Классификация основных типов магматических пород. Макроскопическое и микроскопическое изучение пород группы перидотитов (гипербазитов)

Цель и содержание. Познакомить студентов с условиями образования магматических горных пород, их классификациями, характерными свойствами. Научить определять и описывать эти породы макро- и микроскопически. В предлагаемых указаниях приводится классификация основных типов магматических пород, порядок и методика их описания и характеристика пород группы перидотита.

Теоретическое обоснование. Породы, возникающие за счет кристаллизации магмы, могут значительно отличаться от нее по своему химическому составу. При излиянии магмы на поверхность она практически полностью теряет летучие компоненты, количество которых может составлять 10-12 весовых %. Кристаллизация в глубинных условиях приводит к постепенному разделению кристаллов, образующихся на ранней и главной стадиях кристаллизации магмы и остаточного (перматитового) расплава, концентрирующего наиболее подвижные компоненты.

Теоретически это означает, что при кристаллизации магм, значительно различающихся первоначальным составом, могут возникать породы, весьма сходные по минеральному составу. С этой точки зрения каждая магматическая порода характеризует определенный этап геохимической эволюции магматического очага.

Между химическим составом магматической породы и ее минеральным составом существует определенная связь. Это позволяет уверенно относить породы с типичным минеральным составом к тому или иному химическому классу. Среди компонентов магмы главнейшими являются следующие окислы: SiO_2, FeO+Fe₂O₃, MgO, CaO, Na₂O, K₂O, H₂O.

По содержанию SiO₂ породы подразделяются на ультраосновные, основные, средние и кислые. Содержание кремнезема изменяется от 35-40 % у первых до примерно 70% у последних.

Некоторые магмы и возникающие из них породы исключительно богаты щелочными элементами, в первую очередь Na₂O. Большая же часть пород входит в группу известково-щелочных с отношением

Al₂O₃ > (Na₂O + К₂O)

Минеральный состав большинства магматических пород выглядит также на удивление просто, если учитывать минералы, играющие заметную роль в их составе, так называемые, породообразующие. Последних насчитывается не более 15-20 видов. Каждая порода представляет собой закономерное сочетание (парагенезис) некоторого числа этих минералов, обычно не более 3-4. Каждый минеральный парагенезис является свидетелем физико-химической обстановки его появления и, в первую очередь, является функцией состава магмы, температуры и давления.

Общая схема процесса кристаллизации магмы отражается рядом Боуэна, приведенным ниже (рис. 1).

ОЛИВИН	Э В Т Е К Т И К А	АНОРТИТ	Ассоци ация
¯		основных
РОМБИЧЕСКИЙ ПИРОКСЕН	ОСНОВНЫЕ ПЛАГИОКЛАЗЫ	пород
МОНОКЛИННЫЙ ПИРОКСЕН	СРЕДНИЕ ПЛАГИОКЛАЗЫ	Ассоци-
¯		ация
РОГОВАЯ ОБМАНКА	КИСЛЫЕ ПЛАГИОКЛАЗЫ	средних
¯		пород
БИОТИТ	АЛЬБИТ	Ассоци-
¯	¯	ация
МУСКОВИТ	НАТРИЕВО-КАЛИЕВЫЕ ПОЛЕВЫЕ ШПАТЫ	кислых пород
	КВАРЦ

Рисунок 1 - Реакционный ряд Боуэна

Левая часть ряда представлена темноцветными минералами, обогащенными Fe и Mg (мафическими), в правой части фигурируют минералы, богатые Si и Al (салические).

Ряд темноцветных минералов начинается с кристаллизации оливина, в структуре которого присутствуют изолированные кремнекислородные тетраэдры [SiO₂]. В процессе кристаллизации при снижении температуры эти группы могут перестраиваться, последовательно объединяясь в бесконечные одинарные цепочки, сдвоенные цепочки или слои. Одновременно увеличивается ионный радиус катионов, входящих в состав минералов, от Mg и Fe к Са и К, и возрастает роль воды, в виде гидроксил-иона.

Каждый последующий член ряда появляется за счет предыдущего, реагирующего с остаточным расплавом. Изоморфизм между членами ряда не наблюдается, хотя в пределах отдельных групп этого ряда изоморфизм имеет место.

Салический ряд начинается кристаллизацией анортита и заканчивается альбитом с общей тенденцией к появлению все более кислых членов. Этот ряд характеризуется совершенным изоморфизмом между всеми членами.

Между двумя рядами (мафическим и салическим) кристаллизация стремится к эвтектическому соотношению, парагенезисы соответствуют обычно горизонтальным рядам. Это означает, что вначале кристаллизуются минералы, находящиеся в избытке по сравнению с эвтектикой.

По схеме Боуэна в упрощенном виде показаны главные особенности минерального состава главнейших групп магматических пород.

Породы группы перидотита (ультраосновные) состоят из оливинов и пироксенов. Если, наряду с последними, в породе присутствуют плагиоклазы основного состава (лабрадор и выше), либо порода состоит только из них, она будет отнесена к группе габбро.

Амфибол-плагиогклазовые парагенезисы (плагиоклазы средние) характерны для пород группы диорита.

Более богатый парагенезис минералов нижней части схемы показателен для пород группы сиенита и группы гранита. Различаются они практически отсутствием кварца в породах группы сиенита и его присутствием в породах группы гранита.

Пока еще нет единой общепризнанной классификации магматических пород, удобной для практического использования. Наиболее широкое признание получили классификации, в основу которых положены: 1) условия образования, залегания и структурные особенности пород, 2) химический состав и 3) количественные соотношения главнейших породообразующих минералов в породах. Каждая классификация имеет свои положительные и отрицательные стороны, но все вместе они дополняют друг друга, позволяя наиболее полно охарактеризовать породу и найти ее положение в общем ряду магматических пород (таблицы 1, 2).

Таблица 1 - Схема классификации магматических горных пород

Группы	Группы по
По минерало-гическому	содержанию SIO2, %	Интрузивные	Эффузивные
составу			Кайнотипные	Палеотипные
Перидотиты	Ультраосновные гипер-базиты,	Дуниты и оливиниты, перидотиты,	Меймечиты
	меньше 45	пироксениты
Габбро-	Основные	Габбро, нориты,	Базальты,	Диабазы
базальты	(базиты) 45-52	анортозиты	базальтовые порфириты
Диориты- андезиты	Средние, 52-65	Диориты, кварцевые	Андезиты, андезитодациты	Порфириты, андезитовые
		диориты		порфириты
Граниты-	Кислые, больше 65	Граниты, аляс-киты, гранодио-	Липариты,	Кварцевые порфиры,
риолиты и гра-нодиориты- дациты		риты, плагио-граниты, щелоч-ные граниты	Дациты	дацитовые порфиры
Сиениты- трахиты	Щелочные (со ответствуют средним) 52-65	Нормальные сиениты, щелоч-ные сиениты	Трахиты	Трахитовые порфиры
Нефелиновые сиениты- фо-нолиты	Щелочные 50-60	Нефелиновые сиениты	Фонолиты	Фонолитовые порфиры

Таблица 2 - Классификация главных эффузивных пород

Кайно-	Палеотипные	Минералогический состав кайнотипных пород	Характерная	Интру-
типные		структура	зивные
		фенокрис-	основная	основной	аналоги
		таллы	масса	массы
Базальт	Диабаз (диабазо-	Оливины, пиро -	Плагиоклазы	Интерсер-	Габоро
	вый порфирит)	ксены, плагио -	№ 50-70	тальная
		клазы № 70-90	Пироксены,
			стекло
Андезит	Порфирит	Плагиоклазы	Плагиоклазы	Андезитовая	Диорит
	(андезитовый	№50-70, пирок-	№30-50,
	порфирит)	сены, амфиболы	стекло
Дацит	Дацитовый	Плагиоклазы	Кварц, сани-	Фельзитовая,	Грано- диорит
	порфирит (и да-	№20-50, кварц,	дин, плагио-	сферолито-
	цитовый порфир)	амфиболы,	клаз, стекло	вая
		пироксены
Липарит (риолит)	Кварцевый	Кварц, санидин,	Кварц,	Фельзитовая,	Гранит
	порфир	плагиоклазы	санидин,	сферолитовая
	(риолитовый	№20-40,	плагиоклаз,
	порфир)	биотит	стекло
Трахит	Порфир	Санидин,
	(ортофир, трахи товый порфир)-	Плагиоклазы №20-40, амфи-	Санидин,	Трахитовая	Сиенит
			плагиоклазы,
		болы, биотит,	стекло
		пироксены
Фонолит	Фонолитовый порфир	Санидин, нефе-	Санидин,	Фонолитовая	Нефели-
		лин, лейцит,	нефелин,	(микролиты	новый
		щелочные	лейцит	нефелина)	сиенит
		пироксены,
		амфиболы

При изучении глубинных пород следует пользоваться диаграммой минералогического состава интрузивных пород (рис. 2), на которой показаны наиболее характерные минералы для отдельных групп пород и их примерное процентное содержание в этих породах.

При изучении эффузивных пород можно использовать таблицу, в которой дается классификация эффузивных пород и их некоторые характерные особенности.