20.Несиликатные магматические породы. В каких ассоциациях они формируются. Полезные ископаемые.

Фельдшпатоидные породы служат переходным мостиком к несиликатным магматическим породам. Как, впрочем, и вообще. Они ведь все – недосыщены кремнекислотой, и далее за ними, вполне логично, и следует размещать породы вообще не содержащие силикатов. Их немного, но они весьма интересны для понимания общих закономерностей петрогенезиса, а многие из них интересны и в практическом отношении, поскольку сопряжены с ценными полезными ископаемыми, либо сами являются таковыми.

КАРБОНАТИТЫ К карбонатиам относятся существенно карбонатные породы магматического происхождения, которые различаются по составу и условиям залегания как от известняков, доломитов и других осадочных пород, так и от гидротермально-измененных пород.

Минеральный состав – кальцит, реже доломит и анкерит. Известны карбонатиты с сидеритом, содовые карбонатиты, состоящие из карбоната Na

Карбонат 50-100%

второстепенные Магм.оливин, флогопит, клинопироксен, апатит, магнетит.

Акцессорные пирохлор, танталониобаты

Внешний облик напоминают кристаллические известняки, мраморы за которые карбонатиты долгое время и принимались.

Условия залегания - слагают интрузивные тела - штоки, кольцевые, конические дайки.

ассоциируют с щелочными ультраосновными и средними породами.

В Танзании находится знаменитый вулкан Олдоню-Ленган который извергает натриевые (содовые) карбонатиты, затвердевшие в виде лавовых потоков.

Среди несиликатных самые распространенные

С карбонатитами нередко ассоциируют апатитолиты (Хибины, Восточная Сибирь, Бразилия), а также нельсониты, в которых около 65% слагают окислы железа и титана (магнетит, ильменит, титано-магнетит) и 33% приходится на апатит Восточная Сибирь, Северная Америка). Нельсониты – комплексное сырье на железо, фосфор и редкие элементы. Породу, содержащую помимо этих минералов некоторое количество силикатов, называют фоскорит. Как разновидности выделяют рутиловые нельсониты, рутил-ильменитовые, ильменитовые, ильменит-магнетитовые, магнетитовые.

Выделяют также сульфидные магматические породы – сульфидолиты (пирротиновые, кубанитовые и др.). а также ферооксидные (магнетитовые, титаномагнетитовые) магматические породы – ферролиты.

21.Граниты. Причины разнообразия и проблемы происхождения пород. Основные интрузивные породы. Полезные ископаемые. Распр-сть не <, чем базальтоидов; в составе резко преобладают интрузивы. Составляют > 20% всех изверженных пород, вместе с гранодиоритами – > 40%; если от от всех интруз-х пород, то граниты и гранодиориты – 95%. Базальты дают более 50% всех эффузивов (вместе с андезитами – около 90%), граниты с гранодиоритами слагают более 90% всех интруз пород. Какие-то принципиальные отличия. Эффузивы образуются на наших глазах, базальт кристаллизуется из расплава. Гранит форм-ся на глубине (значительной – не увидишь).

Происхождения гранитов за счет глубокого преобразования ранее существовавших пород, в том числе и бывших осадочных.

Двойственная природа гранита.

Док-ва, что магм граниты:

1. Наличие явных кислых эффузивов: риолиты это аналоги гранитов, тогда как дациты – аналоги гранодиоритов.

2. Термальное воздействие некоторых гранитов на вмещ породы (внедрялись горячими; не доказывает, что внедрялись жидкими).

3. Гранит нередко слагает секущие (явно внедренные) тела - штоки, жилы (не док-во магм происхождения; пример – ледники с гор явно текут, но они не жидкие).

4. Существуют постепенные переходы от явных гранитов к несомненно магм кислым эффузивам – риолитам (сущ-ют гранитные вулкано-плутонические ассоциации).

5. Иногда набл-ся тесная связь гранитов с габброидами, ее можно объяснить только дифф-ией базальтовой (габбровой) магмы – неверно.

Эвтектика – это наиболее легкоплавкая смесь двух компонентов (бинарная эвтектика) или трех (тройная эвтектика). Гранит отвечает тройной эвтектике: альбит-ортоклаз-кварц, т.е. расплаву этих трех компонентов.

Содержание SiO₂ в гранитах 68-76%, иногда до 78-80%. Сумма железа, магния и кальция меньше суммы щелочей. В гранодиоритах сумма щелочноземельных компонентов и железа больше суммы щелочей.

Мин состав: всегда есть Q (более 20%) – в гранодиоритах 20-25%, а в гранитах 27-33%. Около 70% приходится на долю ПШ (калиевых (ортоклаз, микроклин), натровых (альбит, олигоклаз)). Темноцв мин-лы – Bt, обычна Hbl, встречается Px и даже Ol.

Акцессорные мин-лы – циркон, турмалин, апатит, ортит, торит, монацит, сфен (особенно в гранодиоритах), нередки гранат, рутил, флюорит.

Вторичные мин-лы – серицит и каолинит по ПШ, хлорит по Bt, уралит и эпидот по Hbl.

Cоотношение мин-ов в гранитной эвтектике: Q – 27,5%, ПШ – 72,5%.

Аляскитом – если ПШ в основном K, если цв индекс меньше 5.

Трондьемитом – если ПШ Na).

Для классификации гранитов важно соотношение КПШ и Pl.

Гранит - если КПШ составляет 65% от общего содержания ПШ и более.

Адамеллит – при равных содержаниях КПШ и Pl (в пределах 40-60%).

Гранодиорит – если Pl больше, чем КПШ.

Тоналит или плагиогранит – если КПШ 0-5%.

Хельсинкит или Гельсинкит – альбитовые граниты с эпидотом в качестве темноцв мин-ла (не вторичн).

Типичная структура гранитов гипидиоморфная, ее даже называют гранитной: цв мин-лы идиоморфнее Pl, Pl идиоморфнее Q и КПШ. Нередко стр-ра порфировидная. Текстура обычно массивная, у гипабиссальных гранитов иногда миароловая. Нередко текстура гнейсовая, линейная, трахитоидная, шлировая, ксенолитная.

Реакционный ряд Боуэна:

прерывистый ряд непрерывный ряд

оливин основной плагиоклаз

пироксен средний плагиоклаз

амфибол кислый плагиоклаз

биотит ортоклаз

кварц

Жильные породы группы гранита подразделяются на асхитовые ("нерасщепленные", т.е. не отличающиеся по составу от исходной магмы) и диасхитовые ("расщепленные", т.е. дифференциаты исходной магмы). Типичные асхитовые породы этой группы – микрогранит и гранит-порфир, отличающиеся от гранита лишь структурой: микрозернистая у микрогранита и порфировая с микрозернистой основной массой у гранит-порфира. Диасхистовые гранитоиды обычно более лейкократовые, чем гранит. Их типичными представителями являются аплит – мелкозернистая порода с сахаровидным изломом, почти не содержащая цветных минералов, и пегматит – грубозернистая или даже гигантозернистая кварц-полевошпатовая порода с крупными кристаллами темноцветных и акцессорных минералов.

Эффузивные породы кислого состава

Широко представлены породы стекловатой структуры: пемза – затвердевшая пена, вспененное вулк стекло. Обсидиан – вулк стекло кислого состава. Пехштейн – "смоляной камень": вулк стекло со значительным количеством связанной (как бы растворенной в нем) воды – более 1% H₂O по весу, имеет смолистый блеск. Перлит – пехштейн, но со специфичной микростр-ой – со скорлуповатой, концентрической микротрещиноватостью.

Частично или полностью раскристаллизованная кислая эффуз порода наз-ся риолит. Типичная стр-ра – порфировая с микролитовой структурой осн массы. Вкрапл-ки: Q, санидин, олигоклаз, Bt, изредка Px. Различают редкопорфировые и обильнопорфировые риолиты.

Для кислых лав очень хар-но форм-ние при извержениях тв продуктов вулк деятельности – пепла, лапилли, бомб. Связано с высокой вязкостью килой лавы и с высоким сод-ем летучих в кислых расплавах (прежде всего воды, ее паров). Лава, приближающаяся к краю вулк жерла, вспенивается. Расширение водяных паров совершается за счет тепловой энергии системы. Поэтому вспенившаяся лава мгновенно остывает и расплав превращается в стекло, точнее – в пемзу. Однако, расширение газов продолжается, стенки пузырьков трескаются, и скорлуповатые кусочки стекла захватываются выделяющимися газами, выносятся вместе с ними из жерла и формируют тв материал, к-ый наз-ют вулк пеплом.

Горные породы, сформ-ные пеплом, отложившимся на склонах вулканов и на прилегающей территории, называются вулк туфами. При извержениях пелейского типа по склонам вулканов скатываются "палящие тучи" – потоки раскаленных газов, насыщенные взвешенным в них раскаленным вулк пеплом. При осаждении такие раскаленные кусочки стекла (нередко полужидкие капельки) слипаются и "свариваются", образуя внутри туфов изолированные неправильные стекловатые обособления – фьямме. Туф, насыщенный фьямме, называют игнимбритом.

22.Структуры и текстуры магматических пород, их значение для реконструкции условий образования породы. Особенности строения горных пород, зависящие от условий образования, выражаются в структурных и текстурных признаках. Структура определяется степенью кристалличности и размера­ми зерен, а также формой и взаимными отношениями составных частей породы. Текстура — совокупность признаков, определяемых расп-ем и распред-ем сост-х частей породы отн-но друг друга в занимаемом ими простр-ве. Тип текстуры зависит и от усл кристалл-ии и от влияния внешних факторов, особенно р на форм-ся по­роду.

СТРУКТУРЫ

определяется::

1. Степенью кристалличности породы

(долей стекла в ее сложении)

2. Величиной составных частей

(абсолютной и относительной)

3. Формой составных частей

(их кристаллографический габитус,

степень идиоморфизма, взаимоотно-

шения друг с другом)

По степени кристалличности; выделяют 3 типа стр-р: 1) полнокристаллические стр-ы, возник-ие в глубинных усл-х, при медленном остывании магмы и наличии летучих комп-ов; 2) неполнокристаллические стр-ы, свойс-ые породам, кристал-ся в гипабиссальных, иногда поверхн-х усл; 3) стекловатые стр-ы, возн-ие при быстром охлаждении магмы, что типично для лавовых обр-ий.

По величине кристаллов, слагающих полнокрист породы: 1) явнокристаллические (фанеритовые), зерна различимы на глаз; 2) скрытокристаллические (афанитовые), зерна не различимы.

По относительным размерам зерен различают равномернозернистые (более или менее одинаковым размером зерен осн-х породообр мин-ов) и неравномернозернистые структуры (выделяют порфировидные (интр) и порфировые (эфф) структуры).

Форма зерен и их взаимные отношения зависят от кристаллографического габитуса и степени идиоморфизма ми­н-ов. Габитус минералов может быть призматический, таблитчатый, игольчатый, чешуйчатый, зернистый, он создает общий стр-ый облик породы. Идиоморфизм – степень совершенства кристалло­граф-их форм мин-ов, завис-ая от порядка их выделе­ния и их кристаллизационной силы. По степени идиом-а выделяют: идиоморфные (имею­т хорошо разв-е грани); гипидиоморфные (имеют частично собственные грани, а частично конту­ры граней др мин-ов); ксеноморфные, или аллотриоморфные (не имеют собств граней, контуры полностью подчинены формам др мин-ов). Идиоморфнее тот мин-л, к-ый выделяется раньше. Роль кри­сталлизационной силы мин-ов.

Интр: разновидности явнокристаллических микроструктур:

Панидиоморфнозернистые структуры: ха­р-ся дост-но совершенным идиом-ом всех ми­н зерен, слагающих породу (для мономин-ых или почти мономин-ых пород — пироксенитов, дунитов, перидотитов), при одновременной крист мин-ов.

Гипидиоморфнозернистые структуры: отли­чается разл степенью идиом-а мин-ов и обр несколько разновидностей, среди к-ых наибольшее распр-ие получили:

1) Офитовая (диабазовая) структура (хар-ся наличием идиоморфных Na-Ca ПШ – Pl, м/у к-ми заключены резко ксеноморфные зерна Px, хар-на для диабазов, форм в усл быстрого остывания);

2) Гранитовая структура (цв мин-ы и Pl идиом-ны, Na-Ca ПШ и Q – ксеноморфны, хар-на для гранитов, гранодиоритов, кварцевых сиенитов, кварцевых диоритов);

3) Агпаитовая структура (идиом-ы нефелин и отчасти Na-Ca ПШ, ксеноморфны цв мин-лы хар-на для нефелиновых сиенитов);

4) Пойкилитовая структура (хар-ся наличием многочис­л-х включ-й зерен одного или разн мин-ов в более крупн зернах др мин-ла; включ-ые крис-лы беспорядочно ориент-ны, имеют округлую форму и обр-ись раньше, чем включ-ие их мин-лы; встр в породах разл-го состава, часто в кислых);

5) Сидеронитовая структура (хар-ся отн-но идиом-ми зернами Ol, Px, Pl, сцементи­р-ми резко ксеноморфными зернами рудного мин-ла, хар-на для пироксенитов, перидотитов, габбро).

Аллотриоморфнозернистые структуры: мин-лы, слагающие породу, не имеют хар-ых кристалло­графических очертаний, в зав-ти от мин состава пород выделяются:

1) Габбровая структура (хар-ся наличием ксеноморфных изометричных зерен Pl и Px (цв также ксеноморфны как и плагиоклазы, типична для габбро);

2) Аплитовая структура (Q более идиоморфен, чем ПШ, хар-на для лейкократовых грани­тов и аплитов).

+ 3) Пегматитовая (сростки 2 ми­н-ов, обычно Q и КПШ, причем калишпат обр-ет крупные выделения, проросшие одинаково ориентированными индивидами Q).

+ 4) Графическая

Эффуз: Скрытокристаллические и стекловатые микроструктуры

Хар-ют осн m плот­ных афанитовых пород, как порфировых, так и афировых (ли­шенных вкрапл-ов). Осн m афанитовых пород м.б. сложена целиком микролитами – мелкими крист-ми размером менее 0,05 мм. Разделение структур этой группы произво­дится по форме микролитов, их расположению в пространстве и их кол-му соотношению со стеклом.

1) Стекловатая (витрофировая) структура (св-на породам, сост-им в осн из вулк стекла, в к-ом воз­можно присутствие редких микролитов, под микроскопом часто видно потокообразное (флюидальное) расположение стекла и микролитов; хар-на для пород, образующихся из кислых вяз­ких лав).

2) Гиалопилитовая (андезитовая) структура (св-на породе, в к-ой беспорядочно расп-ые игольчатые микролиты Pl пропитаны стеклом, преобладающим над микроли­тами; хар-на для андезитов, базальтов).

3) Интерсертальная (базальтовая) структура (хар-ся беспорядочно расп-ыми микролитами Pl, промежутки м/у к-ыми заполнены стеклом (его значит меньше, чем микролитов); хар-на для базальтов и их аналогов).

4) Фельзитовая структура (тонкокристалличе­ский агрегат Q и ПШ, отдельные зерна к-ых трудно различимы; хар-на для риолитов, риолитовых порфиров).

5) Пилотакситовая структура (хар-ся субпарал-ым распол-ем микролитов Pl, ориентированных в виде потоков. Между микролитами Pl могут нах-ся зернышки цветных мин-ов и очень небольшое кол-во сте­кла; хар-на для андезитов, базальтов).

6) Трахитовая структура (в отли­чие от пилотакситовой св-­на породам, состоящим из ми­кролитов, представленных КПШ; послед­ние ориентированы в виде пото­ков, между микролитами может находиться небольшое количество стекла; встречается в трахитах).

7) Микролитовая структура (св-на породам, состоящим только из беспорядочно расположенных микролитов, стекла нет; породы разного состава).

Некоторые типы структур с закономерным срастанием минералов:

1) Пертитовая структура (хар-ет закономерное прорастание КПШ Ab, по форме вростков раз­личают шнуровидные, прожилковые, пятнистые и др пертиты).

ТЕКСТУРЫ

Интр: Выделяют два главных типа текстур: однородную и неодно­родную (такситовую).

Однородная (массивная) текстура (хар-ся равномер­ным распред-ем мин компонентов в простр-ве, при к-ом порода в любом участке имеет одинаковый состав и строение; она свид-ует об однородности усл кристалл-ии, отсутствие движения магм расплава).

Неоднородные текстуры (их форм-ие обусловлено изменением физ-хим усл крист магмы):

1) Такситовая, или шлировая (опред-ся наличием отдельных участков породы, отлич-ся друг от друга по со­ставу или по стр-ре).

2) Полосчатая (разновидность такситовой, обусловле­на чередованием полос разного состава; хар-на для габбро; обр-ие связано с процессами ликвации и гравитационной дифференсации – движение магм расплава).

3) Директивная (хар-ся ориентированным суб­параллельным распол-ем мин-ов в породе; хар-на для осн и щелочных пород; трахитоидная, линейная).

Эффуз: текстуры, св-ные как только эффуз (миндалекаменная, флюидальная, пористая), так и св-ные для интр (однородная, полосчатая).

1) Флюидальная текстура (св-на стекловатым и полустек­ловатым эфф-м породам, в к-ых отчетливы следы тече­ния лавы; ориентировка в напр движения, возникает при продвижении вязкой застывающей лавы).

2) Пористая текстура (опред-ся наличием округлых или не­правильных пустот, возникает в рез-те выделения газов при кристаллизации эф пород, обр-ся в процессе отделения от магмы летучих компонентов).

3) Миндалекаменная текстура (обр-ся в эф породе при заполнении пустот вторичными мин-ми — опалом, халце­доном, кварцем, хлоритом, цеолитами и др).

Породы однородной массивной текстуры отличаются большей устойчивостью к выветриванию и большей механической проч­ностью. Породы с неравномерным распределением минеральных компонентов, с флюидальной или пористой текстурой, легче раз­рушаются при выветривании и под воздействием внешних усилий, а также обнаруживают анизотропность гидрогеологических свойств.

23.Систематика и классификация магматических пород: основные принципы, химический и минералогический подходы. По хим составу: хим состав магм г/п яв-ся осно­вой ряда классификаций, спец раздел петрографии — петрохимия. Хим классификация магм пород, основанная на кол-ном содержании в их составе кремнезема, яв-ся одной из самых ранних. На основании этого принципа выд-ся породы у/о (32-45%), осн (45-52%), ср (52-65%), кислые (>65%)). SiO₂ возрастает, оксиды Fe и Mg убывают. Соотношения молеку­лярных количеств А1₂О₃, СаО, Na₂О, К₂O позволяют дополнить хар-ку породы и отнести ее к одному из следующих рядов:

1) известково-щелочному, или нормальному, где CaO + Na2O + K2O > Al2O3 > Na2O + K2O;

2) пересыщенному щелочами Na2O + K2O > Al2O3;

3) пересыщенному глиноземом А1₂Оз > СаО + Nа₂O + K2O;

Особенности химического состава пород отражаются на их минеральном составе. Породы, пересыщенные кремнеземом, содержат в своем составе свободный кварц; в породах, пересыщенных ще­лочами, наблюдается повышенное содержание щелочных полевых шпатов (ортоклаза, микроклина, альбита), обычны щелочные цветные минералы (эгирин, арфведсонит) и возможно появление фельдшпатидов (нефелина, лейцита). По одному химическому составу без знания минераль­ного состава и структуры назвать породу невозможно.

По мин составу: классификация по мин составу проста и удобна, м.б. определена под микроскопом. Зат­руднение с плохо раскристаллизованными породами, мин состав к-ых трудно определим. Классификация А. Н. Заварицкого, основанная на кол-ом соотношении главных породооб­р мин-ов с учетом хим состава, стр-р и геол усл обр-ия породы. Важнейшими классификационными мин-ми яв-ся ПШ (наиболее распр-ые мин-лы + породы разл-го химтипа хар-ся наличием Pl более или менее опред-ого состава). Вторым по распространенности и классификационному знач яв-ся Q. Далее следуют железо-магнезиальные силикаты (Ol, Px, Hbl, Bi – имеют значение при опред-ии видового названия породы) и фельдшпатиды (нефелин, лейцит), типичные для немногочисленной группы щелочных пород.

По содержанию этих мин-ов Заварицкий разделил все магм породы на 7 групп, в каждую из к-ых входят близкие по хим и мин составу породы интр, эфф и жильной фаций. Название каждой группы составлено из названия наиболее распространен­ной интрузивной породы и ее эффузивного аналога. Эти группы следующие:

группа перидотитов, соотв-ая у/о породам (гипербазитам);

группа габбро-базальтов, соотв-ая осн по­родам (базитам);

группа диоритов-андезитов, соотв-ая ср породам;

группа гранитов-риолитов и гранодиоритов-дацитов, соотв-ая кисл породам;

группа сиенитов-трахитов, соотв-ая ср по­родам;

группа нефелиновых сиенитов-фонолитов, соотв-ая щелочным породам;

группа щелочных габброидов-базальтоидов, соотв-ая щелочным породам.

24.Ультраосновные породы (гипербазиты): особенности их химического и минерального состава. Наиболее типичные породы. Полезные ископаемые, ассоциирующие с гипербазитами.

Ультраосновные породы содержат менее 45% кремнезема, в них много магния, железа, кальция. В большинстве своем они сложены исключительно темноцветными минералами, поэтому их называют ультрамафитами, их цветной индекс близок к 100. На их долю приходится менее 1% от площади развития магматических пород, однако с глубиной их содержание возрастает, и верхняя мантия, как полагают, сложена исключительно ими.

Характерные главные минералы – оливин, пироксены (ромбические и моноклинные), реже встречается роговая обманка, еще реже биотит, причем исключительно магнезиальный – флогопит. В качестве второстепенного минерала может присутствовать основной плагиоклаз. Рудные минералы представлены преимущественно хромитом, магнетитом, значительно реже встречаются титаномагнетит, ильменит. Среди вторичных минералов преобладают продукты изменения оливина: серпентин, иддингсит, тальк. Серпентин развивается и по ромбическому пироксену. Нередки также уралит, эпидот, кальцит.

Наиболее типичная структура гипербазитов – панидиоморфная. У оливин-пироксеновых пород структура часто пойкилитовая: оливин включен в зерна пироксена. Нередко структура сидеронитовая – рудный минерал выполняет межзерновое пространство и играет роль цемента.

Наименование пород этой группы определяется соотношением оливина и пироксена, а также типом пироксена, однако почти мономинеральные оливиновые породы делят на две группы: оливиниты и дуниты. Друг от друга они отличаются содержащимся в них рудным минералом – в оливинитах это магнетит и титано-магнетит, а в дунитах хромит. Если учесть, что содержание того и другого редко превышает 3%, разница, вроде бы, несущественная.

Оливин с амфиболом или оливин с пироксеном и амфиболом – роговообманковый перидотит, а оливин с пироксеном и флогопитом – слюдяной перидотит. Пироксениты называют по типу пироксена: энстатитит, бронзитит, гиперстенит, авгитит. Перидотиты с пироксеном высокой щелочности называют щелочными пироксенитами. Рудные ультрабазиты содержат больше хромита, чем дуниты, иногда до 40-60%.

Типичные вторичные изменения – серпентинизация, вплоть до перехода дунитов и перидотитов в серпентиниты, оталькование.

С гипербазитами ассоциируются месторождения хромита, иногда никеля (сульфиды никеля), платиноидов, а также нерудных минералов – талька, асбеста и алмаза (кимберлит).