- •Изучение минералов в шлифе при одном николе. (Форма. Спайность. Цвет. Свойства, обусловленные величиной показателя преломления.)
- •Изучение минералов в шлифе при двух николях. (Двупреломление. Оптическая индикатриса. Оптическая ось. Прохождение света через систему поляризатор-кристалл-анализатор.)
- •Происхождение изверженных пород.
- •Вещественный состав магматических горных пород. (Породообразующие минералы. Второстепенные минералы. Акцессорные минералы.)
- •Реакционный ряд Боуэна.
- •Фемические минералы магматических горных пород в шлифе. (Оливин. Пироксены. Амфиболы. Слюды.)
- •Группа пироксенов Пироксены образует изоморфные ряды ромбических и моноклинных минеральных видов. В магматических породах наиболее распространены: энстатит, гиперстен, диопсид и авгит.
- •Акцессорные минералы магматических горных пород в шлифе.
- •Вторичные минералы магматических горных пород в шлифе.
- •10 Структуры магматических горных пород. Типы структур по степени кристалличности:
- •Текстуры магматических горных пород.
- •2 Неоднородная:
- •Характеристика ультраосновных пород.
- •Характеристика основных пород.
- •Характеристика кислых пород.
- •Характеристика щелочных пород.
- •Факторы метаморфизма.
- •Типы метаморфизма.
- •20 Химический состав метаморфических горных пород.
- •Минеральный состав метаморфических горных пород.
- •Группа пироксенов здесь рассматриваются только специфические метаморфические минералы омфацит и жадеит.
- •Метаморфические минералы в шлифе.
- •Структуры метаморфических горных пород.
- •Текстуры метаморфических горных пород.
- •25 Классификация метаморфических горных пород. Классификация метаморфических пород
- •Породы регионального метаморфизма средних давлений.
- •Породы регионального метаморфизма высоких давлений.
- •35 Седиментогенез. Седиментогенез (Перенос и отложение)
- •Осадочная дифференциация вещества и диагенез.
- •38 Структуры обломочных горных пород. Минеральный состав
- •Структуры глин.
- •45 Глинистые породы
- •Хемобиогенные породы.
20 Химический состав метаморфических горных пород.
Химический состав метаморфических горных пород
Вещественный состав метаморфических пород определяется их химическим и минеральным составом и зависит от состава исходных пород и действующих факторов метаморфизма.
Сопоставление химических анализов магматических, осадочных и метаморфических пород показывает, что каждая генетическая группа пород состоит из одних и тех же главных окислов: Si2, А12О3, Fе2О3, FеО, МgO, СаО, Nа2О, К2О, Н2О, СО2. Однако количественные соотношения окислов в исходных породах различны, поэтому для удобства все исходные породы объединяют по признаку химического состава в группы.
Нами принята схема Н.Л. Добрецова, согласно которой исходные породы объединены в четыре группы:
1. глинистые и кварц-полевошпатовые породы (метапелиты);
2. основные и средние магматические породы, туфогенные породы, граувакки, мергели (метабазиты);
3. карбонатные породы;
4. редкие породы магнезиальные (ультраосновные), щелочные, железистые, марганцевые.
Данные химических анализов при отсутствии наложенных метасоматических процессов позволяют нередко судить о составе исходной породы и ее генетической принадлежности. Так, резко повышенное содержание кремнезема в метаморфической породе (более 80%) дает основание предполагать, что исходным материалом был кварцевый песчаник; повышенные количества глинозема, окислов калия, магния, железа свидетельствуют о глинистом составе первичной породы; высокие содержания кальция – о карбонатном составе и т.д.
Минеральный состав метаморфических горных пород.
Минералы, слагающие метаморфические породы, можно разделить на следующие группы:
минералы, широко распространенные как в метаморфических, так и в магматических породах (полевые шпаты, кварц, слюды, роговая обманка, большинство пироксенов, оливин и др.);
минералы, типичные как для метаморфических, так и для осадочных пород (кальцит, доломит);
минералы, которые могут находиться в магматических породах в качестве вторичных, а также слагать типичные метаморфические породы (серпентин, хлорит, актинолит, серицит и др.);
специфические метаморфические минералы, присутствие которых возможно только в глубоко-преобразованных метаморфических породах: дистен, андалузит, силлиманит, ставролит, кордиерит, некоторые гранаты, везувиан, волластонит, глаукофан и др.
Группа дистена включает три полиморфные модификации одинакового химического состава А12О[SiO4] – дистен, андалузит, силлиманит. Каждый минерал отличается структурными особенностями, физическими и кристаллооптическими свойствами и образуется в определенных термодинамических условиях.
Дистен (кианит) – А12О[SiO4] триклинный, ng= 1,727 - 1,734; nm = 1,721 - 1,723; np = 1,712—1,718; ng - nР = 0,012 - 0,016. Оптически двуосный, отрицательный. 2V = 82 - 83°. Обычно наблюдается в виде удлиненных призматических кристаллов в поперечном сечении прямоугольной формы. В шлифе бесцветный или слабо-голубоватый. Рельеф высокий. Цвета интерференции в сечении, параллельном плоскости п8пр, желто-оранжевые. В разрезах с хорошо выраженной спайностью угасание близкое к прямому; в разрезах с плохо проявленной спайностью – косое. Удлинение положительное. Характерны полисинтетические двойники. В процессе регрессивного метаморфизма дистен может замещаться мусковитом и серицитом. Дистен имеет наиболее высокий рельеф среди минералов рассматриваемой группы; его двупреломление меньше, чем у силлиманита, но больше, чем у андалузита; от последнего он отличается, кроме того, положительным удлинением. Дистен образуется при региональном метаморфизме высокоглиноземистых пород и является хорошим индикатором очень высоких давлений. Встречается в кристаллических сланцах в парагенезисе со ставролитом
Андалузит – А12О[SiO4], ромбический, ng= 1,638—1,650; nm = 1,633 – 1,644; np = 1,629 – 1,640; ng - nР = 0,009—0,011. Оптически двуосный, отрицательный. 2V=73 - 86°. Ориентировка оптической индикатрисы: np || с. В шлифе обычно бесцветный или окрашен слабо-розовым, и слабо плеохроирует от бесцвепюго по пе до розового по пр. Образует призматические, квадратные, ромбовидные сечения и неправильные зерна. Рельеф высокий. Цвета интерференции до белых и бледно-желтых. Погасание прямое. Удлинение отрицательное. Нередко кристаллы андалузита включают зерна минералов, слагающих основную ткань породы, что придает им ситовидный облик. Андалузит образуется в условиях невысоких и средних давлений и температур. Типичен для глинистых роговиков, где ассоциирует с кордиеритом, но может встречаться и в регионально метаморфизованных породах. Андалузит часто содержит включения мельчайших частиц углистого вещества, концеитрирующиеся вдоль определенных кристаллографических направлений. В сечениях, перпендикулярных длинной оси кристалла углистые частицы образуют крестообразные скопления. Такой андалузит называется хиастолитом.
Силлиманит - А12О[SiO4], ромбический, ng = 1,673 - 1,683; nm = 1,658 - 1,662; np = 1,654 - 1,661; ng - nР = 0,020 - 0,022. Оптически двуосный, положителыіый. 2 V =21 - 30°. Ориентировка оптической индикатрисы: п8||с. Образует резко удлиненные призматические или игольчатые кристаллы, встречаются волосовидные агрегаты, называемые фибролитом. В шлифе бесцветный. В крупных кристаллах имеет ясную спайность в одном направлении. Рельеф высокий. Цвета интерференции в удлинениых разрезах до синих второго порядка. Погасание прямое. Удлинение положительное. В шлифе похож на андалузит и тремолит. От первого отличается более высоким двупреломлением и положителыным удлинением; от второго - прямым погасанием во всех удлиненных разрезах и спайностью в одном направлении. Силлиманит — минерал высоких температур и давлений. Встречается в продуктах контактового и регионалыного метаморфизма глинистых пород – роговиках, кристаллических сланцах, гнейсах.
Ставролит - (Fе2, Мg)2 (А1, Fе3)9О6[SiO4]4 (О, ОН)2, моноклинный (псевдо-ромбический), ng = 1,716 - 1,752; nm = 1,745 - 1,753; np = 1,739 - 1,747; ng - nР = 0,012—0,014. Оптический двуосный, положительный. 2 V =82—88°.
Ориентировка оптичсской индикатрисы: ng || с. В шлифе желтый, отчетливо плеохроирующий: по ng - ярко-желтый, по пр - бледно-желтый. Образует удлиненные разрезы, в поперечном сечении - шестигранные и неправильные зерна с ситовидной структурой. Рсльеф высокий. Цвета интерфсренции до оранжево-желтого первого порядка. Погасание прямое. Удлинение положительное. Ставролит при регрессивном метаморфизме превращасгся в хлоритоид. К химическому выветриванцю устойчив и поэтому встречается в обломочных породах. Легко диагностируется благодаря желтой окраске и наличию крестообразных двойников. Типичен для регионально метаморфизованных глинистых пород.
Кордиерит – А13(Мg, Fе+2)2[Si5А1О18], ромбический, ng = 1,543; nm = 1,539; np = 1,534; ng – nР = 0,009. Оптически двуосный, отрицательный. 2 V =45—80°. В шлифе бесцветный. Рельеф низкий. Цвета интерференции белые. Иногда встречаются полисинтетические двойники в виде параллельных полосок, а также секториальные тройники и шестерники. Включения мелких зерен минералов (циркона, ортита, монацита), содержащих в своем составе радиоактивные элеаденты, вызывают в кордиерите образование лимонно-желтых плеохроичиых ореолов. При отсутствии типичных признаков может быть принят за кварц или плагиоклаз. Легко изменяется с образованием агрегатов тонколистоватой слюды, хлорита, талька или изотропного вещества. Диагностика кордиерита сложна, так как этот минерал, если он не сдвойникован, очень похож на кварц, а если имеет параллельные полисинтетнческие двойники, то на плагиоклаз. От кварца отличается двуосностью, от плагиоклаза - продуктами изменения, несовершенной спайностью. Кордиерит - минерал, характерный для контактового и регионального метаморфизма. Образуется за счет метаморфизма глинистых и песчано-глинистых пород в ассоциации с андалузитом, гранатом, биотитом.
Лавсонит - СаА12 (ОН)2 [Si2О7]Н2О, ромбический, ng =1,684 - 1,686; nm = 1,674 - 1,675; np = 1,665; ng - nР = 0,019- 0,021. Оптически двуосный, положительный. 2 V =76—87°. Ориентировка оптической индикатрисы: np || с. Плеохроирует от бесцветного по пе до синего по пр. Спайность совершенная по (100) и (010). Удлинение отрицательное. Часто полисинтетически сдвойникован. Лавсонит характерен для пород регионального метаморфизма при условии высоких давлений. Постоянный компонент жадеит-лавсонит-глаукофановых сланцев.
Спуррит - Са5[СОз (SiO4)2], моноклинный, ng =l,681; nm= 1,676; np= 1,641; ng -nP = 0,040. Оптически двуосный, отрицательный. 2V=40°. Ориентировка оптической индикатрисы: c:ng = 22°. В шлифе часто наблюдаются полисинтетические двойники. Образуется только в условиях низких давлений и очень высоких температур, что возможно либо в ксенолитах, либо в непосредственных контактах с интрузиями основного состава.
Группа граната состоит из двух изоморфных рядов:
альмандинового (Mg, Fe+2, Mn)3Al2Si3O12 (пироп, альмандин, спессартин);
андрадитового Са3(А1, Fe+3Cr)2Si3O12 (уваровит, гроссуляр, андрадит).
Все гранаты кристаллизуются в кубической сингонии, образуя идиоморфные ромбо-додекаэдрические кристаллы или неправильные изометричные зерна, лишенные спайности.
В шлифе некоторые гранаты часто имеют ситовидное строение. Рельеф высокий. Гранаты изотропны, кроме минералов андрадит-гроссулярового ряда, которые могут быть аномально анизотропными, обнаруживая темно-серые цвета интерференции, и сложные, секториальные двойники. Состав гранатов зависит от состава исходной породы и от условий ее образования. Железомагнезиальные гранаты (альмандин и пироп) наиболее высокотемпературные минералы кристаллических сланцев, образующихся при региональном метаморфизме глинистых пород в условиях высоких давлений. Марганцевый гранат – спессартин – устойчив в наиболее низкотемпературных условиях регионального метаморфизма, встречается также в скарнах. кальциевые гранаты андрадит-гроссулярового ряда наиболее характерны для скарнов. Гранаты, существенно гроссулярового состава, встречаются в залегающих среди регионально метаморфизованных карбонатных пород.
Везувиан - Са10(Мg, Fе)2Аl4 [SiO4] (ОН, F)4, тетрагональный, nе= 1,700—1,746; nо= 1,703 - 1,752; nо - nое= 0,001 - 0,008. Оптически одноосный, отрицательный. В шлифе бесцветный. Рельеф высокий. Интерференционная окраска аномальная – густо-синяя, оливково-зеленая, буровато-сиреневая, часто распределяющаяся в пределах зерна зонально или пятнами. Удлинение отрицательное. Везувиан имеет сходство с гроссуляром и цоизитом. От первого отличается формой кристаллов и анизотропностью; от второго – несовершенной спайностью и отрицательным оптическим знаком. Везувиан распространен преимущественно в контактово-метаморфизованных карбонатных породах, особенно в скарнах.
Волластонит - Ca[SiO3], триклинный, ng= 1,631 - 1,653; nm = 1,628 - 650; np = 1,616 - 1,640; ng - np = 0,015 - 0,013. Оптически двуосный, отрицательный. 2V= 38—60°. В шлифе бесцветный. Рельеф высокий. Цвета интерференции до желто-оранжевых первого порядка. В удлиненных разрезах угол погасания 28 – 34°. Знак удлинения может быть отрицательным и положительным. Имеет сходство с тремолитом, от которого отличается более низким двупреломлением и меньшим углом оптических осей. Волластонит – минерал, образующийся в условиях контактово-термального метаморфизма карбонатных пород.