Лабораторная работа № 9

Макроскопическое и микроскопическое изучение пород групп гранита-риолита, гранодиорита – дацита, нефелинового сиенита – фонолита

Цель и содержание. Познакомить студентов с особенностями состава и свойств пород групп групп гранита-риолита, гранодиорита – дацита, нефелинового сиенита -фонолита

Научить определять и описывать эти породы макро- и микроскопически. В предлагаемых указаниях приводится характеристика химического и минералогического состава, структуры и текстуры магматических пород групп гранита-риолита, гранодиорита – дацита, нефелинового сиенита – фонолита.

Теоретическое обоснование. Группа гранитов-риолитов и гранодиоритов-дацитов. Горные породы данной группы занимают на материках более 60 % площади развития всех магматических пород, причем на долю пород интрузивного облика приходится около 50 %, а на долю излившихся порядка 10 % этой площади.

Химический состав группы гранитов-риолитов характеризуется наиболее высоким содержанием кремнезема SiO₂ 65-75%, повышенным содержанием щелочей K₂O+Na₂O 8,5-9% и небольшим содержанием железа, магния и извести.

Характерной особенностью минерального состава пород этой группы является постоянное присутствие свободного кварца, преобладание натриево-калиевых полевых шпатов над плагиоклазами и низкое содержание фемических минералов.

Интрузивные породы. Породы из группы гранитов разделяются по характеру полевых шпатов на ряд разновидностей, из которых наиболее широким распространением пользуются собственно граниты и гранодиориты. Плагиограниты и щелочные граниты имеют подчиненное развитие.

Граниты. Собственно граниты представляют собой ортоклазовые породы с явно выраженным преобладанием содержания кварца. Наряду с ним присутствуют слюды, роговая обманка или пироксен.

Первые присутствуют наиболее часто, остальные – только в отдельных случаях и типах; вообще же темные минералы присутствуют в незначительном количестве, в то время как плагиоклаз, присутствующий во всех разновидностях гранитов, часто достигает такого развития, что породу следует называть переходным типом к кварцевым диоритам- гранодиоритам.

Соответственно преобладанию полевого шпата и кварца граниты представляют собой породы светло окрашенные, основная окраска которых обусловлена окраской ортоклаза. Этот последний по большей части матовый, с отчетливой спайностью; он то белый, то синевато-серый, зеленоватый и особенно часто мясо-красный различных оттенков и интенсивности окраски, редко-редко почти черный. Одновременно с ним часто можно различить присутствие белого, желтоватого или зеленоватого плагиоклаза. Желтовато-бурая окраска гранита или такого же цвета прожилки указывают на начавшийся процесс выветривания гранита.

Сравнительно слабо выступающий и малозаметный на первый взгляд кварц с раковистым изломом и с жирным блеском на плоскости излома чаще всего дымчато-серый или слабо-молочно-белый. В двуслюдяном граните видную роль играет серебристый, сильно блестящий мусковит, образующий отдельные листочки. Кроме того, тот же минерал присутствует как существенная часть в мусковитовом граните, который по существу должен быть отнесен к аплиту. Обычно мусковит в изверженных породах отсутствует. Встречаются биотитовые граниты. В свежих породах биотит обладает сильным блеском, при выветривании становится матовым и мутным, выделяет окислы железа, которые и дают начало так называемой ржавчине. Иногда биотит при выветривании приобретает зеленую окраску (как это наблюдается, например, в гранитах центрального Кавказа). В роговообманковых гранитах преобладает черная роговая обманка в виде отдельных слабо удлиненных зерен, в то время как пироксены, присутствующие в авгитовых гранитах, простым глазом с трудом отличимы. Из числа других минералов иногда присутствуют также фисташково-зеленые агрегаты эпидота, отдельные смоляновидные, частью красноватые зерна ортита. По структуре граниты- полнокристаллические, мелко-, средне – и крупнозернистые. В гранитах часто наблюдается порфировидная структура: когда в нормальной главной зернистой массе породы рассеяны крупные кристаллы полевых шпатов, получается порфировый гранит; когда структура главной массы становится мелкозернистой, получается гранит-порфир.

Текстура гранитов преимущественно массивная.

Под микроскопом можно обнаружить, что главными составными частями гранитов являются кварц (25-30 %), натриево-калиевый полевой шпат (35-40%), плагиоклаз (20-25 %) и биотит, иногда совместно с роговой обманкой (5-10 %).

Натриево-калиевые полевые шпаты представлены микроклином или ортоклазом, нередко с пертитовыми вростками альбита. По форме выделения это обычно резко ксеноморфные зерна, часто в той или иной степени пелитизированы. Плагиоклазы имеют состав олигоклаза № 10-30 и выделяются в виде таблитчатых кристаллов, обычно идиоморфных относительно натриево-калиевых полевых шпатов. Плагиоклазы, как правило, полисинтетически сдвойникованы, незональны, часто серицитизированы. Кварц образует резко ксеноморфные зерна, в деформированных разностях пород с неравномерным «волнистым» погасанием. Биотит выделяется в виде чешуек, иногда обесцвеченных, мусковитизированных или хлоритизированных. На втором месте среди цветных минералов стоит зеленая роговая обманка. По степени идиоморфизма биотит и роговая обманка занимают положение, аналогичное плагиоклазам. Акцессорные минералы – апатит, циркон, сфен, магнетит. Структура гипидиоморфнозернистая.

Среди гранитов по характеру цветного минерала, структурным и текстурным особенностям выделяют следующие главнейшие разновидности.

Аляскиты – крупнозернистые лейкократовые граниты, содержащие не более 5 % цветного компонента.

По характеру цветного минерала выделяются биотитовые, двуслюдяные, амфиболовые, пироксеновые граниты. Разновидностью гранитов является рапакиви. Типичная петрографическая особенность рапакиви – наличие калиевого полевого шпата, который или окружен каймой олигоклаза, или включен в мелкозернистую массу кислого плагиоклаза и кварца.

Письменные граниты характеризуются графической (пегматитовой) структурой, обусловленной закономерным срастанием кварца и калиевого полевого шпата (лейкократовый облик) (рис. 9.1).

Рисунок 9.1 - Гранит микропегматитовый

Плагиограниты по внешнему виду отличаются от нормальных гранитов более темной окраской сероватых оттенков. Полевой шпат почти целиком представлен олигоклазом № 20-30. Цветные минералы представлены зеленой роговой обманкой и биотитом, иногда пироксеном. Из акцессорных минералов особенно типичен сфен. Структура гипидиоморфнозернистая.

Гранодиориты от гранитов отличаются меньшим содержанием кварца (20-25 %), повышенным количеством фемических минералов (15-20 %), в составе которых начинает преобладать роговая обманка над биотитом; более основным составом плагиоклаза (№30-40) и, что важно, количественным преобладанием плагиоклаза (45-50 %) над натриево-калиевым полевым шпатом (20-25 %). Структура гипидиоморфнозернистая (рис. 8, лабораторная работа № 6).

Щелочные граниты – породы редкие. По внешнему виду и структурно-текстурным особенностям не отличаются существенно от нормальных гранитов. По составу характеризуются щелочным комплексом минералов: натриево-калиевый полевой шпат (пертит) и иногда альбит – 65%, фемические минералы (биотит, эгирин, эгирин-авгит) - 5-10 %.

Жильные породы. Важнейшими разновидностями являются: микрограниты, гранит-порфиры, аплиты и пегматиты.

Микрограниты отличаются от гранитов только структурой-микрогранитовой, микроаплитовой или микропегматитовой. Гранит-порфиры отличаются порфировой или порфировидной структурой с вкрапленниками кварца, полевых шпатов, иногда биотита и роговой обманки, выделяющимися на фоне основной массы, аналогичной по составу и структуре микрогранитам.

Аплиты – очень светлые, равномернозернистые, мелко- и тонкозернистые породы, состоящие из кварца и полевых шпатов с незначительным количеством чешуек биотита, мусковита и редкими кристалликами апатита, циркона и магнетита. Структура аллотриоморфнозернистая аплитовая.

Пегматиты – породы неравномернозернистые, крупнозернистые, иногда гигантозернистые, часто с типичным графическим прорастанием кварца и полевых шпатов. В качестве плагиоклаза присутствует альбит, частью также кислый олигоклаз.

Кроме этих главных минералов в пегматитах в разных количествах концентрируются мусковит, турмалин, топаз, берилл, лепидолит, флюорит, апатит, минералы редких и радиоактивных элементов.

Эффузивные породы. Излившиеся аналоги нормальных гранитов представлены липаритами и их палеоотипными разностями – кварцевыми порфирами; эффузивные аналоги гранодиоритов называются дацитами и дацитовыми порфирами. Широко распространены в этой группе стекловатые породы – обсидианы, пемза, перлиты и др.

Липариты – плотные породы белого, желтоватого, сероватого цвета или, в случае стекловатой структуры основной массы, очень темные, с бурым, красноватым, зеленоватым оттенком с неровным, шероховатым изломом. Для липаритов очень характерна флюидальная текстура. В составе вкрапленников могут присутствовать кварц, водяно-прозрачные полевые шпаты и редкие мелкие чешуйки биотита с сильным блеском. Наличие кварца позволяет легко отличить липариты (риолиты) от любых эффузивных пород. Полевые шпаты вкрапленников представлены идиоморфными кристаллами андезина или олигоклаза и санидина. Последний является типоморфным минералом кайнотипных эффузивов кислого и щелочного состава и в других породах не встречается. Кварц образует оплавленные корродированные зерна, хотя нередки идиоморфные кристаллы короткопризматического габитуса с бипирамидальными окончаниями. Встречается небольшое количество таблитчатого биотита. Из акцессорных минералов присутствуют: магнетит, циркон и апатит.

Основная масса липаритов из кварца и калиевого шпата и имеет фельзитовую, реже сферолитовую или стекловатую структуру.

Кварцевыми порфирами называют горные породы, отличающиеся значительной степенью выветрелости, часто интенсивно окрашенные в красные, желтые, бурые, зеленоватые и иные цвета. Вкрапленники полевых шпатов обычно матовые, темные составные части изменены до неузнаваемости и преобразованы в грязно-зеленый матовый агрегат. Вулканическое стекло раскристаллизовано в фельзитовый субмикроскопический агрегат полевого шпата и кварца с примесью бесцветного хлорита. Структура основной массы кварцевых порфиров аналогична структуре липаритов.

Дациты отличаются от липаритов отсутствием во вкрапленниках натриево-калиевых полевых шпатов. Текстура дацитов однородная и флюидальная. По минеральному составу дациты отличаются от липаритов повышенным содержанием плагиоклаза. В дацитах присутствует большее количество цветных компонентов, чем в липаритах.

Дацитовые порфиры. Первичные минералы этих пород обычно настолько интенсивно изменены во вторичные продукты, что количественные взаимоотношения между полевыми шпатами установить не удается.

Среди эффузивных пород кислого состава широко распространены вулканические стекла. В зависимости от содержания воды выделяются следующие их разновидности: обсидианы – темные, часто черные породы со стеклянным блеском и характерным раковистым изломом, почти не содержащие воды; перлиты – вулканические стекла с типичной скорлуповатой отдельностью, в составе которых появляется вода в количестве 3-4 %; пехштейны – черные породы со смоляным блеском, содержащие воду в количестве до 10 %. Пемза – легкая, светло-серая или белая пористая порода, представляющая собой вспенившееся стекло кислых лав.