Методические указания к выполнению лабораторной работы по дисциплине «Геология» Набережные Челны



жүктеу 209.56 Kb.
Дата07.02.2019
өлшемі209.56 Kb.
түріМетодические указания

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОСИИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

НАБЕРЕЖНОЧЕЛНИНСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ) ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО АВТОНОМНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»


МАГМАТИЧЕСКИЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

Методические указания к выполнению лабораторной работы

по дисциплине «Геология»

Набережные Челны

2014
Магматические горные породы: Методические указания к выполнению лабораторной работы по «Геологии» / Составитель: С.Г. Буятова – Набережные Челны: НЧИ КФУ, 2014, 22с.

Методические указания предназначены для выполнения студентами дневного отделения инженерно-строительного факультета лабораторной работы по ознакомлению с генезисом, минеральным составом, структурами и текстурами, петро- и геохимией, физико-механическими свойствами магматических образований, их распространенностью и серами применения, в том числе и в строительном производстве.

Библиогр: 6 наим.


Рецензент: к.т.н., доцент кафедры ТСУН В.А. Чернов

МАГМАТИЧЕСКИЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ
Горные породы или простонародии – камни играли и играют важную роль в развитии человечества. От примитивных ручных рубил и наконечников для копий и стрел, изготавливаемых из обсидиана, через величественные пирамиды египтян, майя, мраморные сооружения Афинского Акрополя и т.д. до современных зданий и сооружений, облицованных гранитами, анортозитами, мраморами, кварцитами, скарнами и другими горными породами, - вот путь мастерства, пройденный человеком-каменотесом / строителем/.

Что же представляет собой горная порода? Это минеральный агрегат, слагающий участок земной коры / литосферы/ и характеризующийся более или менее постоянными составом строением.

Принято горные породы в зависимости от происхождения /генезиса/ подразделять на магматические, осадочные, метаморфические и метасоматические. При этом, для трех последних разностей магматические горные породы являются своего рода «праматерью». В земной коре до глубины 16км горные породы находятся в соотношении – 95:1:3:1. Именно с них на очередном лабораторном занятии мы и начнем рассмотрение – изучение всего многообразия горных пород литосферы.
Следует отметить, что природные для использования в промышленности, в том числе и в строительном производстве разновидности горных пород называются полезными ископаемыми.

Основными физико-техническими /механическими/ свойствами горных пород являются: плотность 1100-4700кг/м3 , иногда менее 1000 кг/м3 /туфы/; модуль продольной упругости 5*109 – 1,5*1011 Па; коэфф. Пуассона 0,15- 0,38; предел прочности при сжатии до 5*108 Па; предел прочности при растяжении – до 2,0* 107 Па; коэфф. теплопроводности 0,2-10Вт/м*К/ удельная теплоемкость – 0,5-1,5 кДж/кг*К; коэфф. линейного теплового расширения 2*10-6 – 4*10-4 К-1 ; удельное электрическое расширения 2*10-6 – 4*10-4 К-1; удельное электрическое сопротивление 10-2 – 1012 Ом*м; относительная диэлектрическая проницаемость 2-30; магнитная восприимчивость 10-7 -3,0, а также - пористость / эффективная и общая/ - изменяется в широких пределах, водопоглощение, крепость, абразивность, твердость, буримость и взрываемость. С отдельными из этих свойств мы познакомимся на лабораторных занятиях.

Свойства горных пород всецело зависят от их химического состава, строения и термодинамических условий. Так, например, увеличение пористости приводит к снижению плотности, прочностных и упругих свойств, теплопроводности, диэлектрической проницаемости, электропроводности, магнитной проницаемости и увеличению влагоемкости, водопроницаемости. В то же время, увеличение давления ведет к возрастанию электропроводности, теплопроводности, прочности и т.д.; а – температуры – обычно снижает упругие и прочностные и усиливает пластические характеристики пород, увеличивает теплоемкость, электропроводность и диэлектрическую проницаемость. Кроме того, воздействие тепла приводит к спеканию, дегидратации, плавлению, возгонке, испарению отдельных минералов, что также изменяет свойства горных пород.

Магматические породы /рис.1/ своим происхождением /генезисом/ обязаны расплавленной огненно-жидкий магме преимущественно силикатного, реже щелочно-карбонатного или сульфидного составов, образующейся в верхней мантии и в земной коре. Магматические массы /объем магмы/ поднимаясь на верхние горизонты земной коры, застывают на глубине в форме интрузий / батолитов, штоков, …даек/, а пи излиянии или выбросах на поверхность – покровов, вулканических бомб, лапиллей и разнообразных туфов.

Главными факторами, вызывающими образование магмы, принято считать радиогенное тепло, внезапное уменьшение давления вследствие образования глубинных разломов, подъем геоизотерм, а также вероятное уплотнение протовещества Земли на ранней стадии её развития. Основными областями магмообразования являются зоны субдукции / поддвигания океанической коры под континентальную и её последующего переплавления/, рифтовые зоны/ зоны раздвижения океанической и континентальной кор / и зоны восходящих тепловых потоков / т.н. «горячие точки»/.
Разнообразие химического и минерального составов магматических пород Земли и планет солнечной системы вероятнее всего обязаны трем главным процессам: анатексису, дифференциации и ассимиляции.

А н а т е к с и с – совокупность процессов, ведущих к расплавлению твердых горных пород и их превращению в магму. Общепринятым считается существование четырех самостоятельных первичных магм: базальтовой, гранитной, ультраосновной и щелочной.

Д и ф ф е р е н ц и а ц и я – процесс разделения, расчленения первичной, или родоначальной магмы на ряд производных /вторичных/ , в конечном итоге дающих все многообразие магматических пород. Важными являются следующие типы дифференциации: кристаллизационная /осаждение кристаллов тяжелых минералов в более легкой магме/, ликвационная / распад на два и более несмешивающих расплава / и диффузионная/ за счет перераспределения компонентов в расплаве под действием силы тяжести, температурного градиента или потока летучих компонентов/.

А с с и м и л я ц и я – процесс захвата, переплавления и последующего полного усвоения интрудирующей магмой вещества вмещающих /боковых/ пород без сохранения реликтов поглощенных пород. В зависимости от скорости и условий остывания магмы магматические горные породы характеризуются различными структурами / стекловатая, тонко-, крупно-, гиганто-зернистая, порфировая, пегматоидная, пирокластическая, миндалекаменная, обломочная, игнимбритовая и др./ и текстурами / массивная, полосчатая, пятнистая, пористая, пузыристая, пемзовая, шлаковая, столбчатая, шаровая, подушечная, кумулятивная, флюидальная и др. / Температура изливающейся на поверхность магмы колеблется в широких пределах / от 900о до 1250оС/, что и находит свое отражение в вышеотмечаемых структурах и текстурах горных пород. Становление /раскристаллизация/ интрузивных тел / батолитов, массивов и т.д./ сопровождается метаморфизмом вмещающих пород, а также позднее и послемагматическими пневматолитовым и гидротермальным метасоматизмом перекрывающих интрузии толщ с нередким при благоприятных условий образованием месторождений различных полезных ископаемых.

Для удобства рассмотрения и сопоставления различных магматических образований созданы систематики, одна из которых приводится выше /рис.1/ и классификации. С учетом химического и минерального составов, а также структуры /табл.1/ все породы эффузивные и интрузивны. Образуют два ряда, характеризующих кислые /гранит-риолит, 72% SiO2 /, промежуточные / гранодиорит-дацит, 66% SiO2 /, средние/ диорит-андезит, 57% SiO2 /, основные габбро-базальт, 48% SiO2 / и ультраосновные / перидотит, дунит и др.-пикрит, 42% SiO2 / их разности. В этой классификации не нашлось места для не менее важной группы щелочных магматических пород, занимающей свои поля преимущественно в верхней части систематики /рис.1/.

В приводимой последовательности основные представители каждой из магматической групп детально рассматриваются на лабораторных занятиях. При этом основное внимание уделяется окраске горных пород, интенсивность которой возрастает в направлении от кислых / исключение-обсидиан/ к ультраосновным, степени их раскристаллизации, наличию или отсутствию пространственной ориентировки у зерен породообразующих минералов, их видимому составу и примерному соотношению, а также массивности породы или наличию в ней пор, пустот или миндалин, выполненных вторичными минералами / какими?/, а также общей прочности /твердости/ горных пород, декоративному рисунку на их срезе и возможному использованию в качестве облицовочного природного камня.

КИСЛЫЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

К этой группе пород в интрузивной фации относятся граниты, гранит-порфиры, гранитные пегматиты и гранитные аплиты, а в эффузивной – риолиты, перлиты, обсидианы и пемзы. Минеральный состав: кварц /20-30/, калишпат/ ортоклаз, реже микроклин, санидин, амазонит и др., 25-35/, кислый плагиоклаз /альбит- олигоклаз, реже андезин, 20-30/, цветные минералы / биотит, амфибол, пироксены, турмалины, граниты и др. 5-15%/, акцессорные минералы – апатит, циркон, ортит, сфен, магнетит, ильменит и др.



Граниты /от. итал. granito- зернистый или лат. granum – зерно/ - полнокристаллические интрузивные, реже метасоматические светлоокрашенные горные породы. «Полевой шпат, кварц, слюда – не забуду никогда» - народная присказка у немецких горняков. Структура гранитная, текстура массивная Цвет розовый, серый, белый, желтый, зеленый. Плотность невыветрелых 2,53-2,72 г/см3 , пористость0,2-4,0%, водопоглощение 0,15-1,30%, сопротивление сжатию 100-300МПа.

Гранит-порфиры – полнокристаллические породы с порфировой структурой. По минеральному составу аналогичны гранитам. Основная масса обладает микрогранитовой, микроаплитовой или микропегматитовой структурами.

Гранитные пегматиты по составу аналогичны гранитам. Они характеризуются крупно- до гигантозернистой, а также письменной и блоковой структурами. Нередко в них формируются гигантские / до несколько метров длиной и весом в несколько десятков тонн/ кристаллы калишпата, кварца, биотита, сподумена, берилла, мусковита, лепидолита, турмалина, граната, топаза и др. минералов.

Гранитные аплиты характеризуются мелко- , среднезерностостью, аплитовой структурой, аналогичным гранитам составом и низким содержанием темноцветных минералов, а в связи с этим , - белой, светло-серой окраской.

Риолиты /впервые названы в 1860г. Рихтхофеном за полосчатость течения/ - эффузивные аналоги гранитов. Они представляют собой плотные, реже пористые афировые или порфировые породы. Вкрапленники отражают минеральный состав этой группы пород. Основная масса стекловатая или микрофельзитовая, реже сферолитовая. Вулканического стекла от 50 до 100%. Цвет красноватый, реже серый или слегка зеленоватый.

Перлиты / от.бранц. perle – жемчуг/ - водосодержащее более15% вулканические стекла с характерной концентрически-сферической, скорлуповатой отдельностями, по которым они раскалываются на шарики и скорлупки, имеющие слегка иризирующую поверхность / напоминает жемчужины/. Помимо воды стекла содержат различные кристаллические включения породообразующих и вторичных минералов, включения обсидиана и риолита. Текстура пористая, массивная. Плотность 2,3-2,39; пористость 1,8-70,0; электрическое сопротивление 103-1010 Ом*м; теплопроводность 0,96-1,08Вт. Широко используется в строительной промышленности как крупный и мелкий заполнитель теплоизоляционных и конструктивно-теплоизоляционных бетонов, заполнитель штукатурных растворов, в качестве плитного утеплителя, а также в качестве сырья-плавня в керамической промышленности, для производства высококачественного стекла, в качестве абразива и т.д.

Обсидианы /от.лат. Obsidinus lapis - камень Обсидия, порода впервые открытая в Эфиопии Обсидием/ - вулканическое стекло. По составу изменяется от риолита до дацита. Содержание воды до 1%, чаще 0,4-0,5%. Цвет черный, темно-серый, коричневый. Твердость 5. Плотность 2,5-2,6. Хорошо полируются. В основном используются в качестве вспучивающихся наполнителей легких бетонов, а также в качестве поделочного камня.

Пемзы /от.лат. pumex – пена/ - пористые легкие /не тонут в воде/ разновидности кислого вулканического стекла. Структуры крупно- и мелкопористая. текстуры волокнистая, ячеистая, пузыристая и пенистая. Цвет белого и голубоватого до желтого, бурого и черного в зависимости о содержания FeO и Fe 2O3 . твердость 5-6,5. Плотность 2,0-2,3. Химически инертны. Огнестойки. Температурный интервал размягчения 1300-1400оС. Наиболее широко используется в стройиндустрии в качестве наполнителя, а также в качестве абразива в дерево- и металлообрабатывающей промышленности / для шлифовки и полировки металла, мрамора, кости, литографического камня и др./ в химической промышленности/ для изготовления фильтров и сушильных препаратов, в качестве инертной основы для катализаторов/, в нефтяной промышленности / для очистки масел/ в производстве взрывчатых веществ / уменьшает чувствительность к дегонации/. Применяется в стекловарении и при получении глазурей. Переходными к средним породам являются гранодиорит и его эффузивный аналог дацит.

Гранодиорит – полнокристаллическая порода, состоящая на 65-90% из плагиоклаза / андезин, реже олигоклаз/, калиево-натриевого полевого шпата, кварца, роговой обманки, биотита, иногда пироксена. Акцессорные минералы: сфен, апатит, реже циркон и др. Рудные – магнетит, реже ильменит. От гранита отличается более основным составом плагиоклаза. Цвет зеленовато-серый. По составу и содержанию темноцветных минералов выделяют: биотит-роговообманковые и др. В то же время, по структурам и текстурам различают: порфировидные, равномерно-, крупно-, средне-, мелко-тонкозернистые, аплитовые, пегматоидные, миароловые, массивные, гнейсовидные, полосчатые и пятнистые гранодиориты. Плотность 2,654 модуль Юнга 5,8-7,6; коэффициент Пуассона 0,2-0,31. Широко распространенная кислая интрузивная порода. Используется в строительстве в качестве облицовочного камня.

Дацит /от.лат. dacia – Дакия, римская провинция на территории современной Румынии/ - кислая эффузивная порода. Вкрапленники представлены плагиоклазом / андезином/ , реже калишпатом, иногда кварцем и темноцветными минералами амфиболом, пироксенами и биотитом. Рудный-магнетит. Акцессорные минералы: апатит, реже циркон, титанит, гранат, кордиерит. Основная масса-стекловатая. Плотность 2,65; прочность на сжатие 100-150; модуль Юнга 3,4-7,6; коэффициент Пуассона 0,27-0,8. Нашел применение в качестве строительного камня.
СРЕДНИЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

Основными представителями этой группы пород являются диориты и их эффузивные аналоги андезиты.

Диориты /от.греч.diorizo – разграничиваю / - полнокристаллическая интрузивная порода среднего состава. Минеральный состав: плагиоклаз / андезин, реже лабрадор/, темноцветные минералы – роговая обманка, пироксены, иногда биотит; реже кварц. рудные минералы – магнетит и ильменит. Акцессорные минералы: апатит, сфен, циркон и др. выделяют разновидности по минеральному составу – двупироксеновые, гиперстеновые, роговообманковые, кварцсодержащие / более5%/ ; по структуре – от крупно - до тонкозернистых, равномерно-, неравномернозернистые, порфировидные. Текстура массивная. Цвет зеленовато-серый. Плотность 2,72-2,92; модуль Юнга 7,4; коэффициент Пуассона 0,3; высокая прочность на сжатие150-280. Нередко используется в качестве облицовочного камня.

Андезиты / от названия горной цепи Анды в Южной Америке/ - порфировые эффузивные породы среднего состава. Вкрапленники представлены плагиоклазом / лабрадором, реже андезином/, моноклинным/ авгитом/ и ромбическим / гиперстеном/ пироксенами, базальтической роговой обманкой, иногда биотитом. Основная масса сложена микролитами/ тонкие, игольчатые пластинки/ плагиоклаза и подчиненного количества пироксенов, магнетита или ильменита, цементируемых вулканическим стеклом. При субпараллельной ориентировке микролитов структура пилотакситовая. Цвет от серого через зеленоватый, буроватый до черного. Плотнсоть 2,28-2,68; пористость 0,8-9,6 иногда до 14; сопротивление сжатию 80-237; коэффициент размягчения 0,8-1,0. Применяется, в первую очередь, в качестве щебня для бетона, в дорожном строительстве/ щебень, брусчатка, мостовая шашка/, реже как кислотоупорный материал и облицовочный камень.

Иногда выделяются и рассматриваются промежуточные к следующей группе пород разности габбродиориты и эффузивные их эквиваленты андезитобазальты.


ОСНОВНЫЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

Это группа пород, включая габбро, анортозиты и базальты, образована оливино-базальтовой магмой, являющейся единственным видом магмы, признаваемым практически всеми петрографами.



Габбро / по названию местности в Италии/ - равномернозернистая плутоническая порода, сложенная основным плагиоклазом / от лабрадора до битовнита/, моноклинного / иногда ромбического/ пироксена, оливина и /или/ роговой обманки. Второстепенными минералами, в том числе и рудными, являются титаномагнетит / ильменит/, биотит, нефелин, иногда кварц, ортоклаз и др. Акцессорные минералы: сфен, апатит, пирротин, хромит и др. Разновидности: оливиновое-троктолит / присутствует оливин без пироксена/, роговообманковое-норит / с преобладанием ромбического пироксена/ и др. Структура габбровая. Текстура массивная. Цвет темно-серы до черного с зеленоватым и буроватым оттенками. Образует лакколиты, лополиты, интрузивные залежи, дайки и штоки. Плотность невыветрелого 2,78-3,23; пористость 0,12-2,2; водопоглощение 0,02-0,7; сопротивление сжатию 80-360; истираемость 0,04-0,5. высокая прочность и декоративность способствовали широкому применению при производстве строительных материалов: облицовочного и штучного камня, щебня для бетона, балластировки железнодорожных путей и строительства автодорог. Кроме того, используется в качестве сырья для каменного литья и минеральной ваты.

Анортозит / от франц. anorthose – плагиоклаз/ - разновидность габбро, состоящая главным образом, из богатого кальцием известково-щелочного полевого шпата основного плагиоклаза / лабрадора, реже андезина или битовнита/ с небольшим содержанием/ не более 5-10% цветных, в том числе и рудных минералов / оливина, пироксена, титаномагнетита, апатита и др. /. Структура крупно- до гигантозернистых. текстура массивная. Цвет от белого до темно-серого, иногда почти черного с иризирующим синими бликами плагиоклазом. Плотность 2,71-3,05; пористость 0,2-0,5; водопоглощение 0,1-0,3; сопротивление сжатию 100-250. Иризирующие разности нашли широкое применение при облицовке зданий сооружений.

Базальты / по одной версии от греч. basonos пробный камень, по другой – от эфиоп.basal железосодержащий камень/ - излившиеся основные породы, эффузивные аналоги габбро. Сложены главным образом основным плагиоклазом, моноклинным пироксеном, оливином, вулканическим стеклом и акцессорными минералами – магнетитом, ильменитом, апатитом и др. Структура интерсертальная, афировая, реже гиалопилитовая. текстура массивная, реже пористая, миндалекаменная. Цвет темный до черного. Крупнозернистая разность – д о л е р и т, мелкозернистая – а н а м е з и т, базальтовое стекло – т а х и л и т. Палеотипные аналоги – диабазы. Плотность 2,52-2,97; коэффициент пористости 0,6-19; водопоглощение 0,15-10,2; сопротивление сжатию 60-400; истираемость 1-20; температура плавления 1100-1250, иногда 1450; удельная теплоемкость 0,84; модуль Юнга / 6,2-11,3/ * 104 ; модуль сдвига / 2,75-3,46/*104 ; коэффициент Пуассона 0,2-0,25.

Высокая прочность и относительность низкая температура плавления способствовали широкому применению базальтов в качестве строительного камня и сырья для каменного литья и минеральной ваты. В значительных объемах они используются для получения щебня, дорожного/ бортового и брусчатки/ и облицовочного камней, кислотоупорного и щелочестойкого материала. Камнелитейные материалы из базальтов обладают большой химической стойкостью, твердостью и сопротивлением к истиранию, высокой диэлектричностью и используются в качестве плит для полов и облицовки, футеровки трубопроводов, циклонов, а кроме того, в виде различных изоляторов.

УЛЬТРАОСНОВНЫЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ


Нередко представителей этой группы пород называют еще ультрабазитами, гипербазитами и ультрамафитами. Они составляют всего лишь около 0,4% всех изверженных /магматических/ горных пород, чаще всего залегая в форме мощных силлов, лополитов, пластинообразных тел, а также в нижних частях так называемых «расслоенных» массивов.

Нередко тела ультраосновных пород группируются в цепочки, вытянутые на многие сотни километров вдоль геосинклиналей. Наиболее широко они представлены в составе океанической коры. Ими сложены каменные метеориты и сама мантия Земли. Среди ультраосновных пород выделяются дуниты, перицотиты, пироксениты, горблендиты, пикриты и др.



Дуниты / по названию горы Дун в Новой Зеландии/ - плутоническая у.осн. порода, сложенная почти нацело из высокомагнезиального оливина, и небольшой примеси / акцессорных минералов/ хромита или титаномагнетита. Структура панидиоморфнозернистая. Текстура массивная. Цвет светло-зеленый, у измененных разностей темно-зеленый до черного. Плотность 3,28; коэффициент теплопроводности 8,7*10-3 4 модуль Юнга 0,89-1,95; модуль сдвига /0,476-0,706/*105; коэффициент Пуассона 0,16-0,40. С дунитами связаны крупнейшие месторождения хромовых руд и платиноидов. Кроме того, дуниты используются в производстве огнеупорных материалов, а в форме дунитового песка они нашли применение в литейном производстве.

Перидотиты – общее название глубинных пироксен – оливиновых ультраосновных пород. По минеральному составу они подразделяются на гарцбургти/ оливин+ромбический пироксен/, верлит / оливин+ моноклинный пироксен/, лерцолит / оливин+ромбический пироксен+ моноглинный пироксен/ и др. Структура, текстура и цвет в целом аналогичны дунитам. С этими породами генетически связаны месторождения хромовых руд, асбеста, силикатного никеля, талька, огнеупоров, иногда сульфидных медно-никелевых руд.

Пироксениты- группа глубинных ультрамафитов существенно пироксенового состава. Наряду с пироксенами в этих породах в незначительных количествах присутствуют гранаты, ильменит, слюда, плагиоклаз, а также акцессорные минералы – хромшпинелиды и магнетит. Структура панидиоморфнозернистая, реже порировидная и пойкилитовая. Цвет желтый, зеленый, серый, черный. С этой группой также связаны меторождения руд платиновых металлов хромитовых и титаномагнетитовых, медко-никелевых и никелевых руд и месторождения асбеста.

Горнблендиты /от нем. herbliende – роговая обманка/- полнокристаллическая ультраосновная порода, состоящая главным образом из амфибола/ роговой обманки/. Эти породы довольно редки и чаще всего встречаются в ассоциации с пироксенами.

Пикриты / от греч.pykros – горький/ - ультраосновная эффузивная порода или гипабиссальная / близповерхностная горная порода. Вкрапленники породообразующих минералов представлены оливином, клинопироксеном, а также роговой обманкой, биотитом, флогопитом. Промежутки между ними выполнены вулканическим стеклом. Текстура массивная, реже флюидальная, миндалекаменная. Цвет темнозеленый до черного со светло-зелеными или бурыми вкрапленниками оливина. Обычно пикриты слагают потоки лав / массивных, шаровых, подушечных /, горизонты и толщи вулканических брекчий, туфов, а в гипабиссальной фации – дайки и силлы.
ЩЕЛОЧНЫЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

К этой группе пород отнесены магматические / вулканические, гипабиссальные, плутонические / горные породы, сложенные фельдшпатоидами и /или/ щелочные темноцветными силикатами- щелочными пироксенами и / или щелочными амфиболами. По содержанию щелочные горные породы как и все породы классифицируются на ультраосновные, основные, средние и кислые, в свою очередь, подразделяемые более подробно на 19 семейств. По соотношению Na2O / K2O различают серии: натриевую / > 4/, калиево-натриевую /1-4/, калиевую /<1/. Структура мелкозернистая до пегматоидной. текстура массивная, порфировидная, полосчатая и др. Цвет светло-серый до темно-серого, иногда зеленовато-или розовато-серый.



Ниже рассмотрим основных представителей этой группы пород: сиениты, трахиты, нефелиновые сиениты, фонолиты, уртиты, миаскиты, фойяиты, карбонатиты.

Сиениты / от греч. syene – Сиена, название древнеегипетского г. Сунн, ныне Асуан/ - полнокристаллические щелочные интрузивные породы, подразделяемые на нормальные, субщелочные и щелочные. Субщелочные и щелочные разности сложены щелочными полевыми шпатами, амфиболами / роговой обманкой / и пироксенами, биотитом. Структура равномернозернистая от мелко- до крупнозернистой, порфировидная. текстура массивная, реже флюидальная. Цвет от розового до серого. Плотность 2,6-2,75; предел прочности на сжатие 150-300. С сиенитами связаны скарновые месторождения вольфрама, полиметаллов, серебра и золота, редких металлов. Эти поды используются в строительстве как бутовый и облицовочный камень.

Трахиты / от греч. trachys – шероховатый/ - эффузивные средние породы субщелочного ряда, содержащие в виде вкрапленников щелочные полевые шпаты/ анортоклаз, саницин/, плагиоклаз/ олигоклаз-андезин/, клинопироксен, амфибол, биотит. Основная масса представлена вулканическим стеклом, насыщенным микролитами/ удлиненными и изогнутыми призмочками/ полевого шпата, обтекающими вкрапленники. Второстепенные и акцессорные минералы: ромбический пироксен, оливин, магнетит, апатит, титанит и др. Структура трахитовая реже гиалопилитовая, сферолитовая. Текстура порфировая, афировая, массивная. Цвет белый, светло-серый, желтоватый, розоватый. Являются продуктами извержения вулканов, слагают потоки, покровы, купола, жерла, некки. По физическим свойствам близки сиенитам. Применяются в строительстве, в том числе, красиво окрашенные разности в качестве облицовочного камня.

Нефелиновые сиениты – полнокристаллическая интрузивная щелочная порода, состоящая из щелочного полевого шпата / 65-70%/, нефелина, реже других фельдшпатитов / около 20% / и небольшого количества / 10-15%/ темноцветных минералов – биотита, щелочного пироксена пироксена и амфибола. Иногда содержит плагиоклаз. В качестве акцессорных минералов обычно присутствуют цирконосиликаты / циркон, эвдиалит и др. /, титатосликаты / сфен и др./, а также минералы, содержащие F, P2O5, CO2 / канкринит, апатит, флюорит и др./ и редкие земли / ринколит, лопарит и др./. Структура средне-, крупнозернистая. текстура массивная, реже трахитоидная, сланцевая. Цвет светло-серый с розоватым, зеленоватым оттенками. Физико-механические свойства аналогичны сиениту. С этими породами, а они составляют 1% от всех изверженных пород, генетически связаны месторождения апатита / Кольский п-ов/, графита / Саяны/, вермикулита / Урал/, криолита /Гренландия/ и руды ряда редких элементов – циркония, тантала, ниобия, урана, тория и др.

Фонолиты /от греч phone – звук и lithos – камень, т.е. звенящий камень, так как тонкие плитки этой горной породы при ударе издают звон / - эффузивный аналог нефелиновых сиенитов. При этом вкрапленники представлены главным образом щелочными полевыми шпатами – санидином или анортоклазом, нефелином, лейцитом или анальцимом. Они подразделяются на фонолиты среднего и основного составов.

В природе наиболее распространены средние лейкократовые фонолиты, сложенные в основном щелочными алюмосиликатами / до 85-90%/. Структура порфировая, реже афировая. Текстура массивная. Цвет серый, голубовато-серый, зеленовато-серый, бурый. Отмечается пластичная отдельность. Являясь малораспространенными изверженными породами / до 0,2% от общего объема эффузивных образований / они, тем не менее, довольно широко распространены на всех континентах, а также на островах Атлантического, Индийского и Тихого океанов. Обычно образуют лавовые потоки, а также лакколиты, штоки и др. Формы субвулканические тела. Чаще всего используются как местный строительный материал.



Уртиты / от местного назв. Ловозерского массива – Луявр-Урт на Кольском полуострове, где они были впервые обнаружены / - полнокристаллическая лейкократовая интрузивная горная порода, являющаяся разновидность нефелинового сиенита. Главные породообразующие минералы-нефелин / 70-90%/, клинопироксен /10-20%/, второстепенные – титаномагнетит, апатит, сфен и др. По составу пироксенов выделяются: диопсидовый, эгирин-диопсидовый и фассаитовый, по примеси второстепенного минерала: эвдиалитовый и полевошпатовый уртиты. Структура крупно-, среднезернистая, иногда пегматоидная. Текстура массивная, реже такситовая. Цвет светло-серый. Нередко образуют самостоятельные интрузивы площадью 0,1-2км2 . С этими породами генетически связаны месторождения апатита и титано-ниобиевых руд. Используются как руда для получения глинозема – алюминиевого сырья, а также – соды, цемента и др.

Миаскиты / от названия р. Миасс в Ильменских горах на Урала/ - полнокристаллическая интрузивная пода, сланцеватые биотитовые разновидности нефелиного сиенита. Они сложены калиево-натриевым полевым шпатом /30-40%/, плагиоклазом/ около 30%/, нефелином /20%/, бурым лепидомеланом – разновидностью биотита / 5-10%/. Второстепенные минералы – амфибол, пироксен, иногда кальцит; акцессорные – апатит, ильменит, циркон, ортит, сфен, титаномагнетит, иногда пирохлор, корунд, гранат и др. Структура паналлотриоморфная. Текстура гнейсовидная, часто полосчатая и неоднородная, реже массивная. Цвет светло-серый до темно-серого, иногда розоватый. Образуются при кристаллизации недосыщенной кремноземом вероятно мантийной магмы. Физико-механические свойства подобны нефелиновым сиенитам Массивы миаскитов известны на Урале и в Восточной Туве, а также других регионах.

Фойяитоы / от названия вершины Фоя в Южной Португалии / -интрузивные щелочные породы семейства фельдшпатоидных сиенитов, слагаемые нефелином /20-30%/, щелочным полевым шпатом /40-60%/, клинопироксеном /5-20%/, амфиболом /10-18%/, реже оливином /до 2-3%/. Акцессорные минералы – щелочные цирконосиликаты, титаносиликаты, силикофосфаты, редкоземельные силикаты, циркон и др. Структура среднезернистая до пегматоидной, реже гипидиоморфнозернистая. текстура массивная, такситовая, трахитоидная. Цвет светло-серый, реже зеленовато-, розовато-серый. Выделяются разновидности по темноцветному минералу: эгириновый, гастингситовый и др., а также по второстепенному минералу: эвдиалитовый, мурманитовый и др. Чаще всего эти породы образуют мелкие / до 10км2/ тела, дайки, иногда крупные / до 1300 км2 / интрузивные тела трубообразной конической формы. Широко распространены на Кольском полуострове, Прибайкалье и др. районах России, а также за рубежом / в Гренландии /, Канаде и др. Являются сырьем для стекольной и цементной промышленности.

Карбонатиты – магматические карбонатные или чаще всего силикатно-карбонатные породы, сложенные преимущественно / более 50%/ карбонатами: кальцитом, доломитом, анкеритом и др., а также в меньшем количестве / и не всегда/ пироксеном, амфибилом, флогопитом, форстеритом, апатитом, магнетитом, титанитом, щелочным полевым шпатом, редкометальными минералами – пирохлором, бадделеитом, бастнезитом, цирконом и др. Нередко при значительном содержании какого-либо из них порода получает название: пироксеновый, амфиболовый, апатитовый и т.д. карбонатит. Повышенный интерес к этим щелочным породам объясняется частым их обогащением редкими и рассеянными элементами / ниобием, танталом, цирконием и др./, редкоземельными элементами, а также барием, стронцием, фосфором, железом, титаном и др. Обычно они образуют штоки, кольцевые и конические дайки, жилы, штокверки в составе сложных кольцевых интрузивных щелочно-ультраосновных комплексов. Помимо интрузивных известны эффузивные, пирокластические, а также гидотермально-метасоматические карбонатиты. Нередко с ними связаны месторождения высококачественных магнетитов / Ковдорское на Кольском полуострове/, апатитов / Пхалаборва, ЮАР/ и тантало-ниобиевых руд.

ДИАГНОСТИКА МАГМАТИЧЕСКИХ ГОРНЫХ ПОРОД

На лабораторных занятиях студенты должны научиться отличать интрузивные образования от эффузивных, определять окраску, плотность, структуры и текстуры горных пород, примерный состав и соотношение породообразующих минералов и, как итоговое – название магматической горной породы. Но для этого они должны основательно уяснить для себя главные диагностические признаки, присуще как интрузивным породам / плутонитам/:

1. Полнокристаллические структуры;

2. Кристаллы крупные, различимы простым глазом;

3. Отсутствие пространственной ориентировки, минералы расположены вперемежку без видимого порядка;

4. Пустоты отсутствуют, породы весьма плотные, массивные;

5. Окаменелости отсутствуют;

6. Формы выветривания мягкие, сглаженные; так и их эффузивным аналогам /вулканитам/:

1. Хорошо образованы лишь отдельные кристаллы / вкрапленники/;

2. Основная масса микрозернистая или аморфная / стекловатая/;

3. Многочисленные мелкие пустоты;

4. Текстура течения;

5. Часто наблюдается столбчатая отдельность.

Не следует, при этом, забывать, что окраска и плотность магматической горной породы всецело зависят от видового состава, соотношения и количества породообразующих минералов /см. табл./. Поэтому в направлении от кислых и ультраосновным магматическим образованиям, за редким исключением – обсидиан, окраска темнеет, а плотность увеличивается.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Аллисон А., Палмер Д., Геология. М., Мир, 1984. 565с.

2. Горная энциклопедия. М., Изд-во «Сов.энц.», 1984. т.1, 560с., 1986. т.2, 575с.; 1987.т.3, 593с., 1989г. т.4, 623с., 1991. т. 5, 541с.

3. Лебединский В.И., Криченко Л.П. Камень и человек. М., Наука, 1974. 216с.

4. Петрография. ч.2 /под ред. А.А. Маракушева/. М., Идз-во: МГУ, 1981. 328с.



5. Хэтч ф, Уэллс М. Петрология магматических пород. М., Мир, 1975. 509с.

6. Шуман В. Мир камня / в 2т./ . том1. Горные породы и минералы. М., Мир, 1986, 214с.

Достарыңызбен бөлісу:


©kzref.org 2017
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет