Автор работы: Пользователь скрыл имя, 22 Декабря 2013 в 21:34, курс лекций
Петрография изучает горные породы, которые являются природными ассоциациями минералов, слагающих земную кору и мантию Земли и планет ее группы. Горные породы слагают конкретные геологические тела и разнообразные сообщества пород (геологические формации), связанные сходством генезиса, палеогеографических и тектонических условий, а также образованием в них полезных ископаемых. Петрография носит в какой-то степени описательный характер, однако неотъемлемой ее частью является генетический аспект породообразования, дающий основные представления об эволюции магматического вещества в мантии и земной коре и механизме преобразования расплавов в горные породы. Петрография тесно связана с минералогией, кристаллографией, физической химией, различными разделами физики и с другими науками о Земле.
Среди лавовых потоков основного состава, формирующихся в подводных условиях, наряду с лавами массивного строения нередко встречаются и так называемые пиллоу-лавы, или шаровые (подушечные) лавы. Метаморфически измененные лавы называются спилитами. Для них характерны резкое преобладание Na над К и спилитовая структура. Они слагают самостоятельные тела или располагаются в верхней части лавовых потоков (над массивными лавами).
Визуально базальты трудно отличить от эффузивов среднего состава. При их макроскопическом определении приходится руковод-ствоваться общим цветом и вещественным составом вкрапленников, а также химическим составом.
Базальты широко распространены в земной коре. Они образуют огромные по площади покровы. Базальтовая лава, обладая большой подвижностью, формирует излияния трещинного типа. Базальты входят в состав различных структурных элементов земной коры и связаны с различными типами тектонических движений.
В складчатых областях базальтовая магма обычно изливается в начальные этапы формирования геосинклиналей вдоль глубинных разломов. Излияния носят подводный характер, образуются спилиты, ассоциирующие в разрезе с кремнистыми отложениями. При процессах складкообразования основные вулканиты претерпевают зеленокаменное перерождение и образуются метадолериты (устаревшее – диабазы). Измененные базальты широко распространены во всех складчатых областях.
На платформах излияния базальтов приурочены к крупным разрывным нарушениям и тесно связаны с плутоническими породами – интрузиями габброидов. Эта естественная ассоциация базальтов и интрузивных пород основного состава называется трапповой формацией. Траппы широко развиты на древних платформах – в Сибири, Индии (плато Декан), Южной Африке, Южной Бразилии и в других местах. Примером размаха траппового вулканизма могут служить сибирские траппы, площадь которых составляет 1,5 млн км2 при общей мощности залежей до 3 км. В Беларуси породы, относимые к трапповой формации, известны в Подлясско-Брестской впадине (поздний протерозой, мощность покровов до 250 м).
Для всех базальтовых излияний характерно небольшое количество пирокластических продуктов (туфов и вулканических брекчий).
1. С базальтами связано оптическо
2. Самородная медь, сульфиды меди и никеля в ассоциации с платиной. Месторождения оз. Верхнего (Северная Америка) – самородная медь; траппы Сибири – сульфиды меди и никеля, связанные с некковой фацией; медно-никелевые месторождения Норильского района и др.
3. Месторождения сапфира и рубина (в Австралии, штат Новый Южный Уэльс).
4. С геосинклинальными
5. При метаморфизме углей под
воздействием горячей базальтов
6. Строительный материал и сырье для плавления в петрургии15 (кислотоупорный материал).
1. Какова роль пород основного состава в природе? 2. Какие Вы знаете плутонические и вулканические породы основного состава нормальной щелочности? 3. Каковы геологические условия залегания габброидов? 4. Каковы геологические условия залегания базальтоидов? 5. Какие полезные ископаемые связаны с основными породами нормальной щелочности?
Субщелочные и щелочные породы основного состава. Группы: щелочных габброидов – базальтоидов, щелочных сиенитов – щелочных трахитов, фельдшпатоидных сиенитов – фонолитов. Минеральный и химический состав, текстуры и структуры, морфология тел, распространение, геологические условия залегания.
С переходом к группе пород повышенной щелочности в них возрастает роль оливина, снижается основность плагиоклаза, возрастает титанистость клинопироксена, исчезают пироксены богатые кальцием. В эффузивных аналогах – базальтах повышенной щелочности (или оливиновых базальтах) – присутствует нормативный нефелин. Модальный (реальный) нефелин в них всегда отсутствует. Для основных пород повышенной щелочности характерно относительно низкое содержание SiO2 (45–49 мас. %), повышенное количество щелочей (4 мас. % и выше), высокие содержания титана (до 2 мас. %) и фосфора; кальция не более 8 мас. %. Субщелочные основные породы входят в комплекс с такими породами, как монцониты и сиениты (плутонические) и трахиты (вулканические).
Увеличение общей щелочности сопровождается увеличением роли калия (появляется ортоклаз). В состав этой группы входят монцогаббро (ортоклазовое габбро), эссекситы (плутонические) и трахибазальты: мелатрахибазальт, трахибазальт, гавайит, муджиерит, абсарокит (вулканические).
Монцогаббро – субщелочные породы по составу промежуточные между габбро и монцонитом. Главные минералы – основной плагиоклаз, оливин, титан-авгит, гиперстен, богатая титаном роговая обманка, ортоклаз, второстепенные минералы – обыкновенная роговая обманка, железистый биотит, акцессорные – апатит, сфен, титаномагнентит, ильменит, сульфиды меди и железа. Структура пород монцонитовая (идиоморфизм плагиоклаза по отношению к ортоклазу). Текстура массивная однородная или полосчатая, иногда такситовая.
Эссекситы (по месторождению Эссекс в шт. Массачусетс, США) – крупно- и среднезернистые, иногда порфировидные породы серого цвета, нередко пятнистые бело-черные. Главные минералы: основной или средний плагиоклаз, калиевый полевой шпат, титан-авгит, фельдшпатоиды. Иногда присутствуют оливин, биотит. Плагиоклазы значительно преобладают над калиевым полевым шпатом и фельдшпатоидами. По классификации плутонических пород эссексит относится к фельдшпатоидным монцогаббро. Структура гипидиоморфнозернистая с отчетливым идиоморфизмом фемических минералов и плагиоклаза по отношению к калиевому полевому шпату и фельдшпатоидам.
Характерной особенностью субщелочных базальтов является постоянное присутствие в породах оливина, который встречается не только во вкрапленниках, но и в основной массе. Состав плагиоклаза – от лабрадора до битовнита. Присутствуют клинопироксен (титан-авгит, часто со структурой песочных часов), титаномагнетит, ильменит. Структура пород большей частью порфировая. Основная масса имеет пилотакситовую и гиалопилитовую структуры.
Базальты повышенной щелочности распространены на континентах, особенно в трапповых формациях, в рифтовых зонах и на океанических островах. Субщелочные оливиновые базальты извергаются из вулканов центрального типа, объем их значительно меньше, чем объем толеитовых базальтов. Среди вулканических пород основного состава повышенной щелочности выделяются также малораспространенные породы натриевого и калиевого ряда. К первым относятся гавайиты и муджиериты, отличающиеся от базальтов главным образом более кислым составом плагиоклаза – андезином в гавайитах и олигоклазом в муджиеритах (местность Муджиер на шотландском острове Скай). В породах калиевого ряда выделяют трахибазальты и шошониты. Абсарокит – ортоклазовый базальт. Встречается в форме потоков в хр. Абсарока (шт. Вайоминг), классифицируется как трахибазальт.
Трахибазальты по внешнему виду напоминают базальты. Они состоят из плагиоклаза основного состава, пироксенов, оливина, магнетита и титаномагнетита, иногда базальтической или щелочной роговой обманки; в подчиненных количествах встречается калиевый полевой шпат, иногда лейцит. Структура пород порфировая, основная масса гиалопилитовая, пилотакситовая, реже интерсертальная и витрофировая.
Щелочные основные породы очень редки. По содержанию SiO2 они соответствуют основным породам (от 40 до 50 мас. %). Щелочей (Na2O+K2O 7–11 мас. %) и глинозема (Al2O3 13–18 мас. %) в них значительно больше, чем в породах нормальной щелочности, железа (FeO+Fe2O3) 8–10, магния (MgO) 5–8, кальция (СаО) 9–10 мас. %. В составе щелочных основных пород присутствуют щелочные цветные минералы – щелочные пироксены и амфиболы (бесфельдшпатоидная группа) или также фельдшпатоиды – нефелин, лейцит (фельдшпатоидная группа).
К этой группе относятся сравнительно редкие породы. Темноцветные минералы в них составляют 40–50 %, это щелочные пироксены и амфиболы, а также титан-авгит. Светлые минералы представлены в значительной мере не только основным плагиоклазом, но и нефелином (лейцитом), калиевым полевым шпатом, иногда только одним нефелином, калиевым полевым шпатом или лейцитом. Среди щелочных основных пород выделяют три семейства: фоидолиты основные (тавит, полевошпатовые ийолит и уртит), габброиды щелочные (тералит, тешенит, шонкинит, малиньит) и сиениты фельдшпатоидные основные (сэрнаит, науяит, рисчоррит). Как мы видим, среди щелочных пород очень много разновидностей, получивших особые названия. Рассмотрим самые главные из них:
Шонкиниты – темные, буровато-серые среднезернистые породы. Они состоят из калиевого полевого шпата (около 50 %) и клинопироксена (авгита, титан-авгита) и примеси нефелина, оливина, биотита и др. структура гипидиоморфнозернистая или пойкилитовая (крупные кристаллы полевого шпата содержат вростки идиоморфных фемических минералов). Шонкиниты распространены на Урале, в Таласском Алатау, на Алдане.
Тералиты – темно-серые, почти черные меланократовые породы крупно- или среднезернистой структуры. Главные минералы в них основной плагиоклаз (лабрадор, около 35 %), титан-авгит (около 50 %) и нефелин (около 15 %), второстепенными могут быть оливин, калиевый полевой шпат, биотит. Структура гипидиоморфнозернистая. Тералиты связаны с монцонитами, нефелиновыми сиенитами, шонкинитами и эссекситами. Они известны на Кольском полуострове (Хибинский массив и др.), на Алдане, в Туве, в Португалии, в Норвегии.
Основные фоидолиты, щелочные габброиды и фельдшпатоидные основные сиениты находятся в составе сложных массивов щелочных пород различного состава, развитых в складчатых областях, на платформах и в океанических впадинах.
В пределах континентов щелочно-габброидные породы появляются в областях активизации более древних складчатых сооружений и приурочены к линейным зонам разломов. Щелочные габброиды редко образуют самостоятельные тела; чаще они ассоциируют с более основными (ультраосновными) и более щелочными или кислыми породами.
Эти породы встречаются очень редко.
Наиболее частыми из них являются
полевошпатово-фельдшпатоидные
Тефриты и базаниты встречаются в виде лавовых потоков и даек в ассоциации с субщелочными базальтами. На континентах фельдшпатоидные тефриты и базаниты приурочены к рифтовым зонам (Африка, Австралия). В океанах они известны на Островах Зеленого Мыса, Канарских островах в Атлантическом океане, на Гавайях, Таити в Тихом океане (это в основном нефелиновые разновидности базальтов). Обычно они образуются на последних стадиях вулканизма.
1. Охарактеризуйте субщелочные и щелочные породы основного состава, по какому принципу они разделяются? 2. Каковы геологические условия залегания и распространение субщелочных и щелочных пород основного состава?
Породы среднего состава. Группа плутонических и вулканических пород среднего состава нормальной щелочности (группа диорита – андезита). Минеральный и химический состав, текстуры и структуры, морфология тел, распространение, геологические условия залегания и полезные ископаемые, связанные с породами среднего состава нормальной щелочности.
Породы этой группы по особенностям химического и минерального состава относятся к среднему типу. Они насыщены кремнеземом, а некоторые несколько пересыщены им и содержат кварц. Колебания кремнезема 53–65 мас. %. Количество кальция, магния и железа несколько меньше, а щелочей больше, чем в основных породах. Содержание глинозема колеблется от 14 до 18 мас. %. Суммарное количество оксидов железа составляет 5–8 мас. %; магния 1–6; кальция 5–10; щелочей 3,5–10 мас. %. Средние породы формируются при высоком флюидном давлении PH2O и при извержениях лава быстро теряет летучие. По сравнению с базальтовым меняется характер вулканизма, усиливается эксплозивная16 деятельность.
По щелочности среди них выделяются три группы: породы нормальной щелочности, повышенной щелочности и щелочные. Породы нормальной щелочности – андезито-базальты и андезиты – распространены очень широко, они значительно превышают по объему соответствующие им плутонические породы – диориты и кварцевые диориты. Например, по данным Р. Дэли, для Северной Америки они составляют 24 % всех магматических пород. Породы повышенной щелочности – монцониты, сиениты, трахиандезиты и трахиты – встречаются во многих районах России и стран СНГ; нефелиновые сиениты и щелочные эффузивы среднего состава – щелочные трахиты и фонолиты очень редки.
В эту группу входят плутонические породы – габбро-диориты, диориты, кварцевые диориты и их вулканические аналоги – андезибазальты, андезиты и бониниты – марианиты. Химический состав пород средней группы приведен в табл. 9. Диориты и кварцевые диориты в сравнении с габбро содержат больше щелочей (Na2O и K2O). Они близки по всем петрогенным элементам своим эффузивным аналогам.