация и номенклатура магматических пород | |
| Тема 3. Главные типы магматических пород | |
| Лекция 10. Гипербазиты (ультраосновные породы, группа перидотита) | |
| Лекция 11. Базиты (мафиты, группа габбро-базальтов) | |
| Лекция 12. Среднекремнекислые породы известково-щелочного ряда (группа диоритов-андезитов) | |
| Лекция 13. Кремнекислые породы (группа гранитов-риолитов, гранодиоритов-дацитов) | |
| Лекция 14. Среднекремнекислые субщелочные породы (группа сиенитов-трахитов) | |
| Лекция 15. Среднекремнекислые щелочные породы (группа нефелитоные сиенитов-фонолитов | |
| Лекция 16. Группа щелочных габброидов-базальтоидов | |
| Лекция 17. Несиликатные магматические породы | |
| Лекция 18. Вулканокластические породы | |
| Проектное задание к модулю I | |
| Тест рубежного контроля к модулю I | |
| Модуль II. Метаморфические горные породы | |
| Тема 1. (Лекция 1.) Метаморфизм и его признаки | |
| Тема 2. (Лекция 2.) Состав и строение метаморфических пород | |
| Тема 3. (Лекция 3.) Принципы классификации метаморфических горных пород | |
| Тема 4. Главные типы метаморфических пород | |
| Лекция 4. Катакластический метаморфизм | |
| Лекция 5. Автометаморфизм | |
| Лекция 6. Контактовый метаморфизм | |
| Лекция 7. Региональный метаморфизм | |
| Стр. | |
| Лекция 8. Ультраметаморфизм | |
| Тема 5. (Лекция 9.) Метасоматиты | |
| Проектное задание к модулю II | |
| Тест рубежного контроля к модулю II | |
| Список литератулы к курсу лекций |
ВВЕДЕНИЕ
Курс лекций «Петрография» представляет собой совокупность отдельных лекций, объединенных в учебные модули, разбитых на темы и полностью освещающих содержание учебной дисциплины. Цель курса лекций - организация самостоятельной работы студентов по овладению теоретическим материалом. Тематика и объем материала курса лекций соответствуют учебной программе и требованиям Государственного образовательного стандарта.
Петрография или петрология –это наука о горных породах. Она является наукой геологического цикла, поскольку углубляет и детализирует изучение земной коры, так же как и другие геологические науки. Петрография на современном уровне развития не ограничивается определением и описанием горной породы, а выясняет зависимость всех ее свойств от процесса образования. В современной, особенно зарубежной, литературе термином петрография обозначают только описательную часть науки о породах (πετρος – камень, скала; γραφω – описываю, пишу), а генетическую часть называют петрологией (λογος – учение, слово). В русскоязычной литературе обычно термины петрология и петрография рассматривают как синонимы.
Горная порода –это естественный агрегат минералов, возникший в результате определенного геологического процесса и являющийся, поэтому, геологически самостоятельной частью земной коры. Горные породы слагают геологически самостоятельные тела, характеризующиеся определенными формами и условиями залегания. Каждая горная порода имеет определенный состав и внутреннее строение, и это зависит от того, что она продукт определенного геологического процесса. Не всякий агрегат является горной породой, а только естественный, природный. Все искусственные агрегаты, полученные в результате человеческой деятельности (цемент, шлаки, керамика, мусорные свалки и т.д.) нельзя считать горной породой. Кроме того, горной породой является только такой естественный агрегат минералов, который представляет собой конечный продукт определенного, уже совершившегося геологического процесса. Современные осадки (песок, ил в руслах рек, на дне конечных водоемов стока), почва, лед, снег на поверхности земли и другие объекты, являющиеся продуктами незаконченных, еще совершающихся в настоящее время геологических процессов, тоже не могут относиться к горным породам. Однако тот же песок, лед и т.д., если он залегает в виде слоя внутри земной коры и представляет, таким образом, ее часть, уже является горной породой, так как в этом случае песок уже будет продуктом совершившегося, законченного геологического процесса.
Не всякий естественный агрегат минералов и внутри земной коры является горной породой. Агрегаты минералов рудных, кварцевых или кальцитовых жил гидротермального происхождения не относятся к горным породам, поскольку они в некоторой степени случайные образования. В каждом месте процесс их образования имеет свои особые черты, и поэтому состав и строение минерального агрегата в разных жилах может существенно различаться. Определенная горная порода всегда имеет определенные, до некоторой степени постоянные особенности, независимо от того, где она встречается. Этого нельзя сказать о рудных, кварцевых или кальцитовых жилах. Не являются горными породами и случайные выполнения различным материалом пустот, трещин в земной коре, так как они в каждом случае будут различными. Горная порода это всегда твердая часть земной коры. Нефть, подземные воды, природный газ не относятся к горным породам, даже если они образуют сплошные массы между слоями горных пород.
Существует четкое различие между понятиями «горная порода», «руда» и «полезное ископаемое», хотя и противопоставлять эти понятия тоже нельзя. Горная порода это геологическое понятие, полезное ископаемое и руда – понятие экономическое. С геологической точки зрения полезное ископаемое это тоже горная порода, но только такая, которая в данное время может быть использована. С экономической точки зрения «полезному ископаемому» или «руде» может быть противопоставлена «пустая горная порода».
Поскольку содержание понятия «горная порода» определяется, прежде всего, геологическим процессом, в результате которого образуется каждая горная порода, необходимо рассмотреть главнейшие из этих процессов: 1) кристаллизация и отвердевание природного силикатного расплава, поступившего из глубин Земли; 2) превращение осадков в горные породы в верхней части земной коры; 3) перекристаллизация в твердом состоянии ранее существовавших горных пород любого происхождения, происходящая в земной коре в результате изменения физико-химических условий. В соответствии с этими тремя резко различными типами геологических процессов все горные породы делятся на три типа: 1) магматические (изверженные), образовавшиеся в результате кристаллизации природного расплава; 2) осадочные, образовавшиеся из осадков и 3) метаморфические, образовавшиеся при перекристаллизации в твердом состоянии в земной коре.
Несмотря на существенное различие между перечисленными тремя типами геологических процессов нельзя провести четких границ между тремя типами горных пород. Во-первых, магматические и осадочные породы очень часто бывают метаморфизованными. Во-вторых, в образовании некоторых осадочных (вулканогенно-осадочных) пород большую роль играют магматические процессы. В-третьих, при образовании метаморфических пород на большой глубине иногда происходит расплавление первичных пород, что приводит к наложению на метаморфические процессы явлений магматического характера.
Кроме перечисленных типов горных пород существует еще одна специфическая группа, возникающая в результате удара космических тел об поверхность Земли. Это импактиты (от английского impact – удар).
В настоящее время петрография разделяется на три направления: а) петрология магматических пород; б) литология или петрография осадочных пород и в) метаморфизм, то есть петрография метаморфических пород.
Прежде чем приступить к первому разделу – петрографии магматических пород, необходимо рассмотреть общие задачи петрографии и главные методы, применяемые при изучении всех горных пород. Петрография должна изучать: 1) вещественный состав горной породы; 2) внутренне строение (текстуру и структуру) породы; 3) формы и геологические условия залегания пород; 4) процессы образования каждой породы и зависимость всех ее свойств и условий залегания от этих процессов.
Горные породы изучаются, во-первых, как геологические тела на месте своего залегания и, во-вторых, как минеральные агрегаты в лаборатории. Полевые исследования включают в себя наблюдения за условиями залегания горных пород, формой и размерами сложенных ими тел, их трещиноватостью, контактами и взаимоотношениями разных пород друг с другом. В лабораторных условиях горные породы исследуются аналитически в образцах и шлифах. Главным методом изучения их является кристаллооптический метод. С помощью поляризационного микроскопа можно диагностировать породы, выявлять особенности и количественные соотношения минералов, а также внутреннее строение пород. Применение столика Е.С. Федорова позволяет определять точный состав породообразующих минералов, а также исследовать тонкие структурные особенности пород. Вещественный состав горных пород изучается с помощью методов химического и спектрального анализа. Для исследования отдельных минералов применяются термический, рентгено-структурный, электронно-микроскопический и другие методы. Для определения абсолютного возраста пород применяется масс-спектрометрический, термолюминесцентный и другие методы.
Современная петрология имеет следующие направления развития.
1. Структурная петрология, изучающая состав и строение горной породы.
2. Петрохимия исследует химический состав породы.
3. Экспериментальная петрология путем эксперимента и теоретических исследований ищет общие физико-химические законы образования горных пород.
4. Петрофизика с помощью геофизических методов исследует внутреннее строение оболочек Земли.
5. Формационный анализ имеет целью изучение природных ассоциаций горных пород и связанного с ними комплекса полезных ископаемых.
Объектом петрологии является изучение изменений, происходящих самопроизвольно в массах горных пород: затвердевание жидких магм, частичное или полное расплавление твердых пород, физические и химические превращения, испытываемые осадочными породами. Следовательно, петрология изучает процессы течения вещества, движения ионов, атомов, молекул и целых кристаллов внутри породы, через нее или вне ее, а также переходы той или иной части породы из одной фазы в другую или изменение положении я одной и той же фазы. До настоящего времени лабораторные эксперименты не в состоянии дать ясной полной картины того, что происходит в земной коре. Поэтому необходимо прибегнуть к общим основным законам термодинамики, показывающим, что возможно, а что невозможно, а также определяющим пути развития процесса. Эти общие законы управляют всеми превращениями, поэтому нет никакого сомнения, что им должны подчиняться и массивные горные породы. Таким образом, первая задача состоит в том, чтобы выразить эти законы в подходящей для петрологии форме.
Термодинамика исходит из двух (первого и второго) законов, которые справедливы во всех случаях. Их действием определяются условия равновесия и химический потенциал системы.
Внутренняя энергия
dE=dq+dw Если же при давлении Р система в механическом равновесии с ее окружением, то…Обратимые процессы
Шарик, катящийся по плоской поверхности, будет перемещаться обратимо, в соответствии с этим определением, если любое бесконечно малое изменение…Энтропия
dE=TdS-PdV. Для термически изолированной системы dq=0; следовательно, dS>0 для… Система обладает энергией, если она: 1) способна производить механическую или электрическую работу, 2) способна…Правило фаз
Гольдшмидт впервые отчетливо показал, что при изменении давления и температуры внутри Земли любая горная порода, занимающая определенное… В закрытой системе, которая не обменивается веществом с окружающей ее средой,…Устойчивость
Сначала рассмотрим свойства системы, в которой происходят только химические изменения (изменения состава). Система определяется как устойчивая, если… Типичным примером метастабильной фазы может служить переохлажденная жидкость,… Местные и временные колебания свойств в малых участках однородной фазы относительно некоторой средней величины для…Принцип Лешателье (теорема торможения)
Рассмотрим процессы, которые происходят при изменении физических условий (например, температуры и давления). Основное здесь состоит в том, что температурный эффект реакции стремится компенсировать температурное изменение, которое ее вызвало. Точно так же, если давление повысится сверх его равновесного значения, то начнется реакция, которая приведет к уменьшению объема системы. Если эта реакция идет при постоянном объеме, то тем самым давление в системе будет изменяться в направлении, противоположном тому изменению давления, которое ее вызвало, то есть здесь будет иметь место снижение давления. В этом суть принципа Лешателье.
Механизм реакций
В качестве примера рассмотрим калиевый полевой шпат KAlSi3O8, встречающийся в двух полиморфных модификациях, относительно которых предполагается,… Следовательно, для петрологии весьма существенное значение имеет изучение…Диффузия
Так как скорость диффузии зависит от сопротивления трения, испытываемого движущимися частицами, то следует ожидать, что существует некоторая…Скорость образования новых фаз
Новая фаза никогда не образуется при таких же точно температуре и давлении, при которых она находится в равновесии с родоначальной фазой. Всегда… Для начала роста кристалла из раствора или расплава необходимо определенное… Скорости кристаллизации в зависимости от степени переохлаждения отчетливо влияют на текстуру и структуру магматических…Температурный коэффициент скорости реакции
Из этой формулы следует, что скорость всех процессов, для которых свободная энергия активации равна нулю, одна и та же и представляет собой…МОДУЛЬ I
Магматические горные породы
В модуле «Магматические горные породы» дана общая характеристика магматических пород, рассмотрены форма и строение магматических тел, химический и минеральный состав, структуры и текстуры, образование и классификация магматических горных пород, их распространенность, ассоциации, причины разнообразия, а также комплекс полезных ископаемых, связанных с магматическими породами.
Целью модуля является организация самостоятельной работы студентов по овладению теоретическим материалом, касающимся магматических горных пород.
ТЕМА 1. МАГМА И КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ МАГМАТИЧЕСКИХ
РАСПЛАВОВ
Лекция 1. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ О МАГМЕ
Строение Земли
По современным представлениям мантия Земли соответствует составу каменных метеоритов, которые сложены оливином, никелистым железом, пироксенами,… В нижней части земной коры выделяется слой непостоянной мощности с плотностью… В областях, переходных от материков к океанам, располагаются современные геосинклинальные системы. Они состоят из…Природа магмы
С физико-химической точки зрения магму следует рассматривать как многокомпонентную систему, состоящую из жидкой фазы или расплава и некоторого… и анионы (SO4)2- и Cl-. Силикаты являются наиболее важными компонентами… Судя по составу газов, извергаемых вулканами, газовая фаза магмы состоит в основном из воды и небольшого количества…Температура магм
Измеренные температуры лавовых потоков, в большинстве случаев, составляют от 900 до 1100 ºС. Это, в основном, относится к лавам с базальтовым и андезитовым составом. Наиболее высокие значения получены для базальтовых лав. Температура сильно з акристаллизованной «роговообманково-анде-
Таблица 1.1.
Критические температуры, давления и плотности различных газов
зитовой» лавы, изверженной из вулкана Сантиагуита в Гватемале, равна 725 ºС. Наиболее высокие температуры (1150 и 1350 ºС) были определены… На основании экспериментальных данных и учитывая законы термодинамики, можно…Процесс охлаждения магмы
Магма, охлаждаясь в определенном интервале температур, подвергается действию физических и химических реакций, которые согласно принципу Лешателье… Если магму рассматривать как закрытую систему, то есть если обмен материей… Совершенно очевидно, что в большинстве случаев магма является открытой системой со многими переменными. Поэтому, не…Природа и происхождение ультраосновной магмы
1. За исключением «холодных интрузий» серпентинитов, формирование ультрамафических тел сопровождалось внедрением высокомагнезиальной ультраосновной… 2. Конечным продуктом отвердевания внедрившейся магмы в ряде случаев (в том… 3. Температура на контакте даже для крупных тел, слабо затронутых серпентинизацией, соответствуют нижним ступеням…Серпентинизация перидотитов
1. Многие ультрамафические интрузивные породы состоят частично из перидотитов, а частично из серпентинитов. Совершенно ясно, что в подобных телах… 2. В отношении того, как связать распространение серпентинитов с формой… Серпентинизация оливина, во всяком случае, в начальной стадии, очень часто проявляется во многих вулканогенных и…Плавление природных перидотитов и варианты моделей плавления
Экспериментальные данные Б. Майсена и А. Бёттчера (1979) свидетельствуют о значительно более низких температурах образования ультраосновных водонасыщенных расплавов, чем это предполагалось ранее. Эти температуры (около 1300 ºС) при высоком геотермическом градиенте и высоких содержаниях H2O в слабо дифференцированной мантии на ранних стадиях развития Земли были вполне достижимы при генерации ультраосновных магм, служивших источниками коматитовых лав (некоторые коматиты содержат 10 вес. % воды). При добавлении CO2 в систему перидотит-вода происходит снижение температуры плавления. В интервале давлений 15-30 кбар смещение составляет около 20 ºС.
Вероятно, различное положение границ плавления перидотита в зависимости от состава флюида, а также химизма исходного вещества может объяснить различную глубину положения зоны зарождения мантийных расплавов. Кроме того, было установлено, что граница появления граната, в значительной степени зависящая от состава перидотитов, растянута на значительный интервал (примерно 10 кбар). Это позволяет предполагать горизонтальную минералогическую неоднородность и различия плотности в мантии.
Однородность составов образующихся в глубинных условиях магм или их вариации, а также последовательность, в которой они внедряются, определяются рядом физико-химических и геологических ограничений. Эти ограничения, прежде всего, связаны с составом эвтектических точек, геометрией кривых фазовых равновесий, с проявлением ликвационных процессов, со временем взаимодействия магм с породами верхних горизонтов земной коры. Согласно данным Х. Йодера (1978), существует регламентация однородности и последовательности изменений состава магматических расплавов, обусловленная способом образования магм. Им предложено две модели образования магм: по типу горячей пластины и вследствие диапирического процесса.
В первой модели тепловой источник располагается непосредственно ниже «необедненного базальтовой составляющей перидотита с ассоциацией оливин-ромбическтй пироксен-моноклинный пироксен-гранат при первоначальной температуре 1100 ºС, соответствующей континентальной геотерме. Силл или диапир кристаллического перидотита, лишенного базальтовой составной части на глубине 130 км (давление около 40 кбар), имеет в верхней части температуру 1800 ºС и большие энергетические запасы (135 кал/ºС). В этой модели в перекрывающих пластину «необедненных» перидотитах образуется зона плавления при температуре начала плавления безводного гранатового перидотита 1500 ºС. Как показывает изучение системы форстерит-диопсид-пироп, и плавление природных гранатовых перидотитов при давлении 35 кбар, все главные минеральные фазы устойчивы с расплавом при постоянной температуре или внутри небольшого температурного интервала до тех пор, пока не будет достигнуто образование 30% расплава на верхней кромке плавления. Количество жидкости будет возрастать. За 1000 лет возможно создание зоны плавления 100м, в течение 10000 лет эта зона достигнет 300, а в течение 25000 лет – 500 м. В зоне плавления будет существовать температурный градиент, и вследствие этого состав расплава в верхней зоне определяется постоянными условиями, а внутри зоны он обусловлен наивысшими постоянными температурами. Таким образом, создаются значительный объем расплава и его гетерогенность по вертикали зоны плавления.
Вторая модель плавления определяется диапирическим процессом внедрения «необедненного» гранатового перидотита в «обедненный» перидотит к глубинам, где достигается температура кристаллизации и происходит выплавление расплава из «необедненного» гранатового перидотита. Если предположить, что первоначальный диапир располагался на океанической геотерме на глубине 210 км, то при его перемещении до уровня 130 км под влиянием внутренней теплоты начнется плавление. Количество создаваемого расплава прямо зависист от поднятия диапира и потерь тепла горячим перидотитом. Плавление охватывает около 30% массы пород, и диапир будет подниматься на 35 км в течение интервала плавления при отсутствии кондуктивной потери тепла. Разница температур между частично расплавленным диапиром и его окружением составляет на этой стадии около 375 ºС. В случае потери тепла во вмещающие образования, пропорционально снижается и количество расплава. Концентрация главных компонентов в жидкости будет примерно одинаковой во всем интервале плавления. Высокая степень плавления приурочена к верхней части зоны плавления и уменьшается по направлению к дну магматической камеры. При быстром подъеме диапира (10 см в год) полное плавление наступает через 350000 лет. При подъеме со скоростью 1 см/год пройдет минимум 3,5 млн. лет для получения 30% плавления. Обе модели имеют обратную последовательность составов расплавов по отношению к глубине зоны плавления.
При рассмотрении моделей образования магмы нельзя не затронуть вопрос о минимальном и максимальном количестве расплава, отделяющегося от первичного мантийного источника. Считается, что при образовании щелочных базальтов, обогащенных редкими элементами, степень плавления составляет менее чем 5%, тогда как при образовании ультраосновных расплавов она превышает 60%. На основании экспериментальных работ по плавлению природных перидотитов (Арндт, 1977) выведена зависимость степени отделения жидкости от ее источника от различной степени плавления. Для ультраосновных составов было установлено, что лишь по достижении степени плавления около 40% образующаяся жидкость может отделяться от кристаллических фаз. Гомогенизация и отделение жидкости обусловлены осаждением минеральных зерен через жидкость. Плавления 30-40% вещества недостаточно, для того, чтобы генерировать ультраосновные магмы одним актом плавления, поскольку 40% жидкости, образующейся при плавлении и еще не достигшей коматитового состава, стремится удалиться из источника. Следовательно, для образования ультраосновной магмы необходимо предполагать вторую или третью стадию плавления одного и того же вещества, формирование расплава и тугоплавкого оливинового остатка. Это заключение подтверждается не только экспериментами, но и резким обеднением легкими редкоземельными элементами перидотитовых коматитов.
Эксперименты по плавлению шпинелевого лерцолита в щелочном базальте показали, что критический уровень удаления жидкости превышает 5% и что этот уровень зависит от размера зерен и вязкости расплава. Следовательно, такие магмы, как щелочные базальты, которые имеют высокую концентрацию несовместимых малых элементов и для которых предполагается очень низкая степень плавления, не в состоянии отделяться от своего источника под влиянием плавучести. Для отделения таких магм требуется дополнительное напряжение, создающее расширяющуюся зону, в которую будет втекать расплав, используя сетку межгранулярных пленок.
Наблюдаемое в океанических толеитах различное содержание редких элементов, можно объяснить этапностью формирования магм сходного состава. На первом этапе после достижения критического уровня удаления жидкости создается базальтовый расплав, обогащенный легкими редкоземельными элементами. Магмы, обедненные легкими редкоземельными элементами, образуются после удаления порции базальтов раннего этапа, вместе с которыми удалены несовместимые легкие элементы.
Такой механизм двухэтапного плавления одного источника можно предполагать и для образования коматитовых магм. Если эта модель соответствует действительности, то состав коматитов, как бы он ни был близок к химизму предполпгаемого мантийного субстрата, мало свидетельствует о действительном составе мантийного источника. Содержания главных и редких элементов в коматитах отражают химизм остатка после экстракции магмы первого этапа, но не исходной мантии.
Различия в составах коматитов, в частности с высоким и низким отношением CaO/Al2O3, могут свидетельствовать об отделении магмы определенного состава на раннем этапе плавления. Например, коматиты нагорья Барбертон (ЮАР) имеют высокое отношение CaO/Al2O3, тогда как в относительно бедных оксидом магния коматитах Мунро из провинции Онтарио (Канада) это отношение около 1. Предположим, что магма первого этапа плавления формировалась при давлении около 35 кбар в равновесии с оливином, моноклинным пироксеном, ромбическим пироксеном при преимущественном вхождении граната в расплав. Это должно привести к обогащению магмы Al2O3 относительно CaО и среднему уровню содержания легких редкоземельных элементов. Дальнейшее плавление этого источника даст расплав, сходный по составу с коматитами провинции Барбертон ( с высоким значением CaO/Al2O3 и ровным профилем редкоземельных элементов).
Другой варитант плавления может произойти, если первая магма формируется в равновесии с оливином, пироксенами и гранатом. В этом случае при 20-ти процентном плавлении, когда почти весь моноклинный пироксен плавится, состав расплава должен быть менее основным. При дальнейшем подъеме диапира и его плавлении гранат как устойчивая и плотная фаза может оседать в жидкости, последняя будет иметь низкое содержание СаО и обеднена легкими редкоземельными элементами.
Происхождение базальтовой магмы
То, что лавы на дневной поверхности очень редко имеют температуру выше 1200 ºС, а возможно и не достигают ее, также может служить показателем… Данные, о которых говорилось выше, относятся к плавлению сухих пород. С… Базальтовая магма в больших количествах возникала на протяжении всего геологического времени как в континентальных,…Происхождение гранитной магмы
«Нормальная» температура у основания коры, вероятно, не превышает 600 ºС или около этого. Минимальная точка плавления гранита, даже при… При описании условий, ведущих к региональному метаморфизму, с которым тесно… Лекция 3. ПРИЧИНЫ РАЗНООБРАЗИЯМАГМАТИЧЕСКИХ ПОРОД
Существует несколько видов эволюционных процессов, которые могут привести к образованию многих конечных магматических пород за счет небольшого числа…Магматическая дифференциация
Магматическая дифференциация рассматривает все процессы, которые могут привести к распаду однородной родоначальной магмы на фракции, образующие в… Поведение водных растворов в лабораторных условиях позволяет предположить… 1. Внутри еще полностью жидкой магмы может возникнуть различие в составе вследствие опускания тяжелых ионов или…Ассимиляция
Магма, внедряющаяся в какие-либо вмещающие породы, редко находится в химическом равновесии с ними, хотя она может быть в равновесии с одним или… 1. Для плавления большинства горных пород требуются большие количества тепла,… 2. Допустим, что магма начала кристаллизоваться и что образующиеся кристаллы относятся к реакционному ряду (обычный…Гибридизация магмы
Минералы вмещающих пород, температура кристаллизации которых ниже температуры магмы, могут полностью или частично расплавиться и раствориться в… Наиболее характерными особенностями гибридных пород являются следующие. 1. Крайне неоднородная текстура пород. Вблизи краевых частей интрузивного массива присутствуют ксенолиты, а в…Смешение магм
Уже в 1851 г. Боуэн высказал предположение, что смешение двух различных материнских магм (базальтовой и риолитовой) может объяснить все возможные… Это не значит, однако, что смешение магм вообще не может иметь места.…Условия кристаллизации магмы
Эффузивные породы, имеющие скрытокристаллическую структуру и часто содержащие вулканическое стекло, образовались на поверхности Земли в условиях… В природе существуют исключения из выше приведенных условий. Если в… Процесс кристаллизации магмы определяется в основном двумя факторами, из которых складывается кристаллизационная…КРИСТАЛЛИЗАЦИИ МАГМЫ
Главнейшие особенности минерального состава, структуры и текстуры любой магматической породы определяются процессом кристаллизации природного… Кристаллизация любого сложного расплава, как естественного, так и…Кристаллизация по закону эвтектики
Рассмотрим эвтектическую кристаллизацию на примере системы диопсид-анортит (рис. 4.1). Температура плавления анортита 1550 ºС, то есть если… Прибавление 15% диопсида к расплаву понизит температуру начала кристаллизации… То же самое будет характерно и для смесей богатых диопсидом, температура плавления которого 1400 ºС. Прибавление…Диаграмма кристаллизации по закону эвтектики
В системе диопсид-анортит
Рис. 4.1 количества этого минерала, будет снижаться температура кристаллизации и… Простая двухкомпонентная система диопсид-анортит имеет большое значение для петрологии. Состав основных магматических…Кристаллизация по закону перитектики
В качестве примера рассмотрим «сухую» систему форстерит-кремнезем (Mg2SiO4-SiO2). Если расплав богат форстеритом, то при температуре 1850 ºС… которых составит 75% начнется реакция с образованием клиноэнстатита (точка… Если расплав по составу соответствовал клиноэнстатиту, то при температуре 1700 ºС начнут выделяться кристаллы…Диаграмма кристаллизации по закону перитектики
В системе форстерит-кремнезем
Рис. 4.2 При кристаллизации расплава еще более богатого кремнеземом кристаллизация… Рассмотренный случай очень важен для петрологии, так как иллюстрирует перитектические реакционные соотношения между…Кристаллизация по закону непрерывного реакционного взаимодействия (в системах с твердыми растворами)
Рассмотрим процесс кристаллизации в очень важной системе альбит-анортит (рис. 4.3). Температура плавления анортита – 1550 ºС. Прибавление… Из расплава, содержащего 40% альбита и 60% анортита при температуре 1475… При нормальном ходе кристаллизации состав расплава и состав твердых кристаллов изменяется непрерывно. Это возможно…Диаграмма кристаллизации с образованием твердых растворов
В системе альбит-анортит
Рис. 4.3 первые стадии процесса, успевает прореагировать с расплавом. Поэтому в… При образовании эффузивных пород кристаллизация идет быстро и не непрерывно. Поэтому плагиоклаз в этих породах имеет…Влияние летучих компонентов на кристаллизацию магмы
При кристаллизации расплавов, состоящих из одних силикатов можно не учитывать их летучесть и исключить влияние давления на ход кристаллизации. Однако, если в состав силикатного расплава входят такие летучие компоненты, как H2O, CO2, HCl, HF, H2 и т.п. пренебрегать газовой фазой нельзя, так как она участвует в процессе кристаллизации расплава.
Магма или лава всегда содержат летучие компоненты. На это указывают следующие факты: 1) извержение лав любого состава сопровождается вывыделением пара или газа в значительном количестве (на Аляске в вулканической области «Долина десяти тысяч дымов» ежегодно выделяется 1,25 млн. тонн HCL и до 200 тыс. тонн HF); 2) главной составной частью всех поствулканических выделений является вода; 3) все
Образование зонального строения плагиоклазов
Рис. 4.4 магматические породы содержат в своем составе воду. В граните ее 0,69%, в нефелиновом сиените – 1,38%, в габбро –…Закономерности парагенетических ассоциаций и
Последовательность выделения минералов
В состав полиминеральных пород могут входить многие минеральные виды, но в сочетании минералов, слагающих ту или иную магматическую породу, всегда… 1. Кварц не может быть вместе с фельдшпатоидами (нефелином и лейцитом). 2. Оливин не встречается с кварцем, калиевым полевым шпатом, кислым плагиоклазом и биотитом.Реакционные ряды минералов
Каждому члену первого ряда соответствует определенный член второго ряда. Совместная кристаллизация минералов двух реакционных рядов протекает с… на позднем этапе кристаллизации. Так в системе форстерит-кремнезем, если…Последовательность кристаллизации минералов (по Боуэну)
Прерывная серия(ряд) Непрерывная серия (ряд)
Оливин Са-плагиоклаз
↓ ↓
Ромбический пироксен Na-Ca-плагиоклаз
↓ ↓
Моноклинный пироксен Ca-Na-плагиоклаз
↓ ↓
Амфиболы Na-плагиоклаз
↓
Биотит
 |
Эвтектика
Калиевые полевые шпаты+кварц Рис. 4.5ТЕМА 2. ХАРАКТЕРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ И КЛАССИФИКАЦИЯ МАГМАТИЧЕСКИХ ПОРОД
Лекция 5. ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ
МАГАТИЧЕСКИХ ГОРНЫХ ПОРОД
Химический состав магматических горных пород
Химический состав дает наиболее полное представление о присутствии или отсутствии тех или иных элементов в горной породе. Некоторые редкие элементы… Для неполнокристаллических магматических пород, содержащих вулканическое… Представление о химическом составе даю результаты полного количественного анализа. Все магматические породы состоят, в…Содержание петрогенных оксидов в магматических породах
| Оксиды | Содержание петрогенных оксидов | ||
| Среднее | Минимальное | Максимальное | |
| SiO2 | 59,12 | ||
| Al2O3 | 15,34 | ||
| Fe2O3 | 3,08 | ||
| FeO | 3,80 | ||
| MgO | 3,49 | ||
| CaO | 5,08 | ||
| Na2O | 3,84 | ||
| K2O | 3,13 |
Как видно из таблицы, не может быть магматической породы с содержанием SiO2 меньше 24% и больше 80%. Минимальное содержание SiO2 характерно для мономинеральных оливиновых пород, которые одновременно содержат максимальное количество MgO (39%). С уменьшением количества кремния, алюминия, натрия и калия, увеличивается содержание железа и магния.
Содержание SiO2 в магматических породах уже более 150 лет тому назад положено в основу классификации этих пород. Отсюда произошло название «кислые» породы - содержащие большое количество SiO2 и «основные» - содержащие большое количество оснований (CaO, FeO, MgO и т.д.).
Все магматические породы в отношении содержания кремнезема обычно разделяются на кислые (более 65% SiO2), средние (53-65% SiO2), основные (44-52% SiO2) и ультраосновные менее 44% SiO2). Дополнительно различают «пересыщенные», «насыщенные» и «ненасыщенные» кремнеземом породы. В пересыщенных должен присутствовать избыток SiO2 в виде кварца и не могут быть, также как и в «насыщенных», такие минералы, как оливин, нефелин и лейцит. В «ненасыщенных» породах нет кварца.
Химизм магматических пород характеризуется еще и отношением Na2O+K2O/Al2O3. Если оно меньше единицы, значит, часть Al2O3 вместе с частью CaO входит в состав плагиоклазов. Такие породы называются известково-щелочными (нормальными). Если это отношение больше единицы, значит, избыток щелочей входит в состав цветных минералов. Такие породы называют щелочными.
Петрохимические пересчеты
Способы петрохимических пересчетов стали разрабатываться еще в позапрошлом веке применительно к магматическим породам с целью создания их… Первый принцип основан на объединении оксидов по валентности катионов. Он… Второй принцип- объединение оксидов по их роли в построении породообразующих минералов. Он получил применение в…Нормативный метод Кросса, Иддингса, Пирсона и Вашингтона (CIPW)
В огромном большинстве случаев состав минералов образующих породу, в точности известен, а в зависимости от условий образования породы одинакового химического состава могут иметь разный минеральный состав и наоборот. Поэтому при сравнении химических составов пород их состав можно выразить в виде смеси соединений определенного химического состава – «нормативных минералов» или «нормативных минеральных молекул», отличающихся по своему составу от «реальных», то есть реально существующих в природе минералов, а рассчитанный таким образом состав называется виртуальным. Список стандартных минералов существует. Используя химические формулы стандартных минералов, можно сосчитать количество нормативных ортоклаза, анортита, гиперстена и т.д.
Нормативно-молекулярный метод П. Ниггли
Методпредложен в 1937 г. Он основан на использовании современных кристаллохимических формул минералов, что позволяет увязывать данные количественных оптических определений и подсчетов породообразующих минералов в шлифах с результатами химических анализов пород. При пересчете используются атомные количества катионов отдельных элементов путем умножения молекулярных количеств на количество катионов в химической формуле. Благодаря этому возможно получение нескольких вари антов минерального состава исследуемой породы и установление ее магматического, метаморфического или метасоматического происхождения.
Метод А.Н. Заварицкого
При проведении петрохимического персчета по методу Заварицкого молекулярные количества P2O5, H2O, Cl, F, S, CO2 в расчет не принимаются, а…Минералогический состав магматических пород
Минеральный состав магматической породы определить проще, чем ее химический состав. В зернистых разностях минералы различимы без микроскопа. Для… Из существующего многообразия минералов, в состав магматических пород входит…Разделение минералов по их значению в магматической породе
По своему значению различают минералы главные (петрогенные), второстепенные, акцессорные, викарирующие и случайные.
Главные минералы содержатся в магматической породе в количестве более 5%, присутствуют в ней постоянно и определяют ее название. Так кварц – это главный минерал для гранита, поскольку отвечает всем трем перечисленным признакам. Также кварц – это главный минерал для кварцевого диорита. Если кварц исчезнет из породы, то она станет называться диоритом.
Второстепенные минералы содержатся в породе в количестве менее 5%, присутствуют в породе непостоянно и не определяют ее название. Так в диорите тоже может находиться кварц в количестве до 5%, а может и не находиться. От этого диорит не перестает быть диоритом. Но если кварца больше 5%, то это уже кварцевый диорит.
По составу главные и второстепенные минералы делятся на две группы: цветные или фемические (оливин, пироксены, амфиболы, слюды) и бесцветные или салические (кварц, полевые шпаты, фельдшпатоиды). Первые содержат значительное количество железа и магния. Во-вторых, много кремния и алюминия, а металлы представлены преимущественно кальцием, натрием и калием.
Акцессорные минералы присутствуют в породе постоянно в виде отдельных минеральных зерен или обособленных агрегатов в количестве до 1% каждый.
Викарирующие минералы в определенном типе магматической породы вытесняют или заменяют главные минералы, хотя обычно являются второстепенной, несущественной примесью (например, мусковит, турмалин в гранитах).
Случайные минералы попадают в породу случайно в виде посторонней примеси. Они не магматического происхождения и содержатся в незначительном количестве.
Разделение минералов по происхождению
По генезису минералы, составляющие магматическую породу, разделяются на первичные (магматические), реакционные (эпимагматические), вторичные и ксеногенные.
Первичные (магматические) минералы образовались во время кристаллизации, до полного затвердевания горной породы.
Реакционные (эпимагматические) минералы образуются при реакции первичных минералов или с магматическим расплавом, или с пневматолитами и гидротермальными растворами, содержащимися в той же магме. К типичным реакционным минералам можно отнести, например, ромбический пироксен, образующий иногда реакционную кайму вокруг оливина. Ортоклаз – продукт реакционного взаимодействия лейцита с расплавом. Образование пневматолитовых и гидротермальных минералов происходит при участии летучих компонентов (H2O, F, B, Cl, CO2, SO2, OH и др.) после того, как порода нацело закристаллизовалась. Типичными являются, например, мусковит, топаз, турмалин, флюорит и другие минералы, замещающие полевые шпаты при процессах грейзенизации. Канкринит и содалит образуются при воздействии на нефелин CO2 и SO3. К тому же типу относится серпентин, замещающий оливин и энстатит в перидотитах и оливинитах.
Вторичные минералы – это продукты выветривания магматических пород, воздействия контактового метаморфизма и т.д. Вторичные минералы могут являться как продуктами изменения первичных, так и новообразованиями, например минералы, заполняющие миндалины в эффузивных породах. Степень интенсивности развития вторичных минералов различна: от замещения первичных составных частей породы по трещинкам и краям до образования по ним полных псевдоморфоз.
Ксеногенные минералы захвачены магмой из вмещающих пород. Это обычно случайные минералы и не связаны с процессом кристаллизации магмы. Они могут возникнуть в породе за счет частичной или полной ассимиляции обломков посторонних пород – ксенолитов. Некоторые минералы могут являться остатками нерезорбированных составных частей обломков вмещающих пород, например, ксеногенный кварц в базальте, попавший туда из обломков песчаника. Ксеногенные минералы весьма мало распространены в магматических породах и обычно не учитываются при их систематике.
Лекция 6. КРАТКИЙ ОБЗОР ГЛАВНЫХ ПОРОДООБРАЗУЮЩИХ МИНЕРАЛОВ МАГМАТИЧЕСКИХ ПОРОД
Полевые шпаты
Полевые шпаты–это наиболее распространенные породообразующие минералы, составляющие существенную часть большинства магматических пород. Они представляют собой каркасные алюмосиликаты с радикалом AlmSin-mO2n-m. Обычными катионами являются Ca2+, Na+ и K+, и соответственно породообразующие полевые шпаты разделяются на две группы: плагиоклазы (кальциево-натриевые полевые шпаты) и щелочные (калиево-натриевые) полевые шпаты.
Плагиоклазы
В составе плагиоклазов могут присутствовать и другие элементы. Так, количество Fe2O3 составляет около 0,5%. Содержание стронция и бария закономерно… Основные плагиоклазы более высокотемпературные, чем кислые: температура… Таблица 6.1Разделение плагиоклазов по содежанию в них анортитового компонента
| Плагиоклазы | Содержание, % | Номер плагиоклаза | Тип плагиоклаза | |
| Анортита | Альбита | |||
| Альбит | 0-10 | 100-90 | 0-10 | Кислые |
| Олигоклаз | 10-30 | 90-70 | 10-30 | |
| Андезин | 30-50 | 70-50 | 30-50 | Средние |
| Лабрадор | 50-70 | 50-30 | 50-70 | Основные |
| Битовнит | 70-90 | 30-10 | 70-90 | |
| Анортит | 90-100 | 10-0 | 90-100 |
Для некоторых низкотемпературных плагиоклазов характерна пылевидная облачность, связанная с включениями рудных минералов. Это объясняется распадом твердого раствора железа, существующего в высокотемпературных модификациях.
В вулканических и гипабиссальных породах, имеющих порфировую или порфировидную структуру, состав вкрапленников плагиоклаза отличается от микролитов или мелких зерен основной массы большей основностью. Это связано с тем, что плагиоклаз, кристаллизовавшийся на глубине, был обогащен высокотемпературной анортитовой составляющей, а расплав был более кислым. При излиянии на земную поверхность или внедрении в верхние горизонты Земли происходила быстрая кристаллизация, при которой рсплав, содержавший вкрапленники плагиоклаза, застыл в виде мелкозернистой, неполнокристаллической массы. Реакция между этим расплавом и вкрапленниками не происходила, и поэтому, а породе присутствуют два плагиоклаза, резко различающиеся по составу. Это типично для всех вулканических пород, содержащих вкрапленники и микролиты плагиоклаза.
Основной и средний плагиоклаз (андезин, лабрадор и т.д.) в магматических породах под микроскопом определяется легко. Для него характерно явно выраженное двойниковое строение, зональность (особенно в эффузивных породах), и относительно большой угол симметричного погасания. Отдельные двойниковые полоски в полисинтетических двойниках обычно широкие. Характерна соссюритизация основного плагиоклаза и серицитизация, вместе с соссюритизацией, среднего. Разложение начинается с центра зерна.
Кислый плагиоклаз (олигоклаз) узнать труднее: во-первых, потому, что он встречается всместе с калиевым полевым шпатом и кварцем, от которых его трудно отличать. Во-вторых, потому, что двойниковое строение его зерен видно неотчетливо, так как двойниковые полоски одного из индивидов двойника очень узкие. Однако, идиоморфные очертания зерен и серицитизация позволяют узнать олигоклаз в любом сечении. Нужно иметь в виду, что калиевый полевой шпат не подвергается серицитизации и при наличии олигоклаза не имеет идиоморфных очертаний. Кроме того, эти минералы отличаются по показателю преломления.
Щелочные (калиево-натриевые) полевые шпаты
Кристаллическая решетка разновидностей, образующихся при быстром остывании (закалке), является наименее упорядоченной. К ним относится санидин.… Щелочные полевые шпаты широко распространены в магматических, метаморфических… При температуре выше 900 ºС кристаллизуется высокий санидин, переходящий при температуре 800-650 ºС в низкий…Фельдшпатоиды
К минералам группы фельдшпатоидов относятся нефелин Na[AlSiO4], в котором может содержаться примесь калия, содалит 3Na[AlSiO4]NaCl, канкринит 3Na[AlSiO4]CaCO3хH2O, лейцит K[ASi2O6] и другие минералы.
Нефелин
Нефелин, встречающийся обычно вместе с калиевым полевым шпатом, отличается от последнего однородностью, изометрическими иногда идиоморфными…Содалит и канкринит
Содалит и канкринит встречаются реже, обычно в ассоциации с нефелином, являясь продуктом его автометаморфического замещения. При этом канкринит может первичным в некоторых породах.
Лейцит
Лейцит является не только важным минералом щелочных пород, но и имеет значение для понимания их генезиса. Дело в том, что этот минерал может максимум 40 весовых процентов Na[AlSi2O6] при незначительном давлении воды. Однако в горных породах лейцит на ранней стадии кристаллизации сохраняется редко. Это происходит главным образом из-за распада лейцита на нефелин и полевой шпат. Повышенное содержание натрия в лейците обусловливает его неустойчивость. Таким образом, медленная кристаллизация в магматических породах приводит к появлению конечного парагенезиса нефелин - полевой шпат, несмотря на то, что первично существовал лейцит. При промежуточном типе кристаллизации может сохраниться псевдолейцит. И только в эффузивных породах при «закалке» лейцит сохраняется.
Лейцит легко узнается по округлой форме сечений, изотропности и меньшему, чем у канадского бальзама, показателю преломления.
Оливин
Оливинпредставляет собой непрерывный изоморфный ряд Fe2[SiO4] (фаялит)-Mg2[SiO4] (форстерит) и кристаллизуется по типу твердых растворов неограниченной смесимости (табл. 6.2).
Кроме железа и магния, составляющих 99,5-99,7%, присутствуют марганец (до 3,2%), кальций (до 0,54%), никель (до 0,33%) и кобальт (до 0,1%).
Форстерит и существенно магнезиальные члены ряда являются главными минералами перидотитов, дунитов, оливиновых габбро и гипабиссальных пород типа пикритов и оливиновых базальтов. В этих породах для оливина характерно реакционное взаимоотношение с жидкостью, и они часто обрастают пироксеном. Оливин, кристаллизующийся из щелочных базальтов, не дает реакционного взаимодействия с остаточным расплавом. Фаялит и существенно железистые разности оливина могут встречаться в породах, насыщенных SiO2 (диоритах,сиенитах).
Таблица 6.2
Разделение минералов группы оливина по химическому составу (вес.%)
| Минералы | Fe2SiO4 | Mg2SiO4 |
| Форстерит | 0-15 | 100-85 |
| Хризолит | 15-35 | 85-65 |
| Гиалосидерит | 35-60 | 65-40 |
| Гортонолит | 60-85 | 40-15 |
| Фаялит | 85-100 | 15-0 |
Оливин помимо высокого рельефа и высокого показателя двупреломления узнается по серпентинизации, отсутствию спайности и какой-либо, даже самой легкой, окраски без анализатора. В редких случаях серпентинизация полностью отсутствует и тогда в некоторых сечениях оливин трудно отличить от моноклинного пироксена. Наблюдаемая у оливина отдельность, иногда принимается за спайность. Прямое погасание относительно следов этой отдельности не позволяет спутать оливин с моноклинным пироксеном.
Пироксены
Пироксеныпо химическому составу представляют собой цепочечные силикаты с радикалом [Si2O6]2-. Катионами в породообразующих пироксенах являются Fe2+, Mg2+, Ca2+, в эгирине – Na+ и Fe3+. В авгите существенное значение имеет Al2O3.При этом происходит изоморфное замещение Mg2+Si4+ на 2Al3+, то есть CaMgSi2O6 переходит в CaAl2SiO6.
Породообразующее значение в магматических породах имеют ромбические и моноклинные пироксены.
Ромбические пироксены
Ромбические пироксены образуют изоморфный ряд энстатит (MgSi2O6)-ферросилит (FeSi2O6). В природе встречаются разновидности, содержащие менее 55-60% FeSi2O6. К ним относятся бронзит и гиперстен.
Кроме прямого погасания и низкого показателя двупреломления, для энстатита характерна серпентинизация (отличная от серпентинизации оливина) и микроскопически тонкое двойниковое строение. Для гиперстена характерен слабый плеохроизм.
Моноклинные пироксены
Пироксены являются наиболее распространенными фемическими минералами, составляя в магматических пироксенах около 16 весовых процентов. Различным… Для пироксенов гипабиссальных пород типичным является пижонит, который… Содержание Al2O3 в пироксенах может являться показателем высоких давлений при кристаллизации. Так в глубинных…Амфиболы
В магматических породах в качестве первичных минералов присутствуют только некоторые представители группы. Обыкновенная роговая обманка характерна…Обыкновенная роговая обманка
Обыкновенная роговая обманкаузнается легко благодаря зеленой или зеленовато-бурой окраске, плеохроизму, В поперечных сечениях видны две системы трещин спайности, пересекающихся под углом 60º. Малый угол погасания (15-20º) и низкий показатель двупреломления помогают узнать роговую обманку в продольных сечениях.
Базальтическая роговая обманка
Базальтическая роговая обманка в средних и кислых эффузивных породах очень похожа на биотит, так как их главные оптические свойства близки. Важно отличить весьма совершенную спайность слюд от совершенной спайности амфиболов и искристое погасание биотита.
Слюды
Слюды представляют собой минералы со слоистым кремнекислородным радикалом [AlSi3O10]5-. В слюдах присутствует ОН- или F-. Главными катионами являются K+, Mg2+, Fe2+, Fe3+, Al3+. Часто наблюдается гетеровалентный изоморфизм (Mg,Fe2+)↔(AlFe3+)2. В магматических породах наиболее часто встречаются биотит K(Mg,Fe)3[AlSi3O10](OH,F)2, мусковит KAl2[AlSi3O10](OH)2 и флогопит KMg3[AlSi3O10](F,OH).
Наличие гидроксил-иона и фтора указывает на присутствие летучих компонентов при образовании слюд и развитие их главным образом в глубинных породах и пегматитах. Биотит является наиболее распространенным темноцветным минералом гранитов и гранитоидов, реже встречается в нефелиновых сиенитах, диоритах и сиенитах. Флогопит встречается в ультраосновных и некоторых щелочных породах. Мусковит и серицит образуется при автометаморфических процессах, обычно развиваясь по плагиоклазам.
Для характкристики магматических пород важное значение имеет определение железистости слюд.
Биотит
Биотит узнается легко, если обратить внимание на совокупность оптических и морфологических признаков. Таблитчатый габитус, весьма совершенная спайность по пинакоиду, густая окраска, резкий плеохроизм, прямое погасание в сечениях, где видны следы спайности. Все это устанавливается сразу же. Не следует забывать, что у биотита самый слабый рельеф из всех окрашенных минералов и очень высокие, почти неразличимые цвета интерференции. Характерное «мерцание» в момент погасания и отсутствие трещин, пересекающих трещины спайности также необходимо учитывать. Естественная окраска биотита бывает разнообразной. Биотит может быть оранжево-красным, зеленым и бурым. Бурая окраска наблюдается чаще всего.
Мусковит
Мусковит диагностируется по весьма совершенной спайности, высокому показателю двупреломления, но самое главное, по псевдоабсорбции.
Рудные минералы
Среди этих минералов наибольшее петрогенетическое значение имеют железисто-титанистые разновидности, которые формируют две группы железо-титановых оксидов: кубическую или шпинелевую (магнетит-шпинелевую) и тригональную (гематит-ильменитовую). Имеет место уменьшение отношения Fe2TiO4 к Fe3O4 титано-железистых магнетитах изверженных пород от основных через промежуточные к кислым разновидностям. Такая же тенденция наблюдается и для отношения FeTiO3 к Fe2O3. Выделение этих минералов из магмы не происходит до тех пор, пока значительный объем магмы не будет уже раскристаллизован. Большое значение для кристаллизации рудных минералов имеет определенная величина парциального давления кислорода.
Акцессорные минералы
Акцессорные минералы в магматических породах следует отыскивать, руководствуясь тем, что они обычно приурочены к скоплениям или отдельным зернам цветных минералов.
Апатитявляется бесцветным рельефным минералом с низкими цветами интерференции, без спайности. Обычно встречается в виде мелких гексагональных призмочек, в продольных сечениях которых проявляется наличие прямого погасания.
Сфенвстречается обычно в более неправильных зернах. Исключительно сильный рельеф и неразличимые цвета интерференции не позволяют его смешивать с другими минералами.
Цирконвсегда можно установить по плеохроичным дворикам в биотите вокруг этого минерала. Они имеет очень сильный рельеф, но вполне различимые высокие цвета интерференции.
Вторичные минералы
Из вторичных минералов минералов чаще всего встречаются хлорит и эпидот.
Хлоритявляется слюдоподобным минералом, имеющим зеленую окраску. Отличается от роговой обманки и зеленого биотита прежде всего низким двупреломлением. Цвета интерференции у него не только низкие, но и аномальные (синевато-серые или фиолетово-серые). Кроме того, у хлорита рельеф меньше, чем у роговой обманки.
Эпидотхарактеризуется сильным рельефом, высокими аномальными цветами интерференции и иногда зеленовато-желтоватой окраской и слабым плеохроизмом. Аномальность цветов интерференции, прежде всего, отличает эпидот от моноклинного пироксена.
Количественно-минеральный состав
И систематика магматических пород
Кроме качественного определения минерального состава, для классификации пород важное значение имеет количественное содержание минералов и отношение… В пределах одного семейства может меняться общее соотношение между фемическими… Часто в магматических породах приобретают существенное значение вторичные минералы. Например, в диабазах основной…ГОРНЫХ ПОРОД И ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ
ИНТРУЗИВНЫХ И ЭКСТРУЗИВНЫХ ТЕЛ
Магматические породы образуются как на поверхности Земли или в непосредственной близости от нее, так и на различных глубинах внутри земной коры. В первом случае возникают излившиеся или экструзивные породы и формы их залегания представлены различными экструзивными телами. Во втором случае образуются интрузивные породы, и формы их залегания называются интрузивными телами или просто интрузиями.
Экструзивные тела
Физические свойства лав различны. Одни лавы жидкие и относительно легко растекаются по поверхности. Вязкость таких лав только в 60 раз больше, чем у… Вязкость (текучесть) лав зависит, прежде всего, от ее состава. Основные лавы,… Характер вулканических извержений тоже влияет на форму экструзивных тел. Различаются: 1) трещинный тип извержений,…Интрузивные тела
Форма и размер любого интрузивного тела определяется следующими факторами: 1) состав и физические свойства магмы; 2) геологическое строение… В зависимости от внутреннего строения и механизма любое интрузивное тело может… Важное значение имеют взаимные отношения интрузивного тела со слоями вмещающих пород. Здесь различают: 1) согласные…Согласные интрузивные тела
Интрузивные залежи (силы)представляют собой пластообразные тела, залегающие согласно между слоями осадочных пород. Размеры их сравнительно невелики… Лопполиты– это крупные, чашеобразные или корытообразные тела. «Лопос»… Лакколиты –это караваеобразные тела небольших размеров. Они образуются в результате внедрения кислой, вязкой магмы.…Несогласные (секущие) тела
Дайки и интрузивные жилыпредставляют собой секущие пластообразные тела различных, обычно небольших размеров. Дайкой обычно называют такое… Размеры даек и интрузивных жил разнообразны. Наименьшая мощность измеряется… Кольцевые дайкиобразуются вследствие локального опускания небольшого участка земной коры (например, на острове Мулл в…Внутреннее строение экструзивных и интрузивных тел
Внутреннее строение экструзивных тел изучать проще, особенно, если это тела молодых и современных вулканических пород. Уже давно было замечено, что… Существование закаленных краевых частей не нуждается в пояснении. Понятна и… Первичные текстуры течения проявляются как в стекле (флюидальность), так и в кристаллических породах, в которых они…Структуры магматических пород
1. Степень кристалличности (количественное соотношение кристаллов и стекла). В этом отношении структуры могут быть: а) полнокристаллические; 2)… 2. Абсолютный размер зерен.В этом отношении структуры бывают: а)… 3. Относительный размер зерен.В этом отношении различают: а) равномерно зернистые и б) неравномерно зернистые…Кристаллографический габитус главных минералов
Кварц в магматических породах представлен высокотемпературной разновидностью (β-кварц), имеющей гексагональную сингонию и бипирамидальный… Нефелин встречается в виде коротко-столбчатых и толсто-таблитчатых… Лейцит образует изометрические кристаллы в форме тетрагонтриоктаэдра. Характерны округлые или восьмиугольные…Идиоморфизм и степень идиоморфизма
В магматических породах минералы обычно не имеют одинаковую степень идиоморфизма. Вследствие этого гипидиоморфнозернистые структуры наиболее… Степень идиоморфизма различных минералов в магматических породах зависит от:…Закономерные срастания, прорастания и включения
Прорастания и включения, которые влияют на взаимные отношения между минералами в магматических породах, бывают следующими. Пертиты – закономерные вростки альбита в калиевом полевом шпате.… Антипертиты – закономерные вростки калиевого полевого шпата в плагиоклазе, содержащем анортитовый компонент. Эти…Полнокристаллические структуры
Офитовая структура характеризуется, в отличие от габбровой, резким идиомрфизмом плагиоклаза по отношению к темноцветным минералам. Плагиоклаз… Среди офитовых структур выделяются следующие разновидности: а) диабазовая,… Панидиоморфнозернистая структура обусловлена наличием идиоморфных зерен большинства минералов, слагающих породу. Эта…Неполнокристаллические структуры
Неполнокристаллические структурыподразделяются на микролитовые, скрытокристаллические и стекловатые.
Микролитовые структуры.
Толеитовая структурапохожа на офитовую-долеритовую, но отличается наличием вулканического стекла, заполняющего изолированные участки между… Трахитовая структура почти полностью сложена микролитами, а аморфный матрикс… Пилотакситовая структура отличается от трахитовой обилием микролитов плагиоклаза. В качестве…Скрытокристаллические (криптокристаллические) структуры
Сферодлитовые структуры могут быть: а) собственно сферолитовыми, когда порода состоит из сферолитов фельзитовой массы, стекла и отдельных…Стекловатые (гиалиновые) структуры
Породы,полностью состоящие из стекла имеют стекловатую (гиалиновую) структуру. Породы, состоящие из стекла и некоторого количества (менее 25%) микролитов, имеют кристаллитовые структуры. Если порода состоит из стекла и некоторого количества (менее 25%) фенокристаллов, то структура ее витрофировая. Степкловатые и витрофировые структуры характерны для эффузивных пород кислого состава (обсидиан, риолит), а кристаллитовые структуры характерны для андезитов.
Вулканокластические (пирокластические) структуры
По размеру обломков пирокластические структуры делятся на псаммитовые (размер обломков до 2 мм), алевритовые (0,01-0,1 мм) и пелитовые (менее 0,01… Если связующая масса пирокластической породы представлена лавой, то это…Текстуры магматических пород
Главную роль в образовании текстурных особенностей играет не химизм расплава, а геологические условия формирования породы. Текстуры подразделяются по ориентировке составных частей породы в пространстве и по способу заполнения пространства.
Разделение текстур по ориентировке составных частей породы
В пространстве
Однородные (массивные) текстуры обусловлены тем, что в любом направлении минеральный состав и структура породы являются одинаковыми, а ориентировка… Такситовые (шлировые) текстуры подразделяются на: а) структурные такситы,… Сферические (шаровые) текстуры имеют породы, в которых минералы располагаются концентрически вокруг определенных…Разделение текстур по характеру заполнения пространства
По способу заполнения пространства выделяют плотные (компактные) и пористые текстуры.
Плотные текстуры характеризуются тем, что магматическая масса заполняет все пространство, вследствие чего порода не содержит пустот и пор.
Пористые текстуры, как правило, встречаются в эффузивных породах. В зависимости от относительного количества, размеров и формы пустот выделяют пузыристые, шлаковые, пемзовые текстуры.
Миндалекаменные текстуры широко распространены среди эффузивных пород. Образование этих текстур связано с циркуляцией растворов и заполнением пор вторичными минералами.
Миаролитовые текстурыхарактерны для полнокристаллических пород, имеющих пустоты или полости. Как правило, миаролы (пустоты) бывают частично заполнены продуктами кристаллизации остаточных расплавов, пневматолитовыми или гидротермальными минералами. Кристаллы минерлов, выполняющих миаролы, часто имеют более крупные размеры, чем зерна, слагающие породу.
Лекция 9. КЛАССИФИКАЦИЯ И НОМЕНКЛАТУРА
МАГМАТИЧЕСКИХ ПОРОД
Существует несколько классификаций магматических пород, в основу которых положены следующие признаки: 1) условия образования; 2) структура; 3)… В соответствии с условиями образования выделяются интрузивные, гипабиссальные… При изучении пород в образцах и шлифах на условия образования указывают структуры и некоторые особенности минерального…Особенности интрузивных пород и их классификация
Поскольку интрузивные породы имеют полнокристаллическую структуру, можно четко определить их количественно-минеральный состав (рис. 9.1). Основные представители групп изображены в виде точек на горизонтальной линии, процентное содержание минералов, входящих в их состав показано на перпендикулярах, проходящих через эти точки. Для каждой группы характерен определенный номер плагиоклаза и фемические минералы, связанные с плагиоклазом в соответствии с реакционными рядами Боуэна. Соотношение салических и фемических минералов закономерно изменяется при переходе от одной группы к другой. Если в породе содержание салических минералов превышает норму, характерную для группы, к которой порода относится, она будет называться лейкократовой,а если норму превышает количество фемических минералов - меланократовых.Каждая группа имеет характерные главные фемические минералы. Изменение состава одного минерала связано с изменением состава других минералов, ассоциирующих с ним (например, в породах группы габбро-базальтов, содержащих ромбический пироксен номер плагиоклаза будет больше, чем у породы, содержащей моноклинный пироксен). Между выделенными группами существуют постепенные переходы (например, габбро-диорит, грано-сиенит, диорито-сиенит и т.д.). Промежуточные породы могут возникать между группами, расположенными на диаграмме рядом. Между удаленными друг от друга группами промежуточных пород не бывает. Исключением является группа сиенитов-трахитов, имеющая переходы к группе гранитов, нефелиновых сиенитов, а также к группе габбро.
Для известково-щелочных интрузивных пород характерны следующие минералогические особенности: 1) щелочной полевой шпат присутствует только в кислых породах; 2) плагиоклаз присутствует во всех, даже в кислых породах, часто зонален; 3) в основных породах плагиоклаз полностью вытесняет калиевый полевой шпат; 4) кварц встречается в кислых, средних и даже в основных породах; 5) фельдшпатоиды (нефелин, лейцит) отсутствуют; 6) пироксены всегда известково-магнезиальные (моноклинные) или железо-магнезиальные (ромбические); 7) амфибол (роговая обманка), которая обрастает пироксен; 8) ромбические пироксены обычны; 9) слюда, как главный минерал встречается только в кислых породах.
Для щелочных интрузивных пород характерны следующие минералогические особенности:1) щелочной полевой шпат присутствует во всех породах, иногда вместо него находится фельдшпатоид; 2) плагиоклаз отсутствует в кислых породах (не считая вторичного альбита), в основных породах может быть плагиоклаз, но только с калиевым полевым шпатом или фельдшпатоидами; 3) в основных породах основной плагиоклаз встречается вместе с калиевым полевым шпатом; 4) кварц встречается только в щелочных гранитах; 5) фельдшпатоиды обычны; 6) пироксены натриевые (эгирин, эгирин-авгит) или титансодержащие (титан-авгит); 7) амфибол щелочной или богатый титаном, вокруг которого часто растет
щелочной пироксен; 8) ромбические пироксены отсутствуют; 9) слюда является главным минералом в породах как кислого, так и основного состава.
Особенности эффузивных пород и их классификация
Большая часть эффузивных пород имеет порфировую структуру с неполнокристаллической основной массой, и только для некоторых эффузивных пород характерны полнокристаллически-порфировидные или микрозернистые структуры. Вследствие низкой степени раскристаллизации эффузивных пород определение количественно-минерального состава затруднено. Поэтому здесь руководствоваться необходимо главным образом присутствием среди фенокристаллов тех или иных минералов, структурой основной массы и качественным ее составом. Важное значение при определении эффузивных пород имеет их химический состав. При этом по химическому составу эффузивные породы несколько отличаются от своих интрузивных аналогов: Они содержат больше кремнезема и щелочных металлов, но меньше железа и магния.
Отличительные особенности имеет минеральный состав эффузивных пород. Фенокристаллы в них обычно представлены минералами несколько более основного состава, чем минералы, слагающие интрузивные аналоги (например, в андезитах фенокристаллы сложены лабрадором, а не андезином, как в диоритах; в риолитах – андезином, а не олигоклазом, как в гранитах; наиболее обычным фемическим минералом, образующим фенокристаллы в базальтах является оливин, в то время как для габбро характерен пироксен; в андезитах весьма часто встречаются фенокристаллы пироксенов, типичным фемическим минералом диоритов является роговая обманка). Это объясняется тем, что при быстром затвердевании эффузивных пород в них сохраняются продукты начальных стадий кристаллизации магмы. Поэтому в порфировых выделениях находятся минералы, стоящие в реакционных рядах на ступень выше, чем минералы, слагающие соответствующие интрузивные породы. Быстрая кристаллизация приводит и к тому, в эффузивных породах содержатся «закаленные» разности с неупорядоченной структурой (например, санидин и высокотемпературные плагиоклазы). Весьма характерно зональное строение, которое иногда наблюдается и у фемических минералов. Только в эффузивных породах всктречаются лейцит и базальтическая роговая обманка. Базальтическая роговая обманка и биотит находятся только в фенокристаллах, нередко оацитизированных. Из главных фемических минералов в основной мссе эффузивных пород встречаются только пироксены. Кроме того, в состав основной массы часто входит вулканическое стекло.
В зависимости от степени измененности эффузивные породы подразделяются на а) кайнотипые (свежие) и б) палеотипные (измененные, выветрелые). В настоящее время все палеотипные породы с порфировой структурой называются порфирами или порфиритами с добавлением прилагательного, образованного из названия кайнотипной породы. Термином «порфир» обозначают породы, в составе которых в качестве главного породообразующего минерала присутствуют калиевые полевые шпаты, а термином «порфирит» -породы без калиевых полевых шпатов. Эффузивную породу, не имеющую порфировых выделений называть порфиром или порфиритом нельзя.
Особенности жильных (гипабиссальных) пород
И их классификация
Жильные (гипабиссальные) пород залегают в виде даек и других мелких тел, располагающихся, как правило, вблизи крупных интрузивных мссивов. Только долериты и диабазы встречаются, как правило, самостоятельно и не связаны с интрузиями. Жильные породы являются более раскристаллизованными, чем эффузивные породы, но менее, чем интрузивные. Они имеют обычно микрозернитые или порфировидные структуры.
В зависимости от минерального состава среди жильных пород выделяются: а) асхистовые (неращепленные) породы и б) диасхистовые (расщепленные).
Асхистовые породы
Диасхистовые породы
Лейкократовые диасхистовые породыпредставлены аплитами и пегматитами. Аплиты состоят из одних светлых салических минералов и имеют мелкозернистую… Пегматиты состоят, главным образом, из салических минералов, но имеют крупно- и гигантозернистую структуру. Для…Классификация лампрофиров
| Название | Преобладающие минералы | Группа пород, с которой связан лампрофир | |
| Салические | фемические | ||
| Минетта | Калиевый полевой шпат | Биотит | Сиенитов-трахитов |
| Вогезит | Калиевый полевой шпат | Роговая обманка, иногда с авгитом | Сиенитов-трахитов |
| Керсантит | Плагиоклаз | Биотит | Диоритов-андезитов |
| Спессартит | Плагиоклаз | Роговая обманка иногда с диопсидом | Диоритов-андезитов |
| Исит | Плагиоклаз | Роговая обманка | Габбро-базальтов |
| Гареваит | Плагиоклаз | Диопсид и оливин | Габбро-базальтов |
| Камптонит | Плагиоклаз | Щелочные амфиболы и пироксены | Щелочных габброидов |
| Мончикит | Анальцим | Щелочные амфиболы и пироксены | Щелочных габброидов |
| Альнеит | Мелилит | Биотит, оливин, авгит | Щелочных габброидов |
ТЕМА 3. ГЛАВНЫЕ ТИПЫ МАГМАТИЧЕСКИХ ПОРОД
Лекция 10. ГИПЕРБАЗИТЫ (УЛЬТРАОСНОВНЫЕ ПОРОДЫ,
ГРУППА ПЕРИДОТИТА)
Главнейшими особенностями этих магматических пород является то, что они встречаются преимущественно в интрузивных формах. Жильные разновидности очень редки и отличаются от интрузивных по составу. В них, как и в основных породах может присутствовать, хотя и в малых количествах, плагиоклаз. Эффузивных ультраосновных пород почти нет. Они не содержат в своем составе полевых шпатов (плагиоклаза), часто бывают мономинеральными. Главными минералами для этой группы являются оливин и пироксены. В большинстве случаев это магнезиальные разности, представленные форстеритом, энстатитом, бронзитом. Некоторые породы содержат моноклинный пироксен ряда авгит (диаллаг)- титан-авгит-диопсид. Еще реже ультраосновные породы имеют железистый оливин (гортонолит). Иногда в качестве главного минерала может присутствовать амфибол (обыкновенная роговая обманка).
Гипербазиты характеризуются низким содержанием SiO2 – 40-43%. Характерной особенностью является высокое содержание 34-46%. Содержание FeO+F2O3 составляет 11-12%. Для интрузивных пород типично низкое (менее 1%) содержание Na2O и К2О в сумме редко превышает 1%, СаО находится в количестве от десятых долей процента до 7-8%. Как правило, ультраосновные породы, слагающие самостоятельные интрузии, отличаются по составу от гипербазитов, ассоциирующих с породами группы габбро. В первом случае молекулярное отношение магния к железу более 6, малое количество, а иногда и отсутствие калия и титана и низкое содержание Al2O3. Кимберлиты характеризуются наиболее низким содержанием SiO2 и несколько повышенной щелочностью (в сумме натрий и калий составляют около 1,5%), а также высоким содержанием кальция, что обусловлено интенсивной карбонатизацией пород.
Интрузивные породы
Среди интрузивных ультраосновных пород выделяют три типа: 1) мономинеральные оливиновые породы (дуниты и оливиниты; 2) перидотиты, состоящие из оливина и пироксенов и 3) мономинеральные пироксеновые и роговообманковые породы (пироксениты и горнблендиты).
Дуниты
Дунитполучил свое название от горы Дун (Новая Зеландия). Главный минерал – оливин, в качестве акцессорного или второстепенного минерала должен быть хромит или хромовая шпинель. Макроскопически дунит является темной, почти черной породой, без видимой зернистости и с характерной железистой коркой выветривания. Темная окраска и отсутствие зернистости объясняется тем, что дуниты, как правило, серпентинизированы. В свежем, неизмененном состоянии дунит может быть зернистой светло-зеленой породой. Под микроскопом дунит имеет панидиоморфнозернистую структуру, поскольку зерна оливина, хотя и не вполне правильные, но все же идиоморфные. Хромит также выражен идиоморфными зернами, чем он отличается от магнетита, встречающегося в других породах. Редко в миароловых пустотах встречается уваровит. Серпентинизированные дуниты имеют петельчатую структуру. Кроме серпентина в случае привноса кальция, в измененных дунитах может быть тальк и тремолит. Дуниты слагают либо центральные части перидотитовых тел, либо отдельные массивы, как например, в платиноносной габброво-перидотитовой формации Урала.
Оливиниты
Оливиниты отличаются от дунита тем, что вместо акцессорного хромита в них довольно много магнетита (титано-магнетита) в ксеноморфных, реже в идиоморфных зернах. Структура их сидеронитовая. Они образуют небольшие обособления в перидотитовых массивах.
Перидотиты
В перидотитах в качестве акцессорных минералов встречаются хромит, магнетит, титано-миагнетит, шпинель, а также пирротин, пентландит, халькопирит,… Перидотиты могут иметь панидиоморфнозернистую, гипидиоморфнозернистую (оливин…Пироксениты
Пироксениты легко отличаются от оливиновых пород макроскопически. Это темные, черные или зелено-черные, явнокристаллические породы. Микроскопически среди пироксенитов выделяются диаллагиты, состоящие из моноклинного пироксена, вебстериты, в состав которых входит и моноклинный и ромбический пироксены, а также энстатититы, бронзиты, гиперстениты,состоящие из одного ромбического пироксена.
Акцессорные минералы в пироксенитах те же, что и в перидотитах. Из вторичных, особенно развит тремолит или актинолит (уралит). Структура пиросенитов – панидиоморфнозернистая, сидеронитовая и криптовая. Пироксениты всегда находятся в ассоциации с перидотитами и дунитами. Они слагают краевые части интрузии и представляют собой как бы «реакционную каемку» вокруг дунитового тела (например, Нижнетагильский платиновый массив).
Горнблендиты
Горнблендитысостоят из одной роговой обманки. Их происхождение не очевидно. Они весьма похожи на некоторые типы метаморфических пород (бесполевошпатовые амфиболиты), а установить первичный характер роговой обманки в них не всегда удается.
Гипабиссальные породы
Пикритысостоят из авгита и оливина, но всегда с небольшим количеством роговой обманки, плагиоклаза и, иногда ромбического пироксена. Акцессорные…Эффузивные породы
К эффузивным гипербазитам можно отнести кимберлит и меймечит.
Кимберлит
Кимберлитявляется разновидностью пикрита, имеющего более щелочной состав. Состоит кимберлит из оливина и бронзита, содержит немого моноклинного пироксена, биотита и хромита. Встречается только в виде обломков в брекчиях, заполняющих трубки взрыва и сцементированных скрытокристаллической массой ультраосного состава. Эти брекчии обычно сильно разложены и содержат алмазы.
Меймечит
Меймечит является единственной стекловатой разновидностью гипербазитов, обнаруженной в Сибири, на р. Меймеча и состоящей из стекла ультраосновного состава и многочисленных крупных (2-15 мм) вкрапленников оливина. Залегает в виде пластообразной залежи мощностью до 500 м.
Распространение гипербазитов
И связанные с ними полезные ископаемые
Среди многочисленных магматических пород ультраосновные занимают особое место, что объясняется их близостью по составу и свойствам к веществу… В настоящее время установлено, что ультраосновные породы, формирующиеся в… 1. Крупные массивы альпинотипных гипербазитов, в составе которых встречаются дуниты, гарцбургиты и лерцолиты.…Генезис гипербазитов
1. Ультраосновная магма, образованная полным или частичным плавлением мантии, внедряется в земную кору. В образовавшемся расплаве на низких уровнях… 2. Мантийный материал под действием тектонических сил в твердом состоянии без… 3. Частичное плавление в мантии приводит к формированию основных расплавов. При их гравитационной дифференциации в…Интрузивные породы
1. Нормальное габбро,состоящее из 53% лабрадора (№ 50-70) и 47% моноклинного пироксена (диаллага, диопсида, реже авгита); в лейкократовых разностях… 2. Норит,состоящий из основного плагиоклаза (№ 60-70) и ромбического пироксена… 3. Троктолит,состоящий из основного плагиоклаза (№ 70-90) и оливина, количество которого может быть менее 50%.Жильные (гипабиссальные) породы
Среди жильных пород группы различаются породы, тесно связанные с интрузивными массивами и залегающие независимо от них.
Асхистовые породы, связанные с интрузивными телами
К асхистовым породам, связанным с интрузивными телами относятся микрогаббро (беербахит) и габбро-порфирит.
Микрогаббропо составу аналогично габбро, но имеет микрогаббровую структуру. Многие микрогаббро при детальном исследовании оказались пиросено-плагиоклазовыми роговиками, залегающими в виде ксенолитов в габбро. Роговиком оказался и беербахит.
Габбро-порфиритотличается от микро-габбро только структурой. На фоне агрегата мельчайших зерен, образующих микрогаббровую основную массу, выделяются фенокристаллы моноклинного пироксена и плагиоклаза.
Диасхистовые породы, связанные с интрузивными телами
К диасхистовым породам, связанным с интрузивными телами, относятся диабаз-пегматиты и лампрофиры (гареваеит и исит).
Диабаз-пегматитимеет крупно- и гиганто-зернистую структуру, сложен плагиоклазами (более кислыми, чем в габбро), пироксенами, замещенными амфиболом, биотитом, ортоклазом, кварцем (в микропегматитовом прорастании) и акцессорными минералами (титаномагнетитом и апатитом).
Гареваеит –этовсегда явно порфировидная порода с крупными фенокристаллами диаллага, находищимися в основной массе из пироксена и оливина с небольшим количеством плагиоклаза.
Иситсостоит из первичной роговой обманки и небольшого количества плагиоклаза. Структура породы мелкозернистая габбровая или панидиоморфнозернистая.
Гипабиссальные породы, залегающие независимо от интрузивных тел
К таким породам относятся диабазы и долериты.
Диабазы - наиболее распространенные гипабиссальные породы группы. Минеральный состав такой же как и у габбро. Характерна сильная измененность породы. Многочисленны хлорит, минералы группы эпидота, пренит, кальцит. Плагиоклазы альбитизированы. В некоторых разностях диабаза много бурой (первичной) роговой обманки. В других (конгадиабаз) встречается кварц и микропегматитовые сростки кварца с калиевым полевым шпатом. В связи с развитием вторичных зеленых минералов, диабазы имеют темно-зеленый цвет. Структуры диабазов – офитовая, долеритовая, пойкилоофитовая.
Долеритыотличаются от диабазов малой степенью измененности и имеют черный цвет.
Эффузивные породы
Среди эффузивных представителей группы различаются кайнотипные породы (базальты и эффузивные долериты) и палеотипные (базальтовые порфириты и эффузивные диабазы). Кроме того, к палеотипным разновидностям относятся спилиты и вариолиты. В основе их систематики лежит структура. Фанеритовые породы обычно противопоставляются афанитовым. Базальты и базальтовые порфириты содержат стекло, а в случае полнокристаллического строения сложены микролитами размером не более 0,5 мм. Эффузивные долериты и диабазы всегда полнокристаллические породы с размером зерен более 0,5 мм (табл. 11.1).
Таблица 11.1
Основные эффузивные породы
| Степень измененности | Структуры | |
| Афанитовые | Фанеритовые | |
| Кайнотипные | Базальт | Эффузивный долерит |
| Палеотипные | Базальтовый порфирит | Эффузивный диабаз |
| Спилит | ||
| Вариолит |
Базальты
В соответствии с химическим и минеральным составом различают два типа базальтов: оливиновые и толеитовые. Оливиновые (океанические) базальтыненасыщенны кремнеземом (SiO2 – 45%). Они… Толеитовые (платобазальты)насыщены или слабо пересыщены кремнеземом(SiO2) внешне похожи на оливиновые базальты и…Эффузивные долериты
Эффузивные долеритыотличаются от базальтов только более крупнозернистой структурой. В базальтах основная масса сложена микролитами плагиоклаза, имеющими длину 0,1-0,3 мм. В долеритах встречаются лейсты длиной 0,5-2 мм. Характерными структурами являются офитовая, долеритовая и очень часто пойкилоофитовя. Среди эффузивных долеритов различаются оливиновые и толеитовые разности. В толеитовых долеритах содержится примерно равное количество плагиоклаза (№ 50-60) и моноклинного пироксена (авгит и пижонит), 5-10% магнетита и ильменита, до 5% микропегматита, небольшое количество бурой роговой обманки, биотита, авгита и может не боее 3-5% оливина.
Систематика структур кайнотипных эффузивных пород показана в (табл. 11.2).
Таблица 11.2
Структуры кайнотипных эффузивных пород
| Минеральные агрегаты | Неполнокристаллические структуры (со стеклом) | Полнокристаллические структуры (без стекла) |
| Зерна пироксена имеют изометрически округлую форму | Интерсертальная (базальтовая) | Микродолеритовая |
| Зерна пироксена имеют угловатые, резко ксеноморфные очертания | Микротолеитовая | Микроофитовая, Микропойкилоофитовая |
| Пироксен отсутствует | Стекловатая | - |
| Микролиты плагиоклаза расположены Субпараллельно | Пилотакситовая |
Базальтовые порфириты и эффузивные диабазы
Характеризуются сильной разложенностью всех магматических минералов, которые совершенно аналогичных по составу минералам базальтов и эффузивных долеритов. В палеотипных породах отсутствует стекло, оно замещено минералами из группы хлорита. Плагиоклаз соссюритизирован, альбитизирован, а иногда хлоритизирован. Пироксен замещен актинолитом, хлоритом. Оливин серпентинизирован. Кроме того, обычно развиваются минералы группы эпидота и карбонаты. Из-за большого количества вторичных минералов зеленого цвета, палеотипные породы имеют зеленый оттенок, чем и отличаются от кайнотипных. Текстура базальтовых порфиритов массивная, пористая и миндалекаменная. Эффузивные долериты имеют массивную текстуру. Отличие базальтовых порфиритов от эффузивных диабазов состоит в том же, в чем отличие базальтов от эффузивных долеритов.
Спилиты
Спилиты встречаются в виде шаровых лав и образовались под водой. С подводными условиями образования спилитов связаны их петрографические особенности: 1) плагиоклаз полностью альбитизирован; 2) стекло полностью разложено в хлорит; 3) интерсертальная структура в спилитах несколько отличается от интерсертальной структуры базальтов более удлиненной формой микролитов альбита. Иногда считается, что для спилитов характерно полное разложение цветного минерала. Это неверно, так в типичных спилитах Мугоджар, Южного Урала, Кара-Дага в Крыму, Австралии и Англии авгит хорошо сохранился. Нет его только в некоторых карельских спилитах, где он исчезает вследствие последующего регионального метаморфизма. Минедалекаменная текстура, хотя и встречается в спилитах, но тоже не является для них обязательной.
Вариолиты
Вариолиты – это слабо раскристаллизованные разновидности спилитов с характерным обликом. Крупные (до 1 см в поперечнике) округлые пятна (вариоли, что в переводе означает оспины) находятся в зеленовато-серой основной массе. Под микроскопом вариоли – это радиально-волокнистые, сферолитоподобные сростки тонких волокон альбита. Типичная вариолитовая структура встречается не часто.
Распространенность базитов и
Связанные с ними полезные ископаемые
Диабазы и долериты очень широко распространены и встречаются как в складчатых областях, так и на платформах, где вместе с базальтами слагают… Генетически эффузивные породы не связаны с габбро-перидотитовой формацией. На… С породами основного состава генетически связаны месторождения титаномагнетита, никеля, меди, колчеданные…Генезис базитов
Учитывая частую геологическую разобщенность интрузивных и эффузивных тел основных пород, необходимо рассмотреть генезис каждого типа пород отдельно. Вопреки существующей тенденции рассматривать некоторые основные породы как продукт метаморфизма, все стоит не забывать о бесспорных доказательствах глубинного магматического происхождения интрузивных базитов и химической эквивалентности вулканических (базальтовых) и глубинных ассоциаций. Существуют следующие глубинные ассоциации, в состав которых входят основные породы: 1) габбро, перидотиты и связанные с ними породы расслоенных интрузий и лополитов; 2) перидотиты и серпентиниты и 3) анортозиты и связанные с ними породы. Перидотиты и серпентиниты уже рассматривались.
Расслоенные (псевдостратифицированные) интрузии
Несмотря на несомненно интенсивную фракционную кристаллизацию, большое количество остаточной магмы, из которой в ранние стадии были удалены оливин и… Ход магматической эволюции, описанный выше, согласуется в общих чертах с…Докембрийская ассоциация анортозитов
В настоящее время является дискуссионным вопрос о том, являются ли докембрийские анортозиты скоплениями плагиоклазовых кристаллов, резко…Эффузивные ассоциации основных пород
1. Если глубина отделения магматического расплава составляет 35-60 км (давление 12-18 кбар), то в равновесии с расплавом будут существовать энстатит… 2. При глубине отделения магматического расплава от 15 до 35 км (давление ~ 9… 3. При глубине отделения магмы 0-15 км кристаллическим остатком, образующимся в процессе кристаллизационной…Интрузивные породы
Среди интрузивных пород одинаковым распространением пользуются как диориты, так и кварцевые диориты.
Диориты
Главными породообразующими минералами являются андезин (65-70%) и обыкновенная роговая обманка (30-35%). Состав плагиоклаза является главной… Второстепенные минералы. Вообще диориты – это бескварцевые породы, но… Акцессорных минералов в диоритах часто бывает больше, чем в других интрузивных породах (до 5%). Обычно это апатит,…Кварцевые диориты
Кварцевые диориты (тоналиты) отличаются от диоритов присутствием в качестве породообразующего минерала кварца в количестве 5-15%. Среди кварцевых диоритов выделяются биотитовые, биотитово-роговообманковые, биотитово-гиперстеновые, авгитовые и собственно кварцевые диориты (роговообманковые).Биотит в кварцевых диоритах является обычным минералом, тогда как в бескварцевых диоритах он редок. Примесь калиевого полевого шпата в кварцевых диоритах может быть несколько большей, чем в диоритах, но если количество его превышает 10%, порода должна быть отнесена к гранодиоритам.
Структура кварцевых диоритов типичная гипидиоморфнозернистая. Кварц всегда ксеноморфен, так же как и калиевый полевой шпат, если он присутствует. Последовательность идиоморфизма других минералов может быть различна: а) плагиоклаз→роговая обманка→кварц; б) биотит→роговая обманка→плагиоклаз→кварц.
Жильные (гипабиссальные) породы
Жильные породы группы широко распространены и всегда связаны с интрузиями, но не обязательно диориового состава. Чаще всего они сопровождают интрузии гранитоидов. Жильные породы представлены как асхистовыми, так и диасхистовыми разновидностями.
Асхистовые породы
Среди асхистовых пород, имеющих точно такой же состав, что диориты и кварцевые диориты, различаются микродиориты, кварцевые микродиориты,имеющие микрозернистую структуру и диорит-порфириты и кварцевые диорит-порфириты,имеющие порфировидную структуру.
Диасхистовые породы
Спессартиты –это наиболее распостраненные лампрофиры. Они состоят из обыкновенной роговой обманки в количестве до 50-60% и среднего плагиоклаза.… Керсантитыявляются типичными лампрофирами, состоящими из среднего плагиоклаза…Эффузивные породы
Как уже сказано, эффузивные породы среднего состава рспространены значительно шире, чем интрузивные. Андезитов немного меньше, чем базальтов. Геологическая связь их с базальтами совершенно очевидна. Широко распространены породы, занимающие промежуточное положение между андезитами и базальтами. Андезито-базальты известны на Камчатке, на Кавказе, на западном побережье Северной и Южной Америки.
Андезиты
Под микроскопом порфировая структура у андезитов всегда очень отчетливая. В порфировых вкрапленниках находятся ( в порядке убывания): 1) зональный… Основная масса, в отличие от основной массы базальта, не содержит пироксена,… Характерные черты типичных андезитов, по которым можно отличить их от базальтов под микроскопом: 1) количество…Андезитовые порфириты
Под микроскопом отличие от андезитов еще более отчетливое: 1) плагиоклаз ф фенокристаллах уже разложен (серицитизирован и, особенно часто,… В основной массе стекло разложено в хлорит. Но от этого структура не…Пропилит
Пропилиты характеризуются полным разложением первичных минералов. Плагиоклазы в них полностью альбитизированы и замещены адуляром. Фемические минералы хлоритизированы, эпидотизированы, уралитизированы. Основная масса превращена в мелкозернистый агрегат альбита, кварца, хлорита, кальцита и цеолитов. В породе всегда присутствует значительное количество новообразованного пирита.
Андезито-дацит и кварцевый порфирит
Андезито-дацитами называются кайнотипные аналоги кварцевого диорита. Палеотипные аналоги кварцевых диоритов называются кварцевыми порфиритами. Эти породы похожи, соответственно, на андезит и андезитовый порфирит и отличаются от них присутствием в порфировых вкрапленниках кварца.
Распространенность среднкремнекислых пород
И связанные с ними полезные ископаемые
Андезиты распространены в пределах океанов и континентов. В 1910 г. Маршалл указал на существование «андезитовой линии» в юго-западной части Тихого… К андезитовым и дацитовым лавам и пирокластам приурочены многочисленные…Генезис среднекремнекислых пород
Другим возможным путем образования диоритово-андезитовой магмы является ассимиляция базальтовой магмой материала сиаля. Этот процесс в значительных… Диориты иногда образуются на контактах гранитных тел с основными или… Вышеизложенные представления о происхождении андезитовой магмы в одних случаях не могут объяснить присутствие…ГРАНОДИОРИТОВ-ДАЦИТОВ)
В соответствии с высоким содержанием SiO2 (более 65%) породы группы относятся к кислым, пересыщенным кремнеземом. В их химическом составе много щелочных металлов (Na2O+K2O – 8,5-9,0%), Кроме того, они содержат 0,5-1,5% CaO; 2,0-6,0% Fe2O3+FeO; <0,5% MgO. Вследствие пересыщенности кремнеземом, в минералогическом составе рассматриваемых пород существенную роль играет кварц, количество которого достигает 30% и более. Фемических минералов мало. Породы группы имеют наименьший из всех других групп пород цветной индекс.
Интрузивные породы
Нормальные граниты
Биотит – типоморфный минерал нормальных гранитов. Может присутразвивающийся за счет биотита мусковит. Реже встречается зеленая роговая обманка, еще… В гранитах могут присутствовать викарирующие минералы пневматолитового… Структура нормальных гранитов гипидиоморфнозернистая, гранитовая: наиболее идиоморфны в них акцессорные минералы, за…Гранодиориты
Акцессорные минералы представлены магнетитом, апатитом, цирконом, ортитом, ксенотимом, монацитом. Последние три минерала встречаются не всегда.… Вторичные минералы очень разнообразны по составу (серицит, соссюрит, каолинит,… Структура гранодиоритов всегда типичная гипидиоморфнозернистая. Резко выражен ксеноморфизм кварца и идиоморфизм…Щелочные граниты
Акцессорные минералы представлены обычно апатитом, цирконом, сфеном. Вторичные минералы в щелочных гранитах менее развиты, чем в нормальных и… Структура у щелочных гранитов также гипидиоморфнозернистая, гранитовая.Чарнокиты
Особой разновидностью гранитов является чарнокит. Это гиперстеновый гранит, в котором плагиоклаз отсутствует. Главным минералом является микроклин-пертит, характеризующийся тем, что в виде вростков находится на альбит, а олигоклаз. Типичный чарнокит из района Мадраса (Индия) имеет следующий минеральный состав: микроклин – 48%; кварц – 40%; олигоклаз – 6%; гиперстен – 3%; магнетит – 2%; биотит – 1%. По внешнему виду – это гнейсовидная порода, имеющая, скорее всего, метаморфическое происхождение.
Жильные (гипабиссальные) породы
Жильные породы группы представлены асхистовыми и диасхистовыми разновидностями.
Асхистовые породы
Состав асхистовых пород полностью соответствует интрузивным аналогам. Среди них выделяются микрограниты (нормальные), микрогранодиориты, щелочные микрограниты,а такжегранит-порфиры, гранодиорит-порфиры и щелочные гранодиорит-порфиры (грорудиты). В фенокристаллах гранит-порфиров присутствуют кварц, полевые шпаты, биотит и роговая обманка. В гарнодиорит-порфирах среди порфировых выделений обычно нет калиевого полевого шпата и биотита, а присутствуют плагиоклазы, кварц, роговая обманка и иногда пироксены. В грорудитах фенокристаллы сложены микроклин-пертитом, эгирином и щелочным амфиболом.
Структура равномернозернистых пород и основной массы порфировидных пород микрогипидиоморфнозернистая, аплитовая и микропегматитовая (грангофировая). Гранит-порфиры с гранофировой структурой основной массы называются гранофирами.
Диасхистовые породы
Аплиты –это мелко- и микрозернистые, светлые, сахаровидные породы, состоящие из кварца и полевого шпата. В нормальных аплитах в качестве… Акцессорные минералы аплитов – апатит, магнетит, циркон, а также мусковит,… Аплиты имеют аллотриоморфнозернистую аплитовую и гранулитовую структуру.Эффузивные породы
Кислые породы группы характеризуются низкой степенью раскристаллизации. При их определении под микроскопом необходимо ориентироваться на состав порфировых выделений, структуру базиса и показатель преломления стекла. Большей частью извержение кислых лав сопровождается значительными по объему выбросами обломочного вулканогенного материала. Поэтому масса туфов кислого состава преобладает над эффузивными породами. Среди кислых эффузивных пород выделяются кайнотипные, палеотипные и афировые разновидности.
Кайнотипные породы
Риолиты (липариты) –это порфировые аналоги нормальных гранитов. Это светлые, белые, сероватые, темные, красноватые, буроватые породы. В… В качестве акцессорных минералов присутствуют магнетит, циркон, сфен, апатит.… Структура базиса стекловатая, фельзитовая, сферолитовая, микропойкилитовая. В тех редких случаях, когда порода сложена…Палеотипные породы
Риолитовые порфиры (кварцевые порфиры)– это порфировые породы чаще всего серого, желтовато- или красно-серого, а иногда красно-бурого до черного… Базис риолитовых порфиров имеет скрытокристаллическое строение и состоит из… Дацитовые порфиры– породы, не содержащие вкрапленников кварца (кварц находится только в скрытокристаллической основной…Афировыеые породы
Афировые (без фенокристаллов) разновидности имеют различную окраску и классифицируются в зависимости от содержания в породе воды: 1) если воды менее 1% - это обсидиан, он обладает стеклянным блеском и раковистым изломом;2) если воды 3-4% и развита трещиноватость – это перлит;3) если воды 4-10% - это пехштейн, обладающий смоляным блеском. Породы со значительным, но непостоянным содержанием воды, с характерным пенистым строением, матовым или шелковистым блеском называются пемза.
Под микроскопом в стекловатых породах почти всегда обнаруживаются кристаллиты, расположенные в виде извилистых цепочек, подчеркивающих флюидальную текстуру. Обычно все стекла в различной степени девитрифицированы. Раскристаллизация их обычно начинается вдоль перлитовых трещинок или включений. Если стекло полностью превращено в криптокристаллический фельзитовый агрегат, состоящий из зерен кварца и полевых шпатов, то порода называется фельзит.
Распространенность кремнекислых пород
И связанные с ними полезные ископаемые
Первые из них образуют согласные тела мигматит-плутонов, вытянутые вдоль направления складчатых структур. Это преимущественно плагиограниты и… Нормальные граниты второго типа формируются после главного периода… Граниты поздних стадий геосинклинального развития слагают тела третьего типа. Они образуют малые интрузии (лакколиты,…Генезис кремнекислых пород
Лекция 14. СРЕДНЕКРЕМНЕКИСЛЫЕ СУБЩЕЛОЧНЫЕ ПОРОДЫ (ГРУППА СИЕНИТОВ-ТРАХИТОВ) Породы группы сиенитов-трахитов распространены мало. На их долю приходится всего 0,6% всей площади распространения…Интрузивные породы
Основными интрузивными представителями являются нормальные сиениты, щелочные сиениты и такие переходные разности как габбро-сиениты, сиенит-диориты и грано-сиениты.
Нормальные сиениты
В некоторых сиенитах кварц является породообразующим минералом и находится в породе в количестве до 10-15%. Это кварцевые сиениты, которые через… Акцессорные минералы в сиенитах представлены сфеном, магнетитом, цирконом и… Структура сиенитов – таблитчатозернистая и аллотриоморфнозернистая. Гипидиоморфнозернистая сатруктура характерна для…Щелочные сиениты
Акцессорными минералами являются сфен, циркон, апатит, магнетит. В некоторых разностях щелочных сиенитов полевой шпат представлен альбитом.… Существуют разновидности по составу промежуточные между сиенитами, а также габбро, диоритами, гранитами и нефелиновыми…Условия залегания и происхождение
Нормальные сиениты слагают краевые части гранитных массивов и реже образуют самостоятельные штоки и дайки небольшого размера (площадь не более 100-200 км2). Щелочные сиениты встречаются в пространственной связи со щелочными породами (щелочными гранитами и нефелиновыми сиенитами), но известны также самостоятельные лакколиты этих пород. Монцониты ассоциируют с габбро и щелочными габброидами.
Условия залегания и соотношение сиенитов с другими магматическими породами позволяют считать, что сиениты могли образоваться как за счет кислой, так и за счет основной магмы в результате сложных процессов дифференциации и ассимиляции.
Гипабиссальные породы
Диасхистовые породыпредставлены лейкократовыми разностями и лампрофирами. К лейкократовым диасхистовым породам относятся сиенит-аплиты, бостониты и… Сиенит-аплиты – это мелкозернистые породы, состоящие почти из одних полевых… Бостониты – это мелкозернистые породы, состоящие из калиевых полевых шпатов с характерной бостонитовой структурой…Эффузивные породы
Эффузивные породы представлены кайнотипными трахитами и палеотипными трахитовыми порфирами, которые также называют ортофирами и бескварцевыми порфирами. Эффузивные аналоги монцонитов - трахибазальты, сиенито-диоритов – трахиандезиты, граносиенитов – трахириолиты. Кроме того к рассматриваемой группе относятся кератофиры (породы, в которых полевой шпат представлен альбитом).
Трахиты и трахитовые порфиры
Во всех трахитах главным минералом основной массы является калиевый полевой шпат, который образует вытянутые микролиты, расположенные в виде потоков… Трахитовые порфиры отличаются от трахитов тем, что санидин в них превращен в…Трахибазальты
Трахибазальты – это черные порфировые породы, отличающиеся от базальтов тем, что щелочного полевого шпата в них больше 5 %. В отличие от трахитов щелочной полевой шпат не образует фенокристаллов, но обычно окружает порфировые выделения плагиоклазов и входит в состав основной массы. Кроме того, трахибазальты от трахитов отличаются большим содержанием цветных минералов (оливин, титан-авгит, бурая роговая обманка, биотит).
Трахиандезиты
Трахиандезиты отличаются от трахибазальтов меньшим содержанием цветных минералов и меньшим номером плагиоклазов (в трахибазальтах – анортит, битовнит, лабрадор, в трахитандезитах – лабрадор и андезин зонального строения). От трахитов трахиандезиты отличаются тем, что в нихолевой шпат находится только в основной массе в скрытокристаллическом состоянии.
Трахириолиты
Трахириолиты – это эффузивные аналоги граносиенитов. Они отличаются от трахитов тем, что в их состав входит некоторое количество кварца (меньшее, чем в риолитах).
Кератофиры
Кератофиры – это палеотипные порфировые породы, состоящие главным образом из альбита, который образует фенокристаллы и слагает основную массу. Порфировые выделения также бывают сложены хлоритизированным биотитом и роговой обманкой. В основной массе встречаются магнетит, сфен, апатит. Вторичные минералы – хлорит, эпидот, кальцит. Структура основной массы трахитовая.
Альбит в кератофирах имеет метасоматическое происхождение, на что указывают реликты в нем калиевого полевого шпата и кислого плагиоклаза.
Условия залегания и происхождение
Трахиты и трахитовые порфиры залегают в виде мощных, коротких потоков, куполов и даек. Которые сопровождаются туфами. Геологически трахиты тесно связаны с базальтами и фонолитами. Постоянная тесная связь трахитов с базальтами при явном преобладании базальтов позволяют рассматривать трахиты как продукт дифференциации родоначальной оливиново-базальтовой магмы.
Полезные ископаемые
Лекция 15. СРЕДНЕКРЕМНЕКИСЛЫЕ ЩЕЛОЧНЫЕ ПОРОДЫ (ГРУППА НЕФЕЛИНОВЫХ СИЕНИТОВ-ФОНОЛИТОВ) Породы группы нефелиновых сиенитов-фонолитов составляеют менее 1% объема всех… В породах рассматриваемой группы в качестве главных минералов присутствуют щелочные полевые шпаты, фельдшпатоиды и…Интрузивные породы
Главные минералы нефелиновых сиенитов представлены щелочными полевыми шпатами (ортоклазом, микроклином, альбитом, чаще в виде пертитов),… Акцессорные минералы многочисленны и содержатся в относительно большом… Характерные вторичные минералы –содалит, канкринит, цеолиты.Гипабиссальные породы
Асхистовые породы рассматриваемой группы представлены нефелин-сенитовыми порфирами и нефелиновыми микросиенитами (тингуаитами).
Из диасхистовых пород наиболее распространены нефелин-сиенитовые пегматиты,которые залегают как в виде жил, так и виде шлиров в нефелиновых сиенитах. Они содержат высокие концентрации ниобия, тантала, редких земель и титано-циркониевых силикатов.
Эффузивные породы
Фонолиты лейцитовые (собственно фонолиты) –это светло-серые, розовые, иногда зеленые афировые и порфировые породы. Фенокристаллы… Фонолиты лейцитовыехарактеризуются присутствием в порфировых выделениях… Лейцитофирыотличаются от лейцитовых фонолитов тем, что из фельдшпатоидов содержат только лейцит, которого всегда…Полезные ископаемые
Лекция 16. ГРУППА ЩЕЛОЧНЫХ ГАББРОИДОВ-БАЗАЛЬТОИДОВ Породы группы щелочных габброидов-базальтоидов встречаются крайне редко. Их…Интрузивные породы
Эссекситы– это крупно- и среднезернистые, иногда порфировидные, серые породы с непостоянным минеральным составом. Часто встречаются шлиры, сложенные… Шонкиниты –это темные и буро-серые, среднезернистые породы, состоящие из… Тералиты –это темно-серые почти черные, средне- и крупнозернистые породы, состоящие из титан-авгита (около 50%),…Гипабиссальные породы
В группе щелочных габброидов очень трудно отличить жильные асхистовые породы от интрузивных, поскольку для них всех характерны крупно- и среднезернистые структуры. В тех случаях, когда наблюдается мелкозернистая или порфировая структура соответствующие породы называются микроэссекситами или эссекситовыми порфирами и т.д.
Тешенитытакже относятся к жильным асхистовым породам рассматриваемой группы. Они похожи на диабазы, имеют темно-зеленый цвет и разнозернистую структуру. Главные минералы – бурая роговая обманка, авгит, основной плагиоклаз и анальцим. Второстепенные минералы – биотит, нефелин, ортоклаз. Акцессорные минералы – апатит, магнетит. Структура тешенитов близка к офитовой.
Среди лампрофироввыделяются породы без мелилита (камптониты и мончикиты) и породы, содержащие мелилит (альнеиты).
Эффузивные породы
Щелочные базальты (трахибазальты)по составу соответствуют эссекситам. Это черные порфировые породы, состоящие из пироксена, плагиоклаза, примеси… Тефриты и оливиновые тефритыпо составу соответствуют тералитам. Это серые и… Санидиновые, лейцитовые и нефелиновые базальтоидные породы –это эффузивные аналоги шонкинитов, малиньитов, ийолитов,…Полезные ископаемые
Лекция 17. НЕСИЛИКАТНЫЕ МАГМАТИЧЕСКИЕ ПОРОДЫ Кроме силикатных магматических пород, в природе распространены несиликатные… Ферролиты –это магматические породы, состоящие преимущественно из магнетита. Они связаны с габбро или сиенитами и…Эффузивно-обломочные породы
Эффузивно-обломочные породы делятся на (табл. 18.1): 1) кластолавовые породы, состоящие из обломков лавы и сцементированные лавой, причем обломки и цемент отличаются составом, текстурой или цветом; 2) лавокластовые породы представлены обломками лавы не эруптивного происхождения, а возникшими в результате дробления при излиянии расплава на поверхность; обломочный материал сцементирован гидрохимическим путем; 3) гиалокластовые породы, которые образуются в результате подводного дробления лавовых потоков с гидратацией вулканического стекла.
Эксплозивно-обломочные (пирокластические) породы
Таблица 18.1 Классификация эффузивно-обломочных пород Размер обломков, мм Типы пород Кластолавовые …Осадочно-вулканокластические породы
Таблица 18.4 Классификация осадочно-вулканокластических пород (ортотуффитов) …ПРОЕКТНОЕ ЗАДАНИЕ К МОДУЛЮ I
Проектное задание 1: Определить по химическому составу ряд (по содержанию щелочных элементов) и группу (по содержанию кремнезема) магматической породы.
Вариант А: (%) SiO2-58,65; Al2O3-16,68; Fe2O3+FeO – 6,03; MgO-0,55; Na2O-9,8; K2O-7,8.
Вариант В: (%) SiO2-35,02; Al2O3-3,9; Fe2O3+FeO – 9,29; MgO-31,29; CaO-6,8; Na2O+K2O<1.
Вариант С: (%) SiO2-73,22; Al2O3-13,78; Fe2O3+FeO – 2,12; MgO<0,5; Na2O+K2O – 7,79.
Проектное задание 2: Составить характеристику структурных и текстурных особенностей.
Вариант А: для абиссальной породы.
Вариант В: для гипабиссальной породы.
Вариант С: для эффузивной породы.
Проектное задание 3: Составить петрографическое описание магматической породы с учетом принятых классификаций (по структурно-текстурным особенностям, по химическому и минеральному составу).
Вариант А: для пород нормального ряда (группы перидотитов, габбро-базальтов, диоритов-андезитов, гранодиоритов-дацитов и гранитов-риолитов).
Вариант В: для пород щелочного и субщелочного рядов (группы нефелиновых сиенитов-фонолитов, щелочных габброидов-базальтоидов, сиенитов-трахитов).
ТЕСТ РУБЕЖНОГО КОНТРОЛЯ К МОДУЛЮ I
1. Что такое магматическая горная порода?
2. Что происходит при охлаждении и кристаллизации магмы?
3. Как эволюционирует магма и как при этом меняется ее состав?
4. Какие типы магматических пород известны в природе?
5. Формы залегания интрузивных и эффузивных пород.
6. Особенности классификации абиссальных, гипабиссальных, жильных и эффузивных пород.
МОДУЛЬ II
Метаморфические горные породы
В модуле «метаморфические горные породы» дана общая характеристика метаморфизма, его факторов и типов, рассмотрены строение и состав метаморфических пород, принципы их классификации, фации, ступени и ряды метаморфизма, комплекс полезных ископаемых, связанных с магматическими породами.
Целью модуля является организация самостоятельной работы студентов по овладению теоретическим материалом, касающимся метаморфических горных пород.
ТЕМА 1. (Лекция 1) МЕТАМОРФИЗМ И ЕГО ПРИЗНАКИ
Метаморфические породы в процессе деформации и химических преобразований неизменно сохраняют твердое состояние. Основной сутью метаморфизма является… Метаморфизм – результат высоких температур. Нижний предел температур, при… Полевые наблюдения показывают отчетливую связь метаморфических и магматических пород. Об этом же говорят и…Факторы метаморфизма
Температура.Одним из источников тепла в земной коре являются магматические массы, формирующиеся на различной глубине. Одновременно магматические… Вторым крупным источником тепла в земной коре является теплота недр, которая с… Давление.В земнойкоре наблюдаются два вида давления: 1) гидростатическое (литостатическое) и 2) боковое (стресс).…Типы метаморфизма
Различают два вида метаморфических процессов: 1) метаморфизм без привноса и выноса вещества (изохимический) и 2) метаморфизм с привносом и выносом… Большая часть метаморфических процессов в земной коре имеет прогрессивный…ТЕМА 2. (Лекция 2.) СОСТАВ И СТРОЕНИЕ МЕТАМОРФИЧЕСКИХ ПОРОД
Состав метаморфических пород
Из главных породообразующих минералов магматических пород наиболее широко в метаморфических породах распространены форстерит, гиперстен, диопсид,… Реликтовые минералы – это такие, которые либо уцелели при метаморфизме от… Равновесные минералы – это минералы, отвечающие определенным условиям метаморфизма, при которых сформировалась данная…Фации метаморфизма
Идею фаций выдвинул П. Эскола на материалах изучения горных пород, распространенных в Финляндии. Под фацией он понимал совокупность пород,… Эскола выделил восемь фаций метаморфизма (рис. 2.1). Метаморфические фацииТекстура метаморфических пород
При наличии в метаморфических породах крупных выделений отдельных минералов или их групп возникает очковая текстура. Она наиболее типична для пород,… Часто случается, что в подвергшейся метаморфизму породе сохраняются реликтовые…Реликтовые текстуры и структуры, унаследованные от осадочных пород
Гелицитовая текстура обозначает наличие крупных кристаллов (порфиробластов) различных минералов (альбит, биотит, ставролит, хлоритоид), содержащих… В производных обломочных отложений (конгломератах, гравелитах, песчаниках)… В метаморфических породах в качестве реликтовых структур могут иногда сохраняться волноприбойные знаки, косая…Реликтовые текстуры и структуры,
Унаследованные от магматических пород
Гнейсовая полосчатая или прожилковая) текстура харктеризуется поочередным преобладанием темных и светлых минералов в довольно грубых прерывистых… В милонитах и других породах, образовавшихся в результате динамометаморфизма…Реликтовые текстуры и структуры,
Унаследованные от метаморфических пород
Как уже отмечалось, полосы включений в порфиробластах, возможно, представляют собой реликты параллельной текстуры метаморфического происхождения независимо от того, была ли структура действительно гелицитовой или нет. Слабо метаморфизованные породы часто обнаруживают следы прежней параллельной метаморфической или осадочной текстуры, находящейся в процессе затушевывания, новой развивающейся сланцеватости. В бластомилонитах и бластофилонитах катакластическая деградация породы сопровождается в последующую фазу метаморфизма химическим преобразованием. Наблюдаемые псевдоморфозы также можно отнести к реликтовым структурам. Иногда они служат единственным доказательством метаморфизма, происходящего в несколько этапов.
Кристаллобластовая структура и кристаллобластический ряд
Особенности крислаллобластовой структуры являются хорошими признаками, с помощью которых можно отличить метаморфические и магматические породы. 1. Кристаллобластовая структура возникает при одновременном росте всех… 2. По сравнению с минералами магматических пород большинство зерен в метаморфических породах имеют неправильные…Структуры динамометаморфизма
Брекчиевая структура характерна для пород, подвергшихся начальному дроблению, что нашло отражение только в разбивании породы на отдельные фрагменты… Катакластическая структура возникает на начальной стадии дробления пород. Она… Цементная (порфирокластическая) структура характеризуется тем, что крупные зерна, уцелевшие от раздробления, погружены…ТЕМА 3. (Лекция 3.) ПРИНЦИПЫ КЛАССИФИКАЦИИ
МЕТАМОРФИЧЕСКИХ ГОРНЫХ ПОРОД
1. Минералогический составлегко определяется при петрографических исследованиях и позволяет судить о химическом составе исходных пород, природе и… 2. Структура и текстура (совместно определяющие строение породы). Элементы… 3. Химический составпозволяет наиболее полно судить о природе исходных пород и интенсивности метасоматических…ТЕМА 4. ГЛАВНЫЕ ТИПЫ МЕТАМОРФИЧЕСКИХ ПОРОД
Катакластический мектаморфизм (динамометаморфизм) происходит в верхней части литосферы в условиях сильного однонаправленного давления (стресса), но… Влияние стресса оказывает разрушающее воздействие не только на породу в целом,… При воздействии одностороннего давления с сопутствующим нагреванием пород существенно изменяются не только…Автометаморфизм ультраосновных пород
Серпентинизация рассматривается как автометаморфический процесс, который в наиболее благоприятных для него гипабиссальных условиях, часто доходит до… Интенсивная и полная серпентинизация перидотитовых массивов и превращение их в… Пироксениты также подвергаются серпентинизации, в меньшей степени, чем перидотиты, так как серпентинизация ромбических…Автометаморфизм основных и средних магматических пород
Дальнейший ход автометаморфизма габброидов с понижением температуры метаморфизующих растворов ведет к хлоритизации цветных минералов и кэпидотизации…Автометаморфизм кислых магматических пород
При автометаморфизме кислых пород происходит пертитизация полевых шпатов.Остаточные растворы, богатые натрием, замещают зерна микроклина или… Более низкотемпературным по сравнению с грейзенизацией является процесс…Продукты гидротермального метаморфизма
1. Окварцевание,происходящее вблизи кварцевых и других жил (флюоритовых, баритовых и др.). 2. Хлоритизация –образование хлорита путем метасоматоза по цветным и глинистым… 3. Серицитизация– образование серицита по полевым шпатам, глинистым и другим минералам, в ходе которого растворы…Гидротермальный метаморфизм эффузивных пород
1. Алунитизация –отложение алунита (KAl3[SO4]2(OH)6) под влиянием сернокислых фумарол в кислых и средних эффузивах и их туфах. 2. Пропилитизация –гидротермальный процесс преобразования андезитов, дацитов,… 3. Каолинизация, окварцевание (окремнение) и карбонатизация –гидротемральный процесс в излившихся породах.Геологические условия залегания
Контактово-метаморфических пород
Контактовые изменения пород могут происходить в широком интервале физических условий. Температурный интервал процесса – 150-800 °С. Выше начинается… К числу факторов, определяющих минеральный состав и структуру роговиков, а… 1. Химический состав внедрившейся магмы. Интенсивный контактовый метоморфизм с образованием роговиков – почти…Общие свойства роговиков
Особенность контактово-метаморфических пород заключается в том, что их петрографический характер закономерно изменяется внутри роговиковых ореолов… Таблица 6.1 Продукты изменения различных пород на контакте с кислыми интрузиями Исходные породы Продукты …Главные типы контактово-метаморфических пород
Продукты контактового метаморфизма глинистых пород. Наименьшая степень контактового метаморфизма глинистых пород выражается в образовании… Продукты контактового метаморфизма песчаников.Кварцевые песчаники превращаются… Аркозовые песчаники превращаются в слюдяно-кварцевые или полевошпатово-кварцевые роговики.Фации контактового метаморфизма
Физические условия контактового метаморфизма: температура 300-800 ºС, давление от нагрузки от 100 до 3000 бар. Давление воды значительно… Породы фаций контактового метаморфизма – роговики. Они не имеют сланцеватой… Алтбит-эпидотово-роговиковая фациявстречается на внешнем крае зональных ореолов и переходит по направлению к их…Фации регионального метаморфизма
Фация зеленых сланцевхарактеризуется обилием зеленых минералов – хлорита, эпидота и актинолита. Диагностическая ассоциация, позволяющая отличать… Фация глаукофановых (голубых) сланцевв своем распространении ограничена… Амфиболитовая фацияобъединяет все метаморфические породы, имеющие в своем составе роговую обманку и плагиоклаз…Ступени регионального метаморфизма
Таблица 7.1 Типоморфные минералы трех ступеней регионального метаморфизма Группа минералов Ступени …Ряды метаморфических пород
Регионально-метаморфичяеские породы подразделяются на две большие группы: 1) возникшие за счет осадочных пород и 2) возникшие за счет магматических пород. Внутри каждой группы взята исходная порода и охарактеризованы изменения, возникающие на различных ступенях регионального метаморфизма. Таким образом, получены ряды метаморфических пород.
Метаморфические породы, возникшие за счет осадочных пород
На второй стадии низшей ступени метаморфизма глин образуются серицитовые, хлоритовые, серицит-хлоритовые и хлорит-серицитовые сланцы, содержащие до… На средней стадии регионального метаморфизма за счет глинистых пород… На высшей ступени регионального метаморфизма за счет глинистых пород возникают гнейсы. Существенным отличием по…Метаморфические породы, возникшие за счет магматических пород
На первой стадии низшей ступени метаморфизма возникают антигоритовые серпентиниты. При появлении в серпентинитах сланцеватой текстуры возникают… На средней ступени регионального метаморфизма за счет ультраосновных пород… На высшей ступени регионального метаморфизма снова возникают оливин-пироксеновые и пироксеновые породы, которые с…Полезные ископаемые, связанные
С регионально-метаморфическими породами
Лекция 8. УЛЬТРАМЕТАМОРФИЗМ Среди образований раннего докембрия широко распространены породы разного… В соответствии со второй точкой зрения на образование мигматитов и гнейсов, они возникли в результате избирательного…ТЕМА 5. (Лекция 9) МЕТАСОМАТИТЫ
1) при воздействии просачивающихся растворов на многокомпонентную породу должен образоваться ряд резко ограниченных метасоматических зон, которые… 2) замещение происходит только на границе зон; в пределах зон возможно лишь… 3) в каждой зоне число минералов равно числу инертных компонентов;Основные типы метасоматоза
Кислотный метасоматозпроявляется в том, что с температурой диссоциация воды увеличивается и растет кислотность среды. Таким образом, трудно… Щелочной метасоматоз– это обычное явление при метаморфизме силикатных пород… 1) метасоматический обмен щелочей (образование мирмекитов, замещение микроклина альбитом в пегматитах);Проектные задания к модулю II
Проектное задание 1: Определить фацию регионального метаморфизма по парагенетической ассоциации минералов и указать индекс-минерал.
Вариант А: Кварц, полевой шпат, хлорит, мусковит, серицит.
Вариант В: Кварц, полевой шпат, биотит, гранат, ставролит, силлиманит.
Вариант С: Кварц, полевой шпат, пироксен, гранат, силлиманит.
Проектное задание 2: Определить фацию контактового метаморфизма по парагенетической ассоциации минералов.
Вариант А: Альбит, эпидот, актинолит, кордиерит.
Вариант В: полевой шпат, биотит, роговая обманка, кордиерит.
Вариант С: полевой шпат, биотит, пироксен, кордиерит.
Проектное задание 3: Охарактеризовать структурно-текстурные особенности метаморфических пород.
Вариант А: для пород контактового метаморфизма (роговики) и метасоматитов (скарны).
Вариант В: для пород катакластического метаморфизма (тектонические брекчии, катаклазиты, милониты).
Вариант С: для пород регионального метаморфизма (сланцы, гнейсы, эклогиты).
ТЕСТ РУБЕЖНОГО КОНТРОЛЯ К МОДУЛЮ II
1. Что такое метаморфизм. Каковы причины метаморфизма?
2. Разновидности метаморфизма?
3. Состав и строение метаморфических пород. Факторы, влияющие на структурно-текстурные особенности пород.
4. Типы метаморфических пород в зависимости от тектонических обстановок.
5. Что могут рассказать минералы метаморфических пород о том, в каких условиях они образовались?
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Белоусова О.Н., Михина В.В. Общий курс петрографии. М.: Недра, 1972. 344 с.
Вильямс Х., Тернер Ф., Гилберт Ч. Петрография. Т. 1. М.: Мир, 1985. 301 с.
Вильямс Х., Тернер Ф., Гилберт Ч. Петрография. Т. 2. М.: Мир, 1985. 320 с.
Винклер Генезис метаморфических пород. М.: Недра, 1979. 328 с.
Даминова А.М. Петрография магматических горных пород. М.:. Недра, 1967. 231 с.
Дмитриев С.Д. Основы петрографии. Иркутск: Изд-во Иркутского ун-та, 1986. 303 с.
Емельяненко П.Ф., Яковлева Е.Б. Петрография магматических и метаморфических пород. М.: МГУ, 1985. 248 с.
Заридзе Г.М. Петрография. М.: Недра, 1988. 389 с.
Малеев Е.Ф. Вулканиты. Справочник. М.: Недра, 1980. 240 с.
Саранчина Г.М., Шинкарев Н.Ф. Петрология магматических и метаморфических пород. Л.: Недра, 1973. 392 с.
Трусова И.Ф., Чернов В.И. Петрография магматических и метаморфических пород. М.: Недра, 1982. 289 с.
Хьюджес Ч. Петрология изверженных пород. М.: Недра, 1988. 319 с.
– Конец работы –
Используемые теги: Петрография0.041
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: ПЕТРОГРАФИЯ
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
| Твитнуть |
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Реклама
Информация в виде рефератов, конспектов, лекций, курсовых и дипломных работ имеют своего автора, которому принадлежат права. Поэтому, прежде чем использовать какую либо информацию с этого сайта, убедитесь, что этим Вы не нарушаете чье либо право.
© copyright 1999 - 2024 allRefs.net. Все права защищены. Страница сгенерирована за: 0.138 сек.
Новости и инфо для студентов