Классификация, химический и минеральный состав магматических горных пород.

Химический состав магматических пород выражается в весовых процентах (вес.%). Основными компонентами магматических горных пород являются: SiO₂, TiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, FeO, MnO, MgO, CaO, Na₂O, K₂O, P₂O₅, Классификация магматических горных пород основана именно на их химическом составе. За основу классификации магматических горных пород принято содержание SiO₂, а так же общее (суммарное) содержание щелочей - Na₂O и K₂O. В зависимости от содержания SiO₂ выделяют кислые (64-78% SiO₂), средние (53-64% SiO₂) , основные (45-53% SiO₂) и ультраосновные (30-45% SiO₂) породы. Следует отметить, что границы между вышеперечисленными группами являются достаточно условными.

Среди магматических горных пород особо выделяются породы с высоким общим (суммарным) содержанием щелочей (Na₂O и K₂O). Поэтому наряду с разделением по кремнекислотности, существует разделение магматических пород по щелочности на породы низкощелочные, нормальнощелочные, умереннощелочные и щелочные. Естественно, что особенности химического состава магматических горных пород находят свое отражение и в их минеральном составе.

Среди минералов магматических горных пород различают главные или породообразующиеминералы, слагающие основную массу породы, второстепенные минералы, присутствующие в меньшем количестве (менее 10%), а также акцессорные минералы, которых очень мало (менее 1%). Породообразующимиминералами обычно являются кварц, полевые шпаты, пироксены, амфиболы, слюды, оливин, нефелин. Минералы, богатые кремнием и алюминием имеют светлую окраску (полевые шпаты, кварц, мусковит). Минералы, обогащенные железом и магнием (пироксены, амфиболы, биотит, оливин) - темноокрашенные, поэтому их называют темноцветными минералами.

По происхождениюи времени образования минералы магматических горных пород делятся на первичные, которые образуются при кристаллизации самой магмы, и вторичные, которые образуются вместо первичных в процессе последующего изменения пород. При определении названия магматической горной породы учитываются только количественные соотношения первичных минералов.

В табл. 6 приводится упрощенная классификация магматических пород.

Данной таблицей можно пользоваться как определителем наиболее распространенных групп горных пород. При этом следует иметь в виду, что кроме указанных в ней пород в природе существуют и породы промежуточного состава. Например, между гранитами и диоритами (гранодиориты), гранитами и сиенитами (граносиениты), диоритами и габбро (габбродиориты) и т.д. Содержание кварца в граносиенитах и гранодиоритах более 15%, но всегда менее 25% (иначе эти породы следовало бы называть гранитами).

Ниже приводится краткая характеристика наиболее распространенных магматических горных пород, которая дополняет таблицу 6 и может оказаться полезной при практическом определении горных пород магматического происхождения.

Из таблицы видно, что кислые породы характеризуются незначительным содержанием темноцветных минералов, высокими содержаниями кварца и общей светлой окраской. Плотность кислых пород около 2,7. Интрузивные породы этой группы - граниты являются самыми распространенными из магматических пород на Земле. Эффузивы (риолиты, риодациты, дациты) тоже встречаются достаточно часто, но их объем намного меньше, чем базальтов.

Гранит имеет светлую окраску розовых и красных иногда светло-серых оттенков. Структура от мелко- до крупнозернистой, часто порфировидная. В составе гранита невооруженным глазом легко можно различить кварц, полевые шпаты и темноцветные минералы (чаще всего слюды – биотит и мусковит). Минеральный состав гранитов - кварц - 30-35%, калиевый полевой шпат (микроклин) - около 40%, кислые плагиоклазы - около 10-20%. Для гранитов характерно невысокое содержание темноцветных минералов (биотит, реже роговая обманка или пироксен) - до 5-10%.

Риолиты, риодациты и дациты - светлые, белые, сероватые, розовые породы. Структуры их порфировые (порфировые вкрапленники - плагиоклаз, кварц) и афировые. Нередко наблюдаются флюидальные текстуры. Между собой они различаются по химическому составу (риолиты содержат больше SiO₂, чем дациты) и по минеральному (во вкрапленниках в дацитах отсутствует кварц).

Вулканические стекла кислого состава называются обсидианами и пемзами. Обсидиан - имеет коричневый, оливковый, зеленый, серый или даже черный цвет, стеклянный блеск, раковистый излом (см. рис. 21). Пемза - порода небольшой плотности, пористая (более 50%). Цвет – обычно светлый - розовый, бурый, светло-серый.

Таблица 6

Упрощенная классификация магматических горных пород

Продолжение таблицы 6

Средние породытакже характеризуются сравнительно светлой (серой –нормальнощелочные; розовой или розовато-серой – умереннощелочные породы) окраской, но в отличие от кислых пород или совсем не содержат кварца или содержат его очень мало (менее 10-15%). Содержание же темноцветных минералов в них, наоборот, выше, чем в кислых (до 30-35%). Плотность 2,8-2,9. Средние магматические породытак же, как и кислые широко распространены, причем эффузивные породы пользуются большим распространением по сравнению с интрузивными. К интрузивным породам нормальной щелочности относятся диориты, а к умереннощелочным – сиениты. Их эффузивными аналогами являются, соответственно андезиты и трахиты.

Диорит - порода светло-серого, серого или серо-зеленого цвета, состоящая на 60-70% из светлоокрашенных минералов и на 30-40% из темноцветных. Минеральный состав - средний плагиоклаз (андезин), роговая обманка. Из второстепенных минералов - биотит, калиевый полевой шпат, кварц, могут присутствовать пироксены. Если количество кварца достигает 5-10%, то породу называют кварцевым диоритом. Существуют также переходные к габбро (габбродиорит) и граниту (гранодиорит) породы.

Сиенит - порода розоватого, светло-серого, розовато-серого цветов. Минеральный состав: плагиоклаз с высоким содержанием альбитового компонента - 15-20%, калиевый полевой шпат (микроклин или ортоклаз) - 60-70%. Содержание темноцветных минералов (амфиболы, пироксены, биотит) - до 15%. Второстепенные минералы - кварц, оливин, акцессорные - апатит, сфен, циркон, магнетит, титаномагнетит. В случае, если сиенит содержит кварц в количестве 5-15%, то он называется кварцевым сиенитом. Существуют также переходные породы к гранитам (граносиенит, содержит более15, но менее 25% кварца), к габбро (монцонит).

Андезиты обычно имеют порфировую структуру (см. рис. 38) и разнообразную окраску основной массы - от темно-серой почти черной до светло-серой, желтовато-серой. Порфировые выделения представлены плагиоклазом и темноцветными минералами (пироксены, роговая обманка, редко биотит, оливин) минералами. Плагиоклаз часто имеет зональное строение (от более основного в центре к более кислому в краевых частях кристаллов). Основная масса состоит из среднего плагиоклаза, моноклинного пироксена, тонкой сыпи магнетита, вулканического стекла. Текстура андезитов – массивная или пористая. Андезиты (особенно темноокрашенные) визуально часто бывает сложно отличить от базальтов, т.к. они образуют с последними непрерывные переходы, поэтому для точного определения названия породы нередко не обойтись без химического анализа.

Трахит - розовая, серо-розовая, часто красноватая, лилово-бурая, вишнево-красная, лиловато-коричневая порода. Структура - обычно порфировая (количество порфировых вкрапленников может достигать 60%), реже афировая. Текстура - массивная, полосчатая, трахитоидная, иногда флюидальная. Минеральный состав: порфировые вкрапленники представлены плагиоклазом, калишпатом, роговой обманкой и биотитом, редко отмечаются пироксен и оливин. Основная масса - вулканическое стекло (обычно не превышает 20% от объема породы) или продукты его раскристаллизации, в котором присутствуют мелкие кристаллы (микролиты) калиевого полевого шпата, плагиоклазов, пироксена, а также рудные минералы и апатит. Существуют породы, переходные от трахитов к андезитам (трахиандезит).

В основных породах темноцветных минералов обычно более 30-40% (хотя и не всегда), да и основные плагиоклазы обычно окрашены в темно-серый, иногда почти черный цвет, поэтому все они имеют темную (темно-зеленую, темно-серую, иногда почти черную) окраску. Все основные породы более тяжелые, чем средние и кислые, их плотность – около 3. Основные породы занимают значительное место по распространенности на Земле. С ней может сравниться только группа кислых пород. Среди интрузивных основных пород резко преобладают габбро, а среди эффузивных – базальты. Наиболее распространены вулканические породы - базальты, интрузивные же (габбро, нориты, пироксениты, анортозиты) занимают около 3% среди всех магматических пород.

Габбро - плотные массивные породы от мелко-до крупнозернистых. Текстуры разнообразны - массивные, полосчатые, директивные. Состоит из плагиоклаза и клинопироксена (примерно в равных количествах). Из второстепенных минералов могут присутствовать ортопироксен, оливин, роговая обманка, биотит, кварц, калиевый полевой шпат.

Базальты - породы черного, зеленовато-черного цвета. Структуры порфировые или афировые. Для них характерна пористая или миндалекаменная текстура, но наблюдается и плотная массивная. По внешнему виду нередко очень похожи на андезиты.

Ультраосновные породы состоят исключительно из темноцветных минералов – оливина, пироксенов и роговой обманки, поэтому и окраска их обычно темно-зеленая до черной. Все ультраосновные породы тяжелые. Их плотность 3-3,4. Ультраосновные породы распространены незначительно. Эту группу магматических пород часто называют гипербазитами, ультрабазитами. Среди интрузивных ультраосновных пород в зависимости от минерального состава выделяются преимущественно оливиновые породы – дуниты и оливиниты и оливин-пироксеновые - перидотиты.

Дуниты и оливиниты - темно-зеленые, темно-серые до черного цвета породы, мелкозернистые, как правило, массивные, плотные, иногда отмечается полосчатая текстура. Структуры их мелко-, среднезернистые. Состав оливин – более 90%, второстепенные минералы - магнетит (в оливинитах), хромит (в дунитах).

Перидотиты имеют темно-зеленую, черную окраску, обычно плотную массивную текстуру и разнооьразную структуру – от тонко- до крупнозернистой. Состоят из оливина (30-70%) и пироксенов (30-70%).

Эффузивные ультраосновные породы - это породы семейства пикритов, меймечитов, коматиитов. Все они очень редко встречаются в природе. Эффузивные породы ультраосновного состава визуально определяются с большим трудом, т.к. обычно они превращены в серпентиниты и признаки их вулканического происхождения часто стерты более поздними процессами.

Щелочные породы могут быть по содержанию кремнекислоты как кислыми и средними, так и основными или ультраосновными. В зависимости от содержания темноцветных минералов окраска их может быть как светлой, так и темной. Эти породы содержат нефелин (или другие фельдшпатоиды) и/или щелочные амфиболы и пироксены. Щелочные породы в составе земной коры имеют весьма ограниченное распространение. Ниже приводится краткая характеристика некоторых из них.

Нефелиновые сиениты - светлые, серые, розовато-серые щелочные породы среднего состава. Текстура - массивная, трахитоидная, полосчатая, часто эти породы неравномернозернистые (порфировидные). Минеральный состав - калиевые и натриевые полевые шпаты (60-70%), нефелин (10-30%), темноцветные минералы - 10-25%. Нефелиновые сиениты также являются сырьем на алюминий.

Уртит – ультраосновная щелочная порода светло-серого цвета, средне- крупнозернистая массивной текстуры. Состав - нефелин (80-85%) и щелочные пироксены (обычно эгирин). Уртит является важной рудой на алюминий.

Кимберлит – своеобразная щелочно-ультраосновная порода, слагающая трубки взрыва (диатремы). Окраска кимберлитов - разнообразная и зависит от степени их изменения (серпентинизация, карбонатизация). Наиболее часто встречаются темная зеленовато-черная, светлая голубовато-серая или буровато-желтая. Для кимберлитов очень характерна брекчиевая текстура. В составе Кимберлитов присутствуют обломки самых разнообразных пород. Минеральный состав - оливин, флогопит, карбонаты, монтичеллит, пироп, хромдиопсид, хромшпинелиды, перовскит, апатит, ильменит, магнетит. С кимберлитами связаны многие месторождения алмазов.

Особую группу пород составляют пирокластические («пирос» в переводе с греческого – «огонь», «класт» - «обломок, ломать»)или вулканогенно-обломочные породы. Пирокластические породы занимают промежуточное положение между магматическими эффузивными и осадочными горными породами и представляют особую группу пород, широко распространенных в областях интенсивного вулканизма, как современного, так и древнего. Наиболее распространены туфы и туффиты.

Туфы – состоят из остроугольных или оплавленных обломков преимущественно вулканических пород. Размер пирокластических обломков варьирует в широких пределах - от долей миллиметра («вулканический пепел») до нескольких метров в поперечнике. Обломки размерами от горошины до грецкого ореха (примерно от 1 до 5 см) чаще всего называют лапилли (от итальянского «lapilli» – камешки). Крупные обломки (более 20 см) остроугольной формы называются вулканическими глыбами, а оплавленные обломки того же размера округлой, веретеновидной и караваеобразной формы – вулканическими бомбами. Если в туфах обломки сплавлены («сварены») друг с другом – такие туфы называют спекшимися. Цемент остальных туфов может состоять как из более мелкого пирокластического материала, так и новообразованных минералов (хлорита, кальцита, эпидота, цеолитов).

По размеру частиц различают тонкообломочные (пепловые) туфы (размер обломков около 0,1 мм), мелкообломочные (псаммитовые) - (0,1-2 мм), крупно- и грубообломочные (псефитовые) (более 2 мм). Цвет туфов зависит от состава и изменяется от светло-серых и розовых для кислых пород до темно-серых и зеленовато-серых у основных туфов. Называются туфы по составу вулканогенного материала - андезитовый, базальтовый и т.п.

К пирокластическому материалу в процессе образования пород нередко примешивается осадочный материал. По соотношению вулканогенного и осадочного материала выделяются туфы, туффиты и туфопесчаники. Границей между туфами и туффитами является 15-20% примеси осадочного материала. В туфопесчаниках содержание терригенного материала осадочного происхождения более 50%. Визуально мелкообломочные пирокластические (туфы) и вулканогенно-осадочные (туффиты, туфопесчаники) породы часто неразличимы.

Поиск по сайту: