Тема 7. Химический состав горных пород

Магматические горные породы состоят в основном из 9 элементов: SiO₂ (63,65%), Al₂O₃ (14,47%), Fe₂O₃, FeO, MgO, CaO, Na₂O, K₂O, H₂O, которые слагают все главнейшие породообразующие минералы и поэтому называются петрогенными.

Для ультраосновных пород характерны Cr, Co, Ni. Для основных пород – Se, V, Cr, Co, Ni. Для средних пород – B, F, V, Rb, Sr, Zr, Ba, Pb. Для кислых пород – Li, Be, B, F, Zr, Ba, Ta, Tl, Rb, Th, U.

Минеральный состав

Ведущая роль SiO₂ и Al₂O₃ определяет минеральный состав магматических пород. По генетическому признаку породообразующие минералы делятся на первичные и вторичные. Первичные минералы по их роли в составе магматических пород делятся на главные, второстепенные и акцессорные.

Геолого-генетическая классификация

В основе этой классификации лежит понятие о фациях, сформулированное Усовым, согласно которому фация отражает основные геологические особенности среды, в которых происходит формирование магматических пород. В зависимости от условий образования выделяют 2 основные группы магматических пород:

1) интрузивные:

а) глубинные (абиссальные);

б) полуглубинные (гипабиссальные).

2) эффузивные:

Каждая из выделенных групп отличается следующими признаками:

1) форма магматических тел и их взаимоотношение с вмещающими породами;

2) структурно-текстурные особенности пород.

Классификация по химическому составу

Она основана на количественном содержании в составе магматических пород кремнезема:

1) ультраосновные (SiO₂ менее 45%);

2) основные (45-52%);

3) средние (52-65%);

4) (более 65%);

Соотношение молекулярных количества Al₂O₃, CaO, Na­₂O и K₂O позволяет дополнить характеристику пород и отнести ее к одному из следующих рядов:

1) известково-щелочной (нормальный) ряд;

2) перенасыщенный щелочами;

3) перенасыщенный глиноземом.

Породы, перенасыщенные кремнеземом, содержат в своем составе свободный кварц. В породах, перенасыщенных щелочами, наблюдается повышенное содержание щелочных полевых шпатов (ортоклаз, микроклин, альбит), обычны щелочные цветные минералы (эгирин и арфедсонит) и возможно появление фельдшпатидов (нефелин, лейцит).

Классификация по минеральному составу

Заварицкий разделил все магматические породы на 7 групп, в каждую из которых входят близкие по химическому и минеральному составу породы интрузивной эффузивной и жильной фаций:

1) группа перидотитов – по содержанию кремнезема соответствует ультраосновным породам (гипербазитам);

2) группа габбро-базальтов (интрузивная-эффузивная и так везде) – соответствует основным породам (базитам);

3) группа диоритов-андезитов - соответствует средним породами;

4) группа гранитов-реолитов и гранодиоритов-дацитов – соответствует кислым породам;

5) группа сиенитов-трахитов – соответствует средним породам;

6) группа нефелиновых сиенитов-фонолитов – щелочным породам;

7) группа щелочных габброидов-базальтоидов – щелочным.

Особенности классификации эффузивных пород

Для систематики эффузивных пород важное значение имеет степень их измененности, но основании которой породы делятся на:

1) кайнотипные – свежие, не измененные;

2) палеотипные – измененные.

Породы кайнотипные и соответствующие им палеотипные представители получили различные названия.

Кайно-	Палео-
Базальт	Базальтовый порфирит
Риолит	Риолитовый порфир
	Порфирит

Термин порфирит употребляется для эффузивных пород, не содержащих Na, K, полевых шпатов, а термин порфир – для пород, имеющих в своем своем составе их.

Характерные особенности кайнотипных пород:

1) наличие вулканического стекла в виде изотропной массы;

2) натрий-калий полевые шпаты представлены водяно-прозрачным санидином;

3) роговая обманка – базальтическая;

4) биотит и роговая обманка частично апатизированы;

5) оливин обычно замещается иддингситом;

6) хлорит и эпидот отсутствуют;

7) цвет породы в штуфе белый, светло-серый (для кислых пород), темно-серый, черный (для средних и основных пород).

Характерными особенностями палеотипных пород являются:

1) замещение вулканического стекла вторичными минералами;

2) калий-полевые шпаты представлены ортоклазом или микроклином;

3) плагиоклазы альбитизированы, серицизированы;

4) роговая обманка обыкновенная, неапатизированная;

5) оливин серпентизирован;

6) обычный хлорит и эпидот;

7) вследствие широкого развития вторичных минералов, кислые породы приобретают буроватый оттенок, основные породы – зеленоватый.

Особенности классификации жильных пород

Жильные породы разделяются на 2 подгруппы:

1) породы асхистовые (нерасщепленные);

2) диасхистовые (расщепленные).

Асхистовые породы по минеральному составу аналогичны глубинным породам, с которыми они генетически связаны, отличаясь от них только структурой. Название пород этой группы образуется из названия соответствующих им интрузивных пород с добавлением приставки микро или слов порфир, порфирит в зависимости от структуры породы. Приставка микро употребляется для пород, имеющих микрозернистую структуру (микрогранит, микродиорит, микрогаббро). Слово порфир – для пород, содержащих в своем составе натрий-калий полевые шпаты (гранит-порфир, сиенит-порфир). Слово порфирит – для пород, в которых натрий-калиевые полевые шпаты отсутствуют (диорит-порфирит, габбро-порфирит). Диасхистовые породы не имеют интрузивных аналогов и разделяются на породы лейкократовые (светлоокрашенные – аплиты, пегматиты) и меланократовые (лампрофиры). Аплиты – мелкозернистые светлоокрашенные породы, состоящие из таких же салических минералов, как и интрузивные породы, с которыми они ассоциируют. Если аплиты состоят из полевых шпатов и кварца, то они называются просто аплиты. Для всех остальных жильных пород этого ряда добавляется название соответствующей интрузивной породы (диорит-аплит, сиенит-аплит). Пегматиты отличаются от аплитов крупнозернистой, иногда гигантозернистой структурой и часто высоким содержанием минералов – мусковит, лепидолит, турмалин, топаз, апатит и т.д. Пегматиты также состоят из салических минералов. Название пегматитов строится по тому же принципу, что и название аплитов (сиенит-пегматит, габбро-пегматит). Лампрофиры бедны кремнеземом, отличаются повышенным количеством Na₂O, Ca₂O, обогащены MgO и FeO, поэтому в их составе высокое содержание фемических минералов. Подавляющее большинство лампрофиров (67%) по химическому составу ближе всего стоит к группе щелочных габброидов. Свежие лампрофиры всегда темно-серого или черного цвета. Измененные разности имеют бурый или зеленоватый оттенок. Структуры лампрофиров мелкозернистая, полнокрсталлическая, нередко порфировидная. Классифицируют лампрофиры в зависимости от состава слагающих их фемических минералов.

Лампрофиры	Преобладающие минералы		Породы, с которыми связаны лампрофиры
	Фемические	Салические
Керсаниты Спессариты Минетта	Биотит Роговая обманка Биотит	Плагиоклазы - Натриево-каливевые полевые шпаты	Диориты - Сиениты
Вогезиты Камптониты	Роговая обманка Щелочные амфиболы и пироксены	Роговая обманка Плагиоклазы	- Щелочные габброиды