книги из ГПНТБ / Залищак, Б. Л. Определение породообразующих минералов в шлифах и иммерсионных препаратах

Кроме указанных изоморфных замещений, хлориты могут со­ держать в значительных количествах Мгі, Се, Ni, Ті и др., влия­ ние которых на оптические свойства здесь подробно не рассмат­ ривается.

Рис. 55. Хлориты:

этому обычны аномальные интерференционные цвета (лавандо­ во-синие, коричневые, фиолетовые цвета размазанных чернил), в особенности у хлоритов с двупреломлением ниже 0,005. Пре­ красная спайность по (001). Часто наблюдаются двойники. В шлифах окрашены (по Ng) обычно в зеленый цвет той или иной густоты, нередки и почти бесцветные, реже встречаются бурова­ тые, красноватые (марганцевые хлориты), фиолетовые и сине­ ватые (хромовые хлориты) цвета. Плеохроизм ясный до желто­ ватого или бесцветного по Np. Формы: пластинки, чешуйки, ро­ зетки, радиально-лучистые агрегаты, сферокристаллы и сфероли­ ты. Похожи в этом отношении на слюды. Погасание относитель­ но спайности прямое, по спайности наблюдается наиболее густая окраска. Удлинение относительно спайности положительное или отрицательное, при этом знак удлинения обратен оптическому знаку минерала. Эта особенность является важным диагности­ ческим признаком для определения состава хлорита.

70

Главные разновидности хлоритов разделяются на две группы по оптическому знаку, с. определения которого и следует начи­

Железистость F e с у м ./( F e c y M . + Ид) • іООатонн. %

Рис. 56. Зависимость оптических свойств и удельного веса от состава хлоритов (Дир и др., 1966)

то можно однозначно вывести кристаллохимическую формулу ис­ следуемого хлорита и определить его железистость. Так как по­

близки,, но первый гидротермальный, а шамозит исключительно осадочного происхождения (часто встречается в осадочных же­

tig—tip

лишь одним названием минерального вида, так как трактовка их составов у различных исследователей разная. Совершенно необходимо приводить формулу и, что особенно важно, железис­ тость в атомных процентах.

71

Хлориты — минералы постмагматические или экзогенные. Хлориты (пеннин или рипидолит) часто замещают биотит, давая с ним постепенные переходы, при этом, сопровождаются вдоль трещин спайности землистыми линзовидными выделениями эпидота, сфена, лейкоксена, кальцита, пренита, иногда с а г е н и т а (тончайшие иголочки рутила, пересекающиеся под углом 60°). Развиваются хлориты также по пироксену, амфиболу, оливину, гранату, полевым шпатам (особенно в зеленокамениоизмененных породах совместно с эпидотом, альбитом, серицитом, кальцитом, цеолитами, пиритом). Хлориты являются одними из главных ми­ нералов метаморфических пород низких ступеней метаморфизма.

Хлориты легко можно смешать с серпентином (см. описание серпентинов). От зеленых биотитов хлориты отличаются низким двупреломлением, аномальными цветами интерференции, более слабым плеохроизмом. Биотиты не бывают положительными. Имейте в виду, что при замещении биотита хлоритом наблю­ даются совершенно постепенные переходы между ними. От зе­ леных амфиболов хлориты отличаются по более низкому двупреломленню, аномальным интерференционным цветам, по прямому погасанию, малым углам 2Ѵ, меньшему преломлению. От турма­ лина хлориты сразу отличаются по биотнтовой схеме абсорбции.

расположено по удлинению пластинок и по спайности, поэтому знак главной зоны всегда положитель­ ный (это так называемая биотитовая схема абсорбции). Реже встречаются по Ng зеленые или коричневато-красные, а по Np светло-желтые биотиты. Еще реже встречаются биотиты с плео­

72

ные, шестоватые и боченковидные кристаллы * с поперечными правильными шестиугольными разрезами, иногда разрезы име­ ют вид ромбов и прямоугольников.

Общая формула биотита:

к . (Mg, Fe+2)6_ 4 (Fe+3, AI Ti)0_ 2 [(Si6_ 5 Al2_ 3)8O„0] O0_ 2 (OH, F)4_ £.

С и д е р о ф и л л и т K ^FesAlSisAUO ^OH )4.

Природные биотиты представляют собой промежуточные раз­

ется высокожелезистых разностей, содержат много трехвалент­ ного железа, вплоть до почти полного вытеснения двухвалентно­ го. Такие биотиты называют о к с и б,и от ит а м и. Известны биотиты, в которых замещение калия натрием достигает чет­ верти атомов в формуле. Кроме того, калий в небольшом коли­ честве замещается кальцием, барием, рубидием, цезием. Вместо алюминия в некоторых биотитах в заметных количествах при­ сутствует литий (литиевые биотиты — протолитиониты, переход­ ные к ц и н н в а л ь д и т у ) и титан (титанбиотиты). До 10— 15% двухвалентного железа в формуле может быть замещено мар­ ганцем.

В соответствии с изменением состава меняется и окраска биотитов. Так, флогопиты — минералы с низким содержанием железа, имеют очень светлую окраску, интенсивность которой увеличивается по мере увеличения содержания железа в мине­ ралах. Повышенное содержание титана вызывает появление яс­ ного красного оттенка в окраске биотита, а высокое содержание трехвалентного железа обусловливает зеленую окраску биотита. Одновременное присутствие этих элементов в значительных ко­ личествах обусловливает зелено-красно-бурую окраску биотита со своеобразным плеохроизмом. Наличие включений радиоак­ тивных минералов вызывает появление в биотитах плеохроичных двориков, отличающихся более густой окраской, чем пластинка

* Дипирамидалыше, шестоватые и боченковидные кристаллы встречают­ ся очень редко (например, в некоторых цвиттерах). Однако необходимо знать, что в них по удлинению располагается Np, а перпендикулярно удлине­ нию — Ng и плоскость спайности, и схема абсорбции такая же как у тур­ малина, т. е. максимальная окраска наблюдается тогда, когда удлинение перпендикулярно (а спайность параллельна) колебаниям поляризатора. Био­ тит и турмалин становятся похожими.

73

в целом. В некоторых районах установлено, что плеохроичные дворики шире и интенсивней в биотитах из более древних пород.

Известны диаграммы, связывающие состав биотитов и их оптические свойства, однако они не имеют универсальности. Значение имеют частные диаграммы, справедливые для опреде­ ленных типов слюд, в которых, например, изменение железистости находится в прямой зависимости от изменения показателей преломления. По-видимому,-, намечается прямая зависимость в изменении величины угла 21/ от степени окисления железа в био­ титах. В биотитах на оптические свойства оказывают влияние несколько переменных. Так, увеличение железистости повышает преломление, а одновременное увеличение содержания фтора снижает его. Вхождение титана в решетку биотита не связано с железистостью, хотя титанистые биотиты чаще всего бедны железом. Титан увеличивает преломление биотита, но оптичес­ кими методами не представляется возможным учесть одновре­ менно содержание титана и железа (см. рис. 16).

Вторичные изменения биотитов чаще всего проявляются в замещении его хлоритом (чаще всего пеннином) и мусковитом. Наблюдаются постепенные переходы в пластинках от биотита к этим минералам. Хлорит и мусковит сопровождаются линзовид­ ными скоплениями лейкоксена, эпидота, пренита, кальцита, при­ уроченными к трещинам спайности. Флогопиты иногда замеща­ ются тальком. Биотиты часто развиваются по пироксенам, амфи­ болам и оливину, иа стыках плагиоклаза и рудных минералов.

Биотиты — одни из наиболее распространенных темноцвет­ ных минералов. Они присутствуют в самых разнообразных маг­ матических и метаморфических породах и соответственно имеют разный состав, что необходимо учитывать при исследованиях. Флогопиты (т. е. биотиты с железистостью не выше 33%) харак­ терны, главным образом, для метаморфизоваиных карбонатных пород и щелочно-ультраосновных пород. Изредка встречаются в кислых породах. Флогопиты, обогащенные марганцем, назы­ ваются м а н г а н о ф и л л и т а м и и встречаются в марганецсо­ держащих породах. Флогопиты и близкие к ним биотиты, обога­ щенные титаном, характерны для различных щелочно-ультраос­ новных пород.

Биотиты с железистостью 50—100% являются главными тем­ ноцветными минералами гранитоидных пород. Установлено, что с повышением щелочности гранитов состав биотитов в них сме­ щается в направлении истонит + сидерофиллит-э-флогопит+ан- нит. Наиболее богаты глиноземом биотиты двуслюдяных грани­ тов и грейзенов, соответствующие ряду истопит — сидерофил-

•лит. К ним близки биотиты гранитных пегматитов, аплитов и биотитовых гранитов поздних фаз внедрения. Промежуточное положение занимают биотиты гранодиоритов, чарнокитов, рапакиви. Биотиты щелочных гранитов близки к серии флогопит — аннит, но отличаются высокой железистостью и высокой степе-

74

ныо окисления железа. Наряду с этим в биотитах постепенно

+ Si + M g + Fe).

Биотиты средних и основных пород имеют железпстость 30 — 60%, степень окисления железа в них колеблется в широких пределах. В основных породах, богатых титаном, встречаются биотиты, обогащенные титаном. В этих породах биотит кристал­ лизуется в качестве конечного продукта, например, таких реак­ ционных серий, как оливин — моноклинный пироксен->-роговая обманка-ѵбиотит; моноклинный пироксен — ромбический пирок- сеи—>-биотит; оливин — моноклинный пироксен->-биотит.

Очень характерен биотит для разнообразных метаморфичес­ ких пород, в особенности для слюдистых сланцев и гнейсов. Со­ став его определяется, с одной стороны, составом первичных пород, а с другой — условиями метаморфизма. Установлено, что биотиты пород высоких ступеней метаморфизма более магне­ зиальные. Широко развит биотит в контактовых роговиках по песчано-глинистым породам, нередко ассоциируясь здесь с сери­ цитом и хлоритом.

Для эффузивных пород биотит менее характерен, хотя в кис­ лых эффузивах встречается достаточно часто. Нередко в эффу­

главным образом, из магнетита. Опацитизация вызвана процес­ сом окисления железа и распадом структуры биотита.

Биотит можно с первого взгляда смешать с хлоритом, но био­ тит никогда не имеет такого низкого двупреломления и аномаль­ ных интерференционных цветов. Если не видно спайности, био­ тит можно смешать с бурым амфиболом. Отличие: биотит поч­ ти одноосный, амфибол имеет большой отрицательный угол 2 V. Иногда смешивают биотит с ортитом. Последний имеет более высокое преломление и аномальные цвета интерференции, котррые, однако, можно различить при достаточном опыте. Биотит можно смешать с турмалином. Отличие осуществляется по схе­ ме абсорбции.

Группа амфиболов

В основе структуры амфиболов лежит двойная цепочка кремнеалюмокислородных тетраэдров состава [(Si, А 1)40п]п. Такая структура допускает большое разнообразие ионных замещений и поэтому минералы этой группы чрезвычайно изменчивы по составу. Одна из классификаций амфиболов приведена ниже.

1. Магнезиально-железистые амфиболы.

бол — х о л м к в и с т и т ) ;

75

или менее богатые железом); при измерении точных констант, с учетом парагенетических ассоциаций, бывает возможным оп­ ределить с известной точностью состав обыкновенной роговой обманки. При беглых просмотрах коллекций шлифов ясно окра­ шенный амфибол именуют обыкновенной роговой обманкой, ука­ зывая плеохроизм и угол погасания с : Ng (косое погасание и положительное удлинение указывают на принадлежность его к ряду обыкновенной роговой обманки);

м а н к а, характеризующаяся высокой степенью окисления желе­ за. Она встречается исключительно в эффузивах и то редко; по составу относится к обыкновенным роговым обманкам, в кото­ рых железо представлено преимущественно Fe+3.

3. Щелочные амфиболы. Моноклинные. В природных ассо­ циациях наблюдаются разности, переходные к различным каль­ циевым амфиболам. Собственно щелочные амфиболы получили множество названий, из которых наибольшей известностью поль­

всегда, даже имея точные константы, можно определить состав щелочного амфибола, хотя принадлежность его к этой группе легко устанавливается путем наблюдения отрицательного знака удлинения, своеобразного плеохроизма и ясной дисперсии (от­ сутствие полного погасания). Необходимо стремиться химически проанализировать амфиболы, даже с обычными константами, ибо они часто имеют состав, промежуточный между группами,

76

прямое, удлинение положительное. Плоскость оптических осей (010). Совершенная спайность по призме, с углом между тре­ щинами спайности 54,5°. Двойники отсутствуют. В шлифах бес­ цветные, железистые разности иногда имеют зеленоватый или желтоватый оттенок. Формы: преимущественно вытянутые, шестоватые, волокнистые, иногда зерна. Ромбические амфиболы вообще минералы редкие. Встречаются в метаморфических сили­ катных породах, бедных кальцием, но богатых магнием, как в региональных, так и контактовых (роговики, серпентиниты).

MjjAl^SLjAlgD^OH)^ Fe^Al^SlgAl^O^OH)^

Nm

b

Плоскость оптических осей (010). Угол между трещинами спай­ ности равен 55°. Очень часты простые и полисинтетические двой­ ники. В шлифах бесцветные, железистые разности плеохроируют в зеленоватых или буроватых цветах. Формы: призматические, даже волокнистые. Минералы этого ряда типичны для контакто­ вых и регионально метаморфизованных пород. Часто встречают­ ся в ассоциации с обыкновенной роговой обманкой в амфиболи­ тах и метаморфизованных основных породах. Установлены бо­ гатые марганцем куммингтониты на марганцевых месторожде­ ниях. Известны первично магматические куммингтониты в даци-

77

Формы: удлиненные призмы, характерны лучистые агрегаты, иг­ лы без концевых граней. Удлинение всегда положительное. Ми­ нералы этого ряда являются исключительно постмагматически­ ми. Тремолит типичен для метаморфизованных доломитов, со­ держащих примесь кремнезема. Минералы этого ряда широко распространены в регионально метаморфизованных породах, преимущественно основного и ультраосновного состава, в около-

тоже богаты глиноземом, содержат натрий, но более или менее обогащены железом. Если в амфиболах этого ряда не сделаны замеры оптических констант, то их называют просто — обыкно­

Ыт

' Ъ '

Рис. 62. Роговая об­ манка

79