3.3. Текстуры магматических горных пород

Текстура – совокупность признаков строения горной породы, определяемых расположением составных частей породы относительно друг друга в занимаемом ими пространстве (иными словами – расположение и ориентировка зерен в объеме породы). Текстуры, как правило, изучаются макроскопически. Тип текстуры зависит от условий кристаллизации, особенно от влияния давления на формирующуюся породу.

Выделяют два главных типа текстур: однородная и неоднородная.

Однородная (массивная) текстура характеризуется беспорядочным положением минеральных компонентов в пространстве, при котором порода в любом участке имеет примерно одинаковый состав и строение.

Соответственно, неоднородные текстуры характеризуются неравномерным, часто ориентированным расположением минералов, что позволяет их классифицировать. Наиболее распространенными из них являются: такситовая, полосчатая, директивная для плутонических пород и флюидальная, пористая, миндалекаменная для вулканических пород.

Такситовая или пятнистая текстура определяется наличием отдельных участков породы, отличающихся друг от друга по составу или по структуре, а иногда и по составу и по структуре одновременно. Обычно эти участки имеют вид более или менее изометричных пятен. Скопления темноцветных или светлых минералов, имеющих вытянутую или линзовидную форму, называют шлирами (шлировая текстура).

Полосчатая текстура обусловлена чередованием полос разного минерального состава или строения. Ширина полос обычно варьирует от миллиметров до десятков сантиметров. В некоторых плутонических телах наблюдается ритмичное чередование полос разного состава (ритмично-полосчатая текстура).

Директивная текстура характеризуется ориентированным линейным или плоскостным субпараллельным расположением удлиненных или уплощенных минералов в породе. Эта текстура отчетливо наблюдается в породах с минералами игольчатой (например, эгирин или роговая обманка), листоватой (слюды) или таблитчатой (полевые шпаты) формы.

Флюидальная текстура свойственна стекловатым и полукристаллическим вулканическим породам, в которых отчетливо видны следы течения лавы в виде тонких параллельных полос.

Пористая текстура определяется наличием округлых, эписовидных или неправильной формы пустот, возникающих в результате выделения газов при кристаллизации вулканических пород. При преобладающем объеме пустот текстура носит название – пузыристая (пемзы).

Миндалекаменная текстура образуется в вулканической породе при заполнении пустот вторичными минералами – опалом, халцедоном, кварцем, эпидотом, хлоритом, карбонатами, цеолитами и др. Подобные образования начинающие часто путают с порфировыми вкрапленниками, от которых они отличаются либо правильной округлой или эллипсовидной формой, либо наоборот характеризуются сложными очертаниями.

Глава 4. Систематика, классификация и номенклатура магматических горных пород

4.1. Систематика и классификация магматических горных пород

Систематика магматических пород необходима для того, чтобы упорядочить их природное разнообразие и разработать принципы группировки их в таксономические единицы в иерархической последовательности – типы, классы, группы, ряды, семейства, виды, разновидности. Цель такой систематики состоит в том, чтобы бесконечное разнообразие индивидов свести к конечному множеству видов. Классификация – это разработанная в результате отнесения объектов к определенным таксонам (т.е. в процессе классифицирования) система распределения множества горных пород по таксономическим подразделениям на основании определенных химико-минералогических и структурных признаков; она закрепляет результаты исследования природных объектов и открывает возможности для единообразной диагностики горных пород.

Таксоны высоких рангов (тип и класс) выделяются по генетическим критериям, а дальнейшее подразделение основывается на комплексе признаков их вещественного состава и структурно-текстурных особенностей. Так для выделения средних рангов (отрядов, подотрядов, семейств) приняты петрохимические признаки, как наиболее универсальные и применимые в равной степени и к полнокристаллическим и к стекловатым породам. При выделении низших таксонов (видов, разновидностей) используются преимущественно количественно-минералогические и структурно-текстурные признаки пород.

Как отмечалось в первой главе, вся совокупность известных в природе горных пород по способу формирования разделяется на четыре типа: а) магматические, б) метаморфические, в) импактные (коптогенные) и г) осадочные породы.

Дальнейшее подразделение внутри каждого типа горных пород производится по различным сочетаниям структурно-вещественных признаков, разработанных индивидуально для каждого типа.

Тип магматических горных пород разделяется по фациальным условиям образования (т.е. глубинности образования) на три класса:

1) Класс плутонические (абиссальные и мезоабиссальные) породы – полнокристаллические породы, происхождение которых связано с относительно длительной кристаллизацией магматического расплава в земной коре на глубинах более 5 км.

2) Класс вулканические (поверхностые) породы – объединяет порфировые или афировые породы с микрокристаллической или стекловатой основной массой. Они являются продуктами кристаллизации лавы – излившейся на земную поверхность магмы, застывшей в течение короткого промежутка времени в субаэральных или подводных условиях. К этому же классу относятся вулканические обломочные (пирокластические) породы.

3) Класс гипабиссальные (приповерхностные) породы, включает магматические породы, сформированные на небольших глубинах (до 5 км) и занимающие по условиям залегания и структурам промежуточное положение между глубинными (плутоническими) и излившимися (вулканическими) породами. Они наблюдаются обычно в виде малых интрузий (даек, силлов, штоков). Аналогичные породы встречаются также во внутренней части мощных вулканических покровов и в краевых приконтактовых зонах интрузивных массивов (в зонах закалки).

Магматические породы каждого из выделенных выше классов подразделяются на шесть отрядов. Их выделение производят по концентрации в породе оксида кремнезема – SiO₂ (не путать с содержанием кварца в породе!).

1) Отряд некремнеземистых и низкокремнеземистых пород – менее 30% SiO₂.

2) Отряд ультраосновных пород – 30-45% SiO₂.

3) Отряд основных пород – 45-53 % SiO₂.

4) Отряд средних пород – 53-64% SiO₂.

5) Отряд кислых пород – 64-78% SiO₂.

6) Отряд высококремнеземистых (ультракислых) пород – более 78% SiO₂.

Породы каждого отряда (от ультраосновных до ультракислых) подразделяются по степени щелочности на подотряды: а) низкощелочной; б) нормальнощелочной; в) умереннощелочной (субщелочной) и г) щелочной. Критерием разделения служит содержание в горных породах суммы оксидов щелочных металлов: Na₂O и K₂O. Пределы колебаний классификационных значений суммы щелочей различны для разных отрядов и варьируют в зависимости от содержания SiO₂. Например, граница между нормальнощелочными и умереннощелочными породами основного состава имеют значения 3-5%, а для отряда кислых пород – 8% Na₂O + K₂O.

Примечание: Кроме выделения отрядов и подотрядов магматических пород по степени общей щелочности, традиционным и имеющим важное значение является разделение магматических пород по типу щелочности с использованием отношения Na₂O/K₂O: а) натриевый тип (Na₂O/K₂O>4,0 для ультраосновных и основных пород, >3,0 для средних и >1,0 для кислых); б) калиево-натриевый (1,0-4,0 для ультраосновных и основных пород, 0,6-3,0 для средних и 0,3-1,0 для кислых) и в) калиевый (<1,0 для ультраосновных и основных пород, <0,6 для средних и <0,3 для кислых).

В практике геологических работ широко используется подразделение магматических горных пород на внетаксонные группы по другим параметром. Например, по степени фемичности, т.е. по величине нормативного индекса фемичности FEM (выраженное в мас.% содержание в породах нормативных минералов фемической группы). На основании индекса мафичности выделяются: ультрафемические (FEM>70), фемические (70>FEM >30), фемисалические (30>FEM>20) и салические (FEM<20) породы.

Полнокристаллические магматические горные породы, кроме того, могут при необходимости быть разделены исходя из их модального состава по величине цветового индекса М' (относительного количества темноцветных минералов в горной породе в объемных процентах). В число темноцветных мафических и родственных минералов определяющих индекс М, включены слюды, амфиболы, пироксены, оливин, рудные, акцессорные минералы (например, циркон, апатит и т.д.), эпидот, гранат, первичный карбонат и т.д.

В зависимости от величины цветового индекса М' выделяются: лейкократовые (35>М'>0), мезократовые (65>М'>35), меланократовые (мафические; 90>М'>65) и ультрамеланократовые (ультрамафические; 100>М'>90) породы.

Обобщенное распределение магматических пород по отрядам и подорядам, позволяет в совокупности выделить следующий таксон систематики – семейство горных пород, т.е. сообщества магматических пород близкого минерального состава, характеризующиеся определенными отношениями кремнезема и щелочей. Для графического изображения этих соотношений используется бинарная TAS-диаграмма (total alkali-silica – сумма щелочей-кремнезем), где выделяются вариационные поля, соответствующие определенным семействам горных пород: пикритов, мелилититов, фоидитов, пикробазальтов, базальтов, андезитов, фонолитов, дацитов, риодацитов, риолитов и других для вулканических пород (см. рис.4) и оливинитов-дунитов, перидотитов, габброидов, сиенитов, диоритов, гранитов и других для плутонических пород. Важно то, что поля отражают не только химические, но и минералогические особенности объектов классификации, что является следствием корреляции SiO₂, Na₂O и K₂O с другими петрогенными окислами, а, следовательно, и образующимися минеральными фазами.

Дальнейшее деление семейств горных пород на виды и разновидности осуществляется введением новых классификационных критериев – количественно-минералогических, структурных, дополнительных петрохимических. Вид горный породы, является элементарным звеном (таксоном) в систематике и выделяется по наибольшему числу признаков: составу первично-магматических главных и второстепенных минералов, их количественным и структурным соотношениям в сочетании с некоторыми дополнительными петрохимическими параметрами. Например: гарцбургит, биотит-роговообманковый диорит, биотитовый плагиогранит и т.д.

Основным критерием для выделения петрографических видов среди плутонических полнокристаллических пород рекомендуется использовать количественный модальный минеральный состав, выраженный в объемных процентах (об.%). Для вулканических неполнокристаллических или стекловатых пород, полный модальный минеральный состав которых установить невозможно, в качестве первого классификационного критерия (признака) выступает их химический состав. Определять вид вулканических горных пород по видимым признакам (цвет, структура, текстура, состав порфировых вкрапленников и т.д.) допускается только как предварительная (полевая) диагностика.

Классификация и регламентируемая номенклатура магматических пород заканчивается на таксоне "вид", т.е. для любой исследуемой конкретной горной породы идентичность при правильной диагностике может быть установлена только с одним петрографическим видом!

В некоторых случаях требуется выделение петрографических разновидностей горных пород. Право подобного выделения предоставляется непосредственно исследователям в ходе проведения полевых или лабораторных работ.

С соответствие с существующей практикой, для выделения разновидностей магматических пород могут использоваться следующие признаки:

а) минералогические – особенности состава породообразующих минералов; присутствие второстепенных или акцессорных минералов в количествах, превышающих нормальные для данного вида; отличные для данного вида значения цветового индекса (лейкократовые или меланократовые разновидности) и т.д.

б) химические – повышенные или пониженные содержания отдельных породообразующих оксидов;

в) структурно-текстурные – особенности структуры или текстуры, не характерные для данного петрографического вида (нетипичные для данного вида зернистость, порфировость, и т.п.).