МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

Донецкий национальный технический университет

Кафедра полезных ископаемых и экологической геологии

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к курсовой работе по курсу «Петрография» (для студентов специальности 6.070701 «Геологическая съёмка, поиски и разведка месторождений полезных ископаемых», 6.070706 «Экологическая геология»)

Рассмотрено на заседании кафедры

«Полезные ископаемые и экологическая геология»

Протокол № от .2009

Утверждено

на заседании научно-издательского совета ДонНТУ

Протокол № от 2009

2009

УДК 553

Методические указания к курсовой работе по курсу «Петрография магматических и метаморфических пород» (для студентов специальности 6.070701 «Геологическая съёмка, поиски и разведка МПИ») / И.О.Павлов – Донецк, ДонНТУ, 2009.

Составили:

Ответственный за выпуск: проф Т.П. Волкова

Рецензент доц.Т.В.Ягнышева,

Общие положения

Курсовая работа завершает изучение студентами курса «Петрография магматических и метаморфических пород»

Цель курсовой работы – закрепление студентами теоретических знаний, полученных в курсе «Петрография» и получение практических навыков описания вещественного состава, структур, текстур магматических и метаморфических пород.

Курсовая работа выполняется на основе фактических данных о геологическом строении различных регионов Украины и мира, тщательного изучения и подробного описания предложенной карты, а также на основе петрографического изучения, описания шлифов и образцов магматических пород, анализа и систематизации результатов этих исследований.

В качестве задания студент получает реальную геологическую карту определённого региона с указанными точками отбора образцов пород, нескольких шлифов и образцов горных пород.

Выполнение курсовой работы предусматривает:

- изучение литературных материалов по геологическому строению указанного региона;

- тщательное изучение и детальное описание студентом геологической карты;

- построение разреза и нормальной стратиграфической колонки. Геологический разрез (при необходимости несколько разрезов) строится в масштабе предложенной карты. Линия разреза выбирается студентом самостоятельно с таким расчётом, чтобы наиболее полно отобразить геологическую структуру участка. Построения выполняя.тся на листе ватмана формата А4.

- описание шлифов и образцов пород с зарисовкой (или фотографированием) их отдельных фрагментов;

- составление пояснительной записки и оформление курсовой работы.

Пояснительная записка курсовой работы должна включать геологическую характеристику заданного региона, подробное описание геологического строения изображённого на карте района, саму карту и разрез к ней, фотографии и зарисовки шлифов. Материал в пояснительной записке излагается в следующем порядке:

Титульный лист

Реферат

Вступление

Раздел 1. Общие сведения о регионе.

1. Общие сведения

2. Характеристика геологического строения.

Раздел 2. Геологическое описание участка.

2.1.Общие сведения об участке.

2.2.Геологическое строение участка.

2.2.1.Стратиграфия и литология.

2.2.2.Тектоника.

2.2.3.Магматизм.

2.2.4. История геологического развития района.

2.2.5. Полезные ископаемые.

Заключение.

Список использованной литературы.

Графические приложения:

Обзорная карта региона.

Геологическая карта участка со стратиграфической колонкой и разрезом.

Фотографии или зарисовки шлифов.

Вступление. Указываются цели и задачи курсовой работы, использованные для её написания исходные материалы.

Раздел 1.

1.1.Общие сведения. В этом разделе студент на основании литературных источников выполняет описание региона, в пределах которого находится участок. Приводятся сведения о местоположении региона, административно-территориальная подчиненность, даётся его краткая общегеографическая характеристика.

При описании геологического строения приводятся сведения об общем геоструктурном положении региона (плита, щит, складчатая область и т.п.), о литологическом и петрографическом составе основных комплексов пород, о проявлении основных циклов складчатости и их возрасте, магматизме и полезных ископаемых.

Раздел 2. Материалом для написания этого раздела служит выданная студенту в качестве задания геологическая карта и построенный им разрез (разрезы).

2.1.Общие сведения об участке. В этом разделе указывается географическое положение участка, его площадь, приводятся краткие сведения об его орографии: рельеф, водотоки.

2.2.Геологическое строение участка.

2.2.1. Стратиграфия и литология.

С использованием выданной карты и построенного геологического разреза студентом выделяются и описываются все стратиграфические подразделения в их нормальной возрастной последовательности (от самых древних - к самым молодым). Указывается распространённость пород каждого стратиграфического подразделения (где и на какой площади обнажаются), их литологический или петрографический состав (берётся с условных обозначений к карте), характер взаимоотношений с другими стратиграфическими подразделениями (наличие стратиграфических перерывов и несогласий). Составляется нормальная стратиграфическая колонка.

2.2.2. Тектоника.

В этом разделе по выданной карте и построенному разрезу выполняется описании тектонического строения участка. Прежде всего, устанавливается наличие в пределах территории структурных этажей и (или) подэтажей. Описывается возраст и состав пород, слагающих каждый из этажей (подэтажей), характер залегания пород в них (горизонтально, моноклинальное, складчатое), элементы залегания слоёв (углы падения, азимуты простирания и падения). Далее описываются складчатые структуры: пространственное расположение в пределах территории, тип и морфологическая форма складок, их пространственная ориентировка, относительный возраст. Приводится характеристика разрывных дислокаций: их элементы залегания (простирание, падение и углы наклона сместителей), морфологический тип (и если возможно амплитуда смещения), преобладающие пространственные ориентировки, относительный возраст.

2.2.3. Магматизм.

Описываются магматические породы района – их распространённость, форма и размеры тел, абсолютный и относительный возраст, взаимоотношения с вмещающими и другими магматическими породами.

Даётся петрографическая характеристика магматических пород, для чего выполняется описание выданных шлифов. Описание пород производится согласно нижеприведенной схеме. При описании делаются зарисовки или фотографии (при необходимости несколько) наиболее характерных участков шлифов, на которых наиболее полно представлен их минеральный состав и микроструктура.

На основании анализа минерального состава и структуры породы делаются выводы о химическом составе породы (кислая, средняя, щелочная и т.п.), её принадлежности к определённой группе классификации (габбро-базальта и т.п.) и условиях образования (интрузивная: абиссальная, гипабиссальная; эффузивная).

2.2.4. История геологического развития района. На основании анализа геологической структуры, петрографического состава пород, их абсолютного возраста и взаимоотношений их тел делаются выводы о последовательности формирования тектонической структуры района, внедрения пород различных комплексов и общей направленности эволюции магматизма на данной территории.

2.2.5. Полезные ископаемые.

Раздел пишется на основании изучения литературных источников и геологической карты участка. При этом оцениваются имеющиеся на карте поисковые признаки и предпосылки. Т.о., раздел включает характеристику известных и возможных месторождений и рудопроявлений, их пространственного расположения в пределах района. Указывается их предполагаемый генетический тип, связь с определёнными геологическими структурами и комплексами пород, возможная формы рудных тел и состав руд.

Заключение.

Основные принципы описания магматических горных пород.

Исследование магматических пород в лабораторных условиях начинается с детального описания их внешнего вида: окраски, степени кристалличности, зернистости, плотности, текстурных особенностей. После этого приступают к их микроскопическому изучению. При этом нельзя сводить петрографическое описание лишь к правильному определению породообразующих минералов и названия породы. Необходимо привести настолько полную характеристику структуры и вещественного состава породы, чтобы можно было сделать правильные генетические и практические выводы. Т.о. петрографическое описание должно отвечать следующим требованиям:

1. Содержать характеристику строения породы – особенности распределения в ней минералов и соотношения этих минералов (степень идиоморфизма, последовательность кристаллизации);

2. Содержать характеристику минерального состава, которая бы отражала бы как количественные соотношения минералов в породе, так и особенности каждого из этих минералов;

3. Быть кратким, но в тоже время достаточно точным, чтобы по описанию можно было составить представление об изучаемой породе.

Особенности структур интрузивной и эффузивной фаций обуславливают некоторые различия при их описании.

Описание интрузивной породы.

А. Макроскопическое описание: приводятся сведения о цвете, зернистости, плотности, текстурных особенностях. Визуально определяются основные минералы, характер вторичных изменений.

Б. Микроскопическое описание. Прежде всего, дается общая характеристика породы под микроскопом. Необходимо указать на степень однородности строения и характер изменчивости породы в целом, отметить соотношение бесцветных и окрашенных минералов, указать степень её дислоцированности, наличие или отсутствие микротрещин и другие общие сведения.

Описание структуры.

Строение породы позволяет решать вопрос об условиях её формирования (скорость охлаждения расплава, порядок кристаллизации минералов и др.). При описании структуры следует отметить следующие моменты: 1) абсолютный размер кристаллов в миллиметрах; 2) относительные размеры кристаллов; 3) степень идиоморфизма кристаллов разных минералов.

Перечисленные особенности строения породы позволяют дать полное название её структуре.

Описание минерального состава.

Среди минералов необходимо выделить главные породообразующие, слагающие большую часть породы (приводится перечень с указанием процентного содержания. При глазомерном определении процентного содержания можно использовать приведенный на рис.1 эталон), второстепенные, которые встречаются в подчинённых количествах, акцессорные и эпимагматические (вторичные), которые являются продуктами изменения породообразующих минералов.

Далее следует привести краткую характеристику каждого из выделенных минералов с указанием диагностических признаков и оптических констант, по которым данный минерал был определён в шлифе. Не следует приводить значения оптических констант, если они не определялись самим студентом, а выписывались из учебника.

Кроме этого, желательно отметить, степень и характер изменчивости главных минералов (замещаются частично или полностью, как замещаются: по периметру, по трещинам и т.д.).

Выводы об условиях образования (абиссальная, гипабиссальная) и химическом составе (кислая, основная, щелочная и т.д.) породы.

Название породы и к какой классификационной группе она относится.

Описание эффузивной породы.

А. Макроскопическое описание: отмечаются степень однородности породы, её цвет, плотность, наличие пустот и пор, следов течения и т.д.

Б. Микроскопическое описание.

Общая характеристика породы под микроскопом. Здесь необходимо указать на соотношение между основной массой и вкрапленниками, относительное количество в составе последних бесцветных и окрашенных минералов, степень изменчивости породы в целом, наличие микропор, трещин и т.п.

Описание структуры.

При характеристике строения эффузивных пород, следует отметить: 1) количество порфировых выделений, их размеры и распределение (количество вкрапленников оценивается в процентах от общего объёма породы; 2) особенности строения основной массы породы (характер её раскристаллизованности, количество стекла и микролитов, распределение и ориентировка последних в шлифе, наличие следов течения) и название её структуры.

Описание минералов вкрапленников.

Прежде всего, перечисляются все минералы, установленные в порфировых вкрапленниках. Указывается содержание каждого из них (в процентах от суммарного количества вкрапленников). Выполняется описание каждого минерала. При этом указывается форма и размер кристаллов, приводятся диагностические признаки и оптические константы, по которым был выделен минерал. Отмечается степь и характер их изменения.

Выводы об условиях образования породы и её химическом составе.

Прежде всего, решается вопрос об отнесении породы к группе кайнотипных или палеотипных пород. При этом особое внимание уделяется степени изменённости минералов-вкрапленников и основной массы. В кайнотипных разностях вкрапленники и микролиты представлены прозрачными, полностью лишенными продуктов изменения (или незначительно затронутыми этими продуктами) кристаллами с чёткими очертаниями, а вулканическое стекло, если оно входит в состав породы, не раскристаллизовано.

В палеотипных разностях вкрапленники, за исключением кварца, становятся мутными, малопрозрачными, иногда нацело замещаются эпимагматическими минералами, вулканическое стекло раскристаллизовано, и основная масса превращается в агрегат вторичных минералов – хлорита, карбонатов, альбита и т.п.

С учетом структурных особенностей и минерального состава даётся название породы. Вывод о химическом составе делается преимущественно по минеральному составу вкрапленников. Указывается к какой классификационной группе относится определенная порода.

Примеры описания магматических горных пород.

Гранодиорит

А. Светло-розовато-серая, крупно- и равномернозернистая кристаллическая порода массивного сложения с хорошо визуально различимыми кристаллами плагиоклазов, чёрными листочками биотита и темно-зелёными, почти черными призматическими зёрнами роговой обманки.

Б. При изучении породы под микроскопом в шлифах отчетливо заметны однородное, сравнительно равномернозернистое строение породы, общий лейкократовый характер (преобладание бесцветных минералов над окрашенными), незначительное развитие вторичных эпимагматических минералов.

Порода крупнозернистая, структура равномернокристаллическая, гипидиоморфнозернистая (рис.2). Характерен больший идиоморфизм плагиоклазов и темноцветов (роговой обманки и биотита) по отношению к калиевому полевому шпату и кварцу. Зёрна последних всегда ксеноморфны и заполняют пространство между кристаллами других минералов.

Главные породообразующие минералы: средний плагиоклаз (40-50%), кварц (20-25%), микроклин (10-15%), роговая обманка (10-15%), биотит (5-10%). Из акцессорных минералов встречается титанит, апатит, циркон, магнетит и ильменит. Эпимагматические минералы немногочисленны, среди них присутствуют каолинит, серицит, хлорит.

Плагиоклаз (Pl) представлен идиоморфными, иногда гипидиоморфными кристаллами таблитчатой и изометричной формы с тонкими отчётливыми полисинтетическими двойниками, реже зонального строения. В отдельных зёрнах присутствуют пойкилитовые включения биотита и роговой обманки. По углу погасания (21) в разрезе  (010) и (001) плагиоклаз относится к группе андезина №39-40. Его зёрна обычно свежие, неизменённые и только в редких случаях слабо серицитизированы. Размер зёрен Pl меняется от 0,5 до 5,0 мм (по длине), преобладают зёрна в 1,5-2,5 мм.

Кварц (q) образует неправильные ксеноморфные зёрна размером 0,5-2,5 мм, выполняющие промежутки между другими минералами и иногда замещающие их по краям. В отдельных крупных кристаллах кварца отмечены пойкилитовые включения серецитизированного плагиоклаза. Погасание кварца равномерное, реже волнистое. Отмечены многочисленные пылевидные включения.

Микроклин (Mkr). Подобно q, образует неправильные зёрна размером 0,5-4 мм, контуры которых соответствуют форме выполняемых ими интерстиций. Внутри зёрен микроклина часты включения мелких лейст биотита и кристаллов плагиоклазов. Повсеместно наблюдается каолинизация, выражающаяся в помутнении зёрен микроклина. Решётчатое погасание присутствует не повсеместно, «микроклиновая решётка» имеет расплывчатый, нечёткий характер.

Роговая обманка (Amf) представлена гипидиоморфными зёрнами призматического или шестиугольного габитуса, где хорошо заметна спайность в двух направлениях под углом 56. Окрашена она в зелёные тона и отчётливо плеохроирует от светло-зеленовато-желтого до зелёного цвета. Оптические свойства (n_g – n_p = 0.22-0.23, cNg=20, -2V=60-70) позволяют отнести минерал к группе обыкновенных роговых обманок. Размер зёрен изменяется от 0,2 до 2,0 мм, продуктов разрушения в них не наблюдается. Зёрна роговой обманки неравномерно распределены в породе и образуют вместе с биотитом небольшие местные скопления размером 2-4 мм. Здесь же сосредоточена большая часть рудных минералов.

Биотит (Bi) представлен таблитчатыми или призматическими гипиидоморфными кристаллами размером от 0,3 до 2,5 мм. Для минерала характерен резкий плеохроизм от светло-желтого до темно-буровато-коричневого цвета. Большая часть зёрен биотита свежая, не изменённая, и только в редких случаях наблюдается образование хлорита с краёв и вдоль трещин спайности. Внутри зёрен Bi часто включены кристаллы плагиоклазов и акцессорных минералов – апатита, циркона, ильменита и магнетита.

Крупно- и равномернокристаллический характер породы, наличие типичной гипидиоморфной структуры, массивная текстура свидетельствуют о её глубинном абиссальном происхождении. Наличие кварца, биотита и микроклина указывает на принадлежность изученной породы к кислым разностям. В то же время повышенное содержание темноцветов (в.ч. роговой обманки) и присутствие андезина отличает её от типичных гранитов. Поэтому породу можно назвать гранодиоритом. Т.о. порода интрузивная, относится к группе гранодиорита – дацита (кислых пород).

Андезит.

А. Серая, плотная, однородная, полукристаллическая порода с порфировым строением и массивной текстурой. В афанитовой основной массе заметны черные мелкие призматические кристаллы роговой обманки.

Б. При микроскопическом изучении шлифа отчетливо видно порфировое строение породы – присутствуют кристаллы-вкрапленники, между которыми расположена полустекловатая основная масса (рис.3). Порода практически не изменена эпимагматическими процессами, свежая, не трещиноватая.

Структура породы порфировая с андезитовой (гиалопилитовой), участками флюидальной основной массой. Порфировые вкрапленники составляют 20% общего объёма породы. Их размер изменяется от 0,2 до 2 мм при преобладании зёрен размером 0,5-1,0 мм. Среди вкрапленников, распределенных в породе равномерно, присутствуют плагиоклаз (до 60% от общего количества вкрапленников), базальтическая роговая обманка (30%) и авгит (10%).

Основная масса породы на 40-50% состоит из мелких микролитов плагиоклазов и рудных зёрен, равномерно распределённых в стекловатом базисе (50-60%), что характерно для гиалопилитовых структур. В ряде участков микролиты плагиоклазов принимают упорядоченное расположение и как бы обтекают порфиробласты.

В порфировых выделениях плагиоклазы представлены правильными таблитчатыми или изометричными кристаллами с хорошо заметными полисинтетическим двойниковым погасанием.

Плагиоклазы не затронуты вторичными процессами, они свежие, неизменённые. Их состав (угол погасания в разрезе  (010) и (001) равен 23) соответствует среднему плагиоклазу – андезину №43-44.

Базальтическая роговая обманка – образует призматические, реже таблитчатые кристаллы бурого цвета, плеохроирующие от светло-зеленовато-бурой до бурой и темно-бурой окраски. Их константы - n_g – n_p = 0.030, cNg=12-13, -2V=70-80 - наряду с плеохроизмом подтверждают правильность отнесения данного минерала к базальтической роговой обманке.

Авгит представлен идиоморфными кристаллами, дающими в шлифе квадратные и прямоугольные разрезы. Их размер меньше, чем у зёрен плагиоклазов и роговой обманки, и не превышает 0,4-0,5 мм. В шлифе минерал бесцветен, его константы обычны для авгита: n_g – n_p = 0.024, cNg=41, 2V=50-60.

Изучаемая порода отличается исключительной свежестью, отсутствием эпимагматических минералов и может быть отнесена к группе эффузивных кайнотипных пород среднего состава. Гиалопилитовая структура и наличие таких типоморфных минералов как андезин и роговая обманка позволяют назвать породу андезитом.

Т.о. порода является средне, эффузивной и относится к группе диорита – андезита.

Габбро-диабаз

А. Темно-серая, практически чёрная, довольно крепкая явно кристаллическая, однородная порода массивной текстуры.

Б. Порода имеет однородное, разнозернистое строение и практически полностью сложена бесцветными в шлифе минералами.

Структура породы порфировая, основной массы – офитовая, пойкилоофитовая и пойкилитовая. В крупных, неправильных зёрнах пироксенов, составляющих до 60% породы, отмечаются вростки идиоморфных кристаллов плагиоклазов и гипидиоморфных оливина (рис.4). Промежутки между зёрнами пироксенов выполнены среднезернистой массой, сложенной правильными лейстами плагиоклазов и ксеноморфными зернами пироксенов.

Главные породообразующие минералы: пироксен (50-60%), оливин (20-25%), плагиоклаз (20-25%), биотит (единичные зёрна), магнетит (5%). Из акцессорных минералов встречается апатит. В небольших количествах присутствуют вторичные минералы: хлорит, образовавшийся за счёт изменения биотита и серпентин.

Пироксен (Px) представлен кристаллами двух типов. Преобладают крупные, размером от 1,0 до 6,0 мм, резко ксеноморфные зерна, переполненные пойкилитовыми включениями призматических и таблитчатых лейст Pl и преимущественно гипидиоморфными кристаллами оливина. Вростки Pl и Ol наблюдаются как внутри, так и по краям зёрен пироксенов. В последнем случае их края становятся чрезвычайно неровными, изрезанными. Кроме описанных, встречаются сравнительно небольшие размером 0,2-0,5 мм зёрна Px неправильной, таблитчатой или изометричной формы, слагающие вместе с плагиоклазом и оливином участки породы микроофитовой структуры. Подобные участки расположены между крупными зёрнами пироксенов. По оптическим константам (бесцветные в шлифе, n_g – n_p = 0.024, cNg=42, 2V=50-60).

) пироксен относится к группе авгита. Продукты изменения пироксенов отсутствуют.

Оливин (Ol) имеет изометрические, таблитчатые зёрна, идиоморфные или гипидиоморфные, иногда с несколько оплавленными контурами. Размер зёрен 0,2-1,4 мм. Минерал мало изменён, процесс серпентинизации захватывает только тонкие трещины в некоторых зёрнах. Оптические константы характерны для оливина - n_g – n_p = 0.040, 2V90, бесцветный.

Плагиоклазы (Pl) представлены свежими, неизменёнными, идиоморфными призматическими, реже таблитчатыми кристаллами. Они располагаются как внутри, так и с краёв крупных зёрен Px, а также между ними. Здесь Pl вместе с Px и Ol образуют относительно более мелкозернистые участки с офитовой структурой. Размер зёрен плагиоклазов изменяется от 0,2 до 1,2 мм, преобладают лейсты размером 0,4-0,7 мм. По составу плагиоклаз относится к лабрадору №57-58.

Биотит (Bi) присутствует в виде небольших единичных чешуек, хлоритизированных по краям. Они приурочены к зонам повышенного содержания магнетита.

Магнетит распределен в породе не равномерно, а концентрируется в отдельных участках или зонах вблизи микротрещин. Образует идиоморфные кристаллы квадратного габитуса, размером 0,05-0,15 мм.

Наличие характерного порфировидного строения и отчетливой офитовой, пойкило-офитовой и пойкилитовой структуры позволяет отнести изученную породу к группе гипабиссальных разностей. Минеральный состав (основной плагиоклаз, оливин, авгит) соответствует основным магматическим породам. Т.о. порода относится к группе габбро-базальта. Это жильная разность пород этой группы - габбро-диабаз.

Варианты заданий

Варианты	Район	Номера шлифов
1	Зона сочленения Донбасса с Приазовским кристаллическим массивом (восток)
2	Зона сочленения Донбасса с Приазовским кристаллическим массивом (запад)
3	Сорокинская зона (Западное Приазовье)
4	Восточное Приазовье (ПКМ УКЩ)
5	Амвосиевский район Донбасса.
6	Куртушубинско-Хамсаринская зона Тувы (Амыльский район).
7	Куртушубинско-Хамсаринская зона Тувы (Охемский район).
8	Куртушубинско-Хамсаринская зона Тувы (Харальский район).
9	Каа-Хемская зона