
- •Содержание
- •Введение
- •Внутренняя энергия
- •Обратимые процессы
- •Энтропия
- •Правило фаз
- •Устойчивость
- •Принцип Лешателье (теорема торможения)
- •Механизм реакций
- •Диффузия
- •Скорость образования новых фаз
- •Температурный коэффициент скорости реакции
- •Модуль I Магматические горные породы
- •Тема 1. Магма и кристаллизация магматических расплавов Лекция 1. Общие понятия о магме
- •1.1. Строение Земли
- •1.2. Природа магмы
- •1.3. Температура магм
- •1.4. Процесс охлаждения магмы
- •Лекция 2. Родоначальные магмы
- •2.1. Природа и происхождение ультраосновной магмы
- •Серпентинизация перидотитов
- •Между 500 и 625 ºС - оливин→тальк;
- •Между 625 и 800 ºС – оливин→энстатит→тальк;
- •Выше 800 ºС - оливин→энстатит.
- •Плавление природных перидотитов и варианты моделей плавления
- •2.2. Происхождение базальтовой магмы
- •2.3. Происхождение гранитной магмы
- •Лекция 3. Причины разнообразия магматических пород
- •3.1. Магматическая дифференциация
- •3.2. Ассимиляция
- •3.3. Гибридизация магмы
- •3.4. Смешение магм
- •3.5. Условия кристаллизации магмы
- •Лекция 4. Общие закономерности кристаллизации магмы
- •4.1. Кристаллизация по закону эвтектики
- •Диаграмма кристаллизации по закону эвтектики в системе диопсид-анортит
- •4.2. Кристаллизация по закону перитектики
- •Диаграмма кристаллизации по закону перитектики в системе форстерит-кремнезем
- •4.3. Кристаллизация по закону непрерывного реакционного взаимодействия (в системах с твердыми растворами)
- •Диаграмма кристаллизации с образованием твердых растворов в системе альбит-анортит
- •4.4. Влияние летучих компонентов на кристаллизацию магмы
- •Образование зонального строения плагиоклазов
- •4.5. Закономерности парагенетических ассоциаций и последовательность выделения минералов
- •4.6. Реакционные ряды минералов
- •Последовательность кристаллизации минералов (по Боуэну)
- •Тема 2. Характерные особенности и классификация магматических пород Лекция 5. Вещественный состав магатических горных пород
- •5.1. Химический состав магматических горных пород
- •5.2. Петрохимические пересчеты
- •Нормативный метод Кросса, Иддингса, Пирсона и Вашингтона (cipw)
- •Нормативно-молекулярный метод п. Ниггли
- •Метод а.Н. Заварицкого
- •5.3. Минералогический состав магматических пород
- •Разделение минералов по их значению в магматической породе
- •Разделение минералов по происхождению
- •Лекция 6. Краткий обзор главных породообразующих минералов магматических пород
- •6.1. Полевые шпаты
- •Плагиоклазы
- •Щелочные (калиево-натриевые) полевые шпаты
- •6.2. Кварц и некоторые модификации SiO2
- •6.3. Фельдшпатоиды
- •Нефелин
- •Содалит и канкринит
- •6.4. Оливин
- •6.5.Пироксены
- •Ромбические пироксены
- •Моноклинные пироксены
- •6.6. Амфиболы
- •Обыкновенная роговая обманка
- •Базальтическая роговая обманка
- •6.7. Слюды
- •Мусковит
- •6.8. Рудные минералы
- •6.9. Акцессорные минералы
- •6.10.Вторичные минералы
- •6.11. Количественно-минеральный состав и систематика магматических пород
- •Лекция 7. Формы залегания магматических горных пород и внутреннее строение интрузивных и экструзивных тел
- •7.1. Экструзивные тела
- •7.2. Интрузивные тела
- •Согласные интрузивные тела
- •Несогласные (секущие) тела
- •7.3. Внутреннее строение экструзивных и интрузивных тел
- •8.1. Структуры магматических пород
- •Кристаллографический габитус главных минералов
- •Идиоморфизм и степень идиоморфизма
- •Закономерные срастания, прорастания и включения
- •Полнокристаллические структуры
- •Неполнокристаллические структуры
- •Скрытокристаллические (криптокристаллические) структуры
- •Стекловатые (гиалиновые) структуры
- •Вулканокластические (пирокластические) структуры
- •8.2. Текстуры магматических пород
- •Разделение текстур по ориентировке составных частей породы в пространстве
- •Разделение текстур по характеру заполнения пространства
- •Лекция 9. Классификация и номенклатура магматических пород
- •9.1. Особенности интрузивных пород и их классификация
- •9.2. Особенности эффузивных пород и их классификация
- •9.3. Особенности жильных (гипабиссальных) пород и их классификация
- •Асхистовые породы
- •Диасхистовые породы
- •Тема 3. Главные типы магматических пород Лекция 10. Гипербазиты (ультраосновные породы, группа перидотита)
- •10.1. Интрузивные породы
- •Оливиниты
- •Перидотиты
- •Пироксениты
- •Горнблендиты
- •10.2. Гипабиссальные породы
- •10.5. Генезис гипербазитов
- •Лекция 11. Базиты (мафиты, группа габбро-базальтов)
- •11.1. Интрузивные породы
- •11.2. Жильные (гипабиссальные) породы
- •Асхистовые породы, связанные с интрузивными телами
- •Диасхистовые породы, связанные с интрузивными телами
- •Гипабиссальные породы, залегающие независимо от интрузивных тел
- •11.3. Эффузивные породы
- •Базальты
- •Эффузивные долериты
- •Базальтовые порфириты и эффузивные диабазы
- •Спилиты
- •Вариолиты
- •11.4. Распространенность базитов и связанные с ними полезные ископаемые
- •11.5. Генезис базитов
- •Расслоенные (псевдостратифицированные) интрузии
- •Докембрийская ассоциация анортозитов
- •Эффузивные ассоциации основных пород
- •Лекция 12. Среднекремнекислые породы известково-щелочного ряда (группа диоритов-андезитов)
- •12.1. Интрузивные породы
- •Диориты
- •Кварцевые диориты
- •12.2. Жильные (гипабиссальные) породы
- •Асхистовые породы
- •Диасхистовые породы
- •12.3. Эффузивные породы
- •Андезиты
- •Андезитовые порфириты
- •12.5. Генезис среднекремнекислых пород
- •Лекция 13. Кремнекислые породы (группа гранитов-риолитов гранодиоритов-дацитов)
- •13.1. Интрузивные породы
- •Нормальные граниты
- •Гранодиориты
- •Щелочные граниты
- •Чарнокиты
- •13.2. Жильные (гипабиссальные) породы
- •Асхистовые породы
- •Диасхистовые породы
- •13.3. Эффузивные породы
- •Кайнотипные породы
- •Палеотипные породы
- •Афировыеые породы
- •13.4. Распространенность кремнекислых пород и связанные с ними полезные ископаемые
- •13.5. Генезис кремнекислых пород
- •Лекция 14. Среднекремнекислые субщелочные породы (группа сиенитов-трахитов)
- •14.1. Интрузивные породы
- •Нормальные сиениты
- •Щелочные сиениты
- •Условия залегания и происхождение
- •14.2. Гипабиссальные породы
- •14.3. Эффузивные породы
- •Трахиты и трахитовые порфиры
- •Трахибазальты
- •Трахиандезиты
- •Трахириолиты
- •Кератофиры
- •Условия залегания и происхождение
- •14.4. Полезные ископаемые
- •Лекция 15. Среднекремнекислые щелочные породы (группа нефелиновых сиенитов-фонолитов)
- •15.1. Интрузивные породы
- •15.2. Гипабиссальные породы
- •15.3. Эффузивные породы
- •15.4. Полезные ископаемые
- •Лекция 16. Группа щелочных габброидов-базальтоидов
- •16.1. Интрузивные породы
- •16.2. Гипабиссальные породы
- •16.3. Эффузивные породы
- •16.4. Полезные ископаемые
- •Лекция 17. Несиликатные магматические породы
- •Лекция 18. Вулканокластические породы
- •18.1. Эффузивно-обломочные породы
- •18.2. Эксплозивно-обломочные (пирокластические) породы
- •18.3. Осадочно-вулканокластические породы
- •Проектное задание к модулю I
- •Тест рубежного контроля к модулю I
- •Модуль II Метаморфические горные породы
- •Тема 1. (Лекция 1) метаморфизм и его признаки
- •1.1. Факторы метаморфизма
- •1.2. Типы метаморфизма
- •Тема 2. (Лекция 2.) состав и строение метаморфических пород
- •2.1. Состав метаморфических пород
- •2.2. Фации метаморфизма
- •2.3. Текстура метаморфических пород
- •2.4.Реликтовые текстуры и структуры, унаследованные от осадочных пород
- •2.5. Реликтовые текстуры и структуры, унаследованные от магматических пород
- •2.6. Реликтовые текстуры и структуры, унаследованные от метаморфических пород
- •2.7. Кристаллобластовая структура и кристаллобластический ряд
- •2.8. Структуры динамометаморфизма
- •Тема 3. (Лекция 3.) принципы классификации метаморфических горных пород
- •Тема 4. Главные типы метаморфических пород Лекция 4. Катакластический метаморфизм
- •Лекция 5. Автометаморфизм
- •5.1. Автометаморфизм ультраосновных пород
- •5.2. Автометаморфизм основных и средних магматических пород
- •5.3. Автометаморфизм кислых магматических пород
- •5.4. Продукты гидротермального метаморфизма
- •Гидротермальный метаморфизм эффузивных пород
- •Лекция 6. Контактовый метаморфизм
- •6.1. Геологические условия залегания контактово-метаморфических пород
- •6.2. Общие свойства роговиков
- •6.3. Главные типы контактово-метаморфических пород
- •6.4. Фации контактового метаморфизма
- •Лекция 7. Региональный метаморфизм
- •7.1. Фации регионального метаморфизма
- •7.2. Ступени регионального метаморфизма
- •7.3. Ряды метаморфических пород
- •Метаморфические породы, возникшие за счет магматических пород
- •7.4. Полезные ископаемые, связанные с регионально-метаморфическими породами
- •Лекция 8. Ультраметаморфизм
- •Тема 5. (Лекция 9) метасоматиты
- •Основные типы метасоматоза
- •Проектные задания к модулю II
- •Тест рубежного контроля к модулю II
- •Список литературы
Оливиниты
Оливиниты отличаются от дунита тем, что вместо акцессорного хромита в них довольно много магнетита (титано-магнетита) в ксеноморфных, реже в идиоморфных зернах. Структура их сидеронитовая. Они образуют небольшие обособления в перидотитовых массивах.
Перидотиты
Название породы происходит от древне-греческого названия оливина – перидот. Перидотиты – это более распространенных породы, чем дуниты и оливиниты. Их примерно в 40 раз больше, чем дунитов. Макроскопически перидотиты мало отличаются от дунитов, но установить присутствие пироксена можно на выветрелой поверхности и по наличию спайности в отдельных зернах. Особенно это хорошо видно а перидотитах с пойкилитовой структурой. В зависимости от того, какой пироксен входит в состав перидотита различают: а) верлит, состоящий из оливина и моноклинного пироксена (диаллага); б) гарцбургит (саксонит), состоящий из оливина и ромбического пироксена (бронзита или энстатита) и в) лерцолит, состоящий из оливина, моноклинного и ромбического пироксена. Кроме того, редко встречается роговообманковый перидотит – шрисгеймит и перидотит, содержащий магнезиальный биотит.
В перидотитах в качестве акцессорных минералов встречаются хромит, магнетит, титано-миагнетит, шпинель, а также пирротин, пентландит, халькопирит, никелин и другие сульфиды. Вторичные минералы представлены серпентином, тальком, тремолитом и хромитом. Чаще других встречается серпентин.
Перидотиты могут иметь панидиоморфнозернистую, гипидиоморфнозернистую (оливин несколько идиоморфнее пироксена), сидеронитовую, пойкилитовую (особенно в гарцбургитах) и криптовую структуру (зерна пироксена или оливина значительно меньше зерен другого минерала и занимают промежутки между ними).
Пироксениты
Пироксениты легко отличаются от оливиновых пород макроскопически. Это темные, черные или зелено-черные, явнокристаллические породы. Микроскопически среди пироксенитов выделяются диаллагиты, состоящие из моноклинного пироксена, вебстериты, в состав которых входит и моноклинный и ромбический пироксены, а также энстатититы, бронзиты, гиперстениты,состоящие из одного ромбического пироксена.
Акцессорные минералы в пироксенитах те же, что и в перидотитах. Из вторичных, особенно развит тремолит или актинолит (уралит). Структура пиросенитов – панидиоморфнозернистая, сидеронитовая и криптовая. Пироксениты всегда находятся в ассоциации с перидотитами и дунитами. Они слагают краевые части интрузии и представляют собой как бы «реакционную каемку» вокруг дунитового тела (например, Нижнетагильский платиновый массив).
Горнблендиты
Горнблендиты состоят из одной роговой обманки. Их происхождение не очевидно. Они весьма похожи на некоторые типы метаморфических пород (бесполевошпатовые амфиболиты), а установить первичный характер роговой обманки в них не всегда удается.
10.2. Гипабиссальные породы
Гипабиссальные ультросновные породы встречаются крайне редко. Внутри крупных интрузивных тел гипербазитов довольно часто встречаются интрузивные жилы, но породы, их слагающие, не относятся к гипабиссальной группе. Например, на Урале в дунитах встречаются жилы верлита и, наоборот, в верлитах жилы дунитов. В перидотитах встречаются жилы горнблендита и т.д. Собственно гипабиссальными гипербазитами являются пикриты. Геологически они часто связаны с диабазами.
Пикриты состоят из авгита и оливина, но всегда с небольшим количеством роговой обманки, плагиоклаза и, иногда ромбического пироксена. Акцессорные минералы представлены магнетитом, шпинелью и апатитом. В значительной степени всегда проявляется серпентинизация. Структура пикритов панидиоморфнозернистая, пойкилитовая, криптовая, переходящая в порфировидную (пикритовые порфириты). Пикритовые порфириты иногда рассматриваются как эффузивные породы, но нигде достоверно не установлено, что они образовались на поверхности.
10.3. Эффузивные породы
К эффузивным гипербазитам можно отнести кимберлит и меймечит.
Кимберлит
Кимберлит является разновидностью пикрита, имеющего более щелочной состав. Состоит кимберлит из оливина и бронзита, содержит немого моноклинного пироксена, биотита и хромита. Встречается только в виде обломков в брекчиях, заполняющих трубки взрыва и сцементированных скрытокристаллической массой ультраосного состава. Эти брекчии обычно сильно разложены и содержат алмазы.
Меймечит
Меймечит является единственной стекловатой разновидностью гипербазитов, обнаруженной в Сибири, на р. Меймеча и состоящей из стекла ультраосновного состава и многочисленных крупных (2-15 мм) вкрапленников оливина. Залегает в виде пластообразной залежи мощностью до 500 м.
10.4. Распространение гипербазитов
и связанные с ними полезные ископаемые
Ультраосновные породы редкие и составляют всего 0,4% всей массы магматических пород Земли. Однако, они очень важны, так как с ними генетически связаны такие полезные ископаемые как платина, хром, никель, алмазы, асбест и некоторые другие.
Среди многочисленных магматических пород ультраосновные занимают особое место, что объясняется их близостью по составу и свойствам к веществу верхней мантии. При этом нужно четко представлять, что прямая корреляция между ультраосновными породами и мантийным веществом невозможна вследствие сложности физико-химических процессов образования магмы, ее изменений при транспортировке к поверхности, кристаллизации и вторичных преобразований.
В настоящее время установлено, что ультраосновные породы, формирующиеся в океанических и континентальных условиях, являются полигенными образованиями и с геологической, и с физико-химической точек зрения. Ниже приводятся главные геологическими объектами, в которых они участвуют.
1. Крупные массивы альпинотипных гипербазитов, в составе которых встречаются дуниты, гарцбургиты и лерцолиты. Последние могут содержать в качестве второстепенных минералов плагиоклаз и шпинель. Они возникают на ранней геосинклинальной стадии развития складчатого пояса и ассоциируют со сланцами, кремнистыми породами и эффузивами спилит-кератофировой формации. В подчиненных количествах с ними встречаются габбро, диориты и даже альбититы. Эти породы почти всегда интенсивно серпентинизированы. Контактовое воздействие интрузий на вмещающие породы незначительно, нередко наблюдаются тектонические контакты. Главное значение среди полезных ископаемых, связанных с породами этого формационного типа, имеют месторождения хромита, хритзотио-асбеста и талька. Хромитовые рудные тела имеют обычно неправильную форму (шлиры и линзы) и перемежаются с безрудными дунитами. Хромит имеет линейно вытянутые очертания.
2. Альпинотипные интрузии, сложенные дунитами, гарцбургитами и лерцолитами развиты также во всех островных дугах и внутриокеанических грабенах. Они слагают основание офиолитовых комплексов (ниже вулканической серии пород), относимых к океаническому типу земной коры.
3. Концентрически-зональные лопполитообразные ультрамафические комплексы, приуроченные к областям платформ. Это псевдостратифицированные массивы имеют сложный состав с закономерным расположением перидотитов в основании интрузивного тела до габбро и гранофиров в апикальной части. Главными особенностями таких тел являются полосчатость и трахитоидность. Отдельные разновидности пород располагаются в различных полосах-слоях. Скопление рудных минералов (платина, хромит, сульфиды) локализуются в пределах полос значительной протяженности. Ультраосновные пород и руды часто обладают панидиоморфнозернистой и пойкилитовой структурами. Зоны закалки в таких интрузиях сложены норитом.
4. Ультраосновные породы кумулятивного происхождения, с которыми тесно ассоциируют основные и щелочные породы – это сложные интрузии центрального типа, установленные в пределах платформ. В них гипербазиты образуют первые фазы внедрения и часто занимают центральную часть массива, а в последующих фазах образуются щелочные разновидности. Относительная распространенность ультраосновных и щелочных пород находится в зависимости от глубины формирования массивов. Гипербазиты преобладают в глубоких сечениях массивов, а в более высоких горизонтах преобладают щелочные разновидности. К ультраосновным породах этого формационного типа приурочены месторождения титаномагнетита и флогопита.
5. Ксенолиты ультраосновного состава в кимберлитах и щелочных базальтах. С этими породами связаны алмазы.
6. Коматиты, представляющие собой уникальные вулканические образования ультраосновного состава в зеленокаменных поясах архея.