Пособие Геология. Учебное пособие Ухта 2004 удк 551. 1. 4 075 м 62 Минова Н. П., Бакулина Л. П. Геология Учебное пособие. Ухта
 Скачать 2.35 Mb.
|
СТРУКТУРЫ И ТЕКСТУРЫ МАГМАТИЧЕСКИХ ПОРОДОсобенности строения горных пород определяются условиями их образования и выражаются в текстурных и структурных признаках Структура – это характеристика степени кристалличности горной породы, зависящей от размера и формы слагающих ее минеральных зерен, их взаимоотношений друг с другом и с вулканическим стеклом. Степень кристалличности и размер зерен минералов обычно возможно оценить визуально, а форма и взаимоотношения минеральных зерен изучаются под микроскопом в шлифах и относятся к микроструктурам. Текстура – характеристика степени и особенностей неоднородности горной породы, проявляющейся в форме, взаимном расположении и ориентировке минеральных агрегатов или стекловатых составных частей. Текстуры, как правило, изучаются макроскопически в образцах горных пород или в поле при изучении обнажений. Структуры магматических горных породПри визуальном описании горной породы структура ее характеризуется по степени кристалличности и размерам минеральных зерен. 1. По степени кристалличности магматических пород различаю три структуры: 1.1. полнокристаллические (порода целиком состоит из кристаллических зерен и не содержит стекла); 1.2. неполнокристаллические (порода состоит из кристаллических зерен и вулканического стекла); 1.3. стекловатые (порода полностью состоит из вулканического стекла). Полнокристаллические структуры возникают в глубинных условиях при медленном остывании магмы и характерны для интрузивных пород. Неполнокристаллические структуры свойственны породам, кристаллизующимся в гипабиссальных и поверхностных условиях. Стекловатые структуры, возникающие при быстром охлаждении магмы, типичны для кайнотипных вулканических пород. 2. По размеру кристаллических зерен различают структуры: 2.1. явно кристаллические, когда зерна минералов различимы невооруженным глазом; 2.2. скрытокристаллические (афанитовые), зерна в которых не различимы без микроскопа. 3. По абсолютным размерам зерен минералов среди явно кристаллических пород выделяют: 3.1. крупнозернистые (средний размер зерен больше 5мм); 3.2. среднезернистые (размер зерен 2-5 мм);
4.1. равномерно зернистые (в которых размеры зерен главных породообразующих минералов близки); 4.2. неравномерно-зернистые (в которых породообразующие компоненты образуют зерна разной величины). Текстуры магматических пород Текстуры магматических пород отражают процессы, протекающие в магме при ее кристаллизации или застывании. Выделяют два главных вида текстур: однородную и неоднородную. 1. Однородная(массивная) текстура характеризуется равномерным распределением минеральных компонентов в пространстве без какой-либо ориентировки. Порода в любой части имеет одинаковый состав и строение. Эта текстура рассматривается как показатель стабильности условий кристаллизации и наблюдается в кристаллических (глубинных) магматических породах. 2. Неоднородная текстура объединяет группу текстур, среди которых наиболее распространенными являются следующие: 2.1. такситовая (шлировая) текстура выражается в неравномерном, пятнистом распределении составных частей магматической породы. Отдельные участки породы могут отличаться друг от друга не только по составу, но и по структуре. Текстура такситовая встречается как в интрузивных, так и в эффузивных породах; 2.2. флюидальная текстура свойственна стекловатым и полустекловатым эффузивным породам с отчетливыми следами течения лавы в виде потокообразного расположения компонентов различной окраски, состава или структуры; 2.3. пористая (пузырчатая, пузыристая) текстура характеризуется присутствием в породе пустот, образовавшихся при удалении газов в процессе застывания эффузивных пород. Разновидностями ее являются губчатая, пемзова и шлаковая текстуры; 2.4. миндалекаменная текстура образуется при заполнении пустот в эффузивной породе новообразованиями кварца, халцедона, карбонатов, хлоритов и др. минералами. Характерна для палеотипных эффузивов. Минеральный состав магматических пород Минеральный состав пород тесно связан с их химическим составом, вместе с тем он зависит и от условий кристаллизации. Магматические горные породы сложены преимущественно силикатами и алюмосиликатами. Минеральный состав горной породы принято выражать в процентном содержании отдельных минералов. Существуют породы мономинеральные, состоящие из одного минерала, (дунит, лабрадорит) и полиминеральные – в которых присутствует несколько минералов. Минералы магматических горных пород подразделяются по нескольким критериям. 1. По процентному содержанию в породе выделяют: 1.1. главные породообразующие минералы, содержание каждого из которых в породе более 10%;
2. По химическому составу, что выражается в их окраске, породообразующие минералы разделяются на две группы: 2.1. салические (светлые). В салических минералах главными химическими элементами являются А1и Si. К салическим минералам относятся полевые шпаты, кварц, фельдшпатиды;
Общее содержание темноцветных минералов называется цветовым индексом породы (М). 3. По генетическому признаку (по времени образования) породообразующие минералы делятся на 2 группы: 3.1. первичные минералы, которые кристаллизуются из магматического расплава; 3.2. вторичные минералы, которые или замещают первичные, или возникают как новообразования в постмагматических процессах. Описание магматических пород Анализ распространения разных групп магматических пород показывает, что среди интрузивных пород преобладают граниты, а среди эффузивных пород – базальты и андезиты. При изучении данной темы на лабораторных занятиях по геологии рассматриваются только самые распространенные итрузивные абиссальные и эффузивные кайнотипные магматические горные породы. Группа кремнекислых пород Кислые магматические горные породы – это силикатные магматические породы с содержанием кремнезема от 64 до 78%. Избыток кремнезема магмы, который не был расходован при образовании минералов-силикатов, в интрузивных породах этой группы кристаллизуется в виде кристаллического кварца, а в эффузивных входит в состав стекла. Главные породообразующие минералы группы представлены кварцем, калиевым полевым шпатом (ортоклаз, реже микроклин), кислым плагиоклазом (альбит, олигоклаз), цветными минералами (биотит, амфибол, реже пироксен). Интрузизные абиссальные кислые породы Гранит– порода белого, серого, розового, желтоватого, зеленоватого, темно-красного цвета с массивной (реже пятнистой) текстурой и полнокристаллической крупно-, средне-, мелкозернистой, порфировидной структурой. Цветовой индекс породы до 10 Минеральный состав гранитов: 1. кварц 20-40% (реже до 60%); 2. щелочной полевой шпат от 40 до 90%; 3. кислые плагиоклазы от 10 до 90%; 4. цветные минералы до 10%. Разновидности гранитов выделяются по характерному темноцветному минералу: биотитовый, амфиболовый, пироксеновый, амфибол-биотитовый и др. Эффузивные кайнотипные кислые породы Риолит (липарит) – кислая эффузивная кайнотипная порода белого желтоватого, сероватого до коричневого цвета с неполнокристаллической структурой. Порода обычно плотная (реже пористая). Очень характерна флюидальная текстура. В составе вкрапленников могут присутствовать кварц, полевые шпаты, редкие чешуйки биотита, реже пироксен и роговая обманка. Основная масса стекловатая. Наличие кварца во вкрапленниках позволяет легко отличить риолит от других эффузивных пород. Обсидиан – вулканическое стекло черного, темно-серого или коричневого цвета с массивной текстурой, раковистым изломом и с острыми режущими сколами. Реже встречаются полосчатые и пятнистые разности. Может содержать редкие вкрапленники кварца, полевых шпатов, цветных минералов. Обсидиан образуется при быстром застывании (закалке) вязких кислых магм на поверхности или в субвулканических условиях. Вулканические стекла со скорлуповатой отдельностью называются перлитами. Пемза– крупно- или мелкопористая разновидность вулканического стекла. Выделяются разновидности пемзы с волокнистой, ячеистой, пузыристой и пенистой текстурой. Структура породы стекловатая, но она может содержать редкие вкрапленники кварца, плагиоклаза, слюды, пироксена. Цвет породы от белого, голубоватого и желтоватого до бурого и черного (в зависимости от содержания в ней окислов железа). Группа средних породГруппа средних пород объединяет магматические породы с содержанием кремнезема от 53 до 64%. По распространенности в земной коре глубинные средние породы резко уступают излившимся, которые занимают второе место после базальтов. Интрузивные абиссальные средние породы Диорит– зеленовато-серая, серая плутоническая горная порода с массивной текстурой и полнокристаллической от тонко- до крупнозернистой структурой. Цветовой индекс породы до 40. Минеральный состав диорита изменяется в следующих границах: 1. средний плагиоклаз 55-95%; 2. роговая обманка (реже биотит и пироксен) 0-40%; 3. кварц до 5%. При содержании в породе кварца более 5% (до 20%) диорит называется кварцевым. Эффузивные кайнотипные средние породы Андезит – серая, темно-серая, темно-зеленовато-серая порода с массивной, пузыристой или флюидальной текстурой. Структура породы неполнокристаллическая. Различимые визуально вкрапленники представлены плагиоклазом, роговой обманкой, биотитом и пироксеном. Группа основных пород (базитов)Основные породы представляют обширную и широко распространенную группу магматических пород с содержанием кремнезема от 44 до 53%. Эффузивные и гипабиссальные члены этой группы по распространенности на земной поверхности резко превосходят глубинные. Основные породы установлены в литосфере Земли, Луны, Венеры, Марса. На континентах базальты более чем в 5 раз превосходят по объему все другие излившиеся породы. Главными представителями этой группы являются габбро и базальт. Интрузивные абиссальные основные породы Габбро– порода в неизмененном состоянии темно-серого или почти черного цвета, что связано с темной окраской неизмененных плагиоклазов и высоким содержанием цветных минералов. В результате вторичных изменений плагиоклазы приобретают светло-серый и зеленовато-серый цвет, что приводит к осветлению окраски породы. Текстура габбро массивная, часто полосчатая, структура – полнокристаллическая равномерно-зернистая крупно- и среднезернистая. Цветовой индекс породы до 80 (в среднем 60). Минеральный состав габбро: 1. основной плагиоклаз 35 – 65%; 2. пироксены 35 - 70%; 3. оливин < 5%; 4. роговая обманка < 5%. Пироксениты – глубинные основные породы, состоящие из минералов пироксенов. Цвет свежих пород желтовато-серый, серый, зеленый, черный. Текстура пород массивная, структура – полнокристаллическая крупно- и среднезернистая. Содержание пироксенов в породе от 50 до 100%. В качестве породообразующих минералов в пироксенитах может присутствовать гранат, слюды, плагиоклазы. Эффузивные кайнотипные основные породы Базальт – порода темноокрашенная (до черной) с массивной, пористой или миндалекаменной текстурой и неполнокристаллической или мелкозернистой структурой. Реже встречаются базальты со стекловатой структурой. Группа ультраосновных пород (гипербазитов, ультрабазитов) К ультраосновной группе относятся низкокремнистые породы с содержанием кремнезема от 30 до 44%. Эта группа объединяет практически бесполевошпатовые магматические породы, которые имеют цветовой индекс более 90. Наибольшее значение среди гипербазитов имеют плутонические породы (преимущественно перидотиты). Гипабиссальные и вулканические породы распространены незначительно и в данной работе не рассматриваются. Интр узивные ультраосновные породы Перидотиты– общее название семейства глубинных гипербазитов пироксен-оливинового состава, содержащих оливина по объему от 30 до 90%, пироксенов – от 10 до 70%. Роговая обманка обычно не превышает 5%. Цвет свежих разностей светло-зеленый, измененных пород – до черно го. Перидотиты обычно в той или иной степени серпентинизированы. Текстура пород массивная, нередко пятнистая или полосчатая. Структура средне- или мелкозернистая. Дунит – плутоническая порода, состоящая почти нацело (90%) из оливина. В дунитах может быть до 5% пироксенов. Цвет свежих пород светло-зеленый, измененных – темно-зеленый до черного. Дуниты обычно в разной степени серпентинизированы. Текстура породы массивная, структура полнокристаллическая средне-,или мелкозернистая. При макроскопическом описании и определении магматических горных пород на лабораторных занятиях указываются следующие характеристики горной породы: 1. окраска породы и цветовое число (М); 2. текстура породы; 3. структура породы; 4. минеральный состав. Затем делается вывод о глубинности образования породы и дается ее полное название. Пример макроскопического описания магматической горной породы Порода светло-серая с цветовым индексом около 5. По цветовому индексу порода относится к кислой группе. Текстура породы однородная массивная. Структура породы полнокристаллическая равномерно-зернистая среднезернистая. По текстуре и структуре можно сделать вывод, что по условиям образования порода интрузивная абиссальная. Минеральный состав породы: кварц – 25-30%, полевые шпаты – 60-70%, темноцветные компоненты (роговая обманка и биотит) – от 5% до 10%. Порода кислой группы интрузивная абиссальная – гранит. Вопросы для самопроверки 1. Какие горные породы называются магматическими? 3. Перечислите классы магматических пород по глубине формирования? 4. Какие группы магматических горных пород выделяются по содержанию SiO2 – кремнезема? 5. Перечислите интрузивные магматические породы. 6. Перечислите вулканические магматические породы. Лабораторная работа №3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСАДОЧНЫХ ГОРНЫХ ПОРОД Осадочными называются горные породы, возникшие путем осаждения вещества в водной среде, реже из воздуха и в результате деятельности ледников, на поверхности суши, в морских и океанических бассейнах. Осадочные горные породы представляют собой геологические тела, возникшие на поверхности Земли и несколько глубже ее при свойственных этим горизонтам небольших температурах и давлении. Осаждение вещества может происходить механическим путем (под влиянием силы тяжести и изменения динамики среды), химическим (из водных растворов при достижении ими концентрации насыщения и в результате обменных реакций), а также биогенным (как результат жизнедеятельности организмов). В зависимости от характера осаждения вещества осадочные горные породы делятся на обломочные, хемогенные (химические) и органогенные (биогенные). Источником вещества для образования осадочных горных пород являются:
Различные соотношения этих компонентов в осадках и дают то многообразие осадочных пород, которое наблюдается в земной коре. В зависимости от преобладания того или иного компонента осадочная порода будет обломочной, хемогенной, биогенной или осадочно-вулканогенной. Текстуры осадочных пород Первичной формой залегания осадочных горных пород является горизонтальный слой. Слой – это пластинообразное геологическое тело, сложенное на всем протяжении одновозрастными осадочными горными породами и обособленное по каким-либо признакам от смежных слоев. Наиболее характерной текстурой осадочных пород является слоистая текстура, образование которой связано с изменением физико-химических условий отложения осадка с течением времени. Слоистая текстура представляет собой чередование в вертикальном разрезе слоев, отличающихся какими-то визуальными характеристиками: цветом, минеральным составом, размером обломков и. т. д. Слоистая текстура часто наблюдается у обломочных и хемогенных осадочных пород. Если слои отличаются цветом, то текстуру называют полосчатой. При неравномерной окраске породы текстуру называют пятнистой. У обломочных пород часто нельзя установить закономерность в распределении обломков. Такую текстуру породы называют беспорядочной. Для осадочных пород, формирующихся в условиях низких давлений и температур, очень характерны пористые текстуры. Размер пор в осадочных породах изменяется от микроскопического в глинах до крупных пустот выщелачивания, возникающих в растворимых осадочных породах. У пород хемогенного происхождения, кристаллизующихся из насыщенных растворов, могут быть текстуры массивные и слоистые. Структуры осадочных пород Классификация структур осадочных пород учитывает в первую очередь размер и форму слагающих породу частиц. Структуры осадочных пород очень разнообразны и определяются в первую очередь условиями формирования горной породы. Структуру обломочных пород называют обломочной и подразделяют по размеру слагающих их обломков на следующие разновидности:
Хемогенные осадочные породы имеют кристаллическую или аморфную структуры. Форма зерен в кристаллических структурах может быть самой различной: листоватой, игольчатой, волокнистой, изометричной и т.д. У хемогенных пород структура может быть и оолитовой, которая характеризуется сложением породы из мелких шариков с концетрически-зональным внутренним строением. Структура органогенных пород, сложенных органическими остатками хорошей сохранности, называется органогенной. Если осадочная порода состоит из мелких перетертых и раздробленных обломков раковин различных организмов, то структура ее называется органогенно-обломочной или детритусовой. ОПИСАНИЕ ОСАДОЧНЫХ горных ПОРОД Различные виды осадочных пород распространены в осадочной оболочке земной коры очень неравномерно. Основная масса осадочных пород представлена тремя типами – песчаниками, глинами (включая аргиллиты) и известняками, доля которых составляет более 95% в общем объеме осадков. Среди них наиболее распространены глины (от 70 до 83%, по разным авторам), затем идут песчаники (от 8 до 16%) и известняки (от 6 до 15%). Обломочные горные породы (кластиты) Породы обломочные (кластические) или кластиты (гр. klasticos - раздробленный) – продукт физического выветривания. Они формируются на поверхности земли в результате механического разрушения материнского вещества – любой горной породы, залегающей в зоне выветривания. Главными породообразующими компонентами этих осадочных пород являются обломки горных или зерна минералов, образовавшихся при разрушении выветриванием изверженных, метаморфических или осадочных пород, как оставшихся на месте, так и перенесенных и осажденных под действием гравитационных сил. Породообразующие компоненты кластитов на 50-100% представлены обломками, размер которых изменяется от 0,01 мм до нескольких десятков сантиметров и даже первых метров. Обломочные породы представляют собой одну из важнейших и распространенных групп осадочных пород и отличаются разнообразием, сложным составом и различными условиями образования. Эти породы являются геологическими документами, которые помогают восстанавливать не только условия седиментации, но и определять состав пород, рельеф и другие особенности строения древних областей размыва, большей частью исчезнувших к настоящему времени. Главным классификационным признаком обломочных пород является их структура. Классификация обломочных пород выполняется по трем главным признакам: размеру обломков, степени сцементированности обломков и степени окатанности обломков (см. табл.3.1). 1. По размеру обломков среди кластитов выделяют:
Грубообломочные породы К грубообломочным породам относятся породы, в которых размер обломков превышает 2 мм. Они могут состоять из окатанных и угловатых обломков, содержать цемент или быть рыхлыми. Изучение грубообломочных пород производится главным образом в поле, в лабораториях уточняется их состав и детализируется вещественные состав. Таблица 3.1 Гранулометрическая классификация обломочных пород
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||