Часть II. Магматические горные породы (петрография)

mt — магнетит Fe₂O₃ FeO

hm — гематит Fe₂O₃

il — ильменит FeO TiO₂

ap — апатит 3СаО P₂O₅

wo + en +fs =di — диопсид en +fs = hy — гиперстен fo +fa = ol— оливин

Указанные сокращения названий минералов являются стан­дартными. С алгоритмом расчета можно познакомиться в специаль­ных руководствах. В настоящее время нормативный минеральный состав рассчитывают с помощью компьютера. Эта задача решается многими прикладными петрологическими программами.

Рис. 11.1. Базальтовый тетраэдр Нормативные минералы: Q — кварц, орх—ор-топироксен, о/— оливин, пе— нефелин, pl — плагиоклаз, срх — клинопироксен 1 — объем кварцевых толеитов, 2— объем оли-виновых толеитов, 3 — объем щелочных оли-виновых базальтов и тефритов

Н ормативный (расчетный) минеральный состав может сущест­венно отклоняться от модального (реального). В частности, метод CIPW не предусматривает расчета нормативных амфибола и биоти­та, и эти минералы рассматриваются как смесь безводных химиче­ских соединений (напри­мер, биотит как сумма гиперстена и ортоклаза). Несмотря на эти и другие упрощения, пересчет на нормативный минераль­ный состав широко ис­пользуется в петрохимии и петрологии. Так, при об­работке результатов пет­рологических экспери­ментов составы твердых и жидких фаз представля­ют в виде нормативных минералов или их смесей, что позволяет наглядно изобразить физико-хими­ческие равновесия между фазами.

Нормативный мине­ральный состав может слу­жить основой для класси­фикации магматических пород. Первая общая

314

11. Петрохимия магматических пород

Таблица 11. 1. Ассоциации нормативных минералов в магматических породах с разной степенью насыщения SiO₂ и Аl₂O₃

Породы с разной степенью	Породы с разной	степенью насыщения глиноземом
насыщения кремнеземом	Пересыщенные Аl2O3	Насыщенные А12О3	Недосыщенные A12O3
Пересыщенные SiO2	Q + hy с or, ab, an	Q + hy di or, ab, an	Q+hy di + ac or, ab
Насыщенные SiO2	hy+ol с or, ab, an	hy+ol di or, ab, an	hy + ol di + ac or, ab, an
Недосыщенные	ol + ne с or, ab, an	ol + ne di or, ab, an	ol + ne di + ac or, ab, an
SiO2	ol +ne + Ic с or, an	ol + ne + k di or, an	ol + ne + Ic di + ac or

Примечание. Обозначения нормативных минералов указаны в тексте

классификация такого рода была предложена самими авторами ме­тода CIPW, но она не получила распространения и вскоре была за­быта. Современные классификации прежде всего учитывают за­кономерные изменения ассоциаций нормативных минералов, отражающие степень насыщения пород кремнеземом и глиноземом (табл. 11.1). Набор минералов в каждой ассоциации однозначно определяется последовательностью расчета и во многом близок к реальным минеральным парагенезисам.

Особенности нормативного минерального состава пород с раз­ной степенью насыщения кремнеземом положены в основу класси­фикации базальтов. Для этого используется так называемый ба­зальтовый тетраэдр, в вершинах которого помещены 100%-ные содержания нормативных оливина, кварца, клинопироксена и не­фелина (рис. 11.1). На ребре ol- Q находится точка нормативного ор-топироксена, а на ребре ne— Q — точка нормативного плагиоклаза¹.

¹ Точка pi является проекцией состава плагиоклаза на линию ne-Qva вершины треугольника ne-Q-an, который помещается в той же плоскости, что и треугольник ne-Q-ol симметрично относительно ребра ne-Q.

315

Часл> И. Магматические горные породы (петрография)

П лоскости cpx-pl-opx и cpx-pl-ol делят тетраэдр на три объема, каждый из которых соответствует составам базальтов с разной сте­пенью насыщения кремнеземом и разными ассоциациями норма­тивных минералов. В объеме 1 помещаются пересыщенные крем­неземом базальты, для которых характерна ассоциация Q + орх. Такие базальты называются кварцевыми толеитами. В объеме 2 на­ходятся насыщенные кремнеземом базальты, содержащие орх + + ol, которые называются оливиновыми толеитами, а в объеме 3 — недосыщенные кремнеземом щелочные оливиновые базальты и те­фриты, для которых характерна ассоциация оl + пе.

Граничные плоскости внутри базальтового тетраэдра строго оп­ределены. Этим классификации по нормативному минеральному со­ставу отличаются от систематики изверженных пород в координа­тах (Na₂O + K₂O)-SiO₂ (см. рис. 2.5, 2.6), где почти все граничные линии являются условными и проводятся по соглашению специали­стов. Однако некоторые из этих линий учитывают и нормативный минеральный состав пород. Так, граница между ультраосновны­ми-основными породами низкощелочного и умереннощелочного рядов является границей между гиперстен- и нефелин-нормативны­ми базитами—ультрабазитами². В соответствии с этим толеитовые ба­зальты и их интрузивные аналоги относятся к низкощелочному ря­ду, а щелочные оливиновые базальты и их интрузивные аналоги — к умереннощелочному ряду. Граница между умереннощелочным и высокощелочным рядами соответствует примерно 10%-ному со­держанию нормативного нефелина. При таком количестве норма­тивного нефелина он появляется в породах как модальный минерал. Степень насыщения пород кремнеземом можно использовать как классификационный признак для пород ультраосновного, ос­новного и среднего составов. Все кислые породы пересыщены кремнеземом, т.е. являются кварц-нормативными. Для их класси­фикации следует принять во внимание особенности нормативно­го минерального состава, учитывающие степень насыщения пород глиноземом (табл. 11.2).

11.2.3. Расчет кристаллохимических формул минералов

О строении минерала можно судить по кристаллохимическим формулам, в которых катионы и анионы сгруппированы в соот-

² Данную границу часто называют линией Макдональда-Кацуры, которые впервые определили положение этой границы для базальтов Гавайских островов.

316