“Общая геология”. Практикум по курсу "Общая геология"
 Скачать 1.48 Mb.
|
МАГМАТИЧЕСКИЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫПо условиям образования магматические горные породы классифицируются на интрузивные (глубинные, полуглубинные) и эффузивные (поверхностные); по вещественному составу — на кислые, средние, основные, ультраосновные. На своем пути из недр земли вверх к поверхности магма проходит зоны с различными термодинамическими условиями. Если ее движение приостанавливается на больших глубинах (свыше 5 км) от земной поверхности, кристаллизация расплава происходит в условиях больших давлений, препятствующих отделению летучих компонентов и значительного прогрева вмещающих пород. Возникают так называемые глубинные, или интрузивные (плутонические), породы, образующие в земной коре батолиты, гарполиты, лополиты и другие формы залегания. В связи с относительно быстрым остыванием и частичной потерей летучих компонентов в расплаве появляется множество центров кристаллизации, и он раскристаллизовывается в равномернозернистый агрегат минералов, которые оказываются в несколько десятков раз меньше минералов первой стадии кристаллизации. Последние называются порфировыми выделениями и образуют крупные включения в относительно мелкозернистом агрегате минералов второй стадии кристаллизации, который называется основной массой породы. Достигая земной поверхности и изливаясь через жерла вулканических аппаратов, лава затвердевает на земной поверхности. Быстрое падение температуры и давления и связанная с этим почти полная потеря летучих компонентов обусловливают быстрое затвердевание силикатного расплава. Не успевая раскристаллизоваться полностью, расплав превращается в бесструктурное вещество (вулканическое стекло) с зародышами минералов (микролиты). Если силикатный расплав поднялся с больших глубин или медленно двигался к земной поверхности, минералы, успевшие к моменту общего затвердевания приобрести свойственную им кристаллографическую огранку, образуют в общей стекловидной массе породы вкрапленники различного размера. Если расплав поднялся с небольших глубин или быстро преодолел расстояние до земной поверхности, он затвердевает в виде вулканического стекла, лишенного полностью или почти полностью вкрапленников и даже микролитов. Изверженные породы, затвердевшие в условиях поверхности или в непосредственной близости от нее, называются поверхностными, излившимися, или эффузивными. Они образуют покровы и потоки, залегающие на земной поверхности, или дайки и некки, выполняющие каналы вулканических аппаратов трещинного и центрального типов. Основная масса эффузивных горных пород, представленная вулканическим стеклом, с течением времени раскристаллизовывается в агрегат вторичных минералов. В древних эффузивных горных породах вулканические стекла почти отсутствуют вследствие того, что этот процесс перекристаллизации успевает почти полностью завершиться; в молодых эффузивных породах раскристаллизация вулканического стекла только начинается, и оно в этих породах сохраняется в значительном количестве. Поэтому по степени раскристаллизации вулканического стекла можно выделить палеотипные (древние) и кайнотипные (молодые) эффузивные горные породы. В особых условиях, однако, вулканическое стекло древних эффузивных пород может остаться не тронутым вторичными процессами изменения, а вулканическое стекло молодых эффузивных пород раскристаллизовывается полностью. В связи с этим палео- и кайнотипность породы свидетельствует не только о ее возрасте, но и о степени вторичного изменения. Твердые продукты извержения вулканов (пепел, песок, лапилли, бомбы) падают около кратера или разбрасываются на далекие расстояния от центров извержения. Попадая на сушу и в водные бассейны, они образуют слои так называемых пирокластических горных пород, изверженных по происхождению и осадочных по условиям образования. ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ МАГМАТИЧЕСКИХ ГОРНЫХ ПОРОДВнутреннее строение магматических горных пород (структура, текстура) определяется условиями их образования. Структуры магматических горных пород классифицируются по степени раскристаллизованности вещества, абсолютному и относительному размеру минеральных зерен и характеру их взаимоотношений (срастание, прорастание). По степени раскристаллизованности вещества различают следующие структуры:
Полнокристаллические структуры характерны для интрузивных глубинных и полуглубинных горных пород, неполнокристаллические и стекловатые структуры характерны для эффузивных горных пород. По абсолютному размеру минеральных зерен различают структуры:
Гигантозернистые, крупно-, средне- и мелкозернистые структуры характерны для интрузивных глубинных и полуглубинных горных пород, скрытокристаллические — для основной массы эффузивных горных пород (вкрапленники эффузивных горных пород могут иметь различные размеры). По относительному размеру минеральных зерен выделяют структуры:
Неравномернозернистые структуры объединяют несколько разновидностей, среди которых наиболее часто встречаются: а) порфировидные, если основная масса породы представлена полнокристаллическим равномернозернистым агрегатом минералов, выполняющим промежутки между более крупными порфировыми выделениями, б) порфировые,если основная порода представлена вулканическим стеклом с микролитами или без них, выполняющим промежутки между вкрапленниками, в) афировые, если породы сложены вулканическим стеклом с микролитами и не содержат вкрапленников. Равномернозернистые и порфировидные структуры характерны для интрузивных горных пород, порфировые и афировые — для эффузивных. Среди многочисленных структур, классифицирующихся по характеру прорастаний и срастаний минералов, макроскопически различима лишь пегматитовая структура, которая характеризуется закономерно ориентированными вростками одного минерала в другом. Основными текстурами изверженных горных пород являются массивная, пятнистая, пузыристая, миндалекаменная, флюидальная. Массивная текстура характеризуется беспорядочным расположением минералов в массе породы. Массивной текстурой обладают также вулканические стекла с бесструктурным строением вещества. Пятнистая текстура возникает при неравномерном распределении светлых и темных минералов в объеме породы. Частным случаем пятнистой текстуры является полосчатая текстура — темные и светлые минералы концентрируются в массе породы в виде чередующихся полос. Пузыристая текстура характеризуется наличием пустот от пузырьков газа. Если эти пустоты заполняются вторичными минералами (опал, халцедон, карбонаты), текстура породы называется миндалекаменной. Если в затвердевшей лаве сохраняются следы течения вещества в виде потокообразного расположения кристаллов и стекла, текстура породы называется флюидальной. Массивная и пятнистая текстуры характерны для интрузивных пород, но встречаются и в эффузивных породах (вулканическое стекло); пузыристая и миндалекаменная текстуры встречаются исключительно в эффузивных породах, а флюидальная в обоих типах пород. Тема № 6 : Кислые (кварцево-полевошпатовые) и средние (плагиоклазовые) горные породы. Кислые породы К кислым изверженным горным породам относятся породы группы гранита — липарита (риолита). От пород других групп они отличаются наличием относительно большого содержания кварца и преобладанием калиевого полевого шпата над плагиоклазом. Небольшое содержание темноцветных минералов обусловливает светлую окраску кислых изверженных горных пород. Группа гранита — липарита объединяет интрузивные (гранит, гранит-порфир, пегматит) и эффузивные (липаритовый порфир, липарит) горные породы. Гранит представляет собой глубинную горную породу, сложенную калиевым полевым шпатом (40%), плагиоклазом (20%), кварцем (30%) и темноцветными минералами (5—10%), главным образом биотитом и роговой обманкой. Если содержание калиевого полевого шпата повышается до 65—70%, граниты называются щелочными в отличие от нормальных, состав которых указан выше. В зависимости от преобладания среди цветных минералов биотита или роговой обманки различают биотитовые и роговообманковые разности гранитов. Структура породы полнокристаллическая, крупно- до мелкозернистой, равномернозернистая; текстура — массивная, реже пятнистая. В гранодиоритах по сравнению с гранитами уменьшается содержание кварца и увеличивается содержание темноцветных компонентов, а плагиоклазы становятся более кальциевыми (типа андезина). Важной разновидностью гранитов является рапакиви. Это существенно ортоклазовые граниты. Красный ортоклаз образует крупные округлые выделения (овоиды), обрастающие каемкой белого плагиоклаза (олигоклаза). Эти округлые образования сцементированы зернистой массой из ортоклаза, плагиоклаза, кварца, биотита и роговой обманки. Гранит-порфиры отличаются от гранитов порфировидной структурой. Порфировидные выделения представлены кварцем, калиевым полевым шпатом, плагиоклазом, реже биотитом. Структура основной массы равномернозернистая, полнокристаллическая; текстура массивная и реже пятнистая. Для жильных и дайковых тел характерны лейкократовые породы. Среди них выделяют аплиты и пегматиты. Аплиты- мелкокристаллические светлые горные породы, почти лишенные цветных минералов. Пегматиты (письменный гранит, еврейский камень) отличаются от гранитов гигантозернистой структурой и наличием ориентированных вростков кварца в калиевом полевом шпате (пегматитовая структура). Текстура породы — массивная. Помимо основных породообразующих минералов, в пегматитах присутствуют в значительных количестве минералы, содержащие летучие компоненты: лепидолит, турмалин, топаз, эвклаз, берилл и др. Липаритовые (риолитовые) порфиры (палеотипный эффузивный аналог гранита) и липариты (кайнотипный эффузивный аналог гранита) представляют собой порфировые породы с афанитовой основной массой. Вкрапленники представлены кварцем, калиевым полевым шпатом иплагиоклазом; основная масса сложена микролитами тех же минералов и вулканическим стеклом. В липаритах вкрапленники полевых пшатов свежие, не измененные вторичными процессами, а вулканическое стекло не раскристаллизовано. В липаритовых порфирах вкрапленники полевых шпатов сильно изменены вторичными процессами, а вулканическое стекло основной массы раскристаллизовано в микрозернистый полевошпатово-кварцевый агрегат и местами хлоритизировано. Текстура пород – массивная, пористая, флюидальная, часто тонкая полосчатость. Пирокластические горные породы. Пирокластические горные породы формируются из твердых продуктов вулканических извержений (пепел, песок, лапилли, бомбы) и нормального осадочного материала. По составу и характеру цемента вулканогенные обломочные породы делятся на пять подгрупп:
При диагностике лавовых брекчий и туфолав всегда указывается состав лавового материала, цементирующего обломки, например, лавовая брекчия липаритов, туфолава андезитового состава и т. д. Пирокластический материал (бомбы, лапилли, гравий, песок, пепел) иногда образуют рыхлые отложения, но в большинстве случаев они литофицированы, спекаются, свариваются, цементируются гидрохимически переработанным мелкообломочным материалом. Породы с пепловым цементом называются туфами. Они представляют собой неслоистые или неясно слоистые, плохо отсортированные образования, сложенные обломками вулканического стекла, отдельными минералами (слюда, роговая обманка, авгит, полевой шпат) и их обломками, а также обломками горных пород. Окраска туфов различная, но в основном серая и зеленая с бурыми и фиолетовыми оттенками. Состав туфов колеблется от основного до кислого, и по содержанию кремнекислоты среди них различают липаритовые, трахитовые, андезитовые и базальтовые туфы, являющиеся пирокластическими аналогами соответствующих эффузивных пород. При определении туфов указывается состав вулканического материала и его размерность, например, среднеобломочные туфы андезитов и т.д. Средние породы К средним изверженным горным породам относятся породы группы диорита — андезита, сиенита — трахита и нефелинового сиенита — фонолита. Все три группы лишены кварца и легко отличаются по этому признаку от кислых пород, в которых кварц отчетливо наблюдается невооруженным глазом. Все три группы средних пород в большей мере, чем кислые, обогащены темноцветными минералами и имеют серую окраску. В породах группы диорита — андезита светлые минералы представлены исключительно плагиоклазом, а в породах группы сиенита — трахита преимущественно или только калиевым полевым шпатом. В нефелиновых сиенитах — фонолитах, кроме калиевого полевого шпата, в значительных количествах присутствует нефелин, отсутствующий в породах группы диорита — андезита и сиенита — трахита. Группа сиенита — трахита представлена сиенитами и сиенит-порфирами (интрузивные породы), трахитовыми порфирами и трахитами (палео- и кайнотипные эффузивные аналоги сиенитов). ОБЩИЕ ЗАМЕЧАНИЯ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ МАГМАТИЧЕСКИХ ГОРНЫХ ПОРОД Прежде чем приступить к диагностике магматических горных пород, необходимо убедиться, что изучаемая порода относится именно к изверженным. Интрузивные изверженные горные породы сложены полевыми шпатами, кварцем, амфиболом, пироксеном, оливином, слюдой и другими магматическими по происхождению минералами. Эти минералы не представляют собой механического агрегата, а находятся в естественных сростках, возникших в процессе кристаллизации из расплава. Многие минералы, типичные для осадочных (халцедон, опал, галоиды, карбонаты, сульфаты и другие) и метаморфических (гранат, тальк, серпентин, хлорит) пород, либо вовсе не встречаются в изверженных породах в качестве первичных (халцедон, опал, галоиды и др.), либо являются продуктами изменения первичных минералов (хлорит, серпентин, карбонаты, тальк). Эффузивные изверженные горные породы сложены вулканическим стеклом и перечисленными минералами магматического происхождения. Кроме того, изверженные горные породы обладают некоторыми структурами (полнокристаллическая, стекловатая, порфировая, порфировидная, пегматитовая) и текстурами (пузырчатая, миндалекаменная, характерными только для них, лишены слоистости, свойственной осадочным породам, сланцеватости, типичной для метаморфических пород, и не содержат остатков фауны и флоры. Если по сумме указанных признаков исследуемая горная порода относится к изверженным, можно приступать к дальнейшему, более детальному определению. Чтобы научиться различать интрузивные полуглубинные и эффузивные горные породы, нужно, кроме того, отчетливо представлять себе различие между порфировидной и порфировой структурами. В порфировидных породах порфировые выделения только в 2—3 раза больше минералов основной массы, а в порфировых породах вкрапленники больше зерен основной массы в десятки раз, хорошо огранены и являются единственными явнокристаллическими образованиями породы. Порфировидные структуры характерны для интрузивных полуглубинных горных пород, порфировые же структуры встречаются исключительно в эффузивных горных породах. Дальнейшее определение изверженных горных пород осуществляется по минеральному составу. В интрузивных горных породах макроскопическому минералогическому анализу доступна вся масса породы, в эффузивных только вкрапленники, представленные наиболее характерными минералами. Кислые и средние по составу изверженные горные породы окрашены в светлые тона, основные и ультраосновные — в темные и черные. Тема № 7: Основные и ультраосновные горные породы. Основные породы (плагиоклазовые) Основные изверженные горные породы, представленные группой габбро — базальта, от кислых и средних пород легко отличаются по темному, почти черному цвету, который обусловлен большим количеством темноцветных минералов в составе породы. Кварц и калиевый полевой шпат отсутствуют. Группа габбро — базальта объединяет интрузивные горные породы (габбро, габбро-порфириты, диабазы) и эффузивные (базальтовые порфириты и базальты). Габбро — темные до черных интрузивные горные породы, сложенные основным плагиоклазом, составляющим 50%, и пироксеном. В небольших количествах в габбро могут присутствовать оливин (оливиновое габбро) и роговая обманка (роговообманковое габбро). Особым типом габбро является лабрадорит — порода, целиком сложенная Лабрадором. Структура породы полнокристаллическая, рав-номернозернистая, средне зернистая, текстура — массивная. Габбро-порфириты отличаются от габбро только порфировидной структурой. Порфировидными выделениями являются плагиоклаз и пироксены. Текстура нередко полосчатая. Диабазы — средне-мелкозернистые темные плотные массивные породы, лишенные вкрапленников. От габбро-порфиритов они отличаются, кроме того, некоторыми деталями структуры, заметными только под микроскопом. Базальтовые порфириты и базальты (палео- и кайнотипные-эффузивные горные породы) представляют собой афанитовые породы с мелкими (заметными иногда только под микроскопом) вкрапленниками оливина и пироксена. Основная масса породы сложена микролитами плагиоклаза, пироксена и небольшим количеством вулканического стекла. В базальтовых порфиритах вулканическое стекло отсутствует — оно полностью разложено в агрегат мельчайших чешуек хлорита, в результате чего базальтовые порфириты приобретают зеленовато-серую или желтовато-серую окраску. Текстура пород массивная, пузыристая, миндалекаменная, полосчатая. Ультраосновные породы (бесполевошпатовые) Ультраосновные горные породы образуют в земной коре преимущественно интрузивные формы залегания. Состоят они целиком из цветных минералов и в большинстве случаев являются мономинеральными. Среди ультраосновных пород выделяются перидотиты, дуниты, пироксениты и горнблендиты. Перидотиты являются плотными черными породами, сложенными оливином и пироксеном. Изредка в породах присутствуют единичные зерна роговой обманки и биотита. Разновидность перидотитов, содержащая алмазы и выполняющая трубки взрыва, называется кимберлитом. Это темная брекчиевидная порода, сложенная оливином, серпентином и слюдой. Дуниты представляют собой черные и темно-зеленые породы глубинного облика, сложенные на 95% оливином. В небольших количествах в породах присутствует магнетит и другие рудные минералы. Структура породы полнокристаллическая, равномерно-зернистая, мелкозернистая; текстура массивная. Структурные и текстурные особенности дунитов такие же, как и перидотитов. Пироксениты — темные до черных плотные породы, сложенные на 95% различными пироксенами. Горнблендиты нацело сложены роговой обманкой. Структура и текстура этих пород такие же, как и у дунитов. Тема № 8: Формы залегания геологических тел. |