Тема 5.2. Магматические горные породы

Тема 5.1. Образование горных пород их структура и текстура.

Горными породами называются минеральные агрегаты определенного состава и строения, образовавшиеся в результате природных физико-химических процессов.

Горные породы сложены относительно небольшим числом минера­лов, иногда одним минералом. Соответственно различают полимине­ральные и мономинеральные породы. Относительно неболь­шая группа минералов, слагающая основную, подавляющую часть массы горных пород и определяющая их химический состав, называет­ся породообразующими минералами. Второстепенные минералы называются акцессорными минералами, или акцессориями.Важное классификационное и диагностическое значение имеют структура и текстура горных пород. Структурой называются особен­ности внутреннего строения пород, определяемые формой, абсолютным и относительным размером слагающих их кристаллов, атекстурой - особенности сложения горных пород, определяемые взаимным распо­ложением их составных частей, а также характером и способом запол­нения занимаемого пространства минеральным веществом.

По происхождению горные породы подразделяются на три крупные естественные ассоциации: осадочные, магматические и метаморфи­ческие.

Осадочными называются горные породы, образующиеся на поверхности земли за счет накопления и некоторого преобразования продуктов разрушения ранее существовавших пород, а также при хими­ческом осаждении в водных бассейнах с участием или без участия организмов. Осадочные породы в объеме земной коры составляют не более 5 - 8 % и в то же время занимают около 75 % площади земной поверхности.

Магматические, или изверженные, горные породы образу­ются в результате кристаллизации жидкого силикатного расплава, называемого магмой (или лавой). Когда магматический расплав застывает и кристаллизуется в земной коре, не достигнув ее поверх­ности, образуются интрузивные породы. Если магматический расплав, выброшенный при вулканических извержениях, застывает на поверхности, образуются эффузивные, или излившиеся, горные породы. Различают также группу жильных магматических пород, образовавшихся при застывании магмы в трещинах земной коры. В земной коре магматические породы составляют 50% от ее объема.

Метаморфические горные породы образуются в результате преобразования (метаморфизма) исходных магматических или осадоч­ных пород под воздействием температуры, давления и химически активных веществ. Метаморфические породы составляют около 45% объема земной коры.

Задача полевых методов петрографических исследований - устано­вить минеральный состав горных пород, их структуру и текстуру, условия и характер залегания и взаимоотношения с окружающими породами.

Лабораторные методы заключаются в детальном изучении мине­рального состава, определении качественных и количественных соотно­шений минералов в тонких срезах горных пород, называемых шлифами, под микроскопом; разделении минералов на различные фракции в тяжелых жидкостях или механическим, или электромагнитным способа­ми; дальнейшем изучении горных пород в целом или отдельных моно­фракций минералов с помощью минералогического, химического, спек­трального, рентгеноструктурного, термического и других видов ана­лизов.

Тема 5.2. Магматические горные породы

Магматические горные породы различаются и называются, прежде всего, по их минеральному составу, структуре и текстуре, в основу же петрографической классификация положен их химический состав.

Главными породообразующими минералами магматических гор­ных пород являются кварц, полевые шпаты, слюды, роговая обманка, пироксен, оливин, второстепенными (акцессорными) - апатит, циркон, магнетит, гематит, рутил, ильменит, титанит. Вторичными могут быть хлорит, серицит, серпентин, эпидот, карбонаты и многие другие минера­лы. Второстепенные и вторичные минералы не играют существенной роли при определении типа магматических горных пород. Ведущее значение при этом имеют содержание кварца, состав полевых шпатов, а также относительное количество темноцветных и светлоокрашенных породообразующих минералов.

Структура магматических пород определяется степенью кристал­личности и относительным количеством стекла (полнокристаллические, неполнокристаллические и стекловатые структуры), абсолютным размером зерен минералов (крупно-, средне-, мелко-, тонкозернистые и скрытокристаллические структуры) и относительным размером зерен (равномернозернистые, неравномернозернистые, порфировидные и порфировые структуры).

Текстуры магматических горных пород выделяются по признаку однородности вещества породы (однородные и неоднородные - пятнис­тые, полосчатые, флюидальные текстуры), по ориентировке слагающих минералов (ориентированные и неориентированные) и по степени заполнения пространства (компактные, массивные и пористые, пузы­ристые, миндалекаменные текстуры).

Интрузивные породы характеризуются яснозернистыми структура­ми, потому что вся масса породы представляет собой агрегат кристал­лических зерен. Для эффузивных пород характерны порфировые или афировые, неполнокристаллические или стекловатые структуры. Излияние лавы сопровождается выделением газов и паров, что приво­дит к образованию пористых, шлаковых, пузыристых текстур. Когда пустоты от выделившихся газов впоследствии заполняются вторичными минералами (опал, халцедон, эпидот и др.), появляется миидалекаменная текстура эффузивов. Следы течения лавы обнаруживаются нередко в параллельном расположении ранее выделившихся минералов, в струйчатой окраске застывшей стекловатой массы. Соответствующая текстура эффузивной породы носит название флюидальной.

Наряду с эффузивными значительным распространением пользуют­ся вулканогенно-обломочные породы. К ним относятся породы обломоч­ной структуры, сложенные вулканическим и одновременно выпавшим с ним осадочным материалом, а также образованные из переотложенно­го вулканического материала. Таким образом, эти породы имеют черты сходства, с одной стороны, с магматическими (вулканический матери­ал), с другой стороны - с нормальными осадочными породами (по способу отложения, накопления материала), поэтому в их классифика­ции сочетаются принципы расчленения обеих групп горных пород (табл. 4).

По соотношению вулканического и осадочного материала выделя­ются две группы пород: 1) вулканогенно-обломочные и 2) вулканогенно-осадочные. В первую группу включены породы, сложенные или только вулканическим материалом (лавокластические и пирокластические), или вулканическим и синхронно с ним образованным осадочным материалом в количестве не более 50% (осадочно-пирокластические). Во вторую группу включены породы, сложенные преимущественно осадочным материалом (более 50%) с примесью пирокластического материала (пирокласто-осадочные породы), и осадочные породы, целиком или существенно состоящие из переотложенного вулканичес­кого материала (вулканомиктовые породы).

Как упоминалось выше, основной классификацией магматических горных пород является их химический состав. Все магматические горные породы разделяются по содержанию кремнезема (Sio₂) на группы: ультраосновные (менее 30-44%), основные (от 44 до 53%), средние (от 53 до 64%), кислые (64-78%). В отдельную группу выделя­ются щелочные породы, содержащие примерно 20% щелочей и около 40-55% Sio₂ (табл. 5).

Ультраосновные породы состоят из оливина, пироксена и роговой обманки. Характерной особенностью их состава является отсутствие полевых шпатов и кварца. Черная и темно-зеленая окраска основных породообразующих минералов обусловливает темный и черный с зеленоватым оттенком цвет ультраосновных пород. Интрузив­ные разности этих пород представлены дунитами и перидотитами, имеющими полнокристаллическую, яснозернистую структуру и массивную или полосчатую текстуру.