Вторичные минералы магматических и метаморфических пород

Лекция 7.Последовательность кристаллизации минералов. Реакционный ряд Боуэна

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.

жүктеу/скачать 255.5 Kb.

Достарыңызбен бөлісу: