Лабораторная работа № 3 Изучение магматических горных пород (мгп)

3.1. Основные сведения и классификации мгп

Как уже отмечалось (см. Л.р.1), МГП образуются при остывании и затвердевании магмы. Поэтому как минералогический состав, так и свойства МГП зависят, во-первых, от химического состава магмы и, во-вторых, от условий, при которых происходило ее застывание. Соответственно МГП классифицируются:

• по химическому составу;

• по условиям образования.

С точки зрения состава наиболее важно содержание в породе кремнекислоты SiO₂.

В зависимости от него МГП подразделяются на:

• кислые (содержание SiO₂ > 65%);

• средние (65…52);

• основные (52…40);

• ультраосновные (SiO₂ < 40%).

С точки зрения условий образования особенно важны давление и температура, при которых идет застывание магмы с кристаллизацией минералов. Очевидно, они велики для больших глубин земной коры, а низкие значения характерны для ее поверхности. Поэтому по условиям образования МГП делятся на две группы:

• интрузивные (глубинные), когда магма застывает в недрах земной коры;

• эффузивные (излившиеся), когда магма изливается на поверхность в виде лавы, с последующим ее застыванием.

Наряду с условиями породообразования формы залегания указанных групп МГП также различны. Для интрузивных - это батолиты, лакколиты, дайки и др., а для эффузивных - купола, потоки, покровы.

Эффузивные МГП по времени образования и степени сохранности первичного облика подразделяются на палеотипные и кайнотипные. К первым относятся породы палеозойского и более раннего возраста, в значительной мере изменившие первоначальные вид и состав.

Условия образования оказывают определяющее влияние на внешний облик породы, характеризуемое понятиями структуры и текстуры.

Под структурой понимается строение породы и минеральных агрегатов - степень кристалличности, абсолютные и относительные размеры кристаллических зерен минералов, а также их форма. Основные типы структур МГП - кристаллически-зернистые, порфировые и стекловатые.

Текстура - это сложение породы, т.е. характер заполнения пространства или степень сплошности породы. Основные типы текстур – массивная и пористая, или шлаковая.

3.2. Изучение мгп

Для изучения и определения МГП необходимо четко уяснить закономерности изменения свойств и признаков породы (структура и текстура, цвет, плотность) в зависимости от указанных в 3.1 факторов. Эти закономерности удобно проследить по табл.3.1, в которой приведены также названия МГП.

При рассмотрении перечисленных для каждой группы МГП минералов в составе породы можно заметить следующие изменения:

• при переходе от кислых пород к средним исчезает (как главный минерал) кварц;

• при переходе от кислых пород к основным меняется характер полевых шпатов, от ортоклаза и кислых плагиоклазов, богатых кремнекислотой (альбит, олигоклаз), до основных с небольшим ее содержанием (лабрадор, анортит);

• в ультраосновных МГП отсутствуют и полевые шпаты, так что они состоят из оливина и (или) авгита;

• содержание цветных (темных) минералов увеличивается от кислых пород к основным.

Перечисленные изменения минерального состава приводят к постепенному росту плотности и прочности МГП, а также к изменению их окраски, так что:

• кислые породы относятся к светлым;

• основные и ультраосновные к темным (темно-зеленые или черные);

• средние примыкают к тем и другим, также разделяясь на светлые и темные.

Все интрузивные МГП характеризуются кристаллически-зернистой структурой и массивной текстурой. По абсолютной величине зерен минералов структуры делятся на крупнозернистые (размер зерен >5 мм) , среднезернистые (5..1 мм) и мелкозернистые (< 1 мм). По относительной величине кристаллов различают равномерно-зернистые и неравномерно-зернистые или порфировидные структуры.

При образовании эффузивных пород вследствие быстрого остывания лавы, падения температуры и давления полной раскристаллизации не происходит, и порода имеет вид скрытокристаллической или стекловатой массы, в которой различимы отдельные кристаллы – вкрапления. Такая структура называется порфировой и она характерна для обеих строк указанных в таблице 3.1 эффузивных МГП. Но по текстуре между ними отличие: палеотипные породы имеют массивную текстуру, а кайнотипные пористую. В том случае, если затвердевание лавы происходит так быстро, что не успевают выкристаллизоваться даже отдельные кристаллы, вся эффузивная порода будет состоять из аморфной стекловатой массы. Такую стекловатую структуру имеют вулканические стекла: обсидиан и пемза. Текстура обсидиана плотная, а пемзы – пористая.

МГП относятся к наиболее прочным скальным породам; они практически несжимаемы, нерастворимы в воде, водонепроницаемы. Это очевидно при рассмотрении образцов, но в породных массивах оснований или среды сооружений проявление перечисленных свойств зависит от трещиноватости МГП. Причины трещиноватости различны:

• уменьшение объема, сопровождающее застывание магмы или лавы;

• изменение напряженного состояния пород;

• тектонические движения;

• выветривание.

Поэтому для МГП особенно важна стойкость к выветриванию. Она зависит как от состава минералов (см. п. 1.5), так и от структурно-текстурных особенностей породы. Так, равномерно- и мелкозернистые породы более устойчивы к выветриванию, чем крупно- и неравномернозернистые или порфировидные; светлые породы устойчивее темных.