Лекция Главные минералы горных пород


Вторичные минералы магматических и метаморфических пород



бет9/9
Дата12.06.2016
өлшемі255.5 Kb.
#129264
түріЛекция
1   2   3   4   5   6   7   8   9

Вторичные минералы магматических и метаморфических пород


Вторичные минералы образуются после застывания магматических, формирования метаморфических или осадочных пород. Образуются они под влиянием гидротермальных или поверхностных вод. В коре выветривания также образуются многие вторичные минералы.

Хлориты – широко распространенные в магматических породах вторичные минералы, которые развиваются по амфиболам, биотиту, вулканическому стеклу, пироксенам и даже плагиоклазу. Их общая формула – (Mg,Fe)5Al[AlSi3O10] (OH)8. для них характерна листоватая, как у слюд, форма, однако листочки не упругие. Облик кристаллов псевдогексагональный (кристаллы очень редко встречаются), пластинчатый, чешуйчатый, волокнистый. Моноклинная сингония. Минерал имеет зеленый цвет разной интенсивности как макроскопически, так и под микроскопом, бывает белый, розовый.. Зеленый цвет многих магматических пород обусловлен хлоритом, в который превращаются железомагнезиальные силикаты, а зеленый цвет многих глинистых и кристаллических сланцев связан с тонко распыленными частичками этого минерала.

Образуется в условиях относительно низких температур. Встречается в метаморфических породах – хлоритовых и хлорит-актинолитовых сланцах. Существует много разновидностей хлоритов.



Оптические свойства. Оптические свойства разнообразны из-за больших вариаций состава. Показатели преломления имеют большую вариацию: n=1,57–1,67. Цвет от бесцветного до разных оттенков зеленого, иногда розовый. Плеохроизм в зеленых тонах. Двупреломление сравнительно низкое от 0,001 до 0,013. Этим они отличаются от слюд, имеющих очень высокое двупреломление. У сильно железистых хлоритов наблюдаются аномальные интерференционные окраски (то красно-серые первого порядка, то индигово-синие первого порядка). Обладают весьма совершенной спайностью по (001). Знак удлинения не характерен – может быть как положительным, так и отрицательным, но оптический знак всегда будет противоположен удлинению. В хлоритах, которые развиваются по первичным минералам – биотиту, амфиболу, пироксену, показатель преломления будет ниже, чем у первичного минерала.

Обычный парагенезис – биотит, амфибол, пироксен и гранат.



Серпентин Mg6[Si4O10](OH)8. Характерный вторичный минерал ультраосновных пород, содержащих магнезиальные или железомагнезиальные силикаты – оливин, магнезиальный ромбический пироксен. Образуется при гидротермальных процессах. Разновидности серпентина – лизардит (тонкочешуйчатый, плотный, сферулитовый), хризотил (волокнистый), антигорит (пластинчатый) имеют одну и ту же формулу. Так же как и хлориты они богаты водой и образуются за счет железомагнезиальных силикатов. При полном замещении ультраосновной породы серпентином образуются серпентиниты.

Антигорит образует листоватые агрегаты. Листочки обладают хорошей спайностью с прямым погасанием. Хризотил имеет трубчато-волокнистое строение. Серпентин в шлифах бесцветен или слегка зеленоват со слабым плеохроизмом (железистые разности). Свойства близки хлоритам. Низкий показатель преломления 1,53–1,56. Двупреломление от 0,001 до 0,009. У антигорита удлинение положительное, оптический знак отрицательный. У хризотила удлинение положительное, оптический знак положительный.

Каолинит – Al4[Si4O10](OH)8. Триклинная сингония. Образует мельчайшие тоненькие пластиночки ромбической или гексагональной формы. Обычно встречается в виде глиноподобных масс, плотных, либо крошащихся. Главная составная часть глины (каолина). Он всегда является вторичным минералом. Образуется при гидротермальных процессах и при выветривании полевых шпатов. Находится вместе с полевым шпатом в породах, претерпевших изменение; там, где эти изменения полностью завершены, образует чистые залежи. Переносится ветром и водными потоками, отлагается на дне рек и озер, составная часть почв – типичный минерал осадочных пород.

Оптические свойства. В шлифах бесцветен, иногда слабо-желтоватый. Показатель преломления низкий: ng=1,566, np=1,561, двупреломление 0,005.

Каолинит – ценное керамическое сырье.



Опал SiO2·nH2O. Встречается в виде прожилков, натеков или иногда сплошных масс, образующихся при вторичных процессах окремнения горных пород. Первичным он является в некоторых осадочных породах, где встречается в виде скелетов радиолярий или диатомовых водорослей, а иногда кремнистых масс, происходящих от высыхания гелей кремнезема. В опоках он образует сплошные массы, отлагающиеся на дне морей и озер путем скопления скелетов радиолярий, уплотняющихся и теряющих следы своего биогенного происхождения. Опал встречается в пустотах излившихся лав. Опал также можно встретить в виде прожилков в метаморфических породах – яшмах, продуктах окремнения разных пород, в частности серпентинитов.

Оптические свойства. Опал аморфен, спайности нет, наблюдаются только неправильные трещинки. Он легко узнается по отрицательному рельефу, т. к. показатель преломления ниже канадского бальзама.

Минералы осадочного происхождения


Минералы осадочного происхождения кристаллизуются не из расплава, а выпадают из водных растворов.

Обычно они имеют мелкие размеры и под микроскопом трудно определяются. Поэтому для их диагностики используют лабораторные методы – термический, рентгенометрический и электронно-микроскопический анализы.

Типичными минералами осадочного генезиса является опал, халцедон, каолинит, которые мы рассмотрели.

Самыми распространенными среди осадочных минералов являются кварц и глинистые минералы, затем идут полевые шпаты, карбонаты и кремнезем в виде кремня (халцедона, опал). Менее распространены окислы и годроокислы железа – лимонит и гематит. Среди глинистых кроме каолинита широко распространены монтмориллонит, галлуазат, гидромусковит, глауконит и др.


Группа карбонатов


Широко распространены в осадочных горных пород. Главнейшим является кальцит – CaCO3, доломит CaMg[CO3]2, сидерит – FeCO3, родохрозит – MnCO3, магнезит – MgCO3, анкерит – Ca(Mg,Fe)[CO3]2.

Для всех карбонатов характерна псевдоабсорбция и очень высокое двупреломление. Псевдоабсорбция наблюдается при одном николе на всех тех разрезах, где один из показателей преломления имеет величину равную канадскому бальзаму. Явление псевдоабсорбции не наблюдается на разрезах, перпендикулярных оптической оси.

При скрещенных николях появляются перламутровые цвета высших порядков (до белого).

Кальцит. Тригональная сингония. В горных породах обычно присутствует в виде неправильных зерен, часты ромбические зерна. Кальцит – типичный минерал осадочных пород, но он может иметь гидротермальное происхождение и тогда встречается в магматических и метаморфических породах как вторичный. Очень редко бывает магматического происхождения – в карбонатитах.

Оптические свойства. В шлифах бесцветен, но при псевдоабсорбции кажется, что он меняет свою окраску от бесцветной до серой. Характерна спайность по ромбоэдру. Показатели преломления: ng=1,486; np=1,658, np–ng=0,172. Оптически отрицательный и одноосен. Дает отчетливую фигуру одноосного минерала со множеством изохроматических колец.

Все карбонаты имеют большое сходство в шлифах и для отличия их друг от друга необходимо точное определение показателя преломления.


Лекция 7.Последовательность кристаллизации минералов. Реакционный ряд Боуэна


Исследование условий образования минералов из расплава привело Н. Л. Боуэна установлению температурного ряда в последовательности появления того или иного вида главных цветных или светлых силикатов. Этот порядок получил название ряда Боуэна. Экспериментально выяснилось, что из цветных силикатов минералы группы оливина (магнезиальные члены ряда) выделяются из расплава раньше других. Температура кристаллизации форстерита равна 1890º. Этот минерал устойчив при высоких температурах. Форстерит сохраняется также и при низких температурах, если нет реагентов, под влиянием которых он мог бы перейти в другие формы при реакции с ними. Если же в расплаве имеется избыток кремнезема, то при температуре 1570º форстерит реагирует с ним и переходит в ромбический пироксен.

В природе наблюдаются и дальнейшие процессы замещения, а именно: ромбический пироксен (энстатит) может замещаться моноклинным пироксеном, который, в свою очередь, может замещаться амфиболом, а амфибол – биотитом. Образование каждого последующего новообразования – результат реакции предыдущего минерала с расплавом. Обычно ряд не кончается полной переработкой минералов, а остаются реликты первичных, что позволяет установить порядок кристаллизации. Иногда процесс идет до образования полных псевдоморфоз более поздних минералов по более ранним.

Н. И. Свитальским было доказано, что реакционный ряд, установленный Н. Л. Боуэном для магматических пород, сохраняет свою силу и для метаморфических образований, где псевдоморфозы образуются в том же порядке, что и в магматических породах, с той разницей, что в магматических породах процесс идет в расплаве, тогда как при метаморфизме он происходит при постепенном понижении (или повышении) температуры и наложении различных реагентов, циркулирующих в земной коре.

Реакционный ряд Боуэна состоит из двух ветвей. Одну мы рассмотрели. Другая представляет собой ряд салических минералов обычных магматических пород, начинающийся с анортита, температура кристаллизации анортита при обычном давлении 1550º. Плагиоклазы представляют изоморфный ряд полной смесимости двух крайних членов – альбита и анортита, причем температура плавления альбита равна 1100º, т. е. значительно ниже температуры плавления анортита. Промежуточные члены ряда плавятся при разных температурах в указанном диапазоне. Поэтому сначала из расплава при более высокой температуре выделяются основные плагиоклазы, которые по мере остывания расплава вступают с ним в реакцию и переходят в более кислые разности. Окончательный номер плагиоклаза будет соответствовать составу исходного расплава (кислый, средний, основной и т. д.). Эта реакция происходит очень медленно (путем диффузии вещества между твердой и жидкостью). Поэтому, для того, чтобы процесс прошел полностью и кристалл стал однородным, необходимо длительное время остывания, что может происходить только в глубинных условиях (абиссальных). При остывании близ поверхности кристаллизация идет быстро и образуются зональные кристаллы с анортитовым (основным) ядром и более кислой внешней зоной. Это свидетельствует о неравновесных (слишком быстрых) условиях кристаллизации минералов.

Температура кристаллизации альбита находится примерно на уровне выделения фемического минерала – биотита. Следующими членами ветви являются калиевый полевой шпат, кварц и мусковит, что соответствует гранитным магмам.

Другие комбинации минералов, соответствующие различным горизонтам, образуют ассоциации минералов главных групп горных пород.

При определении и описании породообразующих минералов важно выяснить историю их формирования. С этой целью исследуют характер ограничений минералов – идиоморфизм и взаимоотношения их друг с другом. По степени идиоморфизма выделяют три вида зерен.

Идиоморфные минералы ограничены гранями, присущими их природе.

Гипидиоморфные минералы имеют частично ограничения свойственные им, частично ограниченные гранями соседних зерен.

Аллотриоморфные, или ксеноморфные, зерна не имеют свойственных им граней. Их форма определяется исключительно гранями соседних минералов. По степени идиоморфизма можно установить последовательность кристаллизации минералов из расплава. Часто минералы, которые имеют лучшую огранку и большие размеры (особенно это справедливо для эффузивных пород) относятся к более ранним образованиям.

Это правило не касается акцессорных минералов, богатых летучими, редкими и др. элементами, за счет чего они имеют высокую кристаллизационную способность, поэтому обычно не зависимо от времени их кристаллизации имеют вид правильных кристаллов.


Признаки, указывающие на порядок кристаллизации минералов


  1. Степень идиоморфизма минералов.

  2. Включения одного минерала в другом. В магматических породах минералы, находящиеся в виде включений, являются более ранними образованиями, чем минералы включающие их.

  3. Явление замещения. Замещающий минерал является более поздним образованием, чем замещенный.

  4. Пересечения. Минерал, выполняющий трещинки, пересекающие другие минералы, образовался позже.

  5. Ассоциации. Если наблюдается постоянное совместное нахождение двух минералов и если время выделения одного из них известно, оно будет таким же для другого.

  6. Относительные размеры зерен. В магматических неперекристаллизованных породах крупные зерна (порфировые вкрапленники) образованы раньше, чем агрегат мелких зерен основной массы.

Породообразующие минералы встречаются в природе не в виде случайных скоплений, а образуют закономерные ассоциации – горные породы. Нахождение в породе одного минерала определяет присутствие или отсутствие другого – это называется парагенезис минералов (ассоциация). Например, кварц не встречается вместе с нефелином и лейцитом (фельдшпатоидами), очень редко встречается с оливином (фаялитом) – все это минералы недосыщенные кремнеземом. Нефелин часто находится в парагенезисе с эгирином. Оливин почти не встречается совместно с роговой обманкой. Поэтому знание возможных парагенезисов (ассоциаций) минералов очень помогает как при диагностике минералов, так и при диагностике горных пород.






Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5   6   7   8   9




©dereksiz.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет