Магматические горные породы

 

Магматические горные породы образуются при затвердевании природных, в подавляющем большинстве силикатных расплавов как внутри Земли, так и на ее поверхности. В зависимости от условий, в которых происходит застывание магмы, они делятся на две группы:

1) глубинные или интрузивные (плутонические), включающие субвулканические и жильные. Интрузивные породы формировались на относительно больших глубинах, кристаллизация субвулканических и жильных пород происходила на небольшой глубине;

2) излившиеся или эффузивные (вулканические), образовавшиеся при застывании лавы, излившейся на поверхность Земли при извер-жении вулканов.

В качестве главных классификационных признаков магматических горных пород (нередко их называют изверженными, подчеркивая связь с глубинами Земли) используются их химический состав и условия залегания. По химическому составу, который во многом обусловлен присутствием кремнезема SiO₂, все магматические породы делятся на кислые, средние, основные и ультраосновные.

Отношение суммы щелочей K₂O+Na₂O к глинозему Al₂O₃ определяет щелочность породы: если оно меньше единицы, то порода принадлежит к нормальному ряду, а если больше, то к щелочному. Породы, для которых характерно значительное преобладание щелочей над глиноземом, считаются щелочными.

Для отнесения породы к одной из этих групп обычно не обязателен химический анализ, так как химический состав пород отражается в их минеральном составе. Чем больше в породе кварца, тем она кислее; с возрастанием количества темноцветных минералов (биотит, роговая обманка, авгит, оливин и др.) порода становится более основной, в ней увеличивается содержание железа, магния и кальция и уменьшается кремнезема. Для пород щелочного ряда характерно большое количество калиевого полевого шпата. В щелочных породах, как правило, присутствуют нефелин (нефелин никогда не встречается вместе с кварцем). Надежным показателем кислотности породы являются плагиоклазы - чем в них меньше An, тем кислее порода. К сожалению, макроскопически установить состав плагиоклаза не всегда представляется возможным. Визуальное определение магматических горных пород не представляет больших трудностей, если внимательно отнестись к изучению их главных отличительных признаков.

При определении магматических горных пород следует опираться на их главные признаки. Это прежде всего минеральный состав, структура и текстура породы.

Для интрузивных пород характерны различные формы полно-кристаллических структур: эффузивные, субвулканические и жильные породы, как правило, обладают неполнокристаллическими структурами.

При определении минерального состава пород главным признаком являются цветное число (или цвет). Под цветным числом, или цветным индексом понимают количество (объемную долю, %) темноцветных минералов. К темноцветным или фемическим (содержащих много Fe, Mg) минералам относятся оливин, авгит, роговая обманка, биотит. К светлоокрашенным или салическим (содержащих много Si, Al) минералам - кварц, плагиоклазы, калиевые полевые шпаты и нефелин. Цветное число, так же как и количество кварца, достаточно надежно свидетельствует о принадлежности породы к той или иной группе по содержанию кремнезема. Следует помнить, что кислые породы, окрашенные в светлые тона, с большим количеством кварца. У средних пород преобладает серая окраска (среднее цветное число 20), кварца мало или нет совсем. Основные и ультраосновные породы, как правило, не содержат кварца. Цветное число основных пород достаточно велико, им свойственна окраска с преобладанием темно-серых тонов, а ультраосновные породы обычно окрашены в цвета, близкие к черным или темно-зеленым, в них практически не встречаются светлоокрашенные минералы. Средние породы щелочного ряда распознаются по большому количеству калиевого полевого шпата, а средние щелочные породы - по присутствию, кроме того, нефелина.

Структура определяется степенью кристалличности и размерами зерен.

Степень кристалличности - признак, на основании которого выделяют три типа структур: 1) полнокристаллические структуры, возникающие в глубинных условиях, обычно при медленном остывании магмы и часто при наличии летучих компонентов; 2) неполнокристаллические структуры, свойственные породам, кристаллизующимся в гипабиссальных (на небольших глубинах), иногда поверхностных условиях; 3) стекловатые структуры, возникающие при быстром охлаждении магмы, что типично для лавовых образований.

В зависимости от размера зерен различают структуры явнокристаллические (фанеритовые), зерна которых различимы невооруженным глазом, и скрытокристаллические (афанитовые), зерна которых не различимы без микроскопа.

По абсолютным размерам зерен среди явнокристаллических пород выделяют: крупнозернистые (средний диаметр зерен более 5 мм), среднезернистые (1-5 мм) и мелкозернистые (0,1-1,0 мм).

По относительным размерам зерен различают равномерно-зернистые и неравномернозернистые структуры. Равномернозернистые структуры характеризуются более или менее одинаковым размером зерен основных породообразующих минералов. Среди неравномернозернистых структур выделяют порфировидные и порфировые структуры.

Порфировидные структуры обусловлены наличием относительно крупных кристаллов на фоне полнокристаллической основной массы породы.

Порфировые структуры характеризуются наличием хорошо образованных кристаллов - порфировых вкрапленников (фенокристаллов), погруженных в плотную афанитовую основную массу породы.

Текстура - совокупность признаков, определяемых расположением и распределением минеральных агрегатов относительно друг друга в занимаемом ими пространстве.

Выделяют два главных типа текстур: однородную и неоднородную.

Однородная (массивная) текстура характеризуется равномерным распределением минеральных компонентов в пространстве, при котором порода в любом участке имеет одинаковый состав и строение.

Среди неоднородных текстур наиболее распространенными являются: пятнистая, полосчатая, директивная, флюидальная, пористая, миндалекаменная.

Пятнистая текстура характеризуется наличием скоплений тех или иных минералов в виде более или менее изометричных пятен.

Полосчатая текстура обусловлена чередованием полос разного минерального состава или строения.

Директивная текстура характеризуется ориентированным суб-паралллельным раположением минералов в породе.

Флюидальная текстура свойственна стекловатым и полустек-ловатым эффузивным породам, в которых отчетливы следы течения лавы.

Пористая текстура определяется наличием округлых или неправильных пустот. Возникает при выделении газов в период кристаллизации эффузивных пород.

Миндалекаменная текстура образуется в эффузивной породе при заполнении пустот вторичными минералами - опалом, халцедоном, кварцем, хлоритом и т.д.

Порядок изучения и описания отличительных признаков интрузивных пород:

1). Цвет. У интрузивных пород цвет самый разнообразный, так как слагающие их минералы могут быть различно окрашены. Если некоторые минералы в породе образуют изолированные скопления - шлиры или полосы, то окраска будет пятнистой, полосчатой и др. Породы, окрашенные в светлые тона, называют лейкократовыми, а темные - меланократовыми. Чем более меланократовая порода, тем больше в ней темноцветных минералов и больше цветное число.

2). Структура. Для интрузивных пород характерны явнокристал-лические, равномерно- и неравномернозернистые структуры. Среди неравномернозернистых - порфировидные.

3). Текстура. Для интрузивных пород наиболее характерными яв-ляются массивная, полосчатая и другие текстуры, которые хорошо распознаются при макроскопических исследованиях.

4). Минеральный состав. С достаточной степенью точности объем-ные соотношения минералов можно определить на глаз.

Первичные минералы подразделяются на главные, второстепенные и акцессорные. Содержание главных минералов превышают 5 об.%, второстепенные содержатся в меньшем количестве, а акцессорные минералы слагают единичные зерна (магнетит, апатит и др.)

Вторичные минералы, если их удается диагностировать без микроскопа (хлорит, серпентин и др.), в подсчете количественных соотношений учитываются вместе с теми первичными минералами, по которым они развивались.

5). Цветное число.

6). Описание главных минералов. Это описание включает преобла-дающие размеры кристаллических зерен, их форму и те диагностические признаки, по которым можно безошибочно назвать минерал. Кроме главных минералов, могут быть описаны представляющие интерес минералы и других групп.

Порядок изучения и описания отличительных признаков эффу-зивных, субвулканических и жильных пород:

1). Цвет. Описывается так же, как и при изучении интрузивных пород.

2). Структура. Наиболее типичными для эффузивных пород явля-ются порфировая структура, характеризующаяся наличием в очень мелкозернистой или скрытокристаллической (афанитовой) основной массе отдельных крупных кристаллов - вкрапленников, и афировая, свойственная породам, в которых нет вкрапленников.

3). Текстура. Наиболее распространенные текстуры эффузивных пород таковы: массивная, полосчатая, флюидальная, пористая и мин-далекаменная.

4). Минеральный состав вкрапленников (если они есть в породе).

5). Характер распределения и количественные (объемные) соотно-шения (в %) вкрапленников друг с другом и с основной массой.

6). Описание вкрапленников. В описании должны быть отражены размеры вкрапленников, форма зерен и диагностические признаки минералов. Форма зерен вкрапленников может быть идиоморфной (минерал с хорошей кристаллической огранкой), ксеноморфной (минерал утратил собственные кристаллические очертания) и скелетной (зерна как бы изъедены основной массой). Скелетные формы хорошо видны только у крупных вкрапленников; в большинстве же случаев без микроскопа они не распознаются.

7). Описание основной массы. При макроскопическом описании обычно обращают внимание на цвет основной массы - зеленые оттенки могут указывать на интенсивные вторичные изменения. Наличие стекла в основной массе, наоборот, свидетельствует на неизмененность породы.

Лабораторная работа № 6