Контрольная работа: Петрография магматических и метаморфических пород

Группы магматических пород имеют также собственные наименования, которые даются по наиболее характерным представителям интрузивной и эффузивной фаций. Среди этих групп основными являются:

ультраосновные бесполевошпатовые породы (нормальный ряд, ультраосновные),

габбро-базальты (нормальный ряд, основные),

диориты-андезиты (нормальный ряд, средние),

граниты-риолиты/гранодиориты-дациты (нормальный, частично щелочной ряд, кислые),

сиениты-трахиты (субщелочной ряд, средние),

нефелиновые сиениты-фонолиты (щелочной ряд, средние, частично основные),

щелочные габброиды-базальтоиды (щелочной ряд, основные и ультраосновные).

В отдельные группы выделяются лампрофиры и несиликатные магматические породы.

Общий облик магматических пород определяется соотношение салических и фемических минералов. Породы с резким преобладанием салических минералов называются лейкократовыми, с преобладанием фемических - меланократовыми, с приблизительном равным соотношением - мезократовыми. Также следует еще раз напомнить, что разделение магматических пород проводится по фациям. среди каждой из перечисленных выше групп выделяют интрузивную, гипабиссальную и эффузивную фации. В то же время, не все указанные группы характеризуются наличием все трех фаций.

1.4 Текстуры и структуры магматических пород

Под текстурой магматической породы понимается особенность ее строения, обусловленная ориентировкой, относительным расположением и распределением основных составляющих породы. Под структурой понимается особенность породы, обусловленная степенью кристалличности, размерами, формой и взаимным расположением составных частей горной породы. Иными словами текстура характеризует макростроение горной породы и фиксируется в образце, тогда как структура является основной характеристикой микростроения и фиксируется при изучении шлифов. Следует отметить, в зарубежной терминологии понятия текстуры и структуры прямо противоположные.

Текстуры магматических пород классифицируются в зависимости от их происхождения и по характеру заполнения пространства. По происхождению выделяют эндогенные и экзогенные текстуры. Эндогенные текстуры включают однородные, шлировые, такситовые и шаровые. Экзогенные текстуры включают флюидальные, полосчатые, гнейсовидные. Однородные текстуры образованы равномерным распределением всех компонентов по общей массе горной породы при кристаллизации магмы в одинаковых и достаточно спокойных условиях. Шлировые текстуры представлены обособленными в породе минеральными агрегатами - пятнами, обогащенными темноцветными минералами и имеющими постепенные переходы с остальными частями породы. Образуются за счет выплавления из окружающей среды недостающих компонентов или за счет неравномерного распределения летучих компонентов в магме. Аналогичные текстуры в гипабиссальных породах называют шлиротакситовыми, а в эффузивных породах - такситовыми. Под последними понимаются текстуры, в которых отмечены различные по составу, структуре и окраске минеральные агрегаты со стеклом или без него. В породах, имеющих шаровую текстуру, отмечается концетрически-зональное распределением минералов, которое является следствием гетерогенности магматического расплава и/или кристаллизации магмы от периферии камеры к центру. Фдюидальные текстуры характеризуются потокообразным расположением компонентов различной окраски, состава и структуры. Понятие используется при резких различиях в структуре отдельных полос. Такие текстура возникают при кристаллизации под действием одностороннего давления или при течении расплава. Полосчатая текстура представляет собой переслаивание более или менее тонких, ограниченных параллельными плоскостями зон и линз различной структуры, состава и размера компонентов. Отдельные зоны ветвятся и обволакивают линзы. Строение каждой зоны более или менее симметрично. Зоны большей мощности часто разбиты на серии меньшей мощности и микрозоны. Образование такой текстуры связано с дифференциацией магматического расплава или импульсным подъемом последнего. Гнейсовидные текстуры характеризуются параллельным расположением отдельных минералов или микрозон. Их формирование также происходит в ходе кристаллизации под давлением.

По характеру заполнения пространства среди текстур выделяются компактные (порода заполняет весь отведенный ей объем) и пористые (в породе содержатся различного размера полости, заполненные другими минералами, или пустоты). Пористые текстуры включают друзовые, миаролитовые, пузыристые и миндалекаменные (амигдалоидные, мандельштейновые). Друзовая текстура в кристаллической среднезернистой породе выделяется по единичной неровной полоске или нескольким однотипным полоскам, слагаемым друзовыми агрегатами более или менее параллельно ориентированных кристаллов кварца или полевых шпатов, а в ряде случаев - нескольких минералов. В последнем случае говорят о друзоидной текстуре. Миаролитовая текстура характеризуется наличием в породе неправильных угловатых полостей. Их размеры не превышают нескольких размеров в поперечнике. Формирование таких полостей связывается с завершающими стадиями кристаллизации магмы и с процессами пневматолитового преобразования горных пород. При пузыристой текстуре все поры в породе имеют правильные эллипсоидальные формы. В расположении последних очевидная струйчатость движения газов. Поверхность пор гладкая, иногда с характерными выступами твердых кристаллов, сформировавшихся в жидком расплаве одновременно с образованием газовых полостей. Характерна только для вулканических образований. Если эффузивная порода обладает миндалекаменной текстурой, то все ее поры выполнены новообразованиями кварца, халцедона, карбонатов, цеолитов, хлорита и других минералов. При разрушении породы новообразования оказываются иногда выкрошенными и, имея овальные уплощенные формы, напоминают ядра косточек миндаля.

Структуры магматических пород классифицируются в зависимости от степени кристалличности породы, от размеров слагающих ее компонентов и от формы минеральных зерен. По степени кристалличности выделяют полнокристаллические структуры (голокристаллические), стекловатые (гологиалиновые) и гипокристаллические. В первом случае в породе присутствуют только кристаллы, во втором доминирует стекло, тогда как в третьем порода содержит, как кристаллическую, так и стекловатую составляющие.

По размерам компоненты породы обычно проводят двойную классификацию структур. По абсолютному размеру выделяют гигантозернистые (> 20 мм), грубозернистые (5-20 мм), среднезернистые (1-5 мм) и мелкозернистые (< 1 мм) структуры, а также афанитовые (скрытокристаллические), микрокристаллические (кристаллы или зерна видны только под микроскопом, однако они четко различимы) и микроафанитовые (кристаллы не реагируют на поляризованный свет индивидуально, но общая реакция на этот свет в породе присутствует). По относительным размерам компонентов выделяют равномернозернистые (соотношение самых больших и самых малых компонентов отличается менее чем в 5 раз), неравномернозернистые (тоже соотношение различается в 10-30 раз), порфировидные (на фоне основной массы мелких кристаллов или зерен присутствуют крупные фенокристаллы) и витрофировые (основная масса представлена стеклом, в котором отмечены порфировидные минеральные выделения).

По форме минеральных зерен различают идиоморные, ксеноморфные (аллотриоморфнозернистые) и гипидиоморфнозернистые структуры. В первом случае зерна имеют правильную кристаллическую форму, во втором - наоборот, неправильную, определяющуюся свободным пространством в момент кристаллизации, а в третьем - в зернах хорошо развита лишь часть граней, присущих правильной кристаллической форме.

Помимо вышеуказанных, структуры магматических пород имеют большое количество часто используемых собственных названий, из которых ниже приведем наиболее распространенные. Гранитовая структура - кристаллы породообразующих темноцветных минералов и плагиоклаза отличаются наиболее совершенными формами. Калиевому полевому шпату и кварцу присущ частичный идиоморфизм. Размеры зерен различаются в широких пределах. Аплитовая структура - полевые шпаты и кварц, слагающие всю массу породы, образуют мелкие кристаллические зерна неправильных изометричных очертаний, соприкасающиеся друг с другом без промежутков. Наличие слабовыраженных кристаллических форм иногда отмечается у кварца. Пегматитовая структура - крупные выделения одного минерала включают одинаково ориентированные вростки другого. Вростки имеют в плоскости скола или шлифа очертания, напоминающие клинообразные письмена. Пойкилитовая структура - один относительно крупный кристалл или крупнокристаллический агрегат включает сравнительно мелкие зерна и кристаллы. Отсутствие строгой ориентировки у вростков отличает данную структуру от пегматитовой. Габбровая структура - плагиоклазы и цветные компоненты, слагающие всю массу породы, образуют более или менее равновеликие кристаллические зерна неправильных очертаний. Они соприкасаются друг с другом без промежутков. Слабо выраженные кристаллические формы проявляются у плагиоклазов, однако очертания их зерен изометричны, а не пластинчаты. Венцовая структура - аналогична габбровой структуре, однако вокруг зерен пироксена или оливина наблюдаются каемки. Офитовая структура - среди породообразующих компонентов выделяются две генерации: плагиоклазовый каркас и промежуточная масса. Составляющие каркас плагиоклазы развиты в форме идиоморфных пластинчатых кристаллов различной величины. Промежуточная масса представлена либо алломорфным монокристаллом, либо агрегатом кристаллов авгита. Реже в составе промежуточной массы встречаются другие минералы. Акпаитовая структура - наблюдается увеличение степени идиоморфности зерен от цветных минералов к нефелину. Панидиоморфнозернистая структура - все составные части идиоморфны, чего практически не встречается. Понятие используется для гипидиоморфнозернистых пород, у которых почти все составные части идиоморфны. Больше характерна для мономинеральных пород. Перечисленные выше структуры являются равномернозернистыми. К числу неравномернозернистых относятся порфировая и микропорфировая структуры. Порфировая структура - породообразующие минералы образуют две генерации. Ранняя генерация представлена хорошо образованными вкрапленниками - фенокристаллами. Поздняя генерация, образующая основную массу, представлена микрокристаллическим, полустекловатым агрегатом и стеклом. Микропорфировая структура - аналогичная порфировой, однако основная масса характеризуется тотальной микрозернистостью. Также следует отметить еще 2 структуры, характеризующие породы с исключительно мелким размером зерен. Афанитовая структура - без различимых невооруженным глазом породообразующих компонентов. Структура микрогранитовая - идиоморфные кристаллы размером менее 1 мм темноцветных минералов и плагиоклазов совместно с менее совершенными кристаллами или алломорфными зернами калиевого полевого шпата и кварца образуют всю породу или ее основную массу.

1.5 Ультраосновные породы нормального ряда

Ультраосновные породы нормального ряда (ультраосновные бесполевошпатовые породы, ультрабазиты, гипербазиты, ультрамафиты) содержат в своем составе менее 43-45% кремнезема. Они на 90-100 % состоят из цветных минералов. Распространены эти породы весьма слабо в земной коре, однако принимают заметное участие в составе мантии. Основные массивы ультраосновных пород приурочены к срединно-океаническим швам и зонам субдукции, где они часто образуют т.н. протрузии. В недавнее время был установлен выделен новый тип ультрабазитов, связанный с крупными шовными зонами со значительными латеральными перемещениями. Среди ультраосновных пород преимущественным распространением пользуются представители интрузивной фации, тогда как разграничения между гипабиссальной и эффузивной фациями не проводится вовсе.

Ультраосновные породы нормального ряда интрузивной фации обычно темноцветные, хорошо раскристаллизованные. Основными минералами являются оливин, пироксены, амфиболы, мелилит. Второстепенными минералами являются анортит, битовнит, магнетит, а также некоторые минералы, перечисленные выше в составе породообразующих. Акцессорными минералами являются магнетит, хромит, ильменит, шпинели. Структура этих пород панидиоморфнозернистая, реже петельчатая. Последнее характерно для дунита, подвергшегося серпентинизации, или для собственно серпентинита. Текстура пород массивная. Классификация ультраосновных интрузивных пород проводится по содержанию оливина, пироксенов, амфиболов и анортита (Рис. 4). Вторичные изменения данной группы пород происходят при постмагматических процессах и связаны с оталькованием, серпентинизацией оливина, амфиболизацией пироксена.

Дунит (Рис. 5) - полнокристаллическая глубинная порода, состоящая почти нацело из оливина. В акцессорных количествах присутствует идиоморфный высокохромистый хромшпинелид. Порода обычно частично серпентинизирована.

Рисунок 4 - Классификация ультраосновных интрузивных пород по содержания оливина и пироксенов

Рисунок 5 - Дунит

Серпентинит - порода, состоящая главным образом из смеси минералов группы серпентина: волокнистого хризотила, пластинчатого антигорита, массивного лизардита и бастита, который представляет собой псевдоморфозы по ромбическому пироксену. Постоянно содержит также примесь карбонатов и магнетита, а иногда тальк, актинолит, тремолит, брусит, хлорит, кварц, халцедон, магнезиальный амфибол. В качестве реликтовых минералов могут присутствовать оливин, пироксены, амфиболы, гранаты, хромшпинелид. Характерной особенностью серпентинитов является их окраска (с зеленоватыми или фиолетовыми оттенками) и петельчатая структура.

Пироксенит - полнокристаллическая порода, состоящая главным образом из моноклинного и/или ромбического пироксенов, иногда с существенной примесью кальциевого амфибола. В качестве породообразующих минералов также могут присутствовать гранат, оливин, ильменит, слюды, шпинель, и плагиоклазы. Ведущие акцессорные минералы: магнетит и хромшпинелиды. Состав пироксенов в пироксенитах сильно варьирует - от энстатита до гиперстена и от жадеита до диопсида.

Перидотит (Рис. 6) - полнокристаллическая существенно оливиновая порода, содержащая также значительное количество ромбического и/или моноклинного пироксена, иногда кальциевого амфибола. Характерным признаком является высокомагнезиальный состав оливина. Типичные второстепенные минералы - хромшпинелид и гранат; иногда в ощутимых количествах появляется слюда, ильменит и основной плагиоклаз.

Рисунок 6 - Перидотит

Горнблендит - полнокристаллическая порода семейства пироксенитов-горнблендитов, состоящая преимущественно из кальциевых амфиболов. В незначительном количестве могут присутствовать основной плагиоклаз, диопсид, оливин, ромбический пироксен, слюда и гранаты. Считается, что амфибол горнблендитов кристаллизуется непосредственно из расплава или является продуктом автометасоматического замещения пироксенита.

Косьвит - рудный магнетитовый пироксенит с сидеронитовой структурой. Относительно идиоморфные многочисленные зерна клинопироксена погружены в магнетитовый цемент. Магнетит не только цементирует зерна пироксена, но местами даже обособляется в виде скоплений и жилок, а также проникает в зерна пироксена по трещинам.

Диаллагит - полнокристаллический пироксенит, сложенный главным образом моноклинным пироксеном (диопсидом или авгитом), имеющим свойства диаллага. Весьма характерно тонкое прорастание пироксена вдоль плоскостей спайности таблитчатыми или игольчатыми выделениями ильменита или магнетита, возникающими, вероятно, при распаде твердого раствора.

Гиперстенит - разновидность ортопироксенита, состоящая полностью или почти полностью из гиперстена. В незначительном количестве может присутствовать моноклинный пироксен и основной плагиоклаз.

Энстатитит - разновидность ортопироксенита, более чем на 90% сложенная энстатитом.

Бронзитит - разновидность ортопироксенита, сложенная резко преобладающим брознзитом. Иногда содержит моноклинный пироксен, гранаты и слюду.

Верлит - полнокристаллическая порода из семейства перидотитов, сложенная преобладающим оливином и моноклинным пироксеном (диаллагом, глиноземистым авгитом или диопсидом). Иногда в составе присутствуют гранаты, амфиболы, магнетит или хромшпинелид. Количество клинопироксена изменяется в пределах 10-60%.

Гарцбургит - полнокристаллическая порода из семейства перидотитов, сложенная преобладающим оливином и ромбическим пироксеном. Часто присутствует незначительное количество хромшпинелида и клинопироксена. Для некоторых особо глубинных гарцбургитов характерен высокохромовый гранат (кноррингит-пироп). Оливин очень однороден по составу, а ромбический пироксен представлен энстатитом, бронзитом или гиперстеном. Почти всегда гарцбургит в значительной мере серпентинизирован, при этом ромбический пироксен переходит в бастит.

Лерцолит - порода из семейства перидотитов, сложенная доминирующим оливином и варьирующими количествами ромбического и моноклинного пироксена, первый из которых преобладает количественно. Оливин представлен высокомагнезиальной разновидностью, ромбический пироксен - энстатитом или бронзитом, моноклинный пироксен - диопсидом. В качестве породообразующего минерала может присутствовать гранат пиропового состава. Ведущий акцессорный минерал - хромшпинелид.