Описи основних породотворних і рудних мінералів

Самородні елементи.

До класу самородних елементів відносять: платину, золото, срібло, алмази, графіти, сірку, мідь та ін. Мінерали цієї групи складаються з одного хімічного елемента чи суміші двох елементів, не користуються широким поширенням, але надзвичайно важливі в практичному відношенні. Досить широко поширених з них є тільки графіт і сірка.

Сульфіди.

Сульфіди, або сірчані з'єднання елементів головним чином важких металів, не є породотворними мінералами, але становлять великий інтерес як руди кольорових та чорних металів. З сірчистих мінералів в земній корі найбільш поширений пірит FeS₂, (сірчаний або залізний колчедан). Аналогічний за складом марказит, що відрізняється від піриту кристалографічною сингонією. З інших мінералів, що відносяться до класу сульфідів, часто трапляються халькопірит CuFeS₂, галеніт РbS, що є найважливішою свинцевою рудою, і сфалерит ZnS (цинкова руда); всі ці мінерали не мають породотворного значення.

Оксиди та гідрооксиди.

Мінерали класу оксиди і гідрооксиди являють собою з'єднання елементів з киснем і гідроксидною групою ОН. Вони широко поширені, складають близько 17 % всієї маси земної кори.

Кварц SiO₂ один з найпоширеніших мінералів, на частку якого припадає 12 % всієї маси земної кори. Формально за своїм хімічним складом кварц віднесений до оксидів, проте в структурному відношенні він може бути віднесений і до підкласу силікатів з каркасною структурою.

Розрізняють такі найважливіші різновиди кварцу: гірський кришталь прозорий, без домішок, трапляється у вигляді добре розвинених кристалів; димчастий кварц називається морфіном, фіолетовий – аметистом.

Прихованокристалічний різновид кварцу називається халцедоном. Смугастий халцедон називається агатом. Широко відомий забруднений халцедон, буває в вигляді желваків, так званий кремінь.

Мінерал, який являє собою водний оксид кремнію SiO₂∙nH₂O, називається опалом.

Серед оксидів велике значення мають прості і водні оксиди заліза. Вони є головними мінералами залізних руд.

Гематит Fe₂O₃ у вигляді добре розвинених кристалів називається залізним блиском, а в приховано кристалічній формі – червоним залізняком.

Магнітний залізняк ( магнетит ) Fe₃O₄ або FeO ∙ Fe₂O₃ – являють собою оксид, більш багатий по вмісту заліза.

Дуже поширений бурий залізняк, або лімоніт (Fe₂O₃∙nH₂O) – водний оксид заліза. Бурий залізняк лише умовно можна відносити до класу водних оксидів, тобто він представляє собою складний мінеральний агрегат близьких за складом мінералів. До цього ж класу відносять численні, більш рідкісні мінерали, з яких слід зазначити корунд Al₂O₃. Різновид корунду називають рубіном (червона), сапфіром (синя). Водний глинозем входить також до складу алюмінієвих руд, бокситів і зустрічається у глинах.

Галоїдні сполуки.

Солі галоїдно-водневих кислот утворюють близько 100 мінералів. Їх роль як породотворних мінералів невелика, але вони важливі в загально геологічному і практичному відношенні. Найбільш розповсюджені з мінералів цього класу хлористі сполуки.

Галіт (кам’яна сіль) NaCl часто зустрічається серед осадових утворень озер і морів. До галоїдних мінералів відноситься також сильвін KCl і флюорит CaF₂. Сильвін використовують як добриво, а флюорит у металургії при плавленні металів, у скляній і хімічній промисловості.

Надклас солей кисневмісних кислот.

У цей надклас входять солі різних кисневих кислот: вугільної (карбонати), сірчаної (сульфати), фосфорної (фосфати) і кремнієвих (силікати), що виділяються у вигляді окремих пластів.

Карбонати.

Карбонати дуже широко поширені у верхніх частинах земної кори. Сюди відносять кальцит, магнезит, доломіт, сидерит та інші мінерали.

Кальцит СаСО₃, або вапняний шпат, і його прозорий вид – ісландський шпат – один з найпоширеніших мінералів. Ісландський шпат більш рідкісний, його використовують в оптиці.

Магнезит MgCO₃ і доломіт CaMg(СO₃)₂ вживають в хімічній і будівельній промисловості для виготовлення для виготовлення цементу.

Сидерит FeCO₃ (залізний шпат) вживають як руда для отримання якісної сталі.

Всі карбонати вступають в реакцію зі слабкою (5-10 %) соляною кислотою, що супроводжується виділенням вуглекислого газу. Ступінь інтенсивності цієї реакції дозволяє відрізняти схожі зовні один з одним карбонати.

До числа водних карбонатів відноситься малахіт CuCO₃Cu(ОН)₂ – суцільні маси натічних ниркоподібних форм зеленого кольору твердістю 3,5-4. Землисті різновиди (мідна зелень) малахіту зустрічаються в пісковиках Уралу, України та інших районів.

Сульфати.

З мінералів цього класу широке поширення має гіпс СаSO₄∙2H₂O, рідше зустрічається ангідрит СаSO₄ – безводний сульфат кальцію. Штучно обпалений гіпс, а також тонкозернисті суцільні маси звичайного гіпсу називають алебастром. Іноді трапляється довгостовпчаста волокниста різновидність гіпсу, названа селенітом («місячний камінь»).

Для сульфатів, як і для карбонатів, характерні низька твердість, світле забарвлення і невелика питома вага. Сульфати широко використовують в медицині, хімічної та будівельної промисловості.

Фосфати.

Фосфати являють собою солі фосфорних кислот. У цей клас входить велика кількість мінералів, але особливо важливе значення як породотворні мінерали і як сировина для виробництва добрив мають апатит і фосфорит.

Апатит Ca₅(F,Cl)(PO₄)₃ є найбільш поширеним мінералом цього класу. Фосфорити – осадові морські утворення, близькі за складом до апатиту, але містять домішки карбонатів, піску і глинистих частинок. Вони зазвичай утворюють радіально-променисті і прихованокристалічні конкреції.

Силікати.

До класу силікатів відносять найбільш численну групу мінералів, складова за вагою більше 85 % всієї земної кори. Мінерали цієї групи входять до складу більшості гірських порід.

Силікати раніше розглядалися як солі різних гіпотетичних і крем'яних і алюмокремнієвих кислот. Серед них виділялися польові шпати, фельдшпатиди, метасилікати, ортосилікати і водяні силікати. Кристалохімічне вивчення і рентгеноструктурний аналіз дозволили більш правильно розділити силікати на підкласи та групи.

Всі мінерали силікатів поділяють залежно від способів зчленування кремнекислородних тетраедрів на наступні групи: 1) острівні, 2) кільцеві, 3) ланцюгові, 4) стрічкові, 5) листові, 6)каркасні.

• Острівні силікати.

До острівних силікатів із широко розповсюджених породоутворюючих мінералів відносяться олівін і гарнат.

Олівін (Fe,Mg)[SiO₄]. Цей залізо-магнієвий бідний кремнекислотою силікат характерний для ультраосновних чи основних вивержених порід.

Гранати характерні для метаморфічних та метаморфізованих порід, рідше бувають в вивержених породах. Відомо декілька видів гранатів, із яких найбільш розповсюдженим є альмандин Fe₃Al₂[SiO₄]₃ темно-червоного чи буруватого кольору.

• Кільцеві силікати.

До цієї ж групи силікатів відносять і турмалін – бороалюмосилікат, трапляються головним чином у гранітних породах і пегматитових тілах, а також у сланцях в області контактів. Турмалін буває у вигляді видовжених призматичних кристалів, які мають у розрізі трикутник. Колір турмаліну різноманітний: буває різновид зеленого, рожевого, бурого і чорного кольорів.

Красиво забарвлені прозорі різновидності турмаліну використовують як дорогоцінне каміння, а однорідні по будові камені використовують у радіотехніці.

• Ланцюгові силікати.

В групу цих силікатів входять залізо-магнетичні силікати сімейства піроксенів, які поділяють на моноклінні і ромбічні. Представниками моноклінного піроксенів являється авгіт – мінерал складного і непостійного хімічного складу Ca(Mg, Fe, Al)∙[(SiAl)₂O₆]. Якщо в складі мінералу присутні Na₂O і Fe₂O₃, то мінерал називають егирін-авгітом.

У структурі авгіта алюміній знаходиться в центрі кисневих тетраедрів, займає місце кремнію. Для нього характерні коротко стовпчасті кристали зеленувато-чорного кольору з восьмикутним січенням і блискучими гранями.

• Стрічкові силікати.

Найбільш розповсюдженими представниками цих силікатів являються амфіболи, які входять у склад магматичних і метаморфічних гірських порід.

Будова амфіболів значно складніша, ніж піроксенів, але між обома цими групами є багато спільного: колір і вигляд кристалів, твердість, питома вага і так далі. Макроскопічно відрізнити амфіболи від піроксенів буває досить важко, особливо коли мінерал зустрічається у вигляді дрібних кристалів. Але все ж існуть різновидності в характері блиску, формі кристалів і спайності. На відміну від піроксенів у більшості амфіболів шовковистий блиск, витягнуті стовпчасті, часто голкові кристали шестикутного січення, плоскості спайності піроксенів перетинаються під кутом, близьким до прямого (87 ºC), а амфіболи – під кутом 124 ºC (56 ºC) один до одного. Стайність в амфіболів більш досконала. Амфіболи – це типові метасилікати. Загальна формула амфіболів R₇(OH)₂[Si₄O₁₁]₂, де R = Ca, Mg і Fe⁺².

Амфіболи так як і піроксени, кристалізуються в ромбічній і моноклінній сингоніях. Найбільш розповсюджені моноклінні амфіболи, головним чином рогова обманка. Склад рогової обманки дуже різноманітний і непостійний; він може бути виражений формулою (Ca,Na)₂(Fe⁺²,Fe⁺³,Mg,Al,Mn, Ti)₅[(Si,Al)₄∙O₁₁]₂(OH,F)₂. Рогова обманка має світло-зелений, темно-зелений і бурувато-чорний колір. Від авгіту вона відрізняється волокнистістю і шовковистим блиском витягнутих стовпчастих кристалів.

Крім звичайної рогової обманки, для деяких гірських порід метаморфічного походження характерна промениста рогова обманка світло-зеленого кольору – актиноліт, який має голкову форму кристалів.

• Листкові силікати.

Якщо стрічки з'єднуються в один безперервний шар, то така структура утворює листові (шарові) силікати. Внутрішня структура мінералів цього підкласу визначає їх вельми досконалу спайність в одному напрямку і невелику твердість.

У складі цих силікатів, крім Si і О, присутні Мg, А1, К, Na і Са - елементи, сполучні шари, а також гідроксил (ОН). За хімічними ознаками їх відносять до водних силікатів.

Серед листових силікатів можна виділити силікати і алюмосилікати, в яких частина кремнію заміщається алюмінієм. До листових силікатам відносять тальк, серпентин і каолініт, а до листових алюмосилікатів – слюди, хлорити та гідрослюди, з яких найбільш важливим є глауконіт, що утворюється в морських умовах.

Листові силікати і алюмосилікати є досить розповсюдженими мінералами вивержених і метаморфічних гірських порід (за винятком глауконіту).

Тальк Мg₃(ОН)₂[Si₄O₁₀] магнезіальний листовий силікат. Гірська порода, що складається з тальку, називається жировиком. Утворюється у верхніх частинах земної кори в результаті дії води і вуглекислоти на ультраосновні і основні породи, багаті магнієм (перидотити, піроксеніти, амфіболіти та ін.) З олівінової породи, наприклад, він утворюється за схемою:

4(Мg, Fe)₂ ∙ [SiO₄]+H₂O+3CO₂ -> Мg₃(ОН)₂[Si₄O₁₀]+3MgCO₃+Fe₂O₃

Тальк широко застосовується в паперовій, гумовій, парфумерній, фармацевтичній, шкіряній і фарфоровій промисловості, а також для виготовлення вогнетривкого посуду і цегли.

Серпентин Мg₆(ОН)₈[Si₄O₁₀] відрізняється від тальку тільки більшим вмістом магнію і меншим вмістом кремнезему. Гірська порода, що складається з серпентину, часто називається серпентинітом (змійовиком) по зеленому плямистому забарвленню (латин. « серпенс » - змія).

Волокниста різновидність серпентину називають азбестом. Серпентиніт утворюється в результаті метаморфічної зміни магнезіальних магматичних порід. Азбест застосовують для виготовлення вогнетривких тканин, прокладок і т.д.

Утворення серпентинітів пов'язано з метаморфізмом магматичних олівінових і рідше піроксенових порід, що вміщують магній.

Каолініт Al₄(ОН)₈[Si₄O₁₀] утворюється в результаті хімічного вивітрювання алюмосилікатів магматичних порід на поверхню землі. Входить до складу багатьох глин. Схема утворення каолініту в результаті вивітрювання польових шпатів наступна:

4K[AlSi₃O₈]+4H₂O+2CO₂->K₃CО₃ +8SiO₂+4Al₄(ОН)₈[Si₄O₁₀]

Землисті пухкі маси каолініту називають каоліном (фарфорова глина). Використовують в будівельній справі, в керамічному виробництві, в паперовій промисловості і як вогнетривкий матеріал.

Серед листових алюмосилікатів важливе породотворне значення мають слюди, що входять до складу багатьох магматичних і метаморфічних гірських порід. Кількість слюд у породах земної кори близько 4 %. Слюди кристалізуються у моноклінні сингонії, володіють досить досконалою спайністю в одному напрямку, завдяки якій вони розщеплюються на найтонші пружні листочки.

За хімічним складом їх поділяють на магнієво-залізисті, алюмінієві і літієві слюди.

Породотворне значення мають мусковіт і біотит.

Мусковіт KAl₄(ОН)₂[Si₃AlO₁₀] – безбарвна або злегка забарвлена жовтувата прозора калієва слюда. Дрібнолускуватий різновид мусковіту називається серицитом.

Мусковіт застосовується як прекрасний ізоляційний матеріал, а його порошок – для виготовлення вогнестійких будівельних матеріалів, паперу, фарб, автомобільних шин і т. д.

Біотит К(Мg,Fе⁺²,Fе⁺³,А1)₃(ОН,F)₂∙[Si₃AlO₁₀] – магнезіально-залізиста слюда зеленувато- чи коричнево-чорного кольору. Біотит – породотворний мінерал магматичних і метаморфічних гірських порід. Бура магнезіальна слюда, схожа на біотит, але не ламка, називається флогопітом. ЇЇ широко використовуєть в електротехніці.

Хлорити – водні алюмосилікати магнію і заліза. Вони володіють зеленим забарвленням. Є цілий ряд хімічних різновидностей хлоритів, мало відмінних один від одного за зовнішнім виглядом. Хлорити представляють ізоморфний ряд з'єднань складу Мg₆(ОН)₈[Si₄O₁₀] і Мg₄Al₂(ОН)₈[Al₂Si₂O₁₀], в яких Мg⁺² і А1⁺³ можуть заміщуватись відповідно Fе⁺² та Fе⁺³. Це мінерали в основному метаморфічних порід, у яких вони утворилися за рахунок магнезіально-залізистих силікатів. Деякі з хлоритів вміщують до 38 % заліза і використовуються як залізні руди (шамозит).

Глауконіт – К(Fе, Аl, Мg)₃(ОН)₂∙(Si,Al)O₁₀∙nH₂О відноситься до групи гідрослюд. За даними рентгеноструктурних досліджень глауконіт є сумішшю декількох мінералів. Він утворюється неглибоких морських басейнах і широко поширений в пісках, глинах, опоках, вапняках та інших осадових породах, де він трапляється у вигляді прихованокристалічних округлої форми зернят. Застосовується як калійне добриво в сільському господарстві і як пом’якшувач жорсткості води.

• Каркасні силікати.

Від всіх інших силікатів мінерали цієї групи відрізняються безперервним зчепленням кремнієалюмокислотних тетраедрів через всі чотири вершини, в результаті чого утворюється каркас. У каркасних силікатах іони алюмінію займають місце іонів кремнію, і в відповідності з цим тетраедри діляться на алюмокислотні і кремнієкислотні.

В хімічному відношенні каркасні силікати являють собою алюмосилікати K, Na, Ca. Для них характерна постійна досить висока твердість (5-6), світле забарвлення і питома вага 2,5-2,75.

Каркасні силікати ділять на дві групи мінералів: польові шпати і фельдшпатити.

1.Польові шпати.

За хімічним складом серед польових шпатів виділяють 1) калієво- натрієві польові шпати і 2) вапняно-натрові польові шпати, або плагіоклази.

а)Калієво-натрієві польові шпати.

З калієвих польових шпатів найбільш важливе значення має ортоклаз, який кристалізується в моноклінній сингонії і утворює прямокутні кути по спайності у двох напрямках (по-грецьки « ортоклаз » - прямо відколюється). До цієї ж групи належить мікроклін, який кристалізується у триклинній сингонії, за хімічним складом аналогічний ортоклазу. Різновидність мікрокліна зеленого кольору називається амазонітом.

Ортоклаз і мікроклін складають кислі і середні вивержені гірські породи.

б)Плагіоклази.

За хімічним складом плагіоклази являють собою безперервний ряд ізоморфних сумішей двох складових частин альбітової (Аb) - Na[AlSi₃O₈] і анортитової (Аn) - Ca[Al₂Si₂O₈].

У природі існують всі члени цього ізоморфного ряду, від чистого альбіта до анортита.

Плагіоклази різного складу носять різні назви: олігоклаз, андезин, лабрадор і бітовніт.

Всі плагіоклази кристалізуються в триклінній сингонії. Анортит вміщує значно менше кремнієкислоти ніж альбіт. Тому всі плагіоклази діляться на кислі (альбіт, олігоклаз) , средні (андезин), основні (лабрадор, бітовніт, анортит).

Макроскопічні різновиди плагіоклазів майже, але не відрізняються один від одного, за винятком лабрадора, для якого характерна іризація (сині та зелені переливи на поверхнях спайності).

Від калієвих польових шпатів плагіоклази відрізняють по зеленувато-сірому забарвленні, двійниковій штриховці на поверхнях спайності, які утворюють кут 87 °C (звідси назва « плагіоклаз » – косо відколюється). Ці багаторазово утворені двійники бувають помітні у вигляді тонкого паралельного штрихування на площинах спайності або смугасті (двійникового штрихування).

2.Фельдшпатиди.

За хімічним складом фельдшпатиди подібні з польовими шпатами, але вміщують менше кремнієкислоти. Вони ніби замінюють польові шпати в деяких магматичних породах, в яких мало кремнієкислоти, але багато лугів, і тому відіграють істотну роль у складі лужних порід.

Альбіту (натрієвому польовому шпату) відповідає з фельдшпатидів нефелін Na[AlSiO₃], за характерним жирним блиском, який називають також елеолітом (масляним каменем). Він входить до складу безкварцових лужних магматичних порід (нефелінових сієнітів) і його застосовують в скляній, керамічній та хімічній промисловості. Калієвим польовим шпатом (ортоклазу і мікрокліну) відповідає лейцит К[AlSi₂O₆] - породотворний мінерал порід, що злились, який можна використовувати для виробництва калію та алюмінію.

Вуглецеві з'єднанні.

Вуглецеві з'єднання істотно відрізняються від багатьох мінералів за походженням, хімічними властивостям і кристалічною будовою.

До цього класу відносяться торф, кам'яне вугілля, нафта. Вони фактично є гірськими породами і будуть розглянуті в розділі осадових порід. До мінералів, що складаються із вуглеводню з деякою кількістю кисню, можна віднести асфальт, озокерит і бурштин.

Асфальт – продукт окислення вуглеводнів нафти. Він складається в основному з вуглеводню ( 80 %) і водню ( 10 %). Це коричнево-чорна м'яка маса, яка легко горить і плавиться. Застосовується асфальт для дорожніх покриттів, а також у хімічній промисловості.

Озокерит (гірський віск) складається з 84 % вуглецю і 16 % водню. За зовнішнім виглядом та фізичними властивостями озокерит дуже схожий з воском. Він утворюється з парафінової нафти шляхом кристалізації високомолекулярних вуглеводнів при охолодженні нафти. Озокерит йде на вироблення штучного воску.

Бурштин являє собою викопну дерев’яну смолу С₁₀Н₁₆О. Це легкий аморфний мінерал буро-жовтого кольору, прозорий і напівпрозорий, з раковистим зламом і малою твердістю (2-2,5). Його застосовують в електротехніці як ізолятор, в ювелірній справі і хімічній промисловості.

Контрольні запитання

1. Що таке мінерали і які фізичні властивості характерні для них?

2. Які форми мінералів існують в природі?

3. Що таке кристали?

4. Які форми мінералів існують в природі?

5. На які підрозділи поділяються мінерали за хімічним складом і кристалічноюбудовою?

6. Що відноситься до класу солей кисневмісних кислот?

7. Що відноситься до класу вуглецевих з’єднань?

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 2

Магматичні гірські породи та методи їх визначення

Мета роботи: вивчення структурних, текстурних та фізико-хімічних властивостей магматичних гірських порід, особливості їх формування і мінерального складу та закріплення знань з визначення магматичних гірських порід та їх розповсюдження в земній корі.

Основні теоретичні положення

Магматичні гірські породи утворюються в процесі розкристалізації або затвердіння природних силікатних розплавів, які виникли у глибинних зонах земної кори або вилились на її поверхню в результаті пониження температури. Перш за все необхідно засвоїти, що в залежності від умов, у яких проходить перетворення магматичного розплаву в тверде тіло, розрізняють інтрузивні породи, коли розплавлена магма розкристалізовується в глибинних надрах земної кори, не піднімаючись на поверхню, та ефузивні породи, які утворились у результаті застигання розплаву лави на поверхні Землі. В цьому зв’язку також необхідно чітко уявити собі різницю понять про магму і лаву та особливості їх складу.

Магма – це вогняно-рідинна рухома маса, яка складається із суміші твердої та газоподібної фаз, які, розкристалізовуючись, утворюють інтрузивну групу порід.

Лава – це вогняно-рідинна рухома маса, яка вилилась або витиснулась на поверхню Землі, в результаті чого втратила значну частину газоподібних компонентів, з якої і сформувалась група ефузивних порід.

При остиганні магми в процесі її еволюції відбувається кристалізаційна диференціація, суть якої полягає в наступному: першими розкристалізовуються найбільш тугоплавкі компоненти, що утворюють рудні мінерали. В подальшому, при остиганні магми виділяються мінерали багаті Fe, Mg, Ca, Ti та ін., а потім мінерали, які містять в своєму складі К, Na, Al, Si та інші менш тугоплавкі компоненти. Закінчується процес розкристалізації магми виділенням вільної кременевої кислоти у вигляді кварцу (SiO₂), а також мусковіту і цеолітів.

Процес застигання лави більш складний – він починається на деяких глибинах як в жерлах вулканів, так і в міжпластовому просторі і закінчується на поверхні Землі у результаті виливу лави або викиду різноманітних газів, застиглих лавових уламків (бомби, лапілі, пісок, попіл) в атмосферу. Отже, для ефузивних порід характерним є наявність реліктів типово магматичних структур (кімберліти), а також типових скловидних та інших структур, властивих тільки для ефузивних порід.

Класифікація магматичних гірських порід базується на їх хімічному і мінеральному складі. За хімічним складом, який в значній мірі обумовлений вмістом кремнезему (SiO₂), всі магматичні породи діляться на: ультраосновні, основні, середні, кислі і лужні. Лужна група порід виділяється за вмістом суми лугів (Na₂O+K₂O+Li₂O).

Для віднесення породи до однієї з цих груп не обов’язково знати хімічний склад породи, оскільки хімічний склад порід відтворюється в їх мінеральному складі. Чим більше в породі кварцу, тим вона кисліша. При збільшенні кількості темноколірних мінералів (піроксени, амфіболи) порода стає більш основною. В ній збільшується вміст заліза, магнію і кальцію з одночасним зменшенням кремнезему. За такими ж ознаками визначаються інші групи порід.

До основних відмінних ознак магматичних гірських порід відносять також мінеральний склад і кількісне співвідношення головних мінералів, забарвлення. Методика визначення цих основних показників наводиться нижче одночасно як для інтрузивних, так і для ефузивних магматичних гірських порід.

Колір. В інтрузивних та ефузивних породах він найрізноманітніший, оскільки складові породи-мінерали забарвлені у різні кольори. Якщо деякі мінерали в породі утворюють ізольовані скупчення (шліри або смуги), то забарвлення є плямистим, смугастим та ін. Породи, забарвлені у світлі відтінки, називають лейкократовими, а темні – меланократовими. Чим більше меланократова порода, тим більше в ній темнозабарвлених мінералів і більше кольорове число.

Текстура. Для інтрузивних порід найбільш характерними є масивна, смугаста, плямиста та інші типи текстур, які дуже добре розпізнаються при макроскопічному дослідженні або під бінокулярною лупою.

Найбільш розповсюджені текстури ефузивних порід – масивна, смугаста, шарувата, плямиста, пухирцева, мендалекам’яна, флюїдальна, трахітова.

Структура. В інтрузивних породах при макроскопічному спостереженні добре розрізняють тільки наступні структури:

1)дрібнозерниста (розмір зерен менший 0,5 мм);

2)середньозерниста (розмір зерен від 0,5 мм);

3)гігантозерниста (розмір зерен більший 5 мм);

Структури бувають рівномірнозернистими і нерівномірнозернистими, коли одні зерна за розмірами різко відрізняються від інших. Найбільш типовими для ефузивних порід є порфірові структури, для яких характерна наявність у дуже дрібнозернистій або в скритокристалічній масі окремих великих кристалів-вкраплеників, та афітова, властива породам, в яких відсутні вкрапленики.

Мінеральний склад. До складу магматичних гірських порід входять дві основні групи мінералів – головні породотворні, які присутні в кількості від декількох до десятків відсотків і визначають тип породи, та другорядні, які присутні в одиницях і долях відсотків. Особлива роль належить так званим акцесорним мінералам, які присутні в гірській породі у незначній кількості (соті долі відсотків), однак у багатьох випадках є типоморфними для окремих типів порід (циркон – для гранітів; апатит – для діоритів та ін.). Часто в магматичних породах присутні окремі мінерали, які утворюються за рахунок первинних в результаті наступних вторинних процесів. Це хлорити, епідоти, ціозит, серпентин та ін.

Забарвлення (кольорове число). Під кольоровим числом або кольоровим індексом розуміють кількість об’єму в % темноколірних мінералів у певному зразку гірської породи. Кольорове число визначають макроскопічно або під бінокулярною лупою за наявністю в породі темнозабарвлених мінералів – біотиту, піроксенів, амфіболів та ін.

Опис головних мінералів. Опис включає розміри кристалічних зерен, їх форму і ті діагностичні ознаки, за якими можна визначити мінерал. Крім головних мінералів необхідно вказувати мінерали інших груп, які представляють інтерес для визначення типу породи.

При макроскопічному описі ефузивних порід основна увага зосереджується на кольорі основної маси – зелені відтінки можуть вказувати на інтенсивність вторинних змін і належність породи до палеотипних різновидностей. Наявність скла в основній масі, навпаки, свідчить про кайнотипний облік породи.

Опис магматичних гірських порід. В земній корі встановлено більше 1000 типів магматичних гірських порід, але лише окремі із них мають широке розповсюдження. Нижче подано короткий опис найбільш розповсюджених із них. При визначенні магматичних порід, необхідно звертати основну увагу на їх головні діагностичні ознаки. Це перш за все текстура і структура породи. Ці ознаки дають можливість вирішити питання про належність породи до інтрузивних або ефузивних утворень. Для інтрузивних порід характерні різні форми повнокристалічних структур, а для ефузивних – неповнокристалічних.

При визначенні мінерального складу порід головними ознаками є кольорове число, кількість кварцу, калієвого польового шпату і фельдшпатоїдів. Кольорове число досить надійно свідчить про належність породи до тої або іншої групи за вмістом кремнезему. Необхідно запам’ятати, що кислі породи лейкократові, з великою кількістю кварцу. В середніх породах переважає сіре забарвлення, кварцу мало. Основні та ультраосновні породи, як правило, не містять кварцу. Кольорове число основних порід досить високе і їм властиве забарвлення темносірих кольорів. Ультраосновні породи переважно забарвлені в кольори близькі до чорних або темнозелених, а тому у них практично трапляються тільки світлозабарвлені мінерали. Середні породи розпізнають по великій кількості калієвого польового шпату, а середні, лужні породи – за наявністю, крім того, фельдшпатоїдів.

Опис магматичних гірських порід.

Магматичні гірські породи, як вказувалось вище, за вмістом SiO₂ діляться на ультраосновні, основні, середні, кислі і лужні (табл. 2.1).

Особливості хімічного складу магматичних порід проявляються на їх мінеральному складі. Так, породи, перенасичені кремнеземом, містять у своєму складі вільний SiO₂ у вигляді кварцу; породи, перенасичені оксидами лугів Na i K, – підвищений вміст лужних польових шпатів (мікроклін, альбіт, ортоклаз) та ін. За мінеральним складом магматичні гірські породи А.М. Заварицький розділив на сім основних груп:

1) група перидотитів;

2) група габро-базальтів;

3) група діоритів-андезитів;

4) група гранітів-ріолітів;

5) група сієнітів-трахітів;

6) група нефелінових сієнітів-фонолітів;

7) група лужних габроїдів-базальтоїдів.

Таблиця 2.1 - Класифікація магматичних гірських порід

№п/п	Типи порід	Породи
		інтрузивні	ефузивні	жильні
11	ультраосновні SiO2<45%	перидотити, дуніти, піроксеніти	пікрити, кімберліти	пегматити
22	oсновні SiO2 45-52%	габро, лабрадорити	базальти	пегматити
33	cередні SiO2 52-65%	діорити, кварцеві діорити	андезити, андезитові порфіри	пегматити
44	кислі SiO2>65%	граніти, гранодіорити	ріоліти, дацити	жильні граніти, апліти, пегматити
Продовження таблиці 2.1
№п/п	Типи порід	Породи
		інтрузивні	ефузивні	жильні
55	лужні Na2O+K2O+Li2O 9-12%	нормальні сієніти, лужні сієніти, нефелінові сієніти	трахіти, трахітові порфіри, фоноліти	лужні пегматити

Ультраосновні породи.

Залежно від вмісту олівіну серед ультраосновних порід виділяють групу перидотитів, до складу яких входять інтрузивні перидотити, дуніти і піроксеніти. Ефузивні аналоги в цій групі надзвичайно рідкісні і представлені пікритами і кімберлітами.

Перидотити – породи майже чорного з зеленим відтінком кольору середньозернистої структури і масивної текстури. Мінеральний склад: олівін – 30-70% і піроксени – 70-30 %.

Дуніти – породи темно-зеленого забарвлення. Структура рівномірна дрібно- і середньозерниста. Текстура масивна. Головний породотворний мінерал – олівін, вміст якого в породі 85-100 %. Іноді містять магнетит і піроксени.

Піроксеніти – породи чорного кольору, у змінених відмінах – з зеленуватим відтінком. Структура порід середньо- і крупнозерниста, текстура масивна. Головними породотворними мінералами є піроксени, іноді трапляється магнетит.

Як видно, ультраосновні породи мають темно-зелене до чорного забарвлення, їх густина коливається в межах 3200-3500 кг/м³, збагачені деякими рудними мінералами (магнетит, хроміт та ін.), мають підвищену магнітність.

Ефузивними аналогами ультраосновних порід є пікрити і кімберліти.

Пікрити – породи чорного кольору, щільні, дрібнозернисті скловидні. Мінеральний склад: олівін, авгіт, плагіоклаз.

Кімберліти – брекчієвидні породи зеленувато-сірого або блакитно-сірого кольорів з включеннями уламків перидотитів, дунітів і піроксенітів. Головними породотворними мінералами є олівін, піроксени, піроп та ін. Як рудний мінерал в кімберліті присутній алмаз.

Корисні копалини. З групою ультраосновних порід генетично пов’язані багаточисельні корисні копалини, серед яких основними є родовища хрому і платини, тальку, азбесту та алмазів.

Основні породи.

До групи основних порід належать габро, лабрадорит та їх ефузивний аналог – базальт. Головними породотворними мінералами порід цієї групи є піроксени та основні плагіоклази.

Габро – порода у свіжому стані темно-сірого або майже чорного кольору. Структура рівномірнозерниста, середньо- і крупнозерниста. Текстура масивна, часто смугаста з чергуванням темних і ясних смужок, що пояснюється різним вмістом фемічних мінералів. Складене габро із плагіоклазів (50%) і піроксенів (50%). Із другорядних мінералів присутні олівін, рогова обманка, біотит, апатит, а також такі рудні мінерали як магнетит, який часто утворює промислові родовища.

Лабрадорит – темно-сіра порода, складена переважно із основного плагіоклазу – анортиту. Із акцесорних мінералів присутній магнетит. Структура крупно- до гігантозернистої, текстура масивна, а іноді з субпаралельним розміщенням таблитчастих кристалів.

Базальт – породи чорного кольору, дуже щільні, скритокристалічні або тонкозернисті. Текстура масивна, часто скловидна і пориста. Вкраплення представлені піроксенами, плагіоклазами, а, іноді, й олівіном. Основна маса базальтів складена вулканічним склом з мікролітами плагіоклазу і піроксену з домішками магнетиту.

Корисні копалини. З даною групою порід пов’язані сульфідно-мідно-нікелеві родовища і родовища оптичного ісландського шпату. В останні роки такі породи як базальти використовується для виробництва кам’яного литва, а також виготовлення мінеральної вати.

Середні породи.

До середніх порід належать діорити, кварцеві діорити та їх ефузивні аналоги андезити і андезитові порфірити.

Діорити – породи сірого кольору, складені плагіоклазами (65-70 %) і роговою обманкою (до 30 %), іноді присутні піроксен і біотит (до 5 %). Структура рівномірнозерниста, середньо- або дрібнозерниста. Текстура масивна, іноді з темно-сірими ділянками-плямами, збагаченими фемічними мінералами.

Для діоритів харктерним є підвищений вміст акцесорних мінералів: апатиту, магнетиту та ін., який може становити 5 %.

Андезити – породи сірого і темно-сірого, іноді жовтувато-сірого кольорів, вкраплення яких представлені плагіоклазами, роговою обманкою, біотитом та іншими мінералами. Основна маса андезитів складена мікролітами плагіоклазів і яснозабарвленого вулканічного скла. Крім цього, в основній масі постійно присутні дрібні зерна магнетиту і голчасті кристали апатиту. Стуктури скловидні з вкрапленнями кристалів плагіоклазів. Текстура масивна або пориста.

Корисні копалини. З цією групою порід генетично пов’язані родовища залізних і мідних руд, сульфідів свинцю і цинку, іноді золота. Деякі з цих порід самі є корисними копалинами. Так андезити використовують як цінний будівельний і кислотостійкий матеріал.

Кислі породи.

Кислі породи відносяться до найбільш поширених. Вони становлять біля 60 % площ розвитку магматичних порід. При цьому інтрузивні породи складають біля 50 %, а ефузивні – лише 10 %, що різко їх виділяє серед інших типів магматичних порід, в яких переважають ефузивні аналоги.

Характерною особливістю цієї групи порід є постійна присутність в них кварцу, високий вміст калієво-натрієвих польових шпатів і низький вміст фемічних мінералів.

Серед кислих порід цієї групи найбільш поширеними є граніти і гранодіорити та їх ефузивні аналоги – ріоліти і дацити.

Граніти. Під терміном «граніти» об’єднують породи, які у своєму складі містять різні за хімічним складом польові шпати (плагіоклази, мікроклін, ортоклаз) кварц та слюди (мусковіт, біотит). Їх вміст в гранітах може коливатися в значних межах, що дозволяє виділяти відповідні різновидності - плагіограніти, мікроклінові граніти та ін.

До складу гранітів входять наступні мінерали: кварц - 25-30 %, мікроклін та ортоклаз - 35-40 %, плагіоклази – 20-25 %, а також біотит, мусковіт, рогова обманка та ін. Із акцесорних мінералів присутні апатит, циркон, магнетит, турмалін, флюорит та ін.

Структури гранітів – від дрібно- до гігантозернистих, іноді з порфіровидними вкрапленнями польових шпатів. Текстури рівномірнозернисті, іноді з шаруватими ділянками.

З кислими магматичними інтрузивними породами генетично пов’язана ціла гама жильних порід: жильних гранітів, аплітів і, особливо, гранітних пегматитів.

Жильні граніти (мікрограніти) мають форму жильних пластоподібних тіл з дрібнозернистою структурою основної маси породи, яка складається з дрібних зерен кварцу, польових шпатів, іноді біотиту і рогової обманки. Текстура рівномірнозерниста.

Пегматити. Найбільш цікаві утворення серед жильних магматичних порід. Вони, як правило, мають зональну будову, суть якої полягає у зміні дрібнозернистих (від периферії жили) до гігантозернистих структур з наявністю цілої гами рудних і нерудних мінералів Be, Li, Ta, Nb, Zr, U, Th, Tr, а також топазу, мусковіту, моріону, флюориту та ін.

Корисні копалини. З кислими магматичними породами генетично пов’язана значна кількість різноманітних корисних копалин. Це родовища олова, вольфраму, молібдену, золота, свинцю, цинку, рідкісних і радіоактивних металів, нерудних корисних копалин – топазів, берилу, моріону (чорний кварц), мусковіту, флюориту, бариту та ін. Необхідно відзначити, що більшість кислих порід самі є корисними копалинами і їх використовують як будівельний, облицювальний і скульптурний матеріал.

Лужні породи.

До лужних магматичних гірських порід належать породи групи сієнітів-трахітів і нефелінових сієнітів-фонолітів.

До складу лужних порід групи сієнітів-трахітів входять дві інтрузивні відміни: нормальні сієніти і лужні сієніти та їх ефузивні аналоги – трахіти і трахітові порфіри.

Нормальні сієніти – породи яснозабарвлені в рожеві і сіруваті відтінки, що вказує на значний вміст польових шпатів. Вони складені мікрокліном або ортоклазом (50-70 %), плагіоклазом (10-30 %), роговою обманкою, біотитом і піроксеном (до 10-20 %). Іноді присутній кварц – до 15 % (кварцевий сієніт).

Лужні сієніти відрізняються від нормальних сієнітів присутністю в них альбіту і появою кольорових мінералів з групи піроксенів.

Структури інтрузивних лужних порід, в основному, середньо- і крупнозернисті з ідіоморфними вкрапленнями кристалів плагіоклазів і кольорових мінералів. Текстури, переважно, одноріднозернисті, масивні.

Трахіти – порфіровидні, яснозабарвлені в рожевуваті відтінки породи, які складені, головним чином, тонкокристалічною основною масою з вкрапленнями кристалів водянопрозорих польових шпатів і невеликої кількості біотиту, рогової обманки, піроксенів. Для трахітів характерна мікроструктура – в основній тонкозернистій масі наявні видовжені в одному напрямку мікроліти польових шпатів, які утворюють струминоподібні текстури. В трахітах вулканічне скло, в основному, відсутнє. Основна маса породи – це хаотично розміщені мікроліти. Текстура масивна або пориста.

Нефелінові сієніти – породи сірого або ясно-сірого кольору, часто із зеленуватим і рожевуватим відтінками, середньої і крупнозернистої структури і масивної текстури. Нефеліновий сієніт складений лужними польовими шпатами (65-70 %), нефеліном (до 20 %) і кольоровими мінералами (10-15 %). Із акцесорних мінералів присутні сфен, апатит, циркон, а іноді і магматичний кальцит (до 4-5 %) і титано-цирконієві силікати.

Лужні пегматити. Являють собою жильні утворення, складені крупними кристалами лужних польових шпатів, піроксенів та амфіболів. Часто в цих пегматитах присутні нефелін, циркон, мінерали літію, танталу, ніобію, рідкісних земель та ін.

Корисні копалини. З лужними магматичними породами часто пов’язані родовища магнетитових, титано-магнетитових, мідних та апатитових руд, рідкісних і рідкоземельних металів, алюмінієвих руд та ін.