Классификация магматических пород и их главнейшие минеральные ассоциации (по А.В. Миловскому, О.В. Кононову)
Группы пород | Интрузитывные | Эффузитивные | Минералы главные | Минералы второстепенные и акцессорные | Минералы вторичные, постмагматические |
Ультра-основные | Дунит Перидотит Пироксенит | - - - | Оливин (100-85%), пироксен (0-15%), Оливин (70-30%), пироксен (30-70%), Оливин (< 10%), пироксенит (90-100%) | Магнетит, шпинель, ильменит, хромит, пирротин (1-3%) | Серпентин, уралит, хлорит, тальк |
Основные | Габбро | Базальт (диабаз или базальтовый порфирит) | Основные плагиоклазы (50-70%), пироксены (25-50%), реже – оливин (5-10%), роговая обманка и биотит | Ортоклаз, кварц, апатит, магнетит, титанит, ильменит, пиритин, пентландит (1-6%) | Члорит, уралит, тальк, серицит, альтит |
Средние а) с плагиоклазами в) с калиевыми полевыми шпатами | Диорит Сиенит | Андезит (андезитовый порфирит) Трахтит (ортофир) | Средние плагиоклазы (50-70%), роговая обманка (10-20%), реже – биотит (10-20%). Калиевый полевой шпат (50-70%), кислый плагиоклаз (10-30%), роговая обманка, реже – биотит (10-20%) | Кварц (0-10%), калиевый полевой шпат (0-6%), апатит, титанит, магнетит (1-2%) Кварц (0-5%), циркон, титанит, апатит, магнетит (1-2%) | Серицит, каолинит, цоизит, хлорит, карбонат. Серицит, каолинит, хлорит, карбонат Серицит, каолинит, хлорит |
Кислые | Гранит | Липарит (кварцевый порфит) | Кварц (25-35%), Калиевый полевой шпат (35-40%), кислый плагиоклаз (15-25%), реже – мусковит (0-3%), роговая обманка | Апатит, циркон, магнетит, турмалин (1-2%) | Серицит, каолинит, хлорит |
Щелочные | Нефелиновый сиенит | - | Калиевый полевой шпат(55-30%), | Циркон, титанит, апатит, магнетит (1-2%) | Серицит, каолинит, хлорит, цеолиты |
шпаты — 60, кварц — 12, амфиболы и пироксены — 17, слюды — 14, прочие силикаты — 6, остальные минералы — 1.
В различных магматических породах соотношение названных минералов и состав второстепенных и акцессорных минералов существенно изменяются (табл. 6.1).
В кислых изверженных породах — гранитах и гранодиоритах — преобладают кварц и кислые калий-натровые полевые шпаты; в породах среднего состава, например в диоритах, мало кварца и преобладают плагиоклазы среднего состава, много роговой обманки. Основные породы — габбро и диабазы — почти не содержат кварца, в них преобладают основные плагиоклазы, пироксены и оливин. В ультраосновных породах — дунитах и перидотитах — оливин составляет основную массу.
Биотит распространен в кислых и средних породах, его мало в основных. В основных породах исчезают апатит и сфен. В ряду вторичных постмагматических минералов в магматических породах наиболее часто встречаются серицит, каолинит, хлорит и ряд других.
Кислые породы богаты кремнеземом, содержат мало железа, кальция и магния. В породах основного и ультраосновного состава содержание кремнезема значительно уменьшается, но в 2—3 раза увеличивается содержание трех- и двухзарядного железа, в 5—6 раз возрастает содержание кальция и магния, а количество натрия и калия по сравнению с кислыми породами и породами среднего состава уменьшается. Это связано с различным химическим составом породообразующих и сопутствующих минералов и различным их участием в сложении пород. Различия в минеральном составе изверженных пород четко проявляются и в их химическом составе (табл. 6.2).
Минералы магматических и метаморфических пород в своем большинстве — кислородные соединения. Главные из них — это оксиды, силикаты и алюмосиликаты.
Оксиды. Кварц (Si02) один из самых распространенных мине- ралов-оксидов. Основой кристаллохимической структуры кварца являются кремнекислородные тетраэдры, представляющие собой четыре иона кислорода, расположенные по углам тетраэдра, в центре которого заключен ион кремния 1SiO1 (рис. 6.1, а). Кремнекислородные тетраэдры образуют сплошную трехмерную каркасную структуру, что обусловливает устойчивость кварца к процессам выветривания. Кварц — типичный остаточный минерал древних кор выветривания кварцсодержащих пород и элювиальных горизонтов почв.
Таблица 6.2
Средний химический состав главных типов изверженных пород, % (по Р.А. Дэли)
Окислы | Гранит (546) | Сиенит (50) | Гранодиорит (40) | Диорит (70) | Габбро (41) | Диабаз (90) | Дунит (10) |
Si02 | 70,18 | 60,19 | 65,05 | 56,77 | 48,24 | 50,48 | 40,49 |
Ti02 | 0,39 | 0,67 | 0,56 | 0,84 | 0,97 | 1,45 | 0,02 |
A1203 | 14,47 | 16,28 | 15,94 | 16,67 | 17,88 | 15,34 | 0,86 |
Fe203 | 1,57 | 2,74 | 1,74 | 3,16 | 3,16 | 3,84 | 2,84 |
FeO | 1,78 | 3,28 | 2,65 | 4,40 | 5,95 | 7,78 | 5,54 |
MnO | 0,12 | 0,14 | 0,07 | 0,13 | 0,13 | 0,20 | 0,16 |
MgO | 0,88 | 2,49 | 1,91 | 4,17 | 7,51 | 5,79 | 46,32 |
CaO | 1,99 | 4,30 | 4,42 | 6,74 | 10,99 | 8,94 | 0,70 |
Na20 | 3,48 | 3,98 | 3,70 | 3,39 | 2,55 | 3,07 | 0,10 |
K2O | 4,11 | 4,49 | 2,75 | 2,12 | 0,89 | 0,97 | 0,04 |
Р2О5 | 0,19 | 0,28 | 0,20 | 0,25 | 0,28 | 0,25 | 0,05 |
Н2О | 0,84 | 1,16 | 1,04 | 1,36 | 1,45 | 1,89 | 2,88 |
Примечание. В скобках указано число анализов, из которых выведено значение
В ряду оксидов, представляющих акцессорные минералы, следует назвать магнетит Fe3O4, рутил Тi O2.
Силикаты. В основе кристаллохимической структуры этих минералов лежат кремнекислородные тетраэдры, представляющие изолированные группы или цепочки (простые и сдвоенные), соединенные между собой преимущественно двухвалентными катионами (рис. 6-1, б, в). К породообразующим силикатам принадлежат:
Пироксены R2[Si2О6]
R—Са2+, Mg2+, Fe2+, Fe3+, Mn2+, Al3+, Na+
амфиболы R7[Si4О11]-(ОН)
оливин MgFe[SiO4].
Рис. 6.1. Типы кристаллических решеток силикатов.
Расположение кремнекислородных тетраэдров: а — кремнекислородный тетраэдр; б — цепочное; в — ленточное (сдвоенная цепочка); г — слоистое (трехчленная цепочка)
Все эти минералы имеют темно-зеленый цвет и в случае высокого содержания, как, например, в ультраосновных и основных породах, обусловливают темную окраску пород.
Среди пироксенов наиболее распространен минерал авгит, а среди амфиболов — роговая обманка. В процессах выветривания амфиболы более устойчивы, чем пироксены, поэтому несмотря на то что в большинстве изверженных пород (за исключением гранитов) пироксены преобладают и в некоторых породах составляют 20—25 % массы породы, в рыхлых отложениях и почвах обычно лучше сохраняется роговая обманка. Общее количество этих минералов в почвах варьирует от 5 до 15 %.
К группе магнезиально-железистых силикатов принадлежит широко распространенный в основных и ультраосновных изверженных породах минерал оливин. Кремнекислородные тетраэдры в этом минерале представляют изолированные группы, соединенные двухвалентными катионами. Эта островная структура непрочная, поэтому оливин в зоне выветривания неустойчив, в рыхлых отложениях и почвах он присутствует в количестве 0,5—1,0 %.
Алюмосиликаты. Это большая группа минералов, кристаллическая решетка которых образована тетраэдрами и октаэдрами (рис. 6.2). По типу структуры они подразделяются на каркасные и слоеватые. К каркасным минералам относятся полевые шпаты, к слоеватым — слюды.
Рис. 6.2. Расположение тетраэдров и октаэдров: а — в двух-; б — в трехслойных минералах. Ионы: / — Si; 2 — О; 3 — ОН; 4 - А1
Полевые шпаты — это каркасные алюмосиликаты, состояние из кремне- и алюмокислородных тетраэдров, соединенных катионами натрия, калия и кальция.
Наиболее распространены следующие полевые шпаты:
1) калиевые — ортоклаз, микроклин K[Si3A10s], которые могут содержать изоморфную примесь Na, Cs, Rb, Tl, Pb, а также Fe3+;
2) натровые — альбит Na[Si3A10s];
3) кальциевые — анортит Ca[Si2Al2Os];
4) плагиоклазы — изоморфные смеси в различных соотношениях альбита и анортита: Na[Si3A1О8]—Ca[Si2Al2Os],
В зависимости от соотношения альбита и анортита плагиоклазы разделяются на кислые, средние и основные. Промежуточный ряд плагиоклазов обозначается номерами в соответствии с процентным молярным содержанием в смеси анортита:
Кислые 0—10 олигоклаз-альбит
11—30 олигоклаз
Средние 31—50 андезин
51—70 Лабрадор
Основные 71—90 битовнит
91—100 анортит
Кислые полевые шпаты имеют светлую окраску, основные — темную, с чем связан в значительной мере и цвет различных массивных пород. Кислые полевые шпаты значительно более устойчивы к процессам выветривания, чем основные. Наибольшей стойкостью обладает калиевый полевой шпат — микроклин. В рыхлых осадочных породах и в почвах полевые шпаты рааличной степени выветрелости составляют по массе около 50 %.
Слюды. Эти минералы имеют сложную кристаллохимическую структуру, в которой кремнекислородные тетраэдры образуют плоские сетки (рис. 6.2): вершины обращенных друг к другу тетраэдров, принадлежащих двум сеткам, связаны ионами алюминия с гидроксильными группами (ОН), образуя таким образом трехслойные пакеты, соединены между собой ионами калия или кальция, магния и железа. Калийная светлая слюда — мусковит; темная, магнезиально-железистая — биотит. Мусковит более устойчив при выветривании, чем биотит.
Среднее содержание слюд в породах и почвах — около 4—5 %.
В ряду акцессорных минералов изверженных пород заслуживают упоминания минералы — источники фосфора, фтора, хлора и серы. К ним относится апатит Са5(С1, F) (Р04)3, встречающийся в породах, рыхлых отложениях и почвах в количестве 0,3—0,5 %. Эти минералы являются источниками весьма важного для плодородия почв элемента — фосфора. Залежи апатита разрабатываются в качестве фосфатных удобрений. Кроме того, апатит является источником хлора и фтора.
Из бескислородных соединений среди первичных минералов- источников серы надо назвать сульфид железа — минерал пирит или в другой кристаллической модификации — марказит FeSr Сульфиды ж;елеза и других тяжелых металлов в породах и почвах находятся в рассеянном состоянии, но образуют также скопления, представляющие месторождения сульфидных руд.
Сульфиды железа в присутствии кислорода и воды неустойчивы. Прр) окислении серы образуется серная кислота. ПО
Минеральный и химический состав осадочных пород
Продукты разрушения массивно-кристаллических и других пород, накопившиеся на дне морей и поверхности суши и подвергшиеся уплотнению, цементации, перекристаллизации, превращаются в плотные осадочные породы, которые по составу и строению существенно отличаются от массивно кристаллических. Главной причиной разнообразия осадочных пород являются различия в условиях их образования, определяющие соотношение терригенного компонента с химическим и биогенным. С учетом соотношения этих компонентов можно выделить главные группы и подгруппы осадочных пород (табл. 6.3). Таким образом, в составе осадочных пород участвуют:
1) минералы остаточные первичные, унаследованные от массивно-кристаллических пород;
2) минералы новообразованные, вторичные, образовавшиеся в условиях земной поверхности, — это большая часть глинистых минералов, простые соли;
3) органические вещества.
При выходе плотных осадочных пород на поверхность они подвергаются вторичным циклам выветривания и почвообразования, в результате которых происходит дальнейшее разрушение первичных минералов, преобразование глинистых минералов, растворение химических элементов и вынос легкорастворимых компонентов. Относительное содержание первичных минералов уменьшается от щебневатых и песчаных пород к суглинистым и глинистым. Последние почти целиком сложены вторичными минералами.
Таблица 6.3.
Дата добавления: 2020-07-18; просмотров: 531;