Магматические горные породы
Содержание:
Введение
- Фациальная классификация
- Классификации по химическому составу
2.1. Классификация по кремнезему
2.2. Классификация по соотношению глинозема, кальция и щелочных металлов
2.3. Классификация по содержанию щелочных окислов
2.4. Классификация по соотношению кремнезема и щелочных окислов
- Модальные и нормативные классификации
- Систематика и диагностика магматических пород
- Структуры и текстуры магматических пород
Заключение
Список используемой литературы
Приложения
Введение:
Актуальность исследования данной темы контрольной работы обусловлена тем, что твердое вещество верхних оболочек Земли состоит из естественных минеральных агрегатов - горных пород. Значительная их часть - это магматические породы, которые образовались в результате затвердевания изначально горячих силикатных расплавов (магм), зарождавшихся в недрах нашей планеты.
Горные породы, представляют собой естественные минеральные агрегаты, залегающие в земной коре в виде самостоятельных геологических тел.
Магматическими, или изверженными горными породами являются продукты застывания магмы — расплавленного вещества Земли. Породы магматического происхождения слагают более 60% объема земной коры.
Магматические горные
породы (интрузивные и эффузивные)
классифицируются в
Целью данной работы является
изучение состава, строения и принципов
классифицирования
Для раскрытия цели работы поставлены следующие задачи:
- рассмотреть фациальные классификации:
- раскрыть классификацию магматических горных пород:
- выявить модальные и нормативные классификации:
- проанализировать систематику и диагностику магматических пород:
- изучить структуры и текстуры магматических пород.
Структура работы. Курсовая работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованной литературы и приложения.
При написании курсовой
работы использовалась
- Фациальная классификация
Под фацией подразумеваются условия или обстановка формирования пород. Фациальные признаки, при прочих равных условиях, отражают глубину и скорость кристаллизации магмы. Отнесение пород к той или иной фации основано на структурно-текстурных признаках, позволяющих выделить три класса пород – глубинные (абиссальные), малоглубинные (гипабиссальные) и поверхностные (вулканические). Гипабиссальные и абиссальные магматические породы изначально назывались плутоническими.
Абиссальные породы формируются на больших глубинах, при высоких температурах и давлениях. Они характеризуются полной раскристаллизованностью и отсутствием стекла. Широко развиты твердые растворы – натрово-калиевые полевые шпаты. Плагиоклазы относятся к упорядоченным разностям и практически не имеют зонального строения, что указывает на кристаллизацию в равновесных условиях, которые достигались благодаря длительному времени существования магматических камер. Многие минералы имеют признаки совместного роста, образуя эвтектические агрегаты. Четко индивидуализируются акцессорные минералы, располагающиеся обычно внутри или около фемических. Породы этой фации слагают батолиты, плутоны, крупные массивы, лакколиты и лаполиты.
Гипабиссальные породы формируются
на глубинах до 2–5 км. Чаще всего это
дайки и силлы. Некоторая часть
даек на момент формирования эффузивных
потоков и покровов могла выполнять
функции подводящих каналов для
магмы. Однако большинство даек (аплиты,
гранит-порфиры)располагается
Излившиеся (эффузивные) породы образуются на континентах и их активных окраинах, а также в срединно-океанических хребтах. В первом случае они слагают долинные потоки или вулканические плато, во втором - линейные серии подводных излияний (пиллоу-лавы), проявляющихся в виде так называемых полосовых магнитных аномалий. В зависимости от состава материнской магмы в эффузивных породах кристаллизуются вкрапленники оливина, пироксена, плагиоклаза, роговой обманки, кварца, санидина, лейцита и других минералов. Обычным компонентом является вулканическое стекло (до 100 % в обсидианах), встречающееся не только в основной массе, но и внутри вкрапленников. Под микроскопом вокруг фенокристаллов роговой обманки и биотитаиногда видны опацитовые каймы – непрозрачные периферические оторочки, сложенные пылевидными зернами титаномагнетита или магнетита и ильменита. Явления опацитизации происходят только в эффузивных породах при вероятном участии атмосферного кислорода, поэтому описания опацитовых кайм в гипабиссальных, а тем более в абиссальных породах, являются заведомо ошибочными. Необходимо отметить, что для некоторых полнокристаллических пород (анортозиты, пироксениты, оливиниты и дуниты) эффузивные аналоги неизвестны.
Следует иметь в виду, что при изучении образцов в лабораторных условиях некоторые гипабиссальные породы невозможно отличить от излившихся. Сходные (конвергентные) признаки, например, наблюдаются у базальтов и долеритов, слагающих тела как поверхностной, так и гипабиссальной фаций.
Таким образом
- Классификации по химическому составу
Химические классификации
горных пород весьма разнообразны.
Большинство из них применяется
для решения специальных
Изверженные горные породы состоят в основном из силикатов и алюмосиликатов, поэтому в их составе преобладает кремний, а также присутствуют Al, Fe, Mg, Ca, Na, K, Ti, Mn, P. Эти компоненты, называемые породообразующими, или петрогенными, выражаются в окисной форме. Отклонение суммы окислов от 100 % является аналитической погрешностью измерения. В большинстве случаев допустимо отклонение ±1,5 %. Иногда при изучении измененных пород значения первичных анализов нормируются с приведением суммы к 100 %, либо исключается H2Oобщ и делается пересчет на "сухой остаток".
Особенно важны химические классификации для стекловатых и скрытокристаллических пород, изучение которых под микроскопом недостаточно эффективно. Однако воспользоваться ими в полной мере возможно только в том случае, если предварительно установлено, к какому именно типу относятся породы.
При построении классификаций химические анализы используются в двух вариантах. В первом берутся данные в весовых процентах: по ним выделяются группы по кремнезему; по соотношению глинозема и суммы окислов щелочных металлов и кальция, по соотношению кремнезем – сумма окислов щелочных металлов и т. д. Во втором варианте химические анализы пересчитываются на специальные параметры по соответствующим (петрохимическим) методикам А. Н. Заварицкого, П. Нигли, СPIW и др.
2.1. Классификация по кремнезему
По содержанию кремнезема в классах магматических пород выделяется шесть групп (табл. 3.1). На рекомендуемых к использованию диаграммах и схемах они обоснованы статистически. Тем не менее, если при разделении руководствоваться только этим признаком, то в одну группу могут попасть породы и с кварцем, и с оливином, и даже с фоидами - недосыщенными кремнеземом фельдшпатоидами (нефелином, содалитом, нозеаном, гаюином, канкринитом).
Границы между группами обозначаются зонами неопределенности, в которых располагаются переходные разности пород. Несмотря на то, что межгрупповые границы являются условными, их положение на диаграммах редко отличается от общепринятых, чему в немалой степени способствовала работа компетентных международных комиссий.
В упрощенных схемах первая группа обычно исключается, а пятая и шестая объединяются. Давно подмечено, что между содержанием кремнезема и количеством кварца в породах нет устойчивой зависимости. Например, при одинаковом содержании кремнезема одна порода может быть бескварцевой, а вторая содержать до 15 % кварца. И наоборот, две породы с одинаковым количеством кварца могут различаться по содержанию кремнезема на 10–15 %. С уменьшением кремнеземистости пород обычно повышаются основность плагиоклаза (в основных породах – лабрадор, в средних – андезин, в кислых – альбит) и содержание темноцветных минералов (цветовой индекс), тогда как содержание суммы щелочных элементов (K и Na) постепенно падает.
2.2. Классификация по соотношению глинозема, кальция и щелочных металлов
По данному признаку выделяются подгруппы:
а) известково-щелочные (нормальные)
(CaO+Na2O+K2O) > Al2O3 > (Na2O+K2O),
б) плюмазитовые (пересыщенные глиноземом)
(CaO+Na2O+K2O) < Al2O3,
в) агпаитовые (пересыщенные щелочами)
Al2O3 > (Na2O+K2O).
В некоторых исследованиях имеет значение характер распределения глинозема на минеральном уровне. В основных породах алюминий входит в состав плагиоклазов, поэтому его содержание находится в обратной зависимости от содержания темноцветных минералов. Для других породных групп это выражено не так отчетливо, поэтому вместо глинозема используется коэффициент глиноземистости al' = A2O3/(Fe2O3 + FeO + MgO). Для каждой породной группы устанавливаются подгруппы со своими значениями этого коэффициента. Для базальтов, например, выделяются следующие подгруппы: низкоглиноземистые (al' < 0,75), умеренно глиноземистые (al' = 0,75–1,0) и высокоглиноземистые (al' > 1,0) разности.
2.3. Классификация по содержанию щелочных окислов
По содержанию щелочных металлов изверженные породы относятся к трем рядам: нормальной щелочности, повышенной щелочности (умеренно щелочные) и щелочному. Положение границы между нормальными и умеренно щелочными породами в разных группах проводится по особенностям минерального состава. В умеренно щелочных породах основного и среднего состава обычно присутствуют калишпаты, а также пироксен и биотит, обогащенные титаном. В щелочных породах калишпаты преобладают над плагиоклазом. Минералогическим признаком принадлежности пород к последнему ряду является также наличие фоидов (фельдшпатоидов), щелочных амфиболов и пироксенов.
Критерием для отнесения пород к сериям в разных породных группах служит отношение Na2О/K2O (табл. 3.2), а к подсериям – содержание K2O.
2.4. Классификация по соотношению кремнезема и щелочных окислов
Совместное использование двух одномерных (по содержанию кремнезема и щелочей) классификаций для интрузивных и эффузивных пород позволяет выделить семейства габбро – базальта, гранита – риолита, сиенита – трахита и др. Основой их выделения служит диаграмма (Na2O + K2O) – SiO2 или TAS‑диаграмма (Total Alkali - Silica), считавшаяся в 80-х годах XX века отражением генеральной систематики магматических горных пород. Но позднее сфера ее применения была ограничена исключительно эффузивными породами [30]. С формальной точки зрения TAS>-диаграмма является двумерной классификацией, основанной на количественных признаках с заранее обозначенными градациями и для SiO2, и для (Na2O + K2O) . Число классов в такой классификации определяется произведением числа градаций в значениях обоих признаков. Однако в опубликованных вариантах этой диаграммы, исходя из эмпирических данных и содержательных соображений, первоначальное положение и форма отдельных границ формальных классов избирательно деформируется – одни остаются вертикальными, другие становятся наклонными, а третьи превращаются в криволинейные. В некоторых случаях добавляются дополнительные подразделения. Понятно, что доработанная таким способом классификация становится "рациональной", на нее затем накладывается терминологическая сетка корневых наименований, созданная преимущественно на количественно-минеральной основе.
- Классификации и диагностика магматических по
род
Количественные соотношения
минералов, определяемые в образцах
визуально и в шлифах – полуинструментально
или с помощью специальных
счетчиков (интеграционные столики, пуш-интеграторы,
оптико-компьютерные системы), считаются
надежной основой для петрографических
классификаций кристаллических
пород. Основанные на этих параметрах
классификации, которые принято
именовать модальными, имеют весьма
широкое распространение, поскольку
они являются "рациональными"
в том смысле, что созданы для
определенных типов пород. Каждой такой
классификации присущи
В основу модальных классификаций может быть положено ограниченное число признаков. Напомним, что одномерные классификации бывают бинарными или унарными. В первых признаки имеют значения 1 или 0 (наличие или отсутствие): например, кварцевые и бескварцевые, полевошпатовые и бесполевошпатовые, оливиновые и безоливиновые породы. В унарных классификациях признаки являются порядковыми, имеющими несколько градаций: например, породы маложелезистые – нормальные – высокожелезистые. Двумерные классификации (например, по содержаниям оливина и пироксена) легко превращаются в псевдоодномерные классификации с барицентрической шкалой. В трехмерных классификациях (треугольники) группы пород занимают поля, в четырехмерных (тетраэдры) – объемы. Пятимерные классификации – это сдвоенные тетраэдры с минералами-антагонистами в противоположных (полярных) вершинах. При использовании классификаций с большим числом признаков возникают проблемы визуализации.
В нормативных классификациях вместо реальных объемных содержаний минералов используются "нормы" - содержания условных минералов, полученные при пересчете химических анализов горных пород по определенным алгоритмам. Этот тип классификаций широко применяется при специальных физико-химических исследованиях и нами не рассматривается.
- Систематика и диагностика магматических пород
Терминологическая комиссия Петрографического комитета рассматривает систематику (таксономию) как науку об упорядочении и взаимосвязанной группировке подразделений разного уровня: от типов до разновидностей [30]. Под классификацией пород понимается "…результат распределения их множества по системе таксонов на основании установленных систематикой признаков…" [51, с. 16] (табл. 3.3).
Выделение типов основано на определении генезиса горных пород – магматические, осадочные, метаморфические, метасоматические и др. В каждом типе выбираются индивидуальные принципы построения более детальных классификаций.
На следующем шаге по содержанию
кремнезема производится деление на
отряды – кислые, средние, основные
и ультраосновные породы. Представители
каждого отряда по общей щелочности
(Na2О + K2О) разделены на подотряды
– низкощелочных, нормально щелочных,
умеренно щелочных и щелочных пород.
При необходимости в двух последних
подотрядах могут быть выделены плюмазитовые
(пересыщенные глиноземом) и агпаитовые
(пересыщенные щелочными металлами)
разности пород. На следующем шаге должны
выделяться семейства "…по положению
в системе координат (Na2O + K2O) / SiO2,
отраженному в количественно-
Непривычным является и сугубо формальный подход к наименованию семейств и видов магматических пород, основанный на множественном и единственном числе соответственно. Первый опыт систематического и целенаправленного выделения семейств магматических пород показал, что их число уже превысило полусотню [69]. И это, судя по всему, не предел, так как существует возможность возведения и других пород в ранг семейства, поскольку принципы квантования поля TAS-диаграммы для абиссальных пород еще окончательно не определены.
Поэтому, не применяя нейтрального,
но более многозначного термина
"ассоциация", в качестве следующей
таксономической категории нами
принята группа в понимании А.
Н. Заварицкого [26]. Выделение групп
основано на использовании двух признаков
– условиях формирования пород (фация)
и содержании кремнекислоты (химический
состав). Данный подход, предусматривающий
обязательный учет наборов типоморфных
(главнейших породообразующих) минералов
для каждой группы, дает определенные
преимущества при кратком изложении
материала по магматитам. При таком
подходе правомерным
В группах выделены виды, являющиеся главным звеном в классификационных построениях. Это наиболее типичные, традиционно выделяемые и распространенные горные породы – габбро, сиенит, гранодиорит и др., которые принято называть корневыми. В диагностике вида главную роль играет количественный минеральный состав. Дальнейшая детализация названий и обозначение разновидностей (например, миндалекаменный базальт, флогопитсодержащий пироксенит) является прерогативой исследователя.
В зависимости от цели и
полноты изученности
Минералы, участвующие в строении горной породы, являются основополагающим для ее названия и определения классификационной принадлежности. Изверженные породы обычно состоят из 1– 6 минералов, которые являются главными. Остальные минералы присутствуют в малых количествах (дополнительные) или в виде единичных зерен (акцессорные).
К числу главных минералов относятся кварц, плагиоклазы, калиево-натровый полевой шпат (калишпат), нефелин, оливины, пироксены, амфиболы и др. По внешнему виду и составу они делятся на салические (алюмосиликаты K, Na, Ca) и фемические (силикаты и алюмосиликаты Mg, Fe, Mn). Если в породе определенной группы преобладают салические минералы, она считается лейкократовой ("лейко" – светлый, "кратос" – господствовать), если фемические – меланократовой ("мелано" – темный). Нормальными или мезократовыми ("мезо" – средний) называются породы с установленными Петрографическим кодексом содержаниями темноцветных минералов для каждой группы. Эти породы занимают центральные части полей, выделяемых на классификационных (диагностических) диаграммах.
Породообразующие минералы, содержащиеся в подчиненном количестве, называются дополнительными. Они находятся в тесном парагенезисе с главными минералами и в некоторых случаях могут учитываться при выделении видов. Например, для ультраосновных пород такими минералами являются плагиоклаз, роговая обманка, флогопит. Если, например, в пироксеновой породе содержание плагиоклаза достигает 10 %, то ее можно отнести к отдельному виду – плагиоклазовому пироксениту.
Акцессорные минералы (титанит, циркон, магнетит, апатити др.) встречаются в породе в виде единичных зерен. Однако иногда их содержание поднимается до 5–6 %, что позволяет выделять соответствующие разновидности (например, цирконсодержащий сиенит). В некоторых породах появляются примесные минералы (гранат, кордиерит). Их присутствие обычно отражается в названиях, поскольку они могут нести информацию о необычных составах магм или уникальных условиях формирования пород.
По генетическому признаку среди породообразующих минералов выделяются первично-магматические (устойчивые в условиях кристаллизации), ксеногенные (захваченные магмой из боковых пород), реликтовые (сохранившиеся от замещения) и реакционные (образующиеся по ранним минералам). Корродированные первичные и ксеногенные минералы обычно представлены кварцем (в риолитах), оливином и пироксеном (в габбро). В качестве реакционных минералов выступает ромбический пироксен, развивающийся по оливину, и роговая обманка, образующаяся за счет авгита. Присутствие ксеногенных минералов указывает на близость контакта с вмещающими породами, быстрое внедрение магмы и, как следствие, падение температуры.
Постмагматические минералы образуются под влиянием остаточных растворов по ранее выделившимся минералам: серпентин и магнетит – по оливину, хлорит – по биотиту и пироксену, канкринит – по нефелину. Экзогенные минералы появляются на стадии необратимой деградации пород, попавших в обстановку выветривания, в которой разрушение пород происходит при атмосферном давлении и обилии воды. Новые минералы появляются вследствие гидролиза алюмосиликатов. Изменения происходят по всему объему минеральных зерен. Визуально это выражается в помутнении кристаллов и потере блеска. Выветривание имеет повсеместный характер, но его специфика и интенсивность определяются климатом. Наиболее интенсивное разрушение, сопровождающееся образованием кор выветривания (глубиной до нескольких десятков метров), происходит в зонах тропического климата. Мощное влияние на породы оказывает и морозное выветривание в климатических зонах с сезонным протаиванием, где первичные минералы также замещаются глинистыми минералами и гидрослюдами.
- Структуры и текстуры магматических пород
Структуры и текстуры пород имеют важное петрогенетическое значение, позволяя судить об условиях кристаллизации магмы. Они отражают порядок выделения минералов и способы их соединения в характерные "узоры", по которым породы легко различаются даже макроскопически. Однако некоторые исследователи не делают различия между структурами и текстурами, а в англо-американской литературе эти термины имеют противоположное толкование.
Структура (лат. structura – строение, расположение, порядок) – особенности строения горной породы, обусловленные размером, формой, составом и взаимным соотношением компонентов (кристаллов и стекла). Некоторая часть структур магматитов может быть определена макроскопически, однако большинство из них описывается с помощью микроскопа. Поэтому часто они называются микроструктурами и имеют собственные названия.
По абсолютным размерам зерен (мм) выделяются гиганто- (> 10), крупно- (5–10), средне- (2–5), мелко- (0,5–2) и тонкокристаллическая (0,1–0,5), а также скрытокристаллическая (десятые и сотые доли мм) и стекловатая (кристаллы под микроскопом неразличимы) структуры. По совершенству граней у зерен различают: панидиоморфнозернистую (большинство зерен минералов имеет частично или полностью кристаллографические очертания), гипидиоморфнозернистую (различная степень идиоморфизма зерен) и аллотиоморфнозернистую (зерна не имеют свойственных им очертаний) структуры.
По относительным размерам зерен различаются равномернозернистая (отражение стабильных условий кристаллизации) и неравномернозернистая (ступенчатая, многоактная кристаллизация) структуры, а среди последних – порфировая (кристаллы в стекле) и порфировидная (кристаллы в мелкозернистой среде, называемой основной массой). По степени раскристаллизованности выделены полно-, полу- и скрытокристаллические, а также стекловатые структуры. Следует иметь в виду, что стекловатая и порфировая структуры свидетельствует лишь только о быстром охлаждении расплава при соприкосновении с воздухом, водой и горными породами. Поэтому они не являются характерным признаком только эффузивных пород, как это было принято считать раньше: в настоящее время известно множество примеров гипабиссальных стеклосодержащих пород.
Для основной массы в неравномернозернистых
породах приняты следующие
Текстура (лат. textura – ткань,
сплетение, сложение) определяется особенностями
строения горной породы, обусловленными
определенным пространственным расположением
составных компонентов (кристаллов,
зерен, стекла). Применительно к магматическим
породам текстуры отражают динамику
перемещения магмы, а также интенсивность
ее физического и химического
воздействия на вмещающие породы.
Различают сингенетические (

- Магматические процессы и рельефообразование
- Магнетизм
- Магний и его сплавы
- Магнийорганический синтез
- Магнитермическое востановление титана
- Магнитная восприимчивость, плотность, электропроводность
- Магнитная восприимчивость почв
- Магический квадрат
- Магия в Древнем Египте
- Магия в Древнем Египте
- Магічні квадрати
- Магічні квадрати парного порядку
- Магматизм
- Магматизм и формирование пород