Автор: Пользователь скрыл имя, 17 Ноября 2010 в 12:37, реферат
Характеристике магматических пород. Строение магматических пород. Классификация магматических пород.
Магматизм и магматические горные породы
Магма - это вещество Земли в расплавленном жидком состоянии. Она образуется в Земной коре и верхней мантии в интервалах глубин 30-400 км.
По составу - это силикатный расплав + атомы растворенных металлов и растворенные газы.
Из магматического очага магма движется к поверхности Земли. При этом ее внутреннее давление и температура понижаются, начинается процесс кристаллизации и переход из жидкого в твердое состояние. Образуются магматические горные породы. Это общая схема магматического процесса. В свою очередь в нем выделяют два типа (или две ветви).
I. Интрузивный магматизм
- процесс внедрения магмы в
вышележащие толщи и ее
II. Эффузивный магматизм
или вулканизм - процесс проникновения
магмы в земную кору и выход
ее в жидком расплавленном
состоянии на поверхность
Химический состав
магматических пород принято
записывать в оксидной форме. Если общее
количество минерального вещества в
горной породе принять за 100%, то 99% в
них представлены силикатами, состав
которых определяют 12 оксидов - SiO2; TiO2;
Al2O3; Fe3O4; Fe2O3; MnO, CaO, MgO, Na2O; K2O; H2O; P2O5. Эти
оксиды называют петрогенными, и их
количество в составе магматических
горных пород достигает 99,5%. Количественное
соотношение между оксидами может
изменяться, а это в свою очередь
отражается на видовом составе
Разделение магмы на составные части по химическому составу или дифференциация магмы происходит различными путями.
I. Считается возможным
разделение магмы разного
II. Кристаллизационная
дифференциация - обусловлена различием
в температуре кристаллизации
породообразующих минералов.
III. Дифференциация
расплава по плотности
IV. При движении
магмы от магматического очага
к месту кристаллизации часто
происходит захват и
При снижении температуры и кристаллизации магмы от нее отделяются растворенные в расплаве минерализованные газы (флюиды) и растворы, которые определяют постмагматические процессы, среди которых кратко рассмотрим:
1. Пегматитовый - отделение
остаточного расплава и газов-
2. Пневматолитовый
процесс-воздействие
3. Гидротермальный
процесс - отделение минерализованных
газов и растворов от
Образующиеся при остывании магмы интрузивные тела разделяются по глубинам образования и по форме
Батолиты - глубинные, наиболее крупные тела (размеры достигают сотен км).
Шток - отличается от батолита меньшими размерами и часто образуется как ответвление от батолита или на некотором удалении от него.
Интрузивные тела меньших размеров разделяются по условиям залегания во вмещающих породах на согласные и секущие. Согласные тела формируются между пластами пород - это силлы, лакколиты и лополиты.
Если магма застывает в трещинах пересекающих напластование пород, то образуются секущие тела - это жилы и дайки. Для них характерна небольшая мощность (несколько м) и значительная длина (до нескольких км). Пример - Материнская дайка в Южной Африке.
Эффузивный магматизм тоже можно рассматривать как несколько последовательных процессов.
1. Излияние лавы
и сопутствующих продуктов и
образование вулканических
Характер отделения газов от магмы зависит от степени ее насыщенности ими. Как правило, отделение газов имеет взрывной характер. При этом увлекаются не застывшие частицы лавы, которые, застывая в воздухе, дают твердые продукты извержения - бомбы, лаппили и пепел. Твердые продукты извержения в зависимости от размеров могут вместе с газами уноситься на различные расстояния. Бомбы - крупные куски застывшей лавы перемещаются недалеко от кратера вулкана. А вот пеплы - мельчайшие частицы лавы, размером до 1 мм, могут образовать пепловые тучи (наподобие пылевых) и уноситься газами на несколько км. Смешиваясь с парами воды, они оседают вместе с ливнями и иногда это приводит к катастрофическим последствиям.
2. Выделение газов
предшествует и сопровождает
извержение лав и может
· фумаролы - HCl, HF, SO4; CO, CO2; B и т.д.
· сольфатары - SO2; H2S; CO, CO2; H2O, N, CH4
· мофетты - преобладает в составе углекислый газ.
Вулканические газы, остывая, превращаются в твердое вещество и могут представлять месторождения серы, борной кислоты, карбонатов и др.
3. Поствулканические
процессы - это процессы, связанные
с затуханием активного
Характеристике магматических пород.
1. Минеральный состав
- минералы подразделяют на
Породообразующие минералы - составляют>90% объема породы и представлены главным образом силикатами:
· полевые шпаты, кварц, нефелин - светлоокрашенные,
· пироксен, оливин, амфиболы, слюды - темноцветные.
В разных по химическому составу породах один и тот же минерал может быть главным или второстепенным.
Акцессорные минералы составляют, в среднем ~1% объема породы, и представляют: апатит, магнетит, циркон, рутил, хромит, золото, платину и др.
Строение магматических пород - включает понятия структура и текстура.
Структура горных пород (от лат. structura-взаиморасположение, соотношение, связь) - это обобщенный показатель внутреннего строения и взаимоотношения зерен минералов в горной породе (плакат). Чтобы определить структуру нужно знать размеры и форму зерен минералов, взаимное их расположение, степень кристалличности.
Текстура - способ заполнения
пространства и рассматривается
как внешний облик пород. Например,
при кристаллизации основных пород
может происходить обособление
в пространстве темноцветных и светлоокрашенных
минералов. И тогда порода может
выглядеть пятнистой или
Классификация магматических пород
В основу классификации положены признаки - химический состав и генезис. По химическому составу и в частности по содержанию кремнезема SiO 2 все породы делятся на:
· ультраосновные SiO2 >45%
· основные SiO2 до 45-52%
· средние SiO2 до 52-65%
· кислые SiO2 до 65-75%
В свою очередь среди этих групп каждая подразделяется по генезису на интрузивные и эффузивные.
Поэтому в литературе
в каждой из групп пород по химическому
составу можно встретить
Интрузивные породы могут подразделяться по глубине формирования, а эффузивные - по времени на палеотипные (палео - древние) и кайнотипные (kainos-новый, т.е. продукты современного вулканизма.
Перлит
Название от нем. Perle — жемчуг, по своеобразной
структуре.
Характерные признаки. Структура сфероидальная:
стекловатая в целом порода состоит из
шариков, похожих на жемчужины, диаметром
от 1 до 15 мм, которые либо вкраплены в стекло
поодиночке, либо слагают всю породу. Текстура
тонкополосчатая, флюидальная; бывает
пористой, пузырчатой (шлаковидной) либо
плотной; содержание воды до 5-6%. Цвет светло-серый,
часто с голубоватым или желтоватым оттенком.
Блеск восковой, эмалеподобный или шелковистый.
Менее прозрачен чем обсидиан. Твердость
высокая. Хрупкий. Характерна концентрически-скорлуповатая
(перлитовая) отдельность — результат
растрескивания богатого водой вулканического
стекла вследствии сжатия при остывании.
Плотность 1300 – 1600 кг/м3 (до 30 – 40% объема
породы составляют поры).
Условия образования и нахождения. Залегают
обычно в центральных частях липоритовых
куполов. Происхождение вулканическое.
Изменения выражены слабо. Встречается
в Республике Бурятия.
Диагностика. Характерный признак: вулканическое
стекло с перлитовой отдельностью (мелкими
скорлуповатыми шариками).
Практическое значение. За последние годы
перлит завоевал важные области применения
в строительной индустрии и в агротехнике.
При быстром нагревании до 800 — 10000 он вспучивается,
увеличиваясь в объеме в 8 – 14 раз и выделяя
воду. Такой перлит является ценным тепло-
и звукоизоляционным и одновременно огнеупорным
материалом; он используется как наполнитель
бетона, штукатурки, красок и т. д. Добавка
перлита в почву улучшает ее структуру
и физические свойства.
Пемза
Название от лат. pumex — пена.
Характерные признаки. Структура стекловатая.
Текстура пенистая, пузыристая, губчатая.
Пемзами в настоящее время называют вулканические
стекла пузыристого или пенистого сложения.
Состав пемз чаще кислый, реже средний.
Цвет белый, светло-серый, желтоватый,
реже розоватый, красноватый. Блеск матовый
или шелковистый (у разностей, сложенных
волосовидным вспенившимся стеклом). Излом
неровный или раковистый. Твердость высокая.
Плотность 400—900 кг/м3. Пористость около
80%. Плавает на воде.
Условия образования и нахождения. Тесно
ассоциирует с вулканическими стеклами,
туфами и пеплами. Образуется при бурном
вскипании лавы вследствие выделения
вулканических газов и паров при извержении.
Изменения отсутствуют. Главнейшие месторождения
в Армении.
Диагностика. Пенистый облик, малая плотность
(легче воды), светлые тона окраски, условия
нахождения в природе.
Практическое значение. Ценный вид минерального
сырья. Используется как абразивный материал,
наполнитель легких бетонов, гидравлическая
добавка к цементу и т. п.
Базальт
Название от эфиопск, basal — железосодержащий
камень.
Характерные признаки. Структура порфировая
или афировая. Основная масса однородная
скрытокристаллическая и стекловатая.
Текстура массивная, реже пористая, пузыристая,
шлакообразная: крупные пустоты составляют
основной объем породы, разделяясь лишь
тонкостенными перегородками базальта.
Основная масса — нераскристаллизованное
вулканическое стекло, густо пропитанное
мелкими частицами магнетита, и смесь
микроскопических выделений основного
плагиоклаза, пироксена и оливина, менее
— роговой обманки. Вкрапленники: черный
пироксен, иногда темно-зеленый оливин
редко роговая обманка и плагиоклаз. Последний
обычно без микроскопа неразличим.
Неизмененные базальты — это темно-серые,
почти черные, вязкие и твердые породы,
с трудом царапающиеся стальной иглой,
тяжелые (плотность близка к 3000 кг/м3). Долериты
немного тяжелее базальтов. Характерной
чертой строения базальтовых покровов
и потоков является столбчатая, шестигранно-призматическая
контракционная отдельность. Столбы, ориентированные
перпендикулярно к поверхностям контактов
базальтовых или диабазовых тел, иногда
достигают десятков метров высоты (длины)
и первых метров в поперечнике. Пористость
базальтов возрастает в верхних частях
потоков (покровов). Часто здесь развиваются
их пузыристые и шлаковые разности. Такое
строение они приобретают вследствие
удаления из лавы вулканических газов.
Миндалекаменными базальтами, или мандельштейнами,
называются разновидности, в которых поры
(пустоты) округлой или эллипсоидальной,
реже вытянутой, трубчатой формы заполнены
минералами, отложившимися из сравнительно
низкотемпературных растворов. Минералы,
слагающие миндалины в кайнотипных базальтах,
представлены чаще всего агатом, халцедоном,
сердоликом, опалом, мелкокристаллическим
кварцем, иногда аметистом, цеолитами,
кальцитом, хлоритами и др.
В верхних частях лавовых потоков или
в потоках малой мощности встречаются
стекловатые разновидности базальтов.
Среди них выделяются тахилиты — прозрачные
зеленые и менее прозрачные темно-бурые
до черных вулканические стекла, похожие
на обсидианы, но легко растворяющиеся
в кислотах. Во внутренних и отчасти в
нижних горизонтах мощных базальтовых
потоков (покровов), где скорость застывания
была меньше, нередко залегают полнокристаллические
мелко- и даже среднезернистые разности
базальтов — долериты. В среднезернистых
разностях долеритов можно различить
(особенно под лупой с 7—10-кратным увеличением)
отдельные породообразующие минералы,
и резко удлиненные выделения плагиоклаза,
типичные для структур диабазового или
офитового типа.
Условия образования и нахождения. Формы
залегания — потоки и покровы, разделенные
отложениями пирокластического (туфового)
или осадочного материала. Мощность единичных
потоков базальтовых лав, обладающих в
расплавленном состоянии малой вязкостью,
обычно невелика, но, как правило, эти потоки
(покровы) вместе с сопровождающими их
туфами залегают друг на друге, образуя
вулканические серии с суммарной мощностью,
измеряемой в вертикальном разрезе сотнями
метров (до 1—2 км). Отмеченные породы и
палеотипные аналоги базальтовых пород
(диабазы) образуют также целые комплексы
лавовых покровов, даек и пластовых интрузивных
залежей (силлов), объединяемые термином
трапп. Происхождение вулканическое. Базальты
и долериты — широко распространенные
лавовые продукты подводных и наземных
извержений современных и древних вулканов.
Типичными районами развития кайнотипных
базальтов являются Армения и другие районы
Закавказья, Зап. Украина (р-н Ровно), Вост.
Крым (Карадаг), Ю. и Вост. Прибайкалье (Вост.
Саян, Хамар-Дабан) и Зап. Забайкалье (Джидинский
р-н), Витимское плоскогорье, Вост. Тува,
где базальты встречаются и на водоразделах,
и в долинах рек. Траппы широко распространены
в Ср. и Вост. Сибири, Болыпеземельской
Тундре, в Коми АССР и Ненецком нац. окр.
Архангельской обл. Современные базальтовые
лавы известны среди продуктов извержений
вулканов Камчатки.
Диагностика. Для базальта — черная окраска,
прочность и вязкость породы, столбчатая
шестигранно-призматическая отдельность.
Минералы вкрапленников только темноцветные.
Для долерита — полнокристаллическая
мелкозернистая (офитовая) структура основной
массы.
Практическое значение. За последние годы
все шире используется базальтовое литьё
для изготовления кислотоупорных труб,
химической аппаратуры и т. п. Служат сырьем
для новой отрасли промышленности — петрургии,
из траппов и диабазов делают брусчатку
для мощения улиц. С траппами связан ряд
промышленных типов месторождений оптического
исландского шпата, железных руд (типа
Ангаро-Илимских месторождений в Вост.
Сибири), высококачественного графита
(результат метаморфизма каменных углей
в контакте с траппами; Курейка и Тунгусском
бассейне), отчасти также самородной меди,
медно-никелевых сульфидных руд. Базальтовые
мандельштейны — один из главных источников
получения самоцветных камней — агатов,
опалов, сердоликов.
2. Циркон
Циркон известен с давних времен. Его название
произошло от араб. или перс. zar — золото
и gun — цвет. Синонимы — гиацинт, энгельгардит,
азорит, ауэрбахит.
Циркон является островным силикатом
— Zr[Si04], кристаллизующимся в тетрагональной
сингонии, дитетрагонально-
В качестве ювелирных камней под различными
названиями применяются прозрачные красиво
окрашенные цирконы. Гиацинт (старинное
название — перадоль) — красно-желто-
и малиново-оранжевый, красный, коричнево-красный,
коричневый циркон, окраска которого напоминает
гиацинт — цветок, выращенный, по древнегреческому
мифу, Аполлоном из тела (или крови) прекрасного
юноши Гиацинта, любимца Аполлона, убитого
богом ветра Зефиром. Жаргон (одна из форм
слова циркон), или цейлонский жаргон,—
желтые, соломенно-желтые и дымчатые цирконы.
Их также называют сиамскими алмазами.
Матур-алмаз, или матара-алмаз,— бесцветные
цирконы. Названы по местности, где они
встречаются, на юге о. Шри-Ланка недалеко
от Матара (Маттураи). Старлит, или старлайт,—
циркон с природной или полученной после
термохимической обработки небесно-голубой
окраской. Встречаются зеленые и сиреневые
цирконы.
Плеохроизм у цирконов выражен слабо,
только у голубых термообработанных цирконов
он довольно отчетлив. Циркон встречается
в природе в виде хорошо образованных
кристаллов, облик которых изменяется
в зависимости от условий формирования
от длиннопризматического (в гранитных
пегматитах и гранитах) до дипирамидального
(в щелочных и метасоматических породах).
Иногда наблюдаются двойники, коленчатые
двойники и сноповидные или радиально-лучистые
срастания.
Кристаллы, как правило, сравнительно
небольшие (несколько миллиметров); изредка
отмечаются крупные цирконы массой в десятки
и даже сотни каратов. Такие цирконы находятся
в различных музеях мира. В Смитсоновском
институте (США) хранятся цирконы с о. Шри-Ланка
массой (в кар): коричневый 118,1, желто-коричневый
97,6, желтый 23,5, бесцветный 23,9; из Бирмы
— красно-коричневый 75,8; из Таиланда —
коричневатый 105,9 и голубой 102,2. В коллекции
Лондонского геологического музея имеются
цирконы массой (в кар): голубой 44,27, золотистый
22,67, красный 14,34 и бесцветный 21,32. В Американском
музее естественной истории в Нью-Йорке
находится уникальный циркон с о. Шри-Ланка
зеленовато-голубого цвета массой 208 кар,
в Канадском музее в Торонто — коричневый
в 23,8 кар и голубые 17,8 и 61,63 кар. Крупные
красивые цирконы были в свое время обнаружены
и на Урале.
Спайность у циркона наблюдается редко:
несовершенная. Излом неровный. Блеск
сильный, стеклянный до алмазного, у просвечивающих
камней — жирный до матового, на изломе
до смолистого. Твердость 6,5—7,5 по шкале
Мооса. Микротвердость, измеренная С. И.
Лебедевой на приборе ПМТ-З,— от 8247 до
14 395 МПа. Циркон хрупкий, что затрудняет
его обработку. Плотность (в кг/м3) у зеленых,
коричневых и оранжевых цирконов 3950—4200,
у коричнево-зеленых и темно-красных камней
4080—4600, у бесцветных, голубых и коричневато-оранжевых
4600—4800. Циркон оптически одноосный, положительный.
Показатели преломления у различных цирконов,
как и плотность, значительно варьируют:
у зеленых, коричневых, оранжевых 1,78 —
1,815 при двупреломлении 0 — 0,008; у коричневато-зеленых
и темно-красных 1,830 — 1,930, 1,840 — 1,970, а у
бесцветных, голубых и коричневато-оранжевых
1,920 — 1,940, 1,970 — 2,010. Часто цирконы люминесцируют
в ультрафиолетовых лучах желтым и оранжевым
цветом.
Месторождения ювелирного циркона очень
редки, хотя циркон как акцессорный минерал
широко распространен в щелочных магматических
породах, пегматитах, альбититах, мариуполитах
и др. Они связаны с кимберлитами, сапфироносными
щелочными базальтами, сиенитовыми и миаскитовыми
пегматитами и циркон-сапфировыми и цирконовыми
россыпями.
Основным источником ювелирных камней
являются месторождения Таиланда, Кампучии,
Вьетнама, Шри-Ланки и Мадагаскара. Имеются
также месторождения ювелирного циркона
в Бирме, США (штаты Южная Дакота, Колорадо,
Оклахома, Техас, Мэн, Массачусетс, Нью-Йорк,
Нью-Джерси), на Корейском полуострове,
в Бразилии, Канаде (провинции Квебек и
Онтарио), Норвегии, Австралии, Танзании.
В СНГ ювелирные цирконы встречаются на
Урале и в кимберлитовых и россыпных месторождениях
алмазов в Якутии.
Цирконы ювелирного качества в любом месторождении
составляют незначительную часть. Прозрачные
бесцветные и красиво окрашенные цирконы
обрабатываются с применением бриллиантовой
или ступенчатой (цирконы с густой окраской)
огранки. Из менее прозрачных камней делают
кабошоны. Спрос на цирконы и их стоимость
не стабильны. Наиболее постоянна популярность
гиацинтов, особенно возраставшая в XV
— XVI вв. и в 30-е г. XIX в. В Индии, Шри-Ланке
в изделиях с сапфирами, рубинами, особенно
не очень высокого качества, постоянно
применяются бесцветные цирконы (как прекрасная
имитация бриллиантов). Очень широко используются
голубые облагороженные цирконы. В настоящее
время применяются цирконы любого цвета.
Наибольшим спросом пользуются камни
массой 1—2 кар, цены на них составляют
10—20 дол./кар. С увеличением размера камня
возрастает, как правило, и цена: цирконы
в 3—5 кар стоят 20—30 дол./кар. Особо ценятся
цирконы пастельно-синего цвета: в США
в 1980 г. цена на такие камни массой в 5—10
кар составляла от 60 до 200 дол./кар.
Бесцветные цирконы, используемые как
не очень дорогая имитация бриллиантов,
отличаются от последних по двупреломлению,
высокой плотности и низкой твердости.
Цветные цирконы можно спутать с титанитом,
сингалитом, касситеритом, хризолитом,
демантоидом, гессонитом, аквамарином,
топазом, турмалином, цветными сапфирами,
синтетическими рутилом и корундами, шпинелью.