Глава 3. Структуры и текстуры магматических горных пород, Классификация структур по степени кристалличности, размерам минеральных зерен, характеру взаимоотношений минералов

Особенности строения горных пород, зависящие от условий образования, выражаются в структурных и текстурных признаках.

3.1. Структуры магматических горных пород

Структура – совокупность признаков горной породы обусловленных степенью кристаллизации, размерами минеральных зерен, а также формой и взаимными отношениями составных частей породы (минералов или минералов и вулканического стекла). Первая группа признаков часто достаточно отчетливо может быть установлена макроскопически (т.е. без использования какого-либо оборудования). Вторая группа структурных признаков относится к микроструктурам и требует изучения породы с использованием микроскопа.

Классификация структур базируется на нескольких признаках.

А) По степени раскристаллизованности выделяют:

1) полнокристаллические структуры, которые возникают в глубинных условиях, при медленном остывании магмы и характеризуют породы, полностью состоящие из кристаллов различных минералов;

2) неполнокристаллические структуры – формируются при кристаллизации пород в гипабиссальных (приповерхностных) условиях или на поверхности Земли и состоящих из различных сочетаний вулканического стекла и минералов;

3) стекловатые структуры возникают при быстром охлаждении магмы, что типично для поверхностных лавовых вулканических образований, породы в которых сложенных только вулканическим стеклом.

Б) В зависимости от размера кристаллов различают явнокристаллические структуры – кристаллы минералов в которых различимы невооруженным глазом, и скрытокристаллические (афанитовые) – в которых кристаллы породообразующих минералов не различимы без микроскопа.

В) По абсолютным размерам кристаллов породообразующих минералов среди явнокристаллических пород выделяют следующие структуры:

гигантокристаллическая (более 25 мм);

крупнокристаллическая (размер кристаллов более 5 мм);

среднекристаллическая (1-5 мм);

мелкокристаллическая (0,5-1 мм);

тонкокристаллическая (от 0,5 мм до минимально наблюдаемых невооруженным глазом размеров – примерно 0,01 мм).

В афанитовых структурах, выделяются:

скрытокристаллические структуры (микро- или криптозернистые) – кристаллы минералов не видны невооруженным глазом, но присутствуют в породе (т.е. их размер менее 0,01 мм);

стекловатые – зерна не различаются даже с использованием микроскопа (т.е. кристаллы минералов отсутствуют).

Считается, что размер кристаллов («степень раскристаллизованности») зависит от продолжительности остывания магмы. При быстром остывании образуются тонкокристаллические или стекловатые эффузивные и жильные породы. Застывающие на глубине породы кристаллизуются гораздо медленнее и поэтому имеют большую степень раскристаллизованности (больший размер зерен). Следует подчеркнуть, что скорость охлаждения магматических тел, влияющая на размер формирующихся кристаллов, определяется не столько глубиной их залегания, сколько размерами. По этой причине, структура кристаллического агрегата, прежде всего, является функцией размера магматических тел и состава магматического расплава, а не глубины на которой происходит кристаллизация. Например, режим застывания маломощных жил, залегающих на глубине нескольких километров, практически не отличается от процессов остывания лавовых потоков на поверхности Земли, соответственно и структура сформированных жильных и подобных им тел, почти идентична эффузивам. Кроме этого, важнейшее значение имеет количество летучих компонентов, растворенных в магме, чем их больше, тем больше вероятность увеличения размерности кристаллических фаз (например, гигантокристаллические структуры в водо-флюидонасыщенных пегматитах).

Г) По характеру выделения минералов (по относительному размеру кристаллов).

Полнокристаллические структуры делятся на а) равномернозернистые – кристаллы всех минералов приблизительно одного размера; б) неравномернозернистые (порфировидные) – кристаллы одних минералов значительно больше кристаллов других минералов, слагающих основную массу породы. Эти крупные выделения называются порфировыми вкрапленниками.

Структуры скрытокристаллических и стекловатых вулканических пород делятся на: а) порфировые – с вкрапленниками (фенокристаллами) и б) афировые – без вкрапленников минералов.

Стоит обратить внимание, что структуры неравномернозернистых вулканических пород (в случае когда отдельные кристаллы минералов наблюдаются на фоне скрытокристаллической основной массы породы) носят название – порфировые (рис. 3), а в случае когда зерна крупных минералов выделяются на фоне более мелких по размерам минералов (что характерно для некоторых гипабиссальных и плутонических пород) данную структуру правильно называть – порфировидная.

Рисунок 3. Порфировая структура – вкрапленник плагиоклаза размером около 2 мм резко выделяется на фоне афанитовой основной массы. Николи скрещены.

Порфировые структуры обычно образуются в две стадии. На ранней стадии в глубинных магматических очагах зарождаются высокотемпературные ранние минералы (например, оливин или основные плагиоклазы). Их незначительное количество позволяет принимать им характерные кристаллографические формы и достигать значительных размеров. После подъема магматического расплава к поверхности Земли и последующего извержения лавового материала, происходит его очень быстрое остывание, приводящее к формированию огромного количества очень мелких кристалликов или вулканического стекла, образующих скрытокристаллическую или стекловатую основную массу (базис).