Вопросы к экзамену по курсу а.А. Маракушева "Петрография с кристаллооптикой. Магматизм" (2013г.)

1.Предмет, методы и история развития петрографии. Связь петрографии с другими науками о Земле.

2.Интрателлурическая кристаллизация магм и понятие о полифациальности изверженных пород.

3.Кристаллизация магм, два типа диаграмм плавкости, влияние на них флюидного давления (понятие о подкисленных и ощелоченных магмах).

4.Главные механизмы дифференциации магматических расплавов (кристаллизационное фракционирование, жидкостная несмесимость, флюидно-магматическое взаимодействие).

5.Структуры и текстуры горных пород как индикаторы физико-химических условий их формирования

6.Жильные породы, их классификация, геологическое положение и происхождение.

7.Формы и условия залегания магматических пород.

8.Пирокластические горные породы.

9.Последовательность кристаллизации минералов (реакционный и непрерывный ряды Боуэна). Условия магматической кристаллизации водных минералов.

10.Принцип кислотно-основного взаимодействия компонентов Д.С. Коржинского.

11.Петрохимическая систематика горных пород, их разделение по содержанию кремнезема и щелочей и по коэффициенту агпаитности.

12.Разделение горных пород по фациям глубинности с использованием диаграммы "температура-флюидное давление". Положение на ней линии солидуса для магм разной кремнекислотности и щелочности.

13.Орогенный и рифтогенный тренды дифференциации магм. Диаграмма (Na+K - Fe+Ti - Mg) и (Ca+Mg – Fe+Ti – Si).

14. Строение Солнечной системы и происхождение планет.

15. Развитие планет – гигантов и их спутников.

16. Понятие о поясе астероидов и происхождение метеоритов. Разделение метеоритов на гелеоцентрический и планетоцентрический типы.

17. Планеты земной группы, их состав, строение и происхождение.

18. Строение Земли, состав ее ядра и оболочек.

19. Флюидные компоненты и причины эндогенной активности планет. Магнитное поле Земли.

20. Происхождение спутников планет.

21. Петрография и главные типы хондритов. Правило Прайора.

22. Железные метеориты, палласиты и ахондриты.

23. Алмазоносные метеориты, их состав и строение.

24. Лунные породы и аналогичные им так называемые "лунные" метеориты.

25. Главные формационные типы магматизма, связанного с рифтогенезом, незгенезом и орогенезом

26. Магматизм срединно-океанических хребтов (рифтогенез).

27. Магматизм океанических островов (незгенез).

28. Магматизм континентальных окраин и островных дуг (орогенез).

29. Магматизм платформ.

30. Ультрамафиты нормальной щелочности (дуниты, оливиниты, гарцбургиты, лерцолиты, верлиты, пироксениты, коматииты).

31. Разделение ультрамафитов на породы дунит-гарцбургитовой и дунит-верлитовой формаций.

32. Офиолиты, их состав, строение и происхождение. Серпентинизация гипербазитов и ее типы.

33. Металлогеническая специализация гипербазитов на хромитовое и платиновое оруденение. Диаграмма хромшпинелидов.

34 .Кольцевые массивы. Кондерский массив.

35. Стратиформные интрузивы. Бушвельд.

36. Коматииты, их петрография, формы залегания и типы.

37. Кимберлиты и лампроиты. Алмазоносный магматизм.

38. Плутонические породы основного состава нормальной щелочности (габбро, габбро-нориты, троктолиты, анортозиты). Химический и минеральный составы.

39. Вулканические породы основного состава нормальной щелочности (базальты, долериты) и их палеотипные аналоги.

40. Анортозиты, их типы и происхождение.

41. Базальты и долериты, разделение на пижонитовый и гиперстеновый типы и их геологическое положение.

42. Средние плутонические породы нормальной щелочности (диориты, кварцевые диориты), их вулканические аналоги.

43. Вулканические породы среднего состава нормальной щелочности (андезиты, андезито-базальты).

44. Андезиты, их состав и происхождение. Представление об андезитовом минимуме и андезитовой линии.

45. Плутонические породы кислого состава нормальной щелочности (биотитовые, роговообманковые и пироксеновые граниты, аляскиты).

46. Вулканические породы кислого состава (риолиты, дациты, игнимбриты). Вулканические стекла (обсидианы, перлиты, пехштейны).

47. Основная масса кислых эффузивов и механизмы образования ее неоднородности.

48. Кварцевые диориты и гранодиориты.

49. Плутонические породы кислого состава повышенной щелочности и щелочные (граносиениты, граниты рапакиви, щелочные граниты).

50. Граниты рапакиви и механизм образования их структуры.

51. Типы гранитных пегматитов и процессы их образования.

52. Происхождение гранитов - дифференциатов базальтовой магмы и гранитов корового типа.

53. Фельдшпатоидные породы среднего состава (нефелиновые сиениты, миаскиты, фойяиты, фонолиты, лейцитофиры). Химический и минеральный составы.

54. Фельдшпатоидные (бесполевошпатовые) породы (якупирангиты, мельтейгиты, ийолиты, уртиты, нефелинолиты).

55. Породы среднего состава повышенной щелочности (сиениты, трахиты).

56. Хибинский нефелин-сиенитовый массив и происхождение подчиненных ему апатитовых руд.

57. Карбонатитовый магматизм, парагенезисы пород.

58. Эндербиты и чарнокиты.

Билет №1. Предмет, методы и история развития петрографии. Связь петрографии с другими науками о Земле.

Петрография занимается описанием, классификацией и номенклатурой горных пород (ГП), вопросами их происхождения и естественной историей. Петрография имеет большое значение во всем комплексе наук. Самая близкая ей наука – минералогия, т.к. для определения пород необходимо знание минералов, объектом исследования в петрографии является минеральный парагенезис. Наличие в горных породах рудных минералов обуславливает связь с наукой о полезных ископаемых, изучая вмещающие породы, можно предсказать, где искать месторождение. С помощью геокартирования можно изучать морфологию и условия залегания геологических тел.

Начало петрографических исследований относится к глубокой древности, когда зарождалась геология. Первыми трудами, касающимися петрографии можно считать работы М. В. Ломоносова («Слово о рождении металлов от трясения Земли» 1757г., «О слоях земных» 1763г.), где он рассматривал образование ГП и руд, связывая его с эндогенными (глубинными) процессами. Н. Стенон (1638 – 1687) сделал выводы о последовательности образования минералов и напластования пород. В 18 века была создана школа нептунистов, возглавлял ее немецкий ученый А. Г. Вернер, связывавший происхождение всех ГП Земли с осаждением их в Мировом океане в ходе единого процесса последовательного понижения его уровня, определявшего эволюцию осадконакопления со временем. В работах Р. Гука (1635 – 1703), Т. Бернета (1635 – 1715) развивались динамические концепции развития Земли, отражающие сложные преобразования земной поверхности с переходами суши в море и обратно. Эти работы подготовили почву для концепции плутонизма, развитой Дж. Геттоном (1726 – 1797). Земля, по этой концепции, уподоблялась циклично работающей машине, что объясняло дислокации земной коры, наступления на сушу и отступления океанических вод. Эти идеи цикличного развития континентальной ЗК в дальнейшем получили воплощение в теории ее геосинклинальной эволюции. Сосредоточенность геологии 19 века на стратиграфических исследованиях определила развитие петрографии осадочных пород. На рубеже 19 и 20 веков в практику был введен поляризационный микроскоп, после чего петрография стала приобретать самостоятельное значение в качестве науки о ГП, стало формироваться ее генетическое направление. Розенбуш (1836 – 1914) создал генетическую классификацию ГП первого порядка с разделением их на магматические (в свою очередь разделены на вулканические, жильные и плутонические), метаморфические и метасоматические. Н. Л. Боуэн посвятил свои исследования эволюции изверженных пород (1928). Начали использоваться различные кристаллооптические методики исследования минералов и ГП (Мишель-Леви, Заварицкий, Коржинский, Федоров и др.). Систематика ГП по химическому составу рассматривалась в работах Левинсон-Лессинга (1896), Розенбуша (1934), Заварицкого (1952) и др. Физико-химическое направление развивалось работами Бекке (1907), Гольдшмидта (1911; систематика химических элементов), Коржинского (1936 – 1983; и магматические, и метаморфические процессы осуществляются с помощью летучих компонентов), Маракушева (1965 – 1983), Жарикова (1959 – 1983). Экспериментальное направление началось с изучения силикатных систем. Потом были изучены прочесы плавления ГП под давлением паров летучих компонентов. В результате было установлено, что вода понижает температуру плавления силикатов в значительной степени. Сравнительно недавно появилась космическая, или глобальная, петрология. В 1969 году были получены первые образцы лунного грунта. Современный этап характеризуется появлением новых аппаратных возможностей для изучения ГП, электронного микрозонда и других физических методов. Они дали возможность определять состав минерала в точке. Выяснилось, что все минералы являются очень неоднородными, что позволяет раскрыть историю формирования данной породы. Можно проводить сопоставление краевых, центральных, промежуточных частей минералов друг с другом, что дало возможность анализировать парагенезисы минералов в динамике формирования ГП.

Билет №6. Жильные породы, их классификация, геологическое положение и происхождение.

К жильным породам относятся породы, кристаллизующиеся из магматических расплавов, заполняющих контракционные трещины в плутонических массивах, тектонические трещины в интрузивах и вмещающих их породах. По глубине формирования они сходны с породами плутонической фации, но в данном случае литостатическое давление значительно превышает флюидное давление. Формы их залегания – жилы и дайки. Особенно широко жильные породы распространены в гранитоидных массивах.

Жильные породы представлены асхистовыми (нерасщепленными) и диасхистовыми (расщепленными) типами. Среди асхистовых жильных пород выделяются мелкозернистые (микросиениты) и порфировидные (сиенит-порфиры) разновидности, минеральный состав которых соответствует сиенитам. В сиенит-порфирах может содержаться кварц, но только в ОМ и в небольшом количестве. Разновидностью лейкократовых сиенит-порфиров являются бостониты – породы, почти не содержащие темноцветных минералов. В порфировых выделениях – анортоклаз, ОМ состоит почти из одного щелочного ПШ. Структура ОМ при наличии кварца микрогранитовая, микропегматитовая, а в бескварцевых породах – трахитовая, ортофировая.

Диасхистовые породы разделяются на лейкократовые – аплиты и пегматиты и меланократовые – лампрофиры. Эти породы по минеральному составу не имеют аналогов среди глубинных пород. Сиенит-аплиты – мелкозернистые светлоокрашенные породы, состоят из аллотриоморфного агрегата альбита и КПШ с редкими листочками биотита и зернами магнетита, т.е. для пород характерно понижение флюидного давления. Среди аплитовых сиенитовых пород под особым названием выделяют лестивариты, состоящие из альбита и микроклина. В некоторых разновидностях этих пород встречаются эгирин, рибекит, биотит. Суммарное содержание темноцветных минералов не превышает 3%. Акцессорные минералы: флюорит, сфен. Любой гранитный массив пронизан аплитовыми жилами, представляющими собой продукт кристаллизации дегазированной магмы, что выражается в мелкозернистой структуре этих пород. Сиенит-пегматиты – гигантозернистые породы, сложенные щелочными ПШ, биотитом и роговой обманкой, формируются при участии флюидов. Могут содержать небольшое количество кварца, мусковита, флюорита, апатита, сфена, турмалина. Боуролиты – сиенитовые пегматиты, состоящие главным образом из идиоморфного санидина с примесью арфведсонита, эгирина и иногда кварца. Акцессорные минералы: циркон, перовскит, ильменит.

Лампрофировые породы группы сиенитов представлены минеттами и вогезитами – породами темного цвета с преобладанием железо-магнезиальных минералов над ПШ. Они обычно развиваются в виде даек; породы, как правило, порфировые (с вкрапленниками темноцветных минералов), но встречаются и равномернозернистые. Преобладающим ПШ этих пород является ортоклаз. Минетты и вогезиты различаются по темноцветным минералам; в минеттах преобладает биотит, в вогезитах – роговая обманка. Минетты характеризуются преобладанием биотита как в виде фенокристаллов, так и в ОМ. Встречается зональный биотит с более магнезиальным менее густо окрашенным ядром. КПШ – ортоклаз, богатый натрием, иногда образует порфировые выделения. Пертиты очень редки. Плагиоклаз редок и по составу отвечает олигоклазу. В качестве второстепенных минералов распространены моноклинные пироксены, в меньшей степени – роговая обманка. Роговая обманка замещается хлоритом, карбонатом. Клинопироксен представлен диопсидом, реже авгитом, которые замещаются хлоритом, карбонатом, эпидотом и уралитом. В некоторых минеттах встречаются оливин, бронзит или гиперстен, в ОМ отмечается примесь кварца. Акцессорные минералы: апатит, циркон, сфен. Выделяются авгитовая или оливиновая минетты. Вогезиты имеют фенокристаллы роговой обманки или клинопироксена в ОМ этих же минералов и ортоклаза. Как второстепенные минералы могут присутствовать плагиоклаз, биотит, кварц или оливин. Апатит обилен, но рудные минералы (магнетит, ильменит) и циркон редки. Роговая обманка коричневая, редко зеленая. Клинопироксен представлен диопсидом либо авгитом. Состав плагиоклаза колеблется от олигоклаза до кислого лабрадора. КПШ представлен ортоклазом. Вогезиты бедны калием и соответственно характеризуются высоким отношением натрия к калию. Вогезиты делятся на роговообманковые, авгитовые, биотит-авгитовые и др.

Среди лампрофиров также выделяют плагиоклаз-роговообманковые (спессартиты) и плагиоклаз-биотитовые (керсантиты) разновидности. Минетты встречаются в виде жил в связи с сиенитами, диоритами и гранитами, вогезиты – в связи с сиенитами и гранодиоритами.