книги из ГПНТБ / Борголов И.Б. Геология с основами минералогии и петрографии учеб. пособие для студентов с.-х. вузов, обучающихся по специальности агрономия, агрохимия и почвоведение

вес 14—19. Кристаллы редки. Цвет стально-серый, белый, серебряно-белый. Генетически связаны с ультраосновными магматическими породами. Является устойчивым минералом и поэтому накапливается в россыпях. Находит применение в химической и электротехнической промышленности, а также для изготовления лабораторных приборов.

Гл а в а IV. ОСНОВЫ УЧЕНИЯ О ГОРНЫХ ПОРОДАХ

§1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Вземной коре минералы чаще всего встречаются в виде комплексных полиминеральных агрегатов, образующих, как правило, самостоятельные геологические тела более или ме­ нее постоянного состава и строения. Это так называемые полиминеральные горные породы. Реже встречаются моно­

минеральные горные породы, состоящие из скоплений зерен одного какого-либо минерала. Таким образом, под горными породами мы понимаем скопления одного или нескольких минералов, занимающие значительные участки земной коры и характеризующиеся более или менее постоянным химиче­ ским и минеральным составом и строением.

Изучением горных пород занимается специальная отрасль

ставе и строении горных пород, которыми сложена земная кора. По своему происхождению все горные породы подраз­ деляются на три генетические группы: магматические, оса­ дочные и метаморфические.

Земная кора сложена этими тремя генетическими груп­ пами пород, но соотношение их далеко неодинаковое. Так, например, на долю изверженных горных пород в земной коре до глубины 16 км приходится 95% общей массы. На по­ верхности земли наибольшим распространением пользуются осадочные образования. Как известно, последние занимают около 75% земной поверхности, в то время как на их долю

приходится не более 3% от общего объема горных пород, слагающих земную кору.

§ 2. МАГМАТИЧЕСКИЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

По условиям образования среди магматических горных пород различают интрузивные, или глубинные, и эффузив­

70

ные, или излившиеся разновидности. Интрузивные, или глу­ бинные, горные породы образовались в результате остывания магмы в глубоких недрах земной коры. В этих условиях происходит медленное и спокойное затвердевание магмати­ ческого расплава с образованием полнокристаллических по­ род. В отличие от этого эффузивные, или излившиеся, горные породы образуются в результате остывания магмы-лавы, вылившейся на поверхность Земли. В данном случае затвер­ девание лавы происходит в условиях низкого давления и возможности быстрой отдачи тепла и газовых компонентов в атмосферу. Поэтому для большинства эффузивных горных пород характерны аморфное, афонитовое (скрытокристалли­ ческое) или порфировое строения.

Формы залегания магматических горных пород

В связи с условиями образования интрузивные и эффу­ зивные горные породы имеют различные формы залегания.

Интрузивные массивы по отношению к вмещающим их горным породам могут залегать: 1) согласно, т. е. параллель­ но напластованию вмещающих пород, и 2) несогласно, когда форма интрузива не параллельна слоистости окружающих толщ. Примерами первых являются лакколиты, лополиты и

верхностью интрузивное тело, имеющее относительно неболь­ шие размеры, от 100—200 м до нескольких километров в

поперечнике. Лакколитовые интрузии известны в Крыму, на Северном Кавказе в окрестностях Пятигорска (горы Беш­ тау, Машук, Железная). Другая форма согласного залега­ ния — лополиты, имеющие вид плоского блюда и чаши. Их образование связано с опусканием подстилающих и покры­ вающих интрузию слоев осадочных пород. Пластовые залежи представляют собой интрузивные тела большой протяженно­ сти, залегающие параллельно напластованию осадочных пород.

Одной из основных форм несогласного залегания явля­ ются батолиты, представляющие собой куполообразные инт­ рузивные тела значительных размеров (площадью более 200 км2). Штоки по форме аналогичны батолитам, но отли­

71

тическим расплавом трещин и повторяют их форму. Кроме того, жилы могут образоваться при циркуляции по трещинам гидротермальных растворов, содержащих различные мине­

рализаторы.

Характер залегания излившихся, или эффузивных горных пород менее разнообразен. Для них наиболее типичными формами являются потоки, покровы и купола. Расплавленная лава, вытекая из жерл вулканов и трещин в земной коре, движется в виде лавовых потоков, форма которых опреде­ ляется рельефом местности. Покровы в отличие от потоков образуются при крупных излияниях базальтовых лав и по­ этому занимают значительные площади. Так, например, в

Г

Рис. 7. Схема образования глубинных и излившихся

4 — покров; 5 — поток: 6 — купол.

72

Индии, на Деканском плоскогорье эффузивные покровы за« нимают площадь до 800 000 км2. Крупные лавовые потоки развиты и в Восточной Сибири (Средне-Сибирское плоско­ горье). Купола возникают при излиянии очень вязких гра­ нитных магм. В данном случае лавы, вытекающие из жерла вулкана, не растекаются, а образуют куполообразные воз­ вышения, приуроченные к месту эффузивного излияния

(рис. 7).

Химический и минеральный состав магматических горных пород

В составе магматических пород встречаются почти все известные химические элементы, но их роль далеко неоди­ накова. Главнейшими элементами, из которых состоят эти породы, являются следующие: О, Si, Al, Fe, Ca, Mg, К, Na, Ti, H. Они носят название петрогенных элементов.

По результатам химико-аналитических исследований хи­ мический состав магматических пород представляется в сле­ дующем виде (табл. 5).

Чрезвычайно важным критерием для характеристики маг­ матических пород является содержание в них кремнекисло­ ты. В пересчете на окисел содержание Si02 колеблется в пределах от 25 до 85%. В зависимости от этого среди магма­ тических пород различают следующие пять основных групп:

Ультракислые породы, с содержанием Si02 более 75% Кислые породы, с содержанием Si02 от 65 до 75% Средние породы, с содержанием Si02 от 52 до 65% Основные породы, с содержанием Si02 от 40 до 52% Ультраосновные породы, с содержанием Si02 менее 40%

Кроме того, в самостоятельную группу выделяются щелоч­ ные породы, соответствующие нефелиново-сиенитовой магме. По содержанию Si02 эта группа соответствует породам сред­ него состава.

Классификация магматических горных пород по содер­ жанию в них Si02 имеет большое практическое значение. Так, например, установлено, что по мере уменьшения со­ держания SiÖ2 в глубинных породах окраска от светлой становится темной, возрастает удельный вес, понижается температура плавления и увеличивается вязкость.

Минеральный состав магматических пород также явля­ ется весьма разнообразным. В то же время каждая порода характеризуется вполне определенным минеральным соста­ вом. Так, например, граниты состоят из кварца, кислых по-

73

74

левых шпатов, слюд и некоторых других минералов, а та­ кие породы как габбро — из полевых шпатов основного со­

става, авгита и др.

Среди минералов, слагающих данные породы, различают главные, составляющие основную массу породы, и второсте­ пенные, содержание которых в породе незначительно. Глав­ ными породообразующими минералами являются полевые шпаты, кварц, слюды, оливин, пироксены, амфиболы, фельдшпатиды, а второстепенными — апатит, флюорит, рудные ми­ нералы и другие. По окраске среди главных минералов ус­ ловно различают цветные и светлые разности. К первым из них относятся амфиболы, оливин, пироксены и биотит, ко вторым — полевые шпаты, кварц и фельдшпатиды. Следует -отметить, что в направлении от кислых к ультраосновным породам наблюдается уменьшение содержания светлых и увеличение количества цветных минералов.

Структуры и текстуры магматических горных пород

породы.

Под структурой понимают строение минерального агре­ гата, т. е. степень его кристалличности, форму и размеры минеральных зерен, слагающих данную породу. Под тексту­ рой же понимают сложение породы, т. е. взаимное располо­ жение слагающих ее минералов в пространстве.

По степени кристалличности различают: 1) зернистые, или полнокристаллические структуры, являющиеся типичными для интрузивных горных пород; 2) полукристаллические зер­ нистые структуры и 3) стекловатые структуры, характерные для эффузивных пород. В свою очередь среди зернистых структур можно выделить крупно-, средне- и мелкозернистые разновидности с размерами зерен соответственно более 5 мм. от 2 до 5 мм и менее 2 мм. Кроме того, различают еще струк­ туры равномернозернистые и неравномернозернистые. Типич­ ными примерами неравномернозернистых структур являются порфировидная и порфировая*. В первой из них на фоне об- -щей равномернозернистой массы рассеяны крупные кристал-

. лические вкрапленники, по размерам в несколько раз превы­ шающие размеры зерен основной массы пород. В отличие от

* Порфировые структуры характерны для эффузивных горных пород.

75

этого порфировые структуры характеризуются тонкозернис­ той, плотной или стекловатой основной массой, на фоне ко* торой выделяются отдельные крупные кристаллы.

В полнокристаллических породах структуры различают также и по степени совершенства форм минералов. Так вы-

Рис. 8. Структуры магматических горных пород: 1—равно­ мернозернистая; 2—стекловатая (обсидиан); 3—порфировид­ ная; 5—пегматитовая.

76

щие собственной формой кристаллов, которые расположены среди других минералов. По этим признакам выделяют структуры: а) гранитную с идиоморфными по отношению к полевым шпатам цветными минералами; б) офитовую (диа­ базовую) с резко выраженным идиоморфизмом плагиоклаза и аллотриоморфизмом авгита, размещающегося между кри­ сталлами плагиоклаза; в) габбровую, с зернистой аллотриоморфной формой кристаллов и г) пегматитовую, с включени­ ями мелких кристаллов одного минерала в крупные зерна другого, имеющих одинаковую ориентировку.

Среди стекловатых магматических пород структуры выде­ ляют по количеству и характеру расположения мелких кри­ сталлов так называемых микролитов. Так различают структу­ ры: а) стекловатую, где практически микролиты отсутствуют; б) андезитовую, с примерно равным количеством стекла и микролитов игольчатой формы; в) интерсертальную, с рез­ ким преобладанием микролитов над стеклом и г) флюидальную, с микролитами, ориентированными в направлении пото­ ка магмы (рис. 8).

Основными типами текстуры магматических пород являют­ ся массивная, характерная для интрузивных пород и встре­ чающаяся иногда у эффузивных, и пористая, присущая толь­ ко излившимся породам, которая обусловлена выделением газов из застывающей лавы. В случае заполнения пустот ми­ неральным веществом текстуру эффузивных пород называ­ ют миндалекаменной. Нередко среди эффузивных пород вы­ деляют флюидальную текстуру со следами течения.

Главные типы магматических горных пород

В настоящее время наибольшее признание получила классификация магматических горных пород по содержанию в них кремнекислоты. Ниже мы приводим краткую характе­

ристику магматических горных пород в соответствии с та­ кой классификацией (табл. 6).

Ультракислые породы. Содержание S102 в породах дан­ ной группы превышает 75%, однако в природе они встре-

77

чаются сравнительно редко. Поэтому эти породы не всегда выделяются в самостоятельную группу. К данной группе от­ носятся пегматиты и породы типа аляскитов.

Пегматиты состоят из крупных зерен кварца, полевого шпата и незначительного количества цветных минералов.

78

Для них характерно взаимное прорастание полевого шпата кварцем с образованием так называемой графической, или пегматитовой структуры.

Пегматиты образуют жилообразной формы тела, иногда массивы и гнезда. На территории СССР встречаются до­ вольно часто (Урал, Кавказ и т. д.). В процессе их вывет­ ривания образуются каолинитовые глины. С пегматитами связаны месторождения слюды, топаза, вольфрама и некото­ рых других металлов.

пользуются в керамической промышленности, а также как кислотоупорный материал.

Кислые породы. Содержание Si0.2 в этих породах дости­ гает 65—75%. Для них характерно присутствие кварца, зна­ чительного количества ортоклаза, иногда кислого плагио­ клаза, а также незначительного количества цветных минера­ лов (роговая обманка и слюда). Среди кислых пород наи­ большим распространением пользуются интрузивные поро­ ды, реже встречаются их эффузивные аналоги.

Граниты — это полнокристаллические породы, в состав которых входят кварц (20—40%), полевые шпаты (орто­ клаз, микроклин и плагиоклаз в сумме 40—60%) и цветные минералы (до 10%) — слюды, реже роговая обманка и авгит. Из второстепенных минералов присутствуют апатит, пирит, магнетит и др. В зависимости от содержания цветных мине­ ралов граниты подразделяются на биотитовые, мусковитовые, роговообманковые и др.

Структура гранитов кристаллически зернистая, реже пор­ фировидная. По величине зерен различают мелко-, средне- и крупнозернистые разновидности. Текстура массивная. Пор­ фировидная, крупнозернистая разновидность гранитов с от­ дельными крупными кристаллами ортоклаза называется рапакиви, что означает по-фински — «гнилой камень». Окрас­ ка гранитов весьма разнообразна и изменяется от светло-се­ рой до мясо-красной, реже бывает зеленоватая.

Массивы гранитов нередко бывают разбиты системой горизонтальных и вертикальных трещин с образованием параллелепипедоидальной, матрацевидной, реже пластовой и шаровой отдельностей. В процессе выветривания из них обра­ зуются различные обломочные и глинистые частицы, слѵжа-

79