Луна и другие планеты:

Завершая рассмотрение этой темы, отметим, что именно базиты (долериты, базальты, анортозиты) обнаружены в большом количестве на Луне. Породы других типов там пока вообще не известны. Полагают, что такая же ситуация ждет нас на Марсе и на Венере.

Генезис базальтов

Происхождение базальтов и долеритов – несомненно магматическое. Базальты часто оказываются продуктами кристаллизации лав, изливав­шихся из вулканов на глазах наблюдателей, например, на Гавайских ост­ровах, в Исландии, а долериты силлов и даек ни по составу, ни по струк­туре ничем не отличаются от полнокриталлических базальтов централь­ных частей мощных вулканических потоков. Вполне очевидно также маг­матическое происхождение анортозитов и меланократовых оливин-пирок­сеновых базитов, входящих в состав мощных дифференцированных сил­лов: когда начинается кристаллизация базальтовой магмы, выполняющей мощную межпластовую камеру (будущий силл), кристаллы более тяжелого чем исходный базальтовый расплав оливина тонут, скапливаясь в природной части магматической залежи, а более легкие кристаллы пла­гиоклаза всплывают и скапливаются в ее верхней, прикровельной части. В итоге вверху могут, в конечном счете, сформироваться анортозиты, а внизу – меланократовые габброиды, троктолиты и даже перидотиты. Од­нако, для габбро, как и для многих других плутонических пород, магмати­ческая природа иногда не столь очевидна. В некоторые габбро (в наибольшей мере это касается тулитовых и роговообманковых габбро, которых немало на Урале) по-видимому являются не магматическими, а метаморфическими породами – полевошпатовыми амфиболитами, тули­товыми амфиболитами, пироксен-плагиоклазовыми кристаллобласти­тами.

Полезные ископаемые, ассоциирующиеся с базитами

С трапповыми формациями связаны крупные месторождения меди, никеля и платиноидов (Норильск, Сёдбери), а с ассоциирующимися с ними вулканитами (базальтами, их туфами) нередко связаны крупные месторождения исландского шпата. Силлы, внедряющиеся в угленосные толщи преобразуют каменный уголь в графит (Курейское месторождение около Норильска).

С базальтовыми трубками Приангарья сопряжены высококачественные (магнетит-гематитовые) железные руды – знаменитые месторождения Ангаро-Илимской группы.

Наконец, сами базальты – строительный материал и сырье для каменного литья (петрургии), базальтового волокна, шлаковаты и т.п.

19. Классификация магматических горных пород

Этим занимается международный союз геологических наук – подкомиссия по систематике изверженных горных пород. У нас – петрографический комитет России.

Классификация по способу и условиям образования горных пород. Все магматические породы делятся на излившиеся (эффузивные) и породы внедрившиеся – интрузивные. Выделяют промежуточный класс малоглубинных (гипабиссальных) или близповерхностных пород.

Классификация по вещественному составу. Различают химический и минеральный составы магматических пород. Первый определяется путем анализа порошка горной породы, а второй – визуально на макроуровне в образце или при изучении шлифов под микроскопом.

Почти все магматические породы имеют силикатный состав, то есть сложены кислородными соединениями кремния. Реже встречаются несиликатные (карбонатные, фосфатные, сульфидные).

Химический состав магматических пород представляют в виде перечня содержаний оксидов в массовых (весовых) процентах . Силикатные магматические породы состоят из следующих главных оксидов. ( в породе 50% кислорода)

SiO₂, TiO_, Al2O3, Fe2O3, FeO, MnO, MgO, CaO, Na₂O, K₂O, P2O5, H2O,CO₂

называются главные петрогенные элементы.

В породе выделяются второстепенные или элементы примеси.

F, Rb, Sr, Be, Mo, Li, Ag, Au, Cu, Sn, …… РЗЭ (редкоземельные элементы)

В основу систематики можно положить содержание любого из присутствующих в них оксидов. Самым распространенным является классификация SiO₂ – (Na₂O + K₂O). Является универсальной для эффузивных и интрузивных пород.

Эта диаграмма в публикациях часто называется TAS

T – Total cумма

A - Alkalin щелочи (алкалиновые батарейки)

S - Silicium - кремний

SiO₂ - выделяют ультраосновные - 35 - 45 % (гипербазиты); основные 45 -53 % (базиты); средние 53 – 65 %; кислые - больше 65 % до 80; несиликатные менее 10% SiO₂.

По содержанию NaO+K₂O = щелочные, субщелочные (умереннощелочные), нормальной щелочности.

Минеральный состав породы характеризуют содержанием минералов в объемных процентах. Различают модальный минеральный состав который отражает относительные количества минералов реально наблюдаемых в породе; нормативный минеральный состав который рассчитывают по валовому химическому составу путем пересчета содержаний оксидов.

Однако, геолог определяет породу в поле, не имея данных о ее хими­ческом составе. При этом он опирается на визуально определяемый ми­неральный состав, поскольку последний непосредственно зависит в ко­нечном счете от химического состава. Поэтому, прежде чем перейти к рассмотрению главных классификационных групп, поговорим немного о слагающих горные породы минералах. Вы уже знаете, что минералов в природе известно несколько тысяч, однако в сложении основного объема подавляющего большинства горных пород участвует едва ли сотня из них. Эти минералы так и называют породообразующими.

Минералы главные - более 95% объема изу­чаемого образца или шлифа, и минералы второстепенные, содержа­ние которых измеряется первыми единицами процента.

Соотношение (и содержание) главных минералов определяет название горной породы, и ее положение в классификационной схеме, второстепенного минерала на классификационное положение горной породы не влияет, но может учитываться в названии добавлением соответствующего уточняющего прилагательного.

Кроме главных и второ­степенных, выделяют и так называемые акцессорные минералы (минералы-примеси). Суммарное содержание не превышает обычно 1%.

Минералы горных пород могут быть первичными (т.е. для магматических пород – магматогенными, "рожденными магмой"), либо вторичными, сформированными позднейшими процессами, наложившимися на магматогенные минералы и заместившими их полностью или частично.

Со времен домикроскопической петрографии минералы принято делить на цветные (точнее, темноцветные) и бесцветные. Первые обычно представлены силикатами магния и железа, а вторые – кварцем и алюмосиликатами, преимущественно натровыми, калиевыми и кальциевыми. По особенности их химизма – силикаты магния и железа называют мафическими или фемическими минералами (от начальных звуков слов магний и "феррум" – железо), а алюмосиликаты – салическими (точнее было бы сказать "сиалическими", обогащенными Si и Al). Нередко их называют также "фельзическими" минералами, т.е. "стеклоподобными", напоминающими в шлифах стекло, прозрачными в малых зернах.

Наиболее типичными салическими минералами являются Q (чистый кремнезем – SiO₂) и ПШ, подразделяющиеся на щелочные и известковые. Щелочной ПШ может быть калиевым (KAlSi₃O₈) и натровым (NaAlSi₃O₈). Or

КПШ может быть представлен моноклинной или триклинной разновидностями – ортоклазом или микроклином. В структуре как ортоклаза, так и микроклина присутствуют так называемые алюмокислородные и кремнекислородные тетраэдры. В ортоклазе они перемешаны хаотически, а в идеальном микроклине те и другие образуют чередующиеся цепочки. Переход от хаоса к системе постепенный, плавный.

Достигнутая в данном минеральном зерне степень упорядочения выражается особым числом, указывающим степень приближения к симметрии идеального микроклина, – "степенью триклинности". Степень триклинности () варьирует от нуля (ортоклаз) до единицы (микроклин) и выражается десятичной дробью.

Известковые полевые шпаты представлены плагиоклазами с варьирующими соотношениями натрового и кальциевого компонента – альбита (NaAlSi₃O₈) и анортита (CaAl₂Si₂O₈). Богатые натровым компонентом плагиоклазы считают кислыми, т.к. они содержат больше кремнезема, тогда как существенно кальциевые плагиоклазы называют основными. Для краткости часто вместо названия пишут просто символ плагиоклаза (Pl) и рядом с ним в виде индекса указывают процентную долю анортитового компонента.

Альбит обозначают как Pl_0-10, олигоклаз – Pl_10-30, андезин – Pl_30-50, лабрадор – Pl_50-70, битовнит – Pl_70-90, анортит – Pl_90-100. Кислые плагиоклазы – это альбит и олигоклаз, основные – лабрадор, битовнит и анортит. Андезин относят к средним плагиоклазам.

К салическим минералам относят и фельдшпатоиды. Наиболее распространенным из них является нефелин (NaAlSiO₄).

Темноцветные минералы представлены силикатами магния, железа и кальция. Прежде всего, это оливин, или точнее минералы группы оливина от магнезиального форстерита (Mg₂SiO₄) до железистого фаялита (Fe₂SiO₄).

Далее идут ромбические пироксены – магнезиальный энстатит (MgSiO₃), железистый гиперстен (Mg,Fe)SiО₃, промежуточный бронзит.

Наиболее распространенным моноклинным пироксеном является авгит, реже встречается диопсид. В щелочных породах обычным минералом является натровый пироксен – эгирин. В породах нормальной щелочности обычным амфиболом является обыкновенная роговая обманка, в щелочных породах могут присутствовать различные щелочные амфиболы. Что касается слюд, то и здесь могут быть существенно магнезиальные разновидности биотита (флогопит) и существенно железистые (лепидомелан). Мусковит, строго говоря, нельзя относить к цветным минералам, и не потому, что он бесцветный, а потому, что в составе его типовых разновидностей нет железа, магния и кальция

Из непрозрачных несиликатных минералов обычны оксиды железа, титана и хрома. Это соответственно магнетит, ильменит и хромит. Хроми характерный для ультраосновных пород. магнетит и ильменит встречаются во всех разновидностях.

Суммарное процентное содержание цветных минералов называют цветным индексом. Это важный классификационный признак. Породы с цветным индексом 100 относятся к ультраосновным, кремнезема в них менее 45%. Их называют также ультрамафитами или ультрамафическими породами. Однако, некоторые ультрамафиты (амфиболит, пироксенит) при цветном индексе 100 содержат более 44% кремнезема, поскольку содержание кремнезема в пироксенах около 50%, а в амфиболах даже несколько больше 50%. Таким образом, по химической классификации такие ультрамафиты надо относить не к ультраосновным, а к основным породам. Их так и следует называть ультрамафические базиты. В то же время некоторые породы с цветным индексом менее 10, т.е. практически не содержащие мафических минералов: уртиты, нефелиниты, лейцитолиты – содержат менее 45% SiO₂, поскольку таково его содержание в фельдшпатоидах. Несмотря на цветной индекс менее 10 (а порой и вообще ноль), такие породы надо относить к гипербазитам – это салические (фельзические) гипербазиты.

Породы, состоящие в равных долях из темноцветных минералов и полевых шпатов (т.е. с цветным индексом 50), относятся к основным. Содержание SiO₂ в них близко к 50%.

Породы с цветным индексом 25-35, состоящие из темноцветов и полевых шпатов, но не содержащие кварца, относят к средним. Наконец, породы, содержащие в качестве главного породообразующего минерала кварц, обязательно относятся к кислым. Они настолько богаты кремнеземом, что часть его оказывается избыточной, не компенсируется другими компонентами и присутствует в породе в несвязанном состоянии, в виде кварца.