Лекция 1.Главные минералы горных пород

Породообразующие минералы – это составные части горных пород, отличающиеся друг от друга химическим составом и физическими свойствами. Горные породы по происхождению бывают магматическими, осадочными и метаморфическими.

По своей роли в составе горных пород минералы разделяются на две группы – главные и второстепенные. Главными называют те, которые принимают большое участие в составе пород. Так, кварц – главный минерал в гранитах, в габбро встречается лишь в виде второстепенной примеси. Апатит играет второстепенную роль в составе многих пород, но иногда, например, в апатитовых породах Хибинских тундр, он приобретает значение главного и служит предметом добычи для удобрения.

Понятие акцессорные минералы близко второстепенным. Это минералы, которые встречаются в виде незначительной примеси, но являются необходимой принадлежностью данной группы пород. Таковы циркон и ортит в гранитах, апатит в различных породах и др. Количество их обычно не превышает одного, а чаще измеряется десятыми и сотыми процента, хотя может достигать и 5 %. Обычно это минералы, содержащие в своем составе летучие компоненты, редкие, рассеянные и редкоземельные элементы. Кристаллизуются они из порций магм, насыщенных флюидами, обычно при завершении затвердевания расплава. Среди акцессорных выделяют рудные минералы, обычно это оксиды и сульфиды железа, титана и других металлов – магнетит, хромит, ильменит, гематит, пирит, халькопирит, касситерит и др. Изредка они играют большую роль в составе пород, и тогда порода становится рудой для добычи из нее металла.

Породообразующие минералы бывают первичными и вторичными. Первичные минералы образуются при процессах, происходивших при формировании самой породы. Вторичные возникают позднее во время геологических процессов при различных реакциях за счет первичных минералов. В зависимости от генезиса пород первичные и вторичные минералы могут быть различными. Так, карбонаты в магматических породах являются большей частью вторичными, тогда как в осадочных породах они могут быть первичными и образуют часто огромные толщи известняков и доломитов. Кварц в песчаниках считается первичным минералом, т. к. он отложен при образовании толщ этих пород. В гранитах он также первичен, т. к. кристаллизуется из магмы. А при процессах окварцевания он является наложенным и вторичным. Характерно то, что химический состав вторичных минералов тесно связан и вытекает из состава первичных.

Для пород магматического происхождения главными породообразующими минералами являются силикаты. В осадочных горных породах к ним присоединяются карбонаты. В метаморфических породах эти две группы минералов одинаково важны.

Силикаты в горных породах представлены главным образом минералами двух групп – магнезиально-железистыми и известково-щелочными силикатами. В известково-щелочных большую роль играет также алюминий, хотя он встречается и в железомагнезиальных силикатах (особенно в слюдах).

Выделенные две группы получили особые названия, а именно магнезиально-железистые минералы называются мафическими (или фемическими), а известково-щелочные – салическими. Большинство минералов первой группы обладают темными окрасками, т. к. содержат в своем составе элементы-хромофоры – железо, иногда титан, марганец и др., поэтому их называют еще темноцветными или цветными, тогда как салические – светлыми, светлоцветными. Эти термины условны, т.к. среди фемических минералов есть светлые разности, например, чисто магнезиальный оливин, флогопит, белый диопсид, литиевый пироксен – сподумен, белый кальциевые и магнезиальные амфиболы – антофиллит, тремолит и др. И, наоборот, бывает, что салические минералы – полевые шпаты окрашены в темно-серые, бурые, зеленые тона. Окраска этих минералов вызвана тонко распыленными темными включениями, они не содержат железа.

В группе главных минералов мы рассмотрим сначала фемические (оливин, пироксены, амфиболы, биотит), а затем салические (кварц, полевые шпаты, фельдшпатоиды), некоторые вторичные минералы (хлорит, серпентин, актинолит, кальцит, эпидоты, мусковит) и наиболее распространенные акцессорные (апатит, циркон, сфен, гранат).