книги из ГПНТБ / Даминова А.М. Породообразующие минералы учеб. пособие

с концентрически-зональным строением или в тонкокрис­ таллических агрегатах, различимых лишь в полирован­ ных шлифах под микроскопом. В петрографических шли­ фах псиломелан непрозрачный, черный.

Пиролюзит — М11О2— кристаллизуется в тетрагональ­ ной сингонии. Кристаллы шестоватые, игольчатые. Спай­ ность совершенная по призме (110). В шлифах непрозрач­ ный, в аншлифах кремово-белый, сильно анизотропный. Пиролюзит — самый распространенный марганцевый минерал, образующийся в сильноокислительных ус­ ловиях. Он встречается в скрытокристаллических порош­ ковых массах, образует конкреции и псевдоморфозы по почковидным натечным агрегатам псиломелана.

ГИДРООКИСЛЫ АЛЮМИНИЯ

Гидроокислы алюминия — типичные осадочные обра­ зования и иногда слагают значительные толщи латери­ тов и бокситов. Наиболее распространены из гидроокис­ лов алюминия гидраргиллит (гиббсит), бемит и диаспор.

Гидраргиллит (гиббсит) —А1[ОН]3 — моноклинный.

Как правило, образует тонкочешуйчатые или скрытокрис­ таллические массы и реже встречается в виде лучисто­ листоватых агрегатов, в натечных формах, а также в форме шаровидных конкреций. Индивидуальные крис­ таллы имеют таблитчатый облик и весьма совершенную спайность по (001). Часто встречаются сложные двойни­ ковые сростки. Гидраргиллит в шлифах бесцветный до светло-буроватого; ng=l,58—1,60, пт и пр=1,56—1,58; ng—np= 0,02; 2V положительный — от 0 до 40°, дисперсия сильная — r>v. В шлифах гидраргиллит имеет сходство с каолинитом и мусковитом. От первого он отличается большим двупреломлением, от второго — положительным оптическим знаком.

Бемит.—АЮ[ОН] — минерал ромбической сингонии. Встречается в виде .Скрытокристаллических масс и из­ редка образует очень мелкие пластинчатые и чечевицеоб­ разные кристаллы с совершенной спайностью по (010).

В шлифах бесцветный; ng= 1,65—1,67, пт—1,65—1,66, пр= 1,64—1,65; tig—«р = 0,013—0,015. Средний показа­ тель преломления для скрытокристаллических разностей равен 1,640—1,645. Оптически положительный минерал с углом оптических осей около 80°.

128

1,725, пр= 1,682—1,706; ng—пр= 0,04—0,05; 2V — положи­ тельный— 84—86°; дисперсия r< v, слабая.

Диаспор часто находится в бокситах, а также в мета­ морфических породах в ассоциации с корундом. От по­ следнего он отличается более высоким двупреломлением и меньшими показателями преломления. И. Костов отме­ чает, что форма кристаллов диаспора может служить ин­ дикатором условий образования: пластинчатые кристал­ лы характерны для высокотемпературных, а вытянутые вдоль оси с для низкотемпературных месторождений.

ФОСФАТЫ

Фосфаты осадочного генезиса встречаются обычно в микрозернистых и скрытокристаллических агрегатах, вследствие чего они диагностируются с большим трудом. Предполагается, что в составе осадочных фосфоритов участвуют многие разновидности апатитов: фторапатит —

стью в шлифах не представлйется возможным, так как все они имеют близкие оптические свойства. В шлифах они обычно окрашены в буроватые и темно-серые цвета вследствие примеси органического вещества и гидроокис­ лов железа, редко бесцветны. Показатели преломления для всех колеблются в пределах от 1,60 до 1,65 двупреломление от 0 до 0,007. Агрегаты для всех разновидно­ стей могут быть скрытокристаллическими, а также микрозернистыми, волокнистыми, сферолитовыми, оолитовы­ ми и др. Однако от всех других минералов осадочного происхождения, похожих на них изотропностью или не­

большим двупреломлением, они отличаются достаточно определенно по высокому значению показателей прелом­ ления.

СУЛЬФАТЫ

Сульфаты образуются путем осаждения из растворов. Главные из них — ангидрит и гипс, менее распространен­ ные — целестин и барит.

Ангидрит и гипс слагают значительные толщи, сформировавшиеся при выпаривании лагун и отмираю­ щих морских бассейнов. В поверхностных условиях ан­ гидрит сравнительно легко гидратизируется и переходит в гипс. Очень часто ангидрит и гипс встречаются вместе с минералами группы солей как в виде единичных кристал­ лов, так и в виде агрегатов, образуя пропластки. Гипс иногда образуется путем замещения карбонатных пород при воздействии на них сернокислых вод. Встречается он также в зоне окисления сульфидных месторождений и в коре выветривания горных пород. Реже ангидрит и гипс гидротермального происхождения.

Целестин и барит самостоятельных пластов не обра­ зуют. Целестин находится в толщах осадочных пород в виде желваков, гнезд, прожилков и, кроме того, он уста­ новлен в скелетах и раковинах морских организмов. Во всех этих случаях он имеет характер минерала, образо­ вавшегося после отложения осадков. Барит образует конкреции в осадочных породах, но встречается в иных условиях, чем ангидрит, гипс и целестин. Он отсутствует в соляных месторождениях, очень редок в известняках, но часто находится в глинистых, песчанистых осадках прибрежных участков морского бассейна и в осадочных месторождениях железа и марганца. Объясняется это тем, что растворимые соли бария, приносимые поверх­ ностными водами с суши, при первой же встрече с ионами S 04 морской воды образуют практически нерастворимый BaS04. Целестин изредка образуется гидротермальным путем, барит же является довольно обычным минералом гидротермальных месторождений.

Ангидрит — CaS04 — кристаллизуется в ромбической сингонии. Кристаллы его имеют толстотаблитчатый или призматический облик, но хорошо образованные крис­ таллы являются редкостью. Обычно ангидрит наблюдает­ ся в сплошных зернистых массах и иногда в шестоватых агрегатах. Спайность по трем плоскостям: весьма совер-

130

шенная по (001) и менее совершенная по (010) и (100), Двойники простые и полисинтетические по (101). Плос­ кость оптических осей совпадает с (010). В шлифах всег­ да бесцветный. Благодаря значительным показателям преломления и высокому двупреломлению ангидрит име­ ет заметный рельеф и яркие интерференционные окрас­

r<v.

Гипс — CaS04-2H20 — моноклинный. Кристаллы гип­ са таблитчатого и реже призматического, волокнистого облика. Спайность весьма совершенная по (010) и совер? шенная по (100) и (111). Часто встречаются двойники срастания по (100) и (101). Плоскостью оптических осей в кристаллах гипса является второй пинакоид (010). Угол между осью Ng и с равен 52° и, следовательно, cNp = 38°.

При изготовлении шлифов гипс частично дегидратизируется и переходит в волокнистый агрегат бесцветного полугидрата сульфата кальция — СаБО^О.бНгО. При­ родный аналог этого соединения называется бассанитом. Он имеет вид микроскопических иголочек и обнаружен в пустотах бомб лейцитовых тефритов, выброшенных Везу­ вием, а также вместе с гидраргиллитом в фумаролах это­ го вулкана, и описан также в ассоциации с гипсом и ан­ гидритом. Синтетический полугидрат имеет следующие оптические свойства: одноосный, положительный, л„ =

ской сингонии. Облик кристаллов таблитчатый или приз­ матический. Спайность проходит в трех направлениях: совершенная по (001), ясная по (010) и несовершенная по (ПО). Двойники редки. Агрегаты зернистые. Целестин

г<и. В шлифах целестин очень похож на барит, от кото­ рого отличается более низким светопреломлением и боль­ шей величиной угла оптических осей. Целестин в отличие от барита имеет меньшую плотность, растворяется в во­

МИНЕРАЛЫ МЕТАМОРФИЧЕСКОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

В этом разделе рассматриваются оптические свойства типоморфных метаморфических минералов, т. е. таких минералов, которые образуются лишь при процессах ме­ таморфизма горных пород. В отличие от магматических минералов метаморфические минералы кристаллизуются

втвердой среде. Все минералы, возникающие в один этап метаморфизма, кристаллизуются более или менее одно­ временно и внешний облик каждого из них определяется их «кристаллизационной силой». Так как «кристаллиза­ ционная сила» не только различна для разных минера­ лов, но она различна также для разных направлений одного и того же анизотропного кристалла, минералы ме­ таморфических пород обладают резко выраженной векто­ риальностью роста. Эта особенность их проявляется в наибольшем развитии определенных граней. Кроме того,

всвязи с тем, что разные грани обладают разной адсорб­ ционной способностью к посторонним частицам, включе­ ния в метаморфических минералах располагаются зако­ номерно. Так, в хиастолите на поперечных разрезах уг­ листые включения располагаются в виде креста, а на продольных — в виде параллельных полос. Одновремен­ ность кристаллизации минералов при метаморфизме при­ водит к широкому распространению ситовидных струк­ тур: минералы, образующие крупные зерна (порфиробласты), содержат многочисленные нередко округлые включения мелких зерен других минералов (основной ткани).

Зерно метаморфического минерала, ограниченное ха­ рактерными для него кристаллическими гранями, назы­ вается идиобластическим; зерно неправильной формы — ксенобластическим. Все минералы метаморфических по­ род можно расположить в кристаллобластический ряд, в котором каждый минерал характеризуется более совер­

133

шенными формами кристаллов по сравнению с другим минералом, расположенным ниже. Кристаллобластический ряд, по Ф. Д. Тернеру, имеет следующий вид:

Рутил, сфен, магнетит.

Турмалин, кианит, ставролит, гранат, андалузит. Эпидот, цоизит, форстерит.

Пироксены, амфиболы, волластонит. Слюды, хлориты, тальк, стильпномелан. Доломит, кальцит.

Скаполит, кордиерит, полевые шпаты. Кварц.

Расположение минералов в кристаллобластическом ряду связано со строением их кристаллической решетки. Находящиеся в верхней части ряда силикаты характери­ зуются плотными структурами, в основе которых лежат изолированные группы кремнекислородных тетраэдров. Ниже располагаются силикаты цепочечной, ленточной и слоистой структуры, еще ниже — каркасной структуры.

Из приведенного списка видно, что в составе метамор­ фических пород находятся также широко распространен­ ные магматические минералы и карбонаты, слагающие осадочные породы. Следует отметить, что этот список, не охватывает все минералы метаморфических пород. Мине­ ральный состав метаморфических и особенно метасоматических пород отличается очень большим разнообрази­ ем, обусловленным: 1) многообразием состава исходных пород, за счет которых образуются метаморфические по­ роды; 2) широким диапазоном температур и давлений, при которых протекают процессы метаморфизма и, нако­ нец, 3) разнообразием состава растворов, участвующих при метасоматозе. Каждый из вышеперечисленных фак­ торов можно положить в основу классификации метамор­ фических минералов.

Для запоминания особенностей химического состава метаморфических минералов, который в большинстве слу­ чаев определяется химизмом исходных пород, удобно объединить их в несколько групп. Ниже приведены эти группы. Перечисление минералов в них дается в том по­ рядке, который принят для их описания.

1. Минералы, богатые алюминием, образующиеся п метаморфизме глинистых сланцев и кислых вулканоген­ ных пород: андалузит, дистен, силлиманит, пирофиллит, алунит, корунд.

134

2.Минералы, богатые алюминием, железом, магнием, образующиеся при метаморфизме глинистых пород: став­ ролит, хлоритоид, кордиерит, гранаты ряда пиральспитов, стильпномелан, хлориты.

3.Минералы, богатые кальцием, образующиеся при

метаморфизме известняков и основных магматических по­ род: волластонит, везувиан, скаполиты, гранаты ряда уграндитов, пренит, мелилит, лавсонит, пумпеллит, цоизит, эпидот.

4. Минералы, богатые магнием, образующиеся при метаморфизме доломитов и ультраосновных пород: периклаз, брусит, тальк, хондродит, гумит.

5. Акцессорные минералы метаморфических пород: шеелит, касситерит, топаз, графит.

Отметим, что характеристика некоторых весьма рас­ пространенных метаморфических минералов уже была приведена при описании минералов магматических пород. К ним относятся: форстерит (группа оливина) и продук­

(группа амфиболов); флогопит и фуксит (группа слюд). Вместе с осадочными минералами описан и диаспор.

Из акцессорных минералов метаморфических пород вместе с магматическими акцессорными минералами опи­ саны: турмалин, флюорит, шпинель, магнетит, рутил, иль­ менит, гематит и пирит.

МЕТАМОРФИЧЕСКИЕ МИНЕРАЛЫ, БОГАТЫЕ АЛЮМИНИЕМ

Андалузит — A10Al[Si04] — ромбический. Кристаллы призматические, в поперечных разрезах имеют вид ром­ бов, близких к квадратам, а в продольных сечениях — форму вытянутых прямоугольников. Нередко андалузит образует неправильные, дырчатые зерна с извилистыми границами. Спайность совершенная по (ПО), с углом между трещинами 89°. Двойники чрезвычайно редки, срастаются по (101). Плоскость оптических осей совпа­ дает со вторым пинакоидом (010), вдоль оси с лежит Np (рис. 66), в связи с чем продольные разрезы имеют пря­ мое погасание и отрицательное удлинение. В шлифах он бесцветный или неравномерно окрашен в розовый или зеленоватый цвет и тогда плеохроирует: по Np — розо-

135

вый, но Ng — зеленоватый до бесцветного. Показатели преломления и сила двупреломления андалузитов колеб­ лются и возрастают при увеличении содержания приме­ сей Fe3+ и Mn3+; пе= 1,638—1,651, пт—1,633—1,644, пр= 1,629—1,640; tig—пр= 0,009—0,011; угол оптических осей отрицательный, равен 83—85°. Дисперсия угла оп­ тических осей слабая — r<v, иногда r>v. В некоторых андалузитах — хиастолитах — находятся многочисленные

Np с

А

Рцс. 66. Андалузит: А — кристалл; Б — разрезы; В — разрезы, пере­ полненные включениями кварца; Г — разрезы хиастолита

включения непрозрачного углистого вещества, располо­ женные закономерно в виде креста на поперечных раз­ резах или полос в продольных сечениях. Нередко можно наблюдать замещение андалузита серицитом.

Андалузит — типичный минерал контактового мета­ морфизма глинистных пород. В шлифах он имеет боль­ шое сходство с ромбическими пироксенами, скаполитами, топазом, дистеном, апатитом, но пироксены имеют поло­ жительное удлинение, скаполиты — меньшие показатели преломления, топаз оптически положительный, дистен имеет косое погасание, апатит — одноосный.

Дистен (кианит)— A^OtSiOJ — триклинный. Встреча­ ется в форме длинных и уплощенных по (100) кристал­ лов, которые в сечениях дают прямоугольные разрезы. Характерна совершенная спайность по (100), отчетливая по (010) и отдельность по (001). Наблюдаются двойни-

136

ки как простые, так особенно часто и полисинтетические, похожие на двойники плагиоклазов. Они срастаются по (100). Дистен в шлифах бесцветный или голубоватый;

пе= 1,728—1,729, пт= 1,720—1,722, «„ = 1,712—1,717; rig—пр= 0,016—0,012; 2 V = —82°; дисперсия r>v, слабая.

На рис. 67, где показана ориентировка оптической ин­ дикатрисы в кристалле дистена, видно, что плоскость оп­ тических осей почти пер­ пендикулярна (100) и на­ клонена на 30° к (010),

ось Np почти совпадает с с, ось Ng и с образуют угол, равный 30°. В свя­

близок к нулю, а в сече­ ниях, параллельных(ЮО), где спайность будет ме­ нее совершенной, погаса­ ние будет косое. Удлине­ ние разрезов положитель­ ное.

Дистен — типичный минерал кристаллических сланцев, возникших при ре­

гиональном метаморфизме глинистых пород. В шлифах он имеет сходство с родонитом, от которого отличается отрицательным знаком угла оптических осей.

Силлиманит — Al[AlSiOs] — ромбический. Кристаллы игольчатые; агрегаты лучистые, волокнистые. Волосо­ видные изогнутые кристаллы, встречающиеся в виде включений в других минералах,в называются фиб­ ролитом. В крупных кристаллах заметна совершенная спайность по (010) (рис. 68). Силлиманит в шлифах бесцветный; агрегаты фибролита в шлифах сероватые вследствие высокого светопреломления, ng= 1,677—1,682, nm—1,658—1,661; Пр= 1,657—1,660; ng—np= 0,020—0,022;

Удлинение положительное.

Силлиманит — высокотемпературный метаморфиче­ ский минерал, который встречается как в роговиках, так

137