1.5.4. Условные обозначения горных пород
Условные штриховые обозначения горных пород на литологических картах приведены на рис. 16.
Рис. 16. Обозначение горных пород:
1 – известняк, 2 – мергель, 3 – песчаник, 4 – доломит, 5 – аргиллит, 6 – мел, 7 – алевролит, 8 – опока, 9 – сланец, 10 – мелкий песок, 11 – лёсс, 12 – песок гравелистый, 13 – глина, 14 – суглинок, 15 – ил, 16 – туф, 17 – диорит, 18 – гранит
Определение минералов и горных пород
Методика определения минералов и горных пород несколько различна. При определении минералов используются в основном внешние признаки и физические свойства, а также характерная ассоциация минералов-спутников. При диагностике горных пород важно учитывать геологические условия их нахождения и формы залегания.
Определение минералов
К определению минералов с использованием справочника, размещенного на сайте, рекомендуется подходить следующим образом:
1. Внимательно прочитать вводные главы и уяснить основные способы определения или оценки важнейших физических свойств минералов (твердости, удельного веса, спайности, цвета, блеска, излома).
2. Научиться выполнять элементарные химические испытания, применяемые при определении фосфатов (реакция с азотной кислотой и молибденово-кислым аммонием), карбонатов (реакция с соляной кислотой и реакции окрашивания) и некоторых других групп минералов.
3. Для определения образца неизвестного минерала нужно обратиться в первую очередь к помещенным в конце раздела спискам, в которых минералы Crруппированы по ведущим физическим свойствам: цвету, блеску твердости, удельному весу. Отыскав по совокупности этих свойств, установленных на определяемом образце, несколько подходящих минералов, следует далее прочитать их описания в тексте и с учетом наблюдаемой ассоциации (минералов-спутников) и специфических особенностей данного образца постараться сократить число «подозреваемых» минералов до минимума — по-возможности до одного. В описаниях минералов в рубрике «Диагностика» сведены наиболее характерные отличительные особенности каждого минерала, что должно облегчить процесс определения.
4. Большую помощь в определении минералов призваны оказать цветные иллюстрации, однако полагаться только на них невозможно. В природе многие минералы представлены несколькими разновидностями: часто один и тот же минерал в разных месторождениях выглядит неодинаково. Кроме того, для определения минералов привлекается весь комплекс их свойств, а не только окраска и внешний облик.
5. В сложных случаях, когда в полевых условиях однозначного определения достигнуть не удается, но образец по каким-либо причинам кажется интересным, следует доставить его в ближайшее геологическое учреждение (их адреса см. в приложении), где специалисты при необходимости с применением точных лабораторных методов исследования помогут добиться правильного решения.
Пример. Образец темной, судя по форме залегания изверженной (по-видимому, вулканической) породы с изометричными, округлыми и неправильной формы пустотами (миндалинами) и прожилками, в которых присутствуют заинтересовавшие нас минералы:
1. Сплошные выделения серого цвета, местами с тонкой концентрической (в прожилках параллельной контактам) полосчатостью, без спайности, весьма твердые (ножом не чертятся), полупрозрачные, с восковым блеском и небольшим удельным весом.
2. Лучистые сноповидные агрегаты игольчатых кристаллов белого цвета, полупрозрачные, с бесцветной чертой, совершенной спайностью, стеклянным (до перламутрового) блеском, средней твердостью (чертятся острием ножа и куском стекла) и невысоким удельным весом.
3. Розетки мелких пластинчатых кристаллов кирпично-красного цвета, с белой чертой, стеклянным до перламутрового блеском и совершенной спайностью; твердость и удельный вес — как у предыдущего минерала.
Ход определения
1. В группировке минералов по цвету выбираем список минералов серого цвета. Последовательно сопоставляем его с перечнями минералов высокой твердости (>5,5), минералов с восковым блеском и небольшим (<2,9) удельным весом. Выписываем название минералов, повторяющиеся во всех четырех списках. В данном случае таких названий оказывается всего два: агат и халцедон. По алфавитному указателю минералов отыскиваем их описания и выясняем, что агат представляет разновидность халцедона с характерным концентрически-полосчатым рисунком. Обстановка нахождения определяемого минерала согласуется с указанной в справочнике для халцедона (агата). Полевое определение минерала: халцедон, местами переходящий в его концентрически-полосчатую разновидность — агат.
2. Аналогичным способом сравниваем список минералов белого цвета с перечнями минералов, имеющих стеклянный и особенно перламутровый (более характерный с точки зрения диагностики) блеск, среднюю твердость (>2,5-4,5) и низкий удельный вес (<2,9). Учитываем также совместное нахождение определяемого минерала с халцедоном в миндалинах и прожилках вулканической породы.
В результате получаем набор из нескольких минералов (бораты, десмин, кальцит и др.), найдя описания которых видим, что они относятся к классам боратов, карбонатов и к группе цеолитов из класса силикатов. Отбросив бораты (ввиду явного несоответствия условий нахождения определяемого минерала указанным в справочнике для боратов), оказываемся перед выбором между карбонатом и цеолитом. Проверка производится с помощью соляной кислоты. Выясняем, что минерал не «шипит» от капли кислоты, т.е. не является карбонатом. Останавливаемся на группе цеолитов; читаем ее описание и характеристики отдельных минералов группы.
По совокупности признаков с учетом условий нахождения определяемого минерала делаем предположение, что это, вероятнее всего, десмин. Полевое определение: минерал из группы цеолитов (скорее всего, десмин) .
3. Подобным же образом, только используя список минералов красного цвета, определяем третий минерал тоже как цеолит, вероятнее всего гейландит.
Сравнивая образец с иллюстрациями, убеждаемся в его сходстве с изображениями агата и цеолитов.
В практике могут встретиться и более сложные случаи, когда для определения минерала придется подробно прочитать описания 5-6 минералов из разных классов и групп, поскольку на предварительном этапе, т.е. по группировочным перечням, не удастся больше сузить круг сходных между собой минералов.
Определение горных пород
Несколько иной подход рекомендуется к диагностике горных пород. Определить горную породу — это значит на основании совокупности признаков дать ей правильное наименование.
Определение горной породы должно проводиться в штуфе (образце) размером приблизительно 12 х 9 х 2 см, имеющем почти со всех сторон «свежий скол». Определение на основании рассмотрения выветренной («несвежей») поверхности может привести к ложным результатам.
Определение рекомендуется производить непосредственно в походе (маршруте). В полевых условиях, в коренных выходах горных пород на поверхность, имеется возможность учесть условия залегания пород, что при определении многих из них нередко приобретает решающее значение.
Приступая к определению горной породы, необходимо:
ознакомиться с основными различиями между осадочными, вулканогенно-обломочными, магматическими (интрузивными и эффузивными) и метаморфическими горными породами;
освоить методы определения основных физических свойств горных пород (см. главу «Физические свойства и особенности строения горных пород»);
уметь распознавать главные породообразующие минералы: кварц, полевые шпаты, нефелин, карбонаты, темноцветные минералы и др., а также вулканическое стекло.
В случаях когда зерна минералов малы (до 1-2 мм), определение следует вести с помощью 7-10-кратной лупы.
Полезно также овладеть главнейшими приемами химических испытаний горных пород, которые применяются для целей диагностики, как-то:
реакция на фосфор (см. группу фосфатных пород — фосфорит пластовый);
взаимодействие с 10%-ной соляной кислотой (см. описание карбонатных пород);
окрашивание азотной кислоты и органических растворителей, т.е. скипидара, бензина и т.д. (см. группу ископаемых углей — бурый уголь);
реакции окрашивания карбонатов, и глинистых минералов.
Целесообразно иметь при себе в закрытых сосудах небольшие объемы упомянутых веществ.
К справочнику приложен определитель горных пород на четырех листах, каждый из которых представляет по существу часть многолучевой диаграммы. Процесс определения сводится к установлению свойств и признаков, указанных на листах диаграммы, с последовательным перемещением по той или иной ветви от исходной точки.
Первым шагом в определении является отнесение горной породы к одной из трех категорий (лист 1): а) рыхлых, сыпучих, б) слабо связанных, легко ломающихся руками или в) прочно связанных, руками не ломающихся. Предположим, что порода отнесена к третьей категории.
Вторым шагом будет выяснение: имеет ли порода однородное сложение, либо она является полосчатой или слоистой, и притом отдельные слои имеют однородное строение, или, наконец, она полностью или частично (в отдельных слоях) состоит из основной массы и каких-либо включений.
Пример. Допустим, что определяемая порода попала во вторую из перечисленных групп. В соответствии с рекомендацией, данной на листе 1, переходим на лист 4, объединяющий все породы с указанными свойствами.
Дальнейший выбор должен быть произведен по следующим признакам:
а) порода состоит из шарообразных гороховидных тел;
б) является кристаллически-зернистой;
в) является тонкозернистой, скрытокристаллической (отдельные зерна простым глазом неразличимы);
г) имеет обломочное строение (состоит из сцементированных обломков горных пород и минералов);
д) является пористой, губчатой, пенистой или пузыристой;
е) аморфна.
Отнеся рассматриваемую породу к одной из перечисленных категорий, переходим к выявлению признаков, приведенных на диаграмме-определителе. Например, для кристаллически-зернистой породы выясняем, сланцеватая она или несланцеватая (массивная); для несланцеватых — «состоит из одного минерала» или «из нескольких минералов»; для пород, состоящих из нескольких минералов, имеем три подразделения в соответствии с долей темноцветных: «темноцветные минералы слагают более 50% объема породы», «то же — от 5 до 50%» и «темноцветных минералов нет». Если определение ведется именно по этому пути, то далее требуется выяснить, имеется или отсутствует в породе тот или иной минерал: полевой шпат, кварц, нефелин, кальцит и т.д.
В результате подобного процесса на внешнем конце последнего ответвления читаем название определяемой горной породы.
Далеко не всегда решение бывает единственным (однозначным); чаще мы приходим к двум-трем, иногда к большему числу наименований горных пород. Выбрать правильное решение помогают следующие обстоятельства:
Наименования горных пород в определителе помещены в цветные рамки. Красной рамкой обведены названия магматических пород, синей — осадочных, черной — вулканогенно-обломочных и зеленой — метаморфических. Зная общие признаки этих групп пород, можно найти правильное решение или вновь значительно сузить круг возможных решений.
В текстовой части справочника-определителя по завершении описания каждой горной породы есть раздел «Диагностика». Рассмотрение этих признаков, а также сопоставление описаний горных пород, оставшихся для окончательного выбора, с имеющимся образцом позволяют найти единственное решение и завершить определение горной породы.
Несколько дополнительных замечаний. Не во всех случаях определитель дает в равной степени конкретный результат. Наибольшую трудность составляет диагностика весьма разнообразных тонкозернистых, скрытокристаллических горных пород, где она опирается исключительно на общие физические свойства и условия залегания породы и где сведения о минеральном составе не могут быть привлечены. В связи с этим в определителе можно найти в качестве окончательных результатов такие: «группа кислых излившихся пород» и т.п., указывающие на принадлежность определяемой породы к упомянутой группе.
Для конкретной диагностики некоторых полнокристаллических горных пород (диоритов и гранитов) требуется, например, отличать плагиоклаз от ортоклаза (микроклина). Эти определения могут быть сделаны с помощью лупы, но требуют некоторого навыка и «острого глаза». В связи с этим гранитоиды в определителе более дробно не подразделяются. Это делается в тексте справочника.
В других сложных случаях в тексте при описании соответствующих типов пород помещен дополнительный определитель (см., например, брекчия, табл. 9).
Билет 1