Группа габбро-базальтов

Эффузивные породы основного состава являются самыми распространенными среди всех магматических горных пород. Широко развиты также гипабиссальные и жильные породы.

Химический состав габбро-базальтов характеризуется следующими данными: SiO₂ 45-52 %; Al₂O₃ 16-18 %; FeO+Fe₂O₃ 10,5-12%; CaO 10,5-11,5 %; MgO 6.5-8,5 %; K₂O + Na₂O 3,5 %. Габброиды геологически и петрографически связаны постепенными переходами с породами группы перидотитов, диоритов-андезитов, сиенитов-трахитов и щелочных габброидов-базальтоидов.

Интрузивные породы. Минеральный состав габброидных пород характеризуется наличием основного плагиоклаза ряда лабрадора, лабрадор-битовнита. Цветные минералы представлены моноклинным или ромбическим пироксеном, реже оливином, амфиболом (вместе или порознь).

В составе габброидов по содержанию фемических минералов выделяется несколько разновидностей, среди которых важнейшими являются габбро, нориты и анортозиты. Под габбро понимают все породы, которые при чисто зернистой структуре состоят главным образом из основного плагиоклаза с примесью большего или меньшего количества темных составных частей, по большей части пироксена, реже роговой обманки или слюды и значительного количества рудных минералов, которые придают породе обычно меланократовый характер.

Габбровые породы по большей части очень плотны. Макроскопически породы в свежем состоянии темно-серого или почти черного цвета, что объясняется темной окраской неизмененных плагиоклазов и высоким содержанием цветных минералов.

В нормальном габбро преобладающую роль играет основной плагиоклаз, по большей части в виде зерен неправильной формы, которые, в том случае, когда они совершенно свежи, окрашены в бурый цвет. В крупнозернистых породах на плоскостях спайности в них нередко видна отчетливая полисинтетическая двойниковая штриховка. По большей части плагиоклаз мутноватый и тогда сероватый до зеленовато-белого; при переходе в соссюрит он постепенно теряет спайность и двойниковую штриховатость. Присутствуют в незначительном количестве ортоклаз, возможно присутствие кварца, оба макроскопически опознавать не удается. Точно так же далеко не всегда простым глазом можно констатировать присутствие оливина.

Наиболее характерным темным минералом является макроскопически черный, обыкновенный, часто богатый титаном авгит. Ромбический пироксен часто встречается одновременно с ним, макроскопически он такой же, представлен то гиперстеном, то бронзитом. В некоторых породах пироксен замещается роговой обманкой бурой или зеленовато-бурой.

Из числа рудных минералов простым глазом можно легко узнать ильменит, который иногда собирается в виде довольно крупных рудных скоплений. Редко присутствует магнитный колчедан.

Под микроскопом в габбро наблюдаемые плагиоклазы имеют вид широкотаблитчатых, изометрических или удлиненных кристаллов с широкими полисинтетическими двойниками (рис. 3).

А б

Рисунок 3 - а -диабаз; б – габбро.

Моноклинные пироксены образуют неправильные буроватые или зеленоватые зерна, иногда сдвойникованные, нередко замещенные по периферии, а иногда и в пределах всего зерна, светло-зеленой тонковолокнистой роговой обманкой. В некоторых габбро встречается оливин, который образует сплавленные зерна, окруженные реакционными каемками ромбического пироксена и включенные в кристаллы моноклинного пироксена. Для габбро типична габбровая структура.

Нориты отличаются от габбро наличием ромбического пироксена (гиперстена) вместо моноклинного. Между габбро и норитами существуют породы промежуточного состава, называемые габбро-норитами.

Анортозиты представляют собой лейкократовые породы, состоящие почти из одного основного плагиоклаза – лабрадора или битовнита, причем разности, состоящие из лабрадора, называются лабрадоритами. В анортозитах в количестве 10-15 % может присутствовать пироксен или оливин. Обычным акцессорным минералом является магнетит, заполняющий промежутки между кристаллами плагиоклаза. Структура анортозитов крупно-, иногда гигантозернистая, панидиоморфнозернистая. Текстура массивная.

Жильные, гипабиссальные и субвулканические породы. Среди этих пород выделяют микрогаббро и габбро-порфириты, долериты и диабазы, диабаз-пегматиты.

Микрогаббро и габбро-порфириты по составу отвечают габбро, но имеют в первом случае микрогаббровую, во втором – порфировую структуру с вкрапленниками моноклинных пироксенов и плагиоклазов.

Долериты и диабазы – породы мелкозернистые, по составу аналогичные габбро, но с типичной долеритовой или офитовой (диабазовой) микроструктурой. Долериты в свежем состоянии обладают обычно довольно плотной черной основной массой, среди которой лишь изредка выделяются крупные вкрапленники полевого шпата; простым глазом в них узнается присутствие вкрапленников авгита. Интенсивно альбитизированные, амфиболизированные, хлоритизированные с зеленоватым оттенком долериты называются диабазами. Важнейшая составная часть этих пород авгит. Макроскопически он в свежих породах черный, обычно образует неправильные зерна и плотные массы.

Плагиоклаз легко узнавать простым глазом только в диабазах, в состав которых он обычно входит в виде тонких пластинчатых кристаллов среди плотных участков, образованных темным авгитом, чем и обусловлена офитовая структура. Из рудных минералов присутствует ильменит и пирит (диабазы – рис. 4).

Рисунок 4 - Диабаз

Там, где наблюдается простым глазом кварц, он обычно образует отдельные округлые кварцевые «глаза»; они представляют собой посторонние включения, захваченные из разрушенных соседних пород. Оливин встречается редко, в диабазах он преобразован в серпентин.

Диабаз-пегматиты представляют собой крупно- и гигантозернистые породы, состоящие из плагиоклазов, пироксенов, амфиболов, апатита, титано-магнетита и незначительного количества ортоклаза и кварца.

Эффузивные породы. Наиболее широко распространенными представителями являются кайнотипные базальты и палеотипные базальтовые порфириты.

Базальты – породы черного цвета. В свежем состоянии основная масса их плотная, черная, с занозистым изломом; при выветривании она становится красно-бурой, ржаво-бурой или зеленой и матовой. Среди вкрапленников сравнительно редко присутствуют биотит и роговая обманка, чаще присутствует авгит наряду с оливином (выделяется своим блеском и желтовато-зеленым цветом).

Под микроскопом во вкрапленниках видны хорошо образованные кристаллы авгита, битовнита и оливина. Основная масса базальтов сложена микролитами лабрадора и авгита примерно в равных количествах, со значительной примесью зерен магнетита. Обычным компонентом основной массы является темно-бурое вулканическое стекло. Для базальта типична интерсертальная структура, реже стекловатая.

Базальтовые порфириты представляют собой палеотипные разности соответствующих кайнотипных пород. В них плагиоклазы альбитизированы, пироксены замещены актинолитом, хлоритом, эпидотом и кальцитом. Вулканическое стекло нацело разложено и замещено хлоритом. Обилие зеленых вторичных минералов придает породам отчетливый зеленоватый оттенок.

Группа диоритов – андезитов

Наиболее широкое развитие получили породы эффузивной фации. Химический состав пород этой группы следующий: SiO₂ от 52 до 65 %; Al₂O₃ – 16-17 %; FeO+Fe₂O₃ – 9-10 %; MgO – 4,5-6 %; CaO – 8-8,5 %; K₂O+Na₂O до 5 %. Типичными породообразующими минералами являются средние плагиоклазы и роговая обманка, диориты и андезиты связаны петрографически постепенными переходами, с одной стороны, с габбро и базальтами, с другой – с гранитами и риолитами.

Интрузивные породы. Наиболее распространенными разновидностями являются диориты и кварцевые диориты.

Диориты – породы темно-серого или серо-зеленого цвета, более светлоокрашенные, чем габбро.

Макроскопически в диоритах легко узнаются вкрапленники ортоклаза по мясо-красной окраске. Плагиоклаз окрашен в белый цвет. Среди темных минералов встречается наиболее часто роговая обманка. Частью она может быть замещена биотитом. Встречаются пироксены (ромбические).

Под микроскопом можно установить, что диориты состоят из плагиоклаза № 35-50 в количестве 65-70% и роговой обманки, иногда вместе с пироксенами или биотитом, составляющими в сумме 25-30 %. Структура диоритов равномернозернистая. Плагиоклаз в диоритах часто имеет зональное строение. В центральных частях кристаллов состав плагиоклаза более основной (до лабрадора), в периферических зонах – соответствует олигоклазу. Роговая обманка зеленая, реже бурая, образует удлиненные или неправильные зерна, по периферии нередко замещенные бледноокрашенной волокнистой разностью амфибола.

Пироксен представлен обычно диопсидом, но встречаются диориты, содержащие авгит или гиперстен. Акцессорные минералы: апатит, магнетит, сфен. Структура диоритов гипидиоморфнозернистая, характеризующаяся отчетливым идиоморфизмом плагиоклаза, реже встречается порфировидная.

Кварцевые диориты характеризуются постоянным присутствием кварца в количестве от 5 до 20 %, более кислым составом плагиоклазов (№ 30-35) и меньшим содержанием цветных минералов.

Жильные породы. Представлены микродиоритами, диоритовыми порфиритами, аплитами и лампрофирами.

Микродиориты и диоритовые порфириты распространены очень широко и отличаются от глубинных диоритов только структурой. Микродиориты характеризуются равномерно-микрозернистой призматически-зернистой структурой и состоят из среднего плагиоклаза и зеленой роговой обманки. Диоритовые порфириты отличаются от микродиоритов наличием порфировых вкрапленников, представленных зональными плагиоклазами и роговой обманкой.

Эффузивные породы. Излившиеся аналоги диоритов представлены андезитами и их измененными разновидностями – андезитовыми порфиритами.

Андезиты – породы светло-серого или буроватого цвета, порфировой структуры. Макроскопически в горных породах с порфировой структурой отличают присутствие главным образом довольно крупных вкрапленников полевого шпата. В андезитах эти кристаллы обладают санидиновым внешним видом; они свежи, с сильным стеклянным блеском. В качестве темного минерала присутствуют, что можно установить и простым глазом, роговая обманка, биотит или пироксен.

Под микроскопом в андезитах различают плагиоклазы, роговую обманку, авгит, гиперстен, биотит. Плагиоклазы образуют таблитчатые идиоморфные кристаллы с особенно типичной для этих пород, резко выраженной многократной зональностью. В центральных частях кристаллов плагиоклазы могут иметь состав лабрадора, в периферических зонах – андезина и даже олигоклаза. Роговая обманка вкрапленников, обыкновенная и базальтическая, образует резко удлиненные густоокрашенные, зеленые или бурые кристаллы. Иногда появляются вкрапленники авгита или гиперстена, биотита.

Основная масса андезитов состоит из микролитов плагиоклаза и обычно светлоокрашенного вулканического стекла с показателем преломления, близким к показателю преломления канадского бальзама. Постоянно присутствуют мелкие зерна магнетита и игольчатые кристаллы апатита. Микроструктура основной массы преимущественно андезитовая. Текстура массивная или пористая.

Андезитовые порфириты макроскопически отличаются от андезитов обилием продуктов вторичных изменений, вследствие чего плагиоклазы вкрапленников становятся мутными, белыми, резко выделяющимися на фоне темной зеленоватой основной массы. В зависимости от степени изменения основной массы этих пород, их можно разделить на две группы: одна группа характеризуется значительным развитием зеленых вторичных минералов; такого рода породы кажутся серовато- или желтовато- зелеными, в изломе они чрезвычайно плотны и компактны; другая группа окрашена в темно-красные до бурых цвета, по большей части с менее плотным изломом, и иногда носит глинистый характер.

Под микроскопом устанавливается интенсивное замещение плагиоклазов серицитом, что затушевывает их зональность. По роговой обманке и пироксенам развиваются вторичная бледно-зеленая роговая обманка и хлорит, часто образующие полные псевдоморфозы. Вулканическое стекло разложено и замещено агрегатами тончайших чешуек хлорита. В породах с миндалекаменной текстурой поры могут быть выполнены кварцем, эпидотом.

Группа сиенитов-трахитов. Горные породы группы сиенитов имеют незначительное развитие и представлены как в интрузивной, так и в эффузивной фациях.

Химический состав пород группы сиенитов-трахитов характеризуется следующими данными: SiO₂ 52-65 %, Al₂O₃ 12-18 %, содержание щелочей повышенное (Na₂O + K₂O 10-12 %, FeO+Fe₂O₃ 4-5 %, CaO 2-4 %, MgO 1-2 %).

Особенностью минерального состава пород является высокое содержание натриево-калиевых полевых шпатов и отсутствие кварца, который встречается только в разностях, переходных к гранитам. В данной группе имеются породы нормального и щелочного ряда, связанные постепенными переходами с породами группы габбро-базальтов, гранитов-липаритов, диоритов- андезитов и нефелиновых сиенитов - фонолитов.

Интрузивные породы. Выделяются нормальные и щелочные сиениты.

Нормальные сиениты – породы светло окрашенные в розоватые и сероватые тона, что зависит от цвета полевых шпатов. Структура равномернозернистая, средне- или крупнозернистая, иногда порфировидная. Текстура – массивная. Внешне сиениты очень похожи на граниты, отличаясь от них отсутствием кварца и повышенным содержанием цветных минералов.

В шлифе под микроскопом устанавливается, что сиениты состоят из ортоклаза или микроклина в количестве 50-70 %, олигоклаза или андезита 10-30 % и зеленой роговой обманки, вместе с которой или самостоятельно иногда присутствуют биотит и авгит. Общее количество цветных минералов 10-20 %. Встречаются единичные зерна кварца. Если кварца 10-15 %, то порода называется кварцевым сиенитом. При дальнейшем увеличении содержания кварца порода переходит в граносиенит и затем в гранит.

Щелочные сиениты отличаются от нормальных сиенитов присутствием альбита вместо олигоклаза, широким развитием пертитовых полевых шпатов и появлением щелочных цветных минералов – эгирина, эгирин-авгита. Слюда представлена биотитом. В разностях, переходных к нефелиновым сиенитам, в составе породы в небольшом количестве появляются фельдшпатиды (нефелин).

Структура сиенитов обычно гипидиоморфнозернистая с отчетливым идиоморфизмом кристаллов плагиоклаза и цветных минералов относительно калиевых полевых шпатов.

Жильные породы. Представлены микросиенитами и сиенит-порфиритами нормального и щелочного ряда и по составу аналогичны соответствующим интрузивным породам. Структура основной массы этих пород может быть трахитовая, микроаллотриоморфнозернистая.

Эффузивные породы. Кайнотипные эффузивные аналоги сиенитов нормального ряда представлены трахитами, палеотипные – трахитовыми порфирами.

Трахиты. В нормальных месторождениях трахиты отличаются светлой окраской – серой, желтой или красноватой, имеют явно выраженную порфировую структуру и по большей части шероховатый излом, что обусловлено тонкопузырчатой структурой основной массы породы. Они обнаруживают склонность к пузырчатой структуре; в них часто наблюдается минералообразование в пустотах. Наиболее крупные вкрапленники принадлежат санидину, вкрапленники плагиоклаза обычно значительно меньшего размера; также сравнительно незначительных размеров и вкрапленники биотита, роговой обманки, авгита или гиперстена. Относительные количества вкрапленников и основной массы очень изменчивы.

Под микроскопом отмечается очень простой минеральный состав трахитов. Наблюдаются вкрапленники плагиоклаза № 30-40, биотита, бурой роговой обманки.

Для трахитов наиболее типична трахитовая микроструктура, характеризующаяся наличием удлиненных микролитов калиевых полевых шпатов, ориентированных субпараллельно в виде потоков (рис. 9, лабораторная работа № 6). Стекло обычно отсутствует. Текстура массивная флюидальная, пористая, миндалекаменная.

Трахитовые порфиры. Разница между трахитовыми порфирами и трахитами та же, что и между липаритами и кварцевыми порфирами. Породы матовые, желтоватые или красноватые: вкрапленники представлены мутным ортоклазом, темные минералы в них обычно в значительной степени разрушены, часто до неузнаваемости (превращены в мелкозернистый агрегат хлорита, эпидота и кальцита). Основная масса плотная, серовато-зеленая или красновато-бурая, излом матовый, частью землистый.

Под микроскопом можно видеть, что санидин превращен в каолинитизированный и альбитизированный ортоклаз или микроклин, как правило, с пертитовой структурой; плагиоклазы замещены серицитом.

Эффузивные аналоги сиенитов образуют серию переходных разностей, среди которых значительным распространением пользуются трахибазальты, трахиандезиты, трахилипариты и кератофиры – палеотипные порфировые породы, состоящие почти целиком из альбита.

Методика и порядок проведения работы, макроскопического и микроскопического описания пород приведены в лабораторной работе № 7.

Содержание отчета и его форма

В отчете студент должен отразить цель работы, кратко основные теоретические положения, методику и описать все типы интрузивных и эффузивных магматических пород. Результаты выполненной работы представить в виде таблиц 1,2,3.

Таблица 1 - Макроскопическое описание магматических пород групп габбро-базальта, диорита – андезита, сиенита – трахита

№	Цвет	Структура	Текстура	Минералогический состав	Название породы

Таблица 2 - Микроскопическое описание интрузивных магматических пород групп габбро-базальта, диорита – андезита, сиенита – трахита.

№	Рисунок шлифа	Струк-тура	Тексту-ра	Минералогический состав	Последова-тельность кристаллиза-ции минералов	Название породы
Фемичес-кие	Саличес-кие

Таблица 5 - Микроскопическое описание жильных и эффузивных магматических пород групп габбро-базальта, диорита – андезита, сиенита – трахита.

№	Рисунок шлифа	Структу-ра	Текстура	Минералогический состав	Название породы
Порфи-ровых вкраплен-ников	Основной массы

(К отчету прилагается рабочая тетрадь, в которой отражается подробное описание пород).

При защите выполненной работы студент должен представить отчет, ответить на вопросы преподавателя и уметь определить название горных пород в образце и шлифе.

Вопросы для защиты работы

1. Охарактеризуйте химический состав пород групп габбро-базальта, диорита – андезита, сиенита – трахита.

2. Какие минералы являются главными породообразующими в габбро, диабазах, диоритах, сиенитах.

3. Какая структура характерна для габбро, диабазов, диоритов и сиенитов?

4. Чем отличаются габбровая и диабазовая (офитовая) структуры?

5. Какие структуры характерны для андезитов и трахитов и чем они отличаются?

6. В чем отличие микрогаббро и габбро-порфиритов от габбро?

7. Какие жильные породы характерны для описывемых групп горных пород?

8. Какие эффузивные породы являются аналогами габбро? Диоритов? Сиенитов?

9. Опишите структуру базальта.

Вопросы для защиты работы

10. На какие типы делятся магматические породы по содержанию кремнезема?

11. Охарактеризуйте реакционный ряд Боуэна.

12. Проанализируйте диаграмму минералогического состава интрузивных пород

13. Какие магматические породы относятся к ультраосновным?

14. Какие минералы являются главными породообразующими в перидотитах, пироксенитах, оливинитах, дунитах?

15. Чем отличается оливинит от дунита?

16. Какая структура характерна для перидотитов, пироксенитов, оливинитов, дунитов?

17. Охарактеризуйте химический состав магматических пород группы перидотита.

18. Какое распространение имеют жильные и излившиеся породы группы перидотита.

19. Опишите минералогический состав кимберлитов

20. Какие минералы являются главными породообразующими в диоритах и сиенитах?

21. Чем отличается сиенит от гранита?

22. Какие акцессорные минералы характерны для гранитов?

23. Что такое диабазы? Каковы формы их залегания?

24. Как по структуре можно отличить абиссальные породы от гипабиссальных и излившихся?

25. В чем сходство и различие порфировидной структуры и порфировой?

26. Назовите основных представителей пород группы гранита-липарита?

27. Охарактеризуйте жильные породы группы диорита- андезита.