4.2.2. Классификация магматических горных пород на уровне семейств, родов и индивидов

Согласно определению "семейства" горных пород, данному в разделе 4.1, каждая минальная ассоциация таблиц 4.2-4.17, представляющая подсистему семи- и восьмиоксидных систем, является петрохимической характеристикой отдельного семейства. Петрографические семейства тех же таблиц представлены соответствующими минеральными ассоциациями конечной стадии кристаллизации гипогидробарических условий и стабильными минеральными ассоциациями гипергидробарических условий, которые могут быть составлены из приведенного "набора минералов. Очевидно, что приведенными в таблицах 4.2-4.17 семействами и ограничивается теоретически возможное количество семейств для заданной компонентности систем. Это количество вполне достаточно для описания всего многообразия алюмосиликатных магматических пород. Даже имеются такие минеральные ассоциации, которые еще неизвестны в природе, хотя в этих таблицах приведены не все возможные варианты минальных систем, учтенные алгоритмом пересчета по CIPWD: высокожелезистые системы подварианта А-2 и все системы подвариантов, граничных между Fe-Mg- и Са-отрядами [CaO"=(FeO'+MgO)]. В случае появления пород, принадлежащих к этим системам, их легко будет систематизировать с использованием таблиц, которые приведены в разделе 3.2.1. Итак, в простейшем случае, расчетом химического состава породы в оксидной форме на минальный определяется принадлежность данной породы к тому или иному петрохимическому семейству. Принадлежность изучаемой минеральной ассоциации к какому-либо петрографическому семейству осуществляется по типоморфным минералам и их буферным парам, а для гипергидробарических условий необходимо и количественное соотношение "чужих" фаз с буферными парами. Отсутствие необходимой информации, естественно, не позволит однозначно выполнить поставленную задачу.

Дальнейшее деление семейств на роды и индивиды (виды) должно осуществляться по количественному соотношению своих миналов и минералов. Причем для классификационных целей этого уровня используются только главные породообразующие алюмосиликатные миналы и периклаз+вюстит (per+wu), содержание которых приводится к 100 мас.%. "Акцессорные" миналы (hi, th, пс, mt, hm, cm, ilm, tn, pf, ru, ap, fr, cc, pf) могут быть использованы на уровне разновидностей. Представление результатов систематизации конкретных пород может быть в табличном или графическом выражении. Конечно же, желательно использовать унифицированные таблицы и графики для петрохимических и петрографических таксонов, но поскольку существуют определенные различия этих таксонов, то возможны варианты, отражающие особенности того или иного таксона. По крайней мере, для петрохимических таксонов могут быть рассмотрены следующие варианты графического выражения классификации родов: 1) строится диаграмма-график для каждого семейства, а типоморфный минал и значения используются для выбора нужной диаграммы; 2) для отдельных групп (например, кварцнормативной) разрабатывается одна или две диаграммы, отражающие соотношения миналов соседних по "горизонтали" семейств, а щелочность (принадлежность к ряду) каждой данной породы показывается дополнительной характеристикой; 3) в общей групповой диаграмме щелочность (по значению) показывается своей координатой. Из-за ограниченности плоскостного изображения приходится либо сворачивать информацию, либо ее терять. В каждом из приведенных вариантов (исследователь сам может предложить еще не один вариант) имеются свои достоинства и недостатки, и выбор варианта (или вариантов) определяется целями и задачами исследования. Кроме того, необходимо иметь в виду, что роды одной группы и одного ряда, представленные определенными-минальными ассоциациями (минальными подсистемами), образуются в результате количественного изменения миналов данной подсистемы, и поэтому границы между ними условные, устанавливаются по договоренности и могут меняться с накоплением новых данных. Границы же между родами соседних рядов четкие и определяются сменой минальных подсистем, поэтому правильнее строить диаграммы для родов одного ряда.

В настоящей работе, в целях сокращения графического материала, предлагается совмещенный вариант из 2) и 3). Недостатком этого варианта является то, что поля родов пород различных рядов накладываются друг на друга, и поэтому на диаграмме указывается номенклатура только для одного ряда. В том случае, когда названия родов пород рядов различной щелочности и (или) типа щелочности (уклоны щелочности) не совпадают, необходимо строить дополнительные диаграммы.

Диаграммы строились однотипно для всех групп пород, за исключением II-ol-нормативной. Главные соотношения объединенных миналов показываются в треугольнике, а дополнительными координатами раскрывается содержание объединенных миналов и принадлежность к ряду (по значению) (рис.4.7-4.43, прил.ГУ). По сути, эти диаграммы горных пород и отдельные индивиды пород на них изображаются тремя точками.

Следует также обратить внимание на неодинаковую степень изученности пород, принадлежащих к различным отрядам, а в отрядах - к группам и рядам, а отсюда - и на различную детальность и обоснованность классификации на уровне родов. Естественно, что более детально разработаны диаграммы для пород Fe-Mg-отряда (ортопироксен-оливинового), а в нем - для первых трех групп и схематично - для остальных. Для первых четырех групп Fe-Mg-отряда построены даже диаграммы для разных классов и уклонов. Стоит обратить особое внимание на то, что, поскольку размеры и границы минальных петрохимических родов в настоящее время отсутствуют, на диаграммах показаны размеры и границы петрографических родов для пород, которые приведены в таблицах 4.18-4.42 (прил.V), с некоторыми изменениями и дополнениями, что допустимо при договорных размерах родов. Данные таблицы составлены с использованием материалов из работы (Магматические горные породы 1983) и только для "плутонического" класса, Орх-01-отряда. Поэтому при сопоставлении авторских таблиц и таблиц из (Магматические горные породы 1983) необходимо иметь в виду не только различие названий таксонов автора и Петрокомитета, а также возможное несовпадение границ петрографических и петрохимических родов. В связи с этим следует напомнить, что в предлагаемой классификации номенклатура, объемы и границы родов принимаются такими, какими в классификации Петрокомитета определяется таксон "вид" (см. выше). Иначе совокупность пород, попадающая по своим свойствам в пределы рода, называется "старым" видовым термином, но во множественном числе, а конкретная порода этой совокупности называется тем же термином, но в единственном числе. Например, в роду плагиомикроклиновых гранитов конкретная горная порода называется плагиомикроклиновый гранит (как индивид); в роду габбро-норитов конкретная порода называется габбро-норит и т.д.

Следовательно, все эти диаграммы можно использовать и для петрографических родов, с учетом их особенностей и отличий от петрохимических. Кроме того, на рис.4.44 (прилЛУ) представлена классификационная диаграмма для петрографических родов амфиболовых оливинсодержащих пород натрового уклона.

Поскольку для простоты и наглядности предлагается представлять соотношение миналов в треугольнике, а всех классификационных миналов бывает 7-9, то, естественно, приходится сворачивать информацию. Первый шаг - это объединение миналов, которые в определенном интервале составов образуют непрерывные твердые растворы (с указанием состава последних): ab+an=pl^an; en+fs=opx^f; fo+fa=ol^f; di+hd=cpx^f; di+hd+ac=A-cpx; ak+Fe-ak+gh=mel; mo+kir=mo; второй шаг - объединение "фемических" миналов -Fem и салических – Fsр(feld)-полевые шпаты + F(foid)-фельдшпатоиды, с выделением из них типоморфных миналов для групп. Например, в норме гранита присутствуют следующие алюмосиликатные миналы (приведенные к 100 мас.%): q=29.1; еп=0.45; fs=0.11; di=0.75; hd=0.19; аb=38.2; an=2.32; оr=28.88. Объединяем в нормативные твердые растворы: ab+an=pl^5.4=40.52; en+fs=орх²⁰=0.56; di+hd=cpx=0.94, q - оставляем отдельно как типоморфный минал группы. Далее pl объединяем с or и получаем Fsp=69.4; opx+cpx=Fem=1.5; в сумме Fsp определяем процентное содержание , которое в данном случае равно 58.5. По полученным данным уже можно нанести три точки на диаграммы рис.4.8: одну - в треугольнике по соотношению q÷Fem÷Fsp, вторую - по q÷ K_pl и третью - по K_pl (0.33). Аналогичная процедура сворачивания информации производится с нормативным составом других групп, чтобы нанести их фигуративные точки на соответствующие диаграммы. По пояснениям к диаграммам легко определяется, какие миналы объединяются между собой и какие являются типоморфными для каждой группы. При необходимости можно строить диаграммы по два варианта, раскрывающих соотношение объединенных миналов: в одном варианте раскрываются соотношения салических миналов, в другом - мафических.

При использовании приведенных диаграмм не только для петрохимических родов, но и для петрографических не следует смущаться, если фигуративные точки конкретного петрохимического и петрографического индивида (вида) близко не совпадают или даже могут попасть в разные роды. Это вполне естественно при образовании одного пироксена минимум из четырех миналов (en+fs+di+hd), одного полевого шпата - минимум из трех миналов (ab+an+or), одного нефелина - из четырех миналов (ne+ab+or+an, ne+or+lc+an, ne+lc+kp+ап) и т.д. Несовпадение минерального и минального составов следует использовать для выяснения условий кристаллизации расплава.

На рисунках 4.14, 4.16, 4.29 и 4.32 в меланократовых родах (пикриты) по K_or не учитывать номенклатуру мезо- и меланократовых родов.

Кроме главных классификационных характеристик горных пород, при проведении петрохимического анализа используются и дополнительные характеристики, которыми подчеркиваются какие-либо особенности горных пород или определяются уклоны и сериальная принадлежность. Нами предлагается использовать следующие дополнительные характеристики:

1. нормативный состав (номер) плагиоклаза -

2. тип (или уклон) щелочности - n , либо , либо , либо , либо , либо , по значению n определяются уклоны: при n >66.6 – натриевый уклон, n = 66.6-33.3 – натриево-калиевый уклон, n< 33.3 – калиевый уклон;

3. общая железистость - ,

4. частная железистость (или нормативная железистость мафических миналов): ;

5. cтепень окисления железа - ;

6. ;

7. cоотношение геленитововго минала с акерманитовыми (глиноземистость нормативного мелилита) - ;

8. соотношение нормативных фельшпатоидов (F_foid) с полевыми шпатами (F_sp) – K_foid = );

9. соотнолшение ol с cpx+mel - ;

10. соотнолшение opx с cpx - ;

Эти характеристики химического состава пород можно сопоставлять между собой на двукоординатных корреляционных графиках типа представленных на рисунках 4.47-4.52 (прил.IV).

При необходимости творческий исследователь предложит и другие варианты различных соотношений миналов и элементов, которые еще лучше раскроют особенности изучаемых горных пород.

Итак, предлагаемая комплексная классификация Al-Si-пород, основанная на геолого-генетических, минералогических и петрохимических (минальный состав) признаках отвечает всем современным требованиям, предъявляемым к классификационным схемам. В ней соблюдается многоступенчатость классификации: выделенные в магматическом типе горных пород их классы, отряды, группы и ряды по одним признакам, а затем, более дробно по другим признакам, делятся на семейства, роды и индивиды . Подчеркивается, что границы между отрядами, группами, рядами и семействами строго определенные, а между родами и разновидностями одного семейства - условные, проводятся по договоренности и допускают творчество исследователей. Эта особенность горных пород легко объясняется с физико-химической точки зрения. Миналы каждого семейства являются компонентами физико-химической подсистемы, а, как известно, каждая подсистема отличается от другой подсистемы набором компонентов, которые при определенных термодинамических условиях образуют строго определенные минеральные ассоциации. Внутри подсистемы различия будут только в количественном соотношении миналов и минералов в зависимости от исходного состава расплава и условий его кристаллизации. Графическое выражение классификации в виде диаграмм позволяет наглядно производить сопоставление большого количества материала.

Применение новой классификации не требует изменения ни номенклатуры, ни петрографических и петрохимических характеристик давно известных совокупностей горных пород (родов). Предлагается лишь, с учетом свойств, разложить их по классификационным "полочкам", построенным по новым принципам. К сожалению, приходится отмечать неоднозначность существующих терминов и размеров родов, и поэтому желательно продолжить работу по совершенствованию и уточнению, как номенклатуры, так и границ родов.

Естественно, что предлагаемая классификация значительно отличается от классификации магматических пород Петрокомитета (Магматические горные породы 1983), поскольку она основана на других принципах. Покажем это отличие на эталонных образцах.