Размещено на http://www.allbest.ru/

Лабораторная работа

Определение магматических горных пород

Магматические горные породы - это естественные ассоциации минералов, минералов и вулканического стекла или одного вулканического стекла, образовавшиеся в результате кристаллизации или застывания магматических расплавов. Систематика магматических горных пород предусматривает выделение трех главных номенклатурных единиц -типа, класса и группы горных пород (таблица 1).

1. Тип горной породы характеризует способ ее образования (генезис): магматический.

2. Класс магматической горной породы отражает фациальные условия формирования горной породы: плутонические (глубинные) или вулканические поверхностные).

Интрузивные или плутонические породы образуются в результате кристаллизации магмы в глубинах земной коры и мантии. По глубине образования среди интрузивных пород различают абиссальные горные породы, сформировавшиеся на глубинах более 5 км, мезо-абиссальные - на средних глубинах и гипабиссальные - на небольших глубинах.

Вулканические или эффузивные горные породы образуются при застывании магмы на земной поверхности или в приповерхностных условиях. Среди вулканических горных пород выделяют породы собственно эффузивные, возникшие при свободном излиянии лав, экструзивные, образующиеся из вязких лав, выжатых на поверхность, и пирокластические - обломочный материал вулканических выбросов. По степени измененности первичных минералов и стекла, вулканические породы подразделяют на кайнотипные, неизмененные или незначительно измененные вторичными процессами породы, и палеотипные - подвергшиеся изменениям в результате процессов замещения стекла и первичных минералов вторичными минералами. Палеотипные породы теряют блеск, становятся матовыми, кислые породы приобретают розоватый оттенок, основные - фиолетовый или темно-зеленый.

3. Группы магматических горных пород выделяются по содержанию кремнезема (SiO2). Магматические горные породы по содержанию SiO2 подразделяются на четыре группы, границы между которыми соответствуют статистическим минимумам содержания кремнезема в породах:

3.1. ультраосновные SiO2 < 44%;

3.2. основные породы SiO2 = 44 - 53%;

3.З. средние породы SiO2 = 53 - 64%;

3.4. кислые породы SiO2 = 64 - 78%.

Таблица 1. Классификация магматических горных пород нормального ряда

Границы между выделенными группами магматических пород в известной мере являются условными, так как между породами разных групп существуют постепенные переходы.

Более детальная классификация магматических пород выполняется с учетом содержания в них щелочей и соотношения петрохимических параметров.

вулканический горный порода минеральный

Особенности 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 пород

При 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);

3.3. мелкозернистые (размер зерен 2 - 0.5 мм).

4. По относительной величине зерен различают структуры:

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%;

второстепенные, содержащиеся в количестве 1 - 10%;

акцессорные, которых в породе менее 1%.

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;

фемические или мафические (темноцветные) минералы - биотит, оливин, пироксены, амфиболы. В мафических минералах главные элементы Fe и Mg.

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 пород.

Группа 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.

Интрузивные 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.

Размещено на Allbest.ur