3. Метаморфические процессы

Каким бы путем не образовывались горные породы и как бы устойчивы и прочны они не были, попадая в иные условия они начинают изменяться. Горные породы, образующиеся в результате изменения состава или свойств первоначальных горных пород называются метаморфическими, а сам процесс изменения первоначальных пород — метаморфизмом (по-гречески «метаморфо» — преобразовываюсь, превращаюсь). Метаморфические процессы обычно происходят под воздействием высоких температур, давлений, химически активных растворов и газов. При этом метаморфизм монет происходить как с привносом вещества, что ведет к изменению химического состава первичной породы, так и без привноса вещества, в этом случае химический состав породы остается без изменений. Метаморфические процессы приводят к распаду некоторых минералов исходных пород, появлению новых минералов и формированию характерных метаморфических структур и текстур. Часто новые минералы совсем замещают старые, оставляя от них только контуры, очертания, по которым мы и можем судить о начальных минералах. Многие минералы типичные для метаморфических пород, можно встретить в магматических и осадочных породах, но есть и такие, происхождение которых обусловлено только метаморфическими процессами. В отличие от магматических процессов, минералообразование при метаморфизме происходит преимущественно в твердой среде. А это означает, что при формировании метаморфических пород кристаллы находятся в условиях, препятствующих их свободному росту, и поэтому они редко достигают совершенной формы. Вместе с тем некоторым метаморфическим минералам свойственны относительно крупные и хорошо образованные кристаллы называемые порфиробластами. С метаморфическими процессами ассоциирует большое количество месторождений полезных ископаемых. К метаморфическим породам регионального метаморфизма приурочены богатейшие месторождения железа (Курская магнитная аномалия, Кривой Рог). С контактово-метасоматическими преобразованиями связаны скопления железных руд (г. Магнитная на Урале), богатые руды молибдена (Тырны-ауз на Кавказе), редкометалльные и полиметаллические месторождения, вторичные кварциты с высокоглиноземистым сырьем и медью, месторождения талька и асбеста, наждака (корунда) и слюды. Также велико значение метаморфических пород как сырья для строительных и декоративных работ: мрамора, кварцита, кровельных сланцев и серпентинитов

10- Внутреннее строение минералов

По внутреннему строению минералы делятся на кристалличес­кие (кухонная соль) и аморфные (опал). В минералах с кристал­лическим строением элементарные частицы (атомы, молекулы) расположены в определенном направлении и на определенном расстоянии между собой, образуя кристаллическую решетку. В аморфном веществе указанные частицы расположены хаоти­чески. От внутреннего строения минерала (кристаллического или аморфного) зависят его основные физические свойства (твер­дость, спайность, кристаллографическая внешняя форма и др.). Каждый минерал состоит имеет элементарную ячейку-это наименьшее часть кристалла которая повторяется многократно в трехмерном пространстве. Варианты размещения элементарных ячеек заложено в основу теории пространственных групп симметрии. Все группы симметрии подразделяются на 7 систем

1. Кубическая

2. Гексагональная( 6 гранная призма)

3. Тригональная (ромбоэдр)

4. Тетрагональная(4 гранная призма)

5. Ромбическая

6. Моноклинная

7. Триклинная

Атомы и молекулы связываются с друг другом различными типами химической связи: ионная, ковалентная, металлическая, водородная.

11-Химический состав минералов

Химический состав минералов различает две основные группы:

1) Постоянного химического состава (например, SiO2, FeS2). Эту группу минералов изучать достаточно просто;

2) Минералов, образующие непосредственные соединения, довольно сложные для изучения. К этим соединениям относятся минералы, имеющие различные примеси (газы, растворы, взвешенные частицы и в виде отдельных элементов, входящих в кристаллическую решетку вещества, не нарушая ее формы). Многие минералы, имея один и тот же химический состав минералов,  могут иметь различную структуру и внешний облик кристаллов, текстуру, а значит и различные физические свойства. Такое свойства минералов называется полиморфизмом. Примером полиморфизма может служить углерод. В зависимости от условий кристаллизации он может образовать две полиформных разновидностей – алмаз и графит, имеющие различное расположение атомов углерода в пространстве. Вода, входящая в химический состав минералов, подразделяется по прочности связи: конституционная (наиболее прочно связана с кристаллической решеткой, кристаллизационная (тоже связанная с кристаллической решеткой, но менее прочно и поэтому может быть удалена при высоких температурах); циолитная (вода как бы растворенная в кристалле). Присоединение конституционной воды означает образование особой формы минерала, а ее удаление разрушает минерал. Присоединение кристаллизационной воды и ее удаление при высоких температурах заметно отражается на многих физических и химических свойствах минерала. Например, присоединяя кристаллизационную воду, ангидрит переходит в гипс. При этом увеличивается его объем до 60%. Циолитовую воду минералы могут относительно просто терять и восстанавливать, изменяя при этом некоторые свои свойства (показатель преломления, структуру).

12-Физические и химические свойства минералов

Физические

Определение минералов производится по физическим свойствам, которые обусловлены вещественным составом и строением кристаллической решетки минерала. Это цвет минерала и его порошка, блеск, прозрачность, характер излома и спайности, твердость, удельный вес, магнитность, электропроводность, ковкость, хрупкость, горючесть и запах, вкус, шероховатость, жирность, гигроскопичность. При определении некоторых минералов может быть использовано отношение их к 5 – 10 % соляной кислоте (карбонаты вскипают).

Цвет минерала

Вопрос о природе цветовой окраски минералов очень сложен. Природа окрасок некоторых минералов еще не определена. В лучшем случае цвет минерала определяется спектральным составом отражаемого минералом светового излучения или обуславливается его внутренними свойствами, каким-либо химическим элементом, входящим в состав минерала, тонко рассеянными включениями других минералов, органического вещества и другими причинами. Красящий пигмент иногда бывает, распространен неравномерно, полосами, давая разноцветные рисунки (например, у агатов). Цвет некоторых прозрачных минералов меняется в связи с отражением падающего на них света от внутренних поверхностей, трещин или включений. Это явления радужной окраски минералов халькопирита, пирита и иризации – голубые, синие переливылабрадора. Некоторые минералы многоцветны (полихромные) и имеют разную окраску по длине кристалла (турмалин, аметист,берилл, гипс,флюорити др.). Цвет минерала иногда может быть диагностическим признаком. Например, водные соли меди имеют зеленый или синий цвет. Характер цвета минералов определяется визуально обычно путем сравнения наблюдаемого цвета с общеизвестными понятиями: молочно-белый, светло-зеленый, вишнево-красный и т.п. этот признак не всегда характерен для минералов, так как цвета многих из них сильно варьируют.

Цвет черты

Более надежным диагностическим признаком, чем цвет минерала, является цвет его порошка, оставляемого при царапании испытуемым минералом матовой поверхности фарфоровой пластинки. В ряде случаев совпадает с цветом самого минерала, в других он совсем иной. Так, у киновариокраска минерала и порошка красные, а у латунно-желтого пирита черта зеленовато-черная. Черту дают мягкие и средней твердости минералы, а твердые лишь царапают пластинку и оставляют на ней борозды.

Прозрачность

По своей способности пропускать свет минералы делятся на несколько групп:

• прозрачные (горный хрусталь, каменная соль) – пропускающие свет, через них ясно видны предметы;

• полупрозрачные (халцедон, опал) – предметы, через них плохо видны предметы;

• просвечивающие только в очень тонких пластинках;

• непрозрачные – свет не пропускают даже в тонких пластинках (пирит, магнетит).

Блеск

Блеском называется способность минерала отражать свет. Строгого научного определения понятия  блеск не существует. Различают минералы с металлическим блеском как у полированных минералов (пирит, галенит); с полуметаллическим (алмазным, стеклянным, матовым, жирным, восковым, перламутровым, с радужными переливами, шелковистым). Многие физические свойства являются важными диагностическими признаками при определении минералов.

Спайность

Явление спайности у минералов определяется сцеплением частиц внутри кристаллов и обусловлено свойствами их кристаллических решеток. Раскол минералов происходит легче всего параллельно наиболее плотным сеткам кристаллических решеток. Эти сетки наиболее часто и в наилучшем развитии проявляются и во внешнем ограничении кристалла. Количество плоскостей спайности у разных минералов неодинаково, достигает шести, причем степень совершенства разных плоскостей может быть неодинаковой. Различают следующие виды спайности:

• весьма совершенную, когда минерал без особого усилия расщепляется на отдельные листочки или пластинки, обладающие гладкими блестящими поверхностями – плоскостями спайности (гипс).

• совершенную, обнаруживаемую при легком ударе по минералу, который рассыпается на кусочки, ограниченные только ровными блестящими плоскостями. Неровные поверхности не по плоскости спайности получаются очень редко (кальцит раскалывается на правильные ромбоэдры разной величины, каменная соль – на кубики, сфалерит– на ромбические додекаэдры).

• среднюю, которая выражается в том, что при ударе по минералу образуются изломы как по плоскостям спайности, так и по неровным поверхностям (полевые шпаты – ортоклаз,микроклин, лабрадор)

• несовершенную. Плоскости спайности в минерале обнаруживаются с трудом (апатит,оливин).

• весьма несовершенную. Плоскости спайности в минерале отсутствуют (кварц, пирит, магнетит). В то же время иногда кварц (горный хрусталь) встречается в хорошо ограненных кристаллах. Поэтому следует отличать естественные грани кристалла от плоскостей спайности, выявляющихся при изломе минерала. Плоскости могут быть параллельны граням и отличаться более «свежим» видом и более сильным блеском.

Излом

Характер поверхности, образующейся при разломе (расколе) минерала различный:

1. Ровный излом, если раскол минерала происходит по плоскостям спайности, как, например, у кристаллов слюды, гипса,кальцита.

2. Ступенчатый излом получается при наличии в минерале пересекающихся плоскостей спайности; он может наблюдаться у полевых шпатов, кальцита.

3. Неровный излом характеризуется отсутствием блестящих участков раскола по спайности, как, например, у кварца.

4. Зернистый излом наблюдается у минералов с зернисто-кристаллическим строением (магнетит, хромит).

5. Землистый излом характерен для мягких и сильно пористых минералов (лимонит, боксит).

6. Раковистый – с выпуклыми и вогнутыми участками как у раковин (апатит, опал).

7. Занозистый (игольчатый) – неровная поверхность с ориентированными в одном направлении занозами (селенит, хризотил-асбест, роговая обманка).

8. Крючковатый – на поверхности раскола возникают крючковатые неровности (самородная медь, золото, серебро). Этот вид излома характерен для ковких металлов.

Твердость

Твердость минералов – это степень сопротивляемости их наружной поверхности проникновению другого, более твердого минерала и зависит от типа кристаллической решетки и прочности связей атомов (ионов). Определяют твердость царапанием поверхности минерала ногтем, ножом, стеклом или минералами с известной твердостью из шкалы Мооса, в которую входят 10 минералов с постепенно возрастающей твердостью (в относительных единицах). Относительность положения минералов по степени возрастания их твердости видна при сравнении: точные определения твердости алмаза(твердость по шкале равна 10) показали, что она более чем в 4000 раз выше, чем уталька(твердость – 1).

Шкала Мооса

Минерал	Твердость
Тальк	1
Гипс	2
Кальцит	3
Флюорит	4
Апатит	5
Полевой шпат	6
Кварц	7
Топаз	8
Корунд	9
Алмаз	10

Главная масса минералов имеет твердость от 2 до 6. Более твердые минералы – это безводные окислы и некоторые силикаты. При определении минерала в породе необходимо убедиться, что испытывается именно минерал, а не порода.

13- Классификация минералов

14- Минералы класса: «Самородные элементы»

Саморо́дные элеме́нты — класс единой кристаллохимической классификации минералов (подробнее см. Категория:Классификация минералов).

Этот класс объединяет минералы, являющиеся по своему составу несвязанными в химические соединения элементами таблицы Д. И. Менделеева, образующиеся в природных условиях в ходе тех или иных геологических (а также космических) процессов.

Нахождение в природе

В самородном состоянии в природе известно около 45 химических элементов, но большинство из них встречается очень редко. По подсчетам В. И. Вернадского на долю самородных элементов, включая газы атмосферы, приходится не более 0,1% веса земной коры. Нахождение элементов в самородном виде связано со строением их атомов, имеющих устойчивые электронные оболочки.

Благородные элементы

Химически инертные в природных условиях элементы называются благородными; самородное состояние для них является наиболее характерным. К ним относятся золото Au, платина Pt и элементы группы платины: осмий Os, иридий Ir, Рутений Ru, родий Rh , палладий Pd, а также относительно устойчивое серебро Ag и благородные газы.

Другие металлы

Из самородных металлов несколько чаще других встречается медь Cu. Самородное железо Fe встречается преимущественно в виде метеоритов, их состав достаточно сложен (содержат никель, благородные металлы и другие элементы). Такие металлы как свинец Pb, олово Sn, ртуть Hg, алюминий Al, встречаются как самородные элементы гораздо реже.

Неметаллы

Очень часто в самородном состоянии встречаются углерод C (каменный уголь), сера S. Минералы углерода — алмаз и графит также относятся к самородным элементам.

«Полуметаллы»

Реже встречаются так называемые полуметаллы, название которых восходит к химическим традициям девятнадцатого века. К ним относятся: мышьяк As, сурьма Sb, висмут Bi.

15- Минералы класса: «Сульфиды»

Сульфи́ды — класс химических соединений, представляющих собой соединения металлов(а также ряданеметалловВ,Si,Р,As) ссерой(S).

Сульфиды в природе

В природных условиях сера встречается преимущественно в двух валентныхсостояниях анионаS₂, образующего сульфиды S^2-, и катиона S⁶⁺, который входит в сульфатный радикал SO₄. Вследствие этого миграция серы в земной кореопределяется степенью её окисленности: восстановительная среда способствует образованиюсульфидных минералов, окислительные условия — возникновениюсульфатныхминералов. Нейтральныеатомысамородной серыпредставляют переходное звено между двумя типами соединений, зависящими от степениокисленияиливосстановления. В категориюминералов-сульфидов относят, кроме сульфидов в химическом смысле, также селениды, теллуриды, арсениды и антимониды.

16- Минералы класса: «Оксиды»

Окислы - соединения элементов с кислородом, в гидроокислах присутствует также вода. В земной коре на долю окислов и гидроокислов приходится около 17%, из них на долю кремнезёма (SiO₂) около 12.5%. Наиболее часто встречаются окислы кремния, алюминия, железа, марганца, титана.

Окислы делятся на 3 подкласса:  

1) Простые окислы - соединения катиона с анионом кислорода; соотношения между химическими элементами и кислородом изменяется от 2:1 до 1:2. Общие формулы минералов R₂O, R₂O₃, RO₂.

2) Сложные окислы - представляют собой двойные соли RO*R₂O₃

3) Гидроокислы - содержат группу -OH или молекулы H₂O. К гидроокислам условно относят минерал опал.

Генезис окисов магматический, пегматитовый, гидротермальный, метаморфический, КМС в скарнах и грейзенах. Часто образуются в коре выветривания или накапливаются в россыпях.

Окислы имеют большое значение: являются породообразующими минералами, используются в ювелирном деле, являются важнейшими рудами меди, железа, алюминия, марганца, титана.

Наиболее распространёнными минералами этой группы являются окислы кремния, алюминия, железа, марганца и титана табл. 3.

Таблица 3. Главные минералы – оксиды  

Класс	Минерал	Формула минерала	Сингония	Твердость
Простые	Куприт Тенорит Корунд Гематит Уранинит Торианит Кварц Тридимит Кристобалит Стишовит Рутил Анатаз Кассситерит Пиролюзит	Cu2O CuO Al2O3 Fe2O3 UO2 ThO2 SiO2 SiO2 SiO2 SiO2 TiO2 TiO2 SnO2 MnO2	Куб. Мон. Триг. - Куб. - Триг., гекс. Ромб., гекс. Тетр., куб. Тетр. - - - -	3, 5 –4 3, 5 9 5, 5-6 5-6 6, 5 7 6-7 6, 5-7 - 6 5-6 6-7 5-6
Сложные	Ильменит Шпинель Магнетит Хромит	FeTiO3 MgAl2O4 FeFe2O4 FeCr2O4	Триг. Куб. - -	5-6 8 5, 5-6 5, 5-7, 5

17- минералы класса: « Гидроксиды»

подкласс (или класс) минералов, природные водяные оксиды металлов. По кристаллической структуре различают слоистые, цепочечные, реже каркасные гидроксиды природные. Образуют крупные месторождения (например, бокситов, железа, марганцевых, урановых, ванадиевых руд).

18- Минералы класса: «Галогениды»

Галогениды — группа минералов, с химической точки зрения представляющих собой соединения галогеновс другими химическими элементами илирадикалами.

Описание

К этой группе относятся фтористые,хлористыеи очень редкиебромистыеииодистыесоединения. Фтористые соединения (фториды), генетически связаны смагматическойдеятельностью, они являются возгонамивулкановили продуктамигидротермальных процессов, иногда имеют осадочное происхождение. Хлористые соединения, или хлоридынатрия,калияимагния, преимущественно являются химическими осадками морей и озёр и главнымиминераламисоляных толщ иместорождений. Некоторые галогенные соединения образуются в зоне окислениясульфидных(медных, свинцовых и других) месторождений. К практически важным фторидам и хлоридам можно отнести: флюорит(плавиковый шпат),галит(поваренная соль),силивин,карналлит.

19-Минералы класса: «Карбонаты»

Минералы этого класса широко распространены. Карбонатные породы (известняки, мел,доломиты,мраморы) играют заметную роль в строении земной коры. Распространенность карбонатов обусловлена высоким содержанием, в земной коре кислорода, углерода и связанных с ними металлов — Са, Mg, Fe и M n. Карбонаты других металлов (С u, Pb, Zn, Со, Cd, Sr) встречаются реже, они обычно являются спутниками рудных минералов и имеют поисковое значение, а иногда и сами могут представлять интерес как источники получения важных металлов. В классе карбонатов различают безводные (простые и сложные) и водные карбонаты. Сложные карбонаты представляют собой двойные углекислые соли различных металлов; водные карбонаты (гидрокарбонаты) содержат гидроксил или кристаллизационную воду. Из особенностей, общих для всех карбонатов, следует отметить: невысокую твердость, повышенную растворимость в разбавленных кислотах, обычно хорошую спайность. Многие карбонаты бесцветны и прозрачны. Исключение составляют карбонатымеди, окрашенные в яркие синие и зеленые цвета.

20-Минералы класса: «Сульфаты»

Сульфа́ты — минералы, соли серной кислоты H₂SO₄. В их кристаллической структуре обособляются комплексные анионы SO₄²⁻. Наиболее характерны сульфаты сильных двухвалентных оснований, особенно Ba2+, а также Sr²⁺ и Ca²⁺. Более слабые основания образуют основные соли, часто весьма неустойчивые (например сульфаты окисленного железа), более сильные основания — двойные соли и кристаллогидраты.

Свойства

• Твёрдость 2—3,5

• Удельный вес 1,5—6,4

• Окраска разнообразная, большей частью светлая

• Показатель преломления 1,44-1,88, двупреломление большей частью низкое

• Большинство сульфатов хорошо растворимы в воде

21-Минералы класса: « Фосфаты»

Свойства

Трёхвалентные анионы [PO₄]³⁻, [AsO₄]³⁻ и [VO₄]³⁻ обладают сравнительно крупными размерами, поэтому наиболее устойчивые безводные соединения типа АХО₄ можно ожидать в сочетании с трёхвалентными крупными катионами. Такими катионами являются ионы редких земель и Bi. Соединения с малыми катионами, как общее правило для всех типичных кислородных солей, гораздо шире представлены водными нормальными солями (с гидратированными катионами). Из фосфатов двухвалентных металлов, но с дополнительными анионами (ОН, Р, О, отчасти Cl) или в виде кислых соединений, наиболее устойчивыми являются соединения также с относительно крупными катионами (Ca, Sr и отчасти Pb), а для арсенатов и ванадатов характерны соединения с Pb, причем добавочным анионом служит Cl, и, наконец, двойные соединения Pb или Са с Cu, Zn, Мg и отчасти с Mn. Для кальция, кроме того, известны водные кислые соли. Что касается фосфатов и арсенатов двухвалентных малых катионов (Мg, Fe, Ni, Со, Сu, Zn), то для них, как и следовало ожидать, весьма характерны водные нормальные соли с восемью, четырьмя и тремя молекулами H₂О. Одновалентные металлы (Na, Li), как правило, образуют двойные соединения с Al³⁺, а также ряд редких сложных водных солей. Особое положение по составу среди водных солей занимают так называемые урановые слюдки (водные основные фосфаты, арсенаты и ванадаты) и сложные ванадаты. Исключительный интерес представляют явления гетеровалентного изоморфизма, нередко устанавливаемые в данном классе соединений, в частности среди фосфатов. Особенно показательные примеры мы находим по изоморфному замещению анионных радикалов. Так, трехвалентный анион [PO₄]³⁻ может быть замещен одинаково построенными и равновеликими анионами: двухвалентными [SO₄]²⁻ и четырехвалентным [SiO₄]⁴⁻. При этом могут иметь место разные случаи:

1. Изоморфное замещение в анионной части соединения происходит при сохранении состава и заряда в катионной части. В этом случае величина общего заряда анионов не должна меняться. Это достигается тем, что при замене трехвалентного аниона [PO₄]³⁻ четырехвалентным анионом [SiO₄]⁴⁻ одновременно в состав минерала входит двухвалентный анион [SiO₄]²⁻ Только при этом условии общий заряд аниона может быть сохранен. В этих случаях кристаллическая структура и физические свойства минеральных видов, естественно, сохраняются. К этому можно добавить, что и среди катионов возможна одновременная замена ионов Са ²⁺ равновеликими ионами Nа, Y и Тh (при сохранении состава и заряда в анионной части).

2. Изоморфное замещение в анионной части соединения может сопровождаться одновременной заменой ионов в катионной части катионами иной валентности. Так, в монаците, имеющем состав CePO₄, уже давно было замечено, что иногда в существенных количествах присутствует SiO₂, то есть анион [SiO₄]⁴⁻ и одновременно с этим к Се ³⁺ изоморфно примешивается в соответственном количестве катион Th⁴⁺, иногда U⁴⁺ и Zr⁴⁺. В некоторых монацитах изоморфная примесь Ca ²⁺ сопровождается вхождением в состав анионной части двухвалентного аниона [SO₄]²⁻. Таким образом, общая химическая формула этих разновидностей монацита должна быть написана в следующем виде: (Се,Тh,Са)[PO₄,SiO₄,SO₄].

Надо указать, что при гетеровалентном изоморфизме не обязательно строгое совпадение количественных соотношений ионов в катионной и анионной частях разных соединений. Важно, чтобы:

1. суммарные положительные и отрицательные заряды были равны;

2. размеры заменяющих ионов были одинаковыми или близкими и

3. общее число катионов и анионов сохранялось при замещении (за исключением, быть может, тех случаев, когда в число катионов входит протон H¹⁺).

Генезис

Что касается условий образования относящихся к этому классу многочисленных минералов, то следует сказать, что подавляющее большинство их, особенно водных соединений, связано с экзогенными процессами минералообразования. К числу эндогенных минералов относятся почти исключительно фосфаты, причем большинство образуется в конечных стадиях магматических процессов. Поскольку среди солей данного класса широко представлены как безводные, так и водные соединения, то, в отличие от сульфатов, все относящиеся сюда минералы делятся на две большие группы:

• безводные фосфаты, арсенаты и ванадаты;

• водные фосфаты, арсенаты и ванадаты.

22- Минералы класса: «Вольфраматы»

23- Минералы класса: «Силикаты»

Силикаты и алюмосиликаты представляют собой обширную группу минералов. Для них характерен сложный химический состав и изоморфные замещения одних элементов и комплексов элементов другими. Главными химическими элементами, входящими в состав силикатов, являются Si, O, Al, Fe²⁺, Fe³⁺, Mg, Mn, Ca, Na, K, а также Li, B, Be, Zr, Ti, F, H, в виде (OH)¹⁻ или H₂O и др. Общее количество минеральных видов силикатов около 800. По распространённости на их долю приходится более 90 % минералов литосферы. Силикаты и алюмосиликаты являются породообразующими минералами. из них сложена основная масса горных пород: полевые шпаты, кварц, слюды, роговые обманки, пироксены, оливин и др. Самыми распространёнными являются минералы группы полевых шпатов и затем кварц, на долю которого приходится около 12 % от всех минералов.

Структурные типы силикатов

В основе структурного строения всех силикатов лежит тесная связь кремния и кислорода; эта связь исходит из кристаллохимического принципа, а именно из отношения радиусов ионов Si (0.39Å) и O (1.32Å). Каждый атом кремния окружён тетраэдрически расположенными вокруг него атомами кислорода. Таким образом, в основе всех силикатов находятся кислородные тетраэдры или группы [SiO₄]₃, которые различно сочетаются друг с другом. В зависимости от того, как сочетаются между собой кремнекислородные тетраэдры, различают следующие структурные типы силикатов.

1. Островные силикаты, то есть силикаты с изолированными тетраэдрами [SiO₄]⁴⁻ и изолированными группами тетраэдров: а) силикаты с изолированными кремнекислородными тетраэдрами (См. схему, а). Их радикал [SiO₄]⁴⁻, так как каждый их четырёх кислородов имеет одну валентность. Между собой эти тетраэдры непосредственно не связаны, связь происходит через катионы; б) Островные силикаты с добавочными анионами О²⁻, ОН¹⁻, F¹⁻ и др. в) Силикаты со сдвоенными тетраэдрами. Отличаются обособленными парами кремнекислородных тетраэдров [Si₂O₇]⁶⁻. Один из атомов кислорода у них общий (см. Схему, б), остальные связаны с катионами. г) Кольцевые силикаты. Характеризуются обособлением трёх, четырёх или шести групп кремнекислородных тетраэдров, образующих кроме простых колец (см. Схему в, г), также и «двухэтажные». Радикалы их [Si₃O₉]⁶⁻, [Si₄O₁₂]⁸⁻, [Si₆O₁₈]²⁻, [Si₁₂O₃₀]¹⁸⁻. Представители: оливины, гранаты, циркон, титанит, топаз, дистен, андалузит, ставролит, везувиан, каламин, эпидот, цоизит, ортит, родонит, берилл, кордиерит, турмалин и др.

2. Цепочечные силикаты, силикаты с непрерывными цепочками из кремнекислородных тетраэдров (см. Схему, д, е). Тетраэдры сочленяются в виде непрерывных обособленных цепочек. Их радикалы [Si₂O₆]⁴⁻ и [Si₃O₉]⁶⁻. Представители: пироксены ромбические (энстатит, гиперстен) и моноклинные (диопсид, салит, геденбергит, авгит, эгирин, сподумен, волластонит, силлиманит). Цепочечные силикаты характеризуются средними плотностью и твердостью и совершенной спайностью по граням призмы. Встречаются в магматических и метаморфических горных породах.

3. Поясные (Ленточные) силикаты, это силикаты с непрерывными обособленными лентами или поясами из кремнекислородных тетраэдров (см. Схему, ж). Они имеют вид сдвоенных, не связанных друг с другом цепочек, лент или поясов. Радикал структуры [Si₄O₁₁]⁶⁻. Представители: тремолит, актинолит, жадеит, роговая обманка.

4. Листовые силикаты, это силикаты с непрерывными слоями кремнекислородных тетраэдров. (см. Схему, з). Радикал структуры [Si₂O₅]²⁻. Слои кремнекислородных тетраэдров обособлены друг от друга и связаны катионами. Представители: тальк, серпентин, хризотил-асбест, ревдинскит, полыгорскит, слюды (мусковит, флогопит, биотит), гидрослюды (вермикулит, глауконит), хлориты (пеннит, клинохлор и др), минералы глин (каолинит, хризоколла, гарниерит и др.), мурманит.

5. Силикаты с непрерывными трёхмерными каркасами, или каркасные силикаты (см. Схему, и). В этом случае все атомы кислорода общие. Такой каркас нейтрален. Радикал [SiO₂]⁰. Именно такой каркас отвечает структуре кварца. На этом основании его относят не к окислам, а к силикатам. Разнообразие каркасных силикатов объясняется тем, что в них присутствуют алюмокислородные тетраэдры. Замена четырёхвалентного кремния на трехвалентный алюминий вызывает появление одной свободной валентности, что в свою очередь влечет за собой вхождение других катионов (например калия и натрия). Обычно отношение Al к Si равно 1:3 или 1:1.

24- Петрографический состав земной коры

25-Вещественный состав горных пород

26-Структура, текстура, формы залегания горных пород

Структура – 1. для магматических и метасоматических пород, совокупность признаков горной породы, обусловленная степенью кристалличности, размерами и формой кристаллов, способом их сочетания между собой и со стеклом, а также внешними особенностями отдельных минеральных зёрен и их агрегатов (например, порфировая структура, порфиробластическая структура). Структурные признаки магматических и метаморфических пород связаны с процессами кристаллизации и изменения минералов. Структура является важнейшим диагностическим и классификационным признаком горных пород, наряду с минеральным и химическим составом. Кроме выше перечисленных структур магматических горных пород, различаются так же структуры: крупнокристаллическая (размеры зерен от 10 до 30 мм), мелко кристаллическая (размеры зерен менее 1 мм), равномерно зернистая, неравномерно зернистая, стекловатая, и т.д.

2. В тектонике, структура - это пространственная форма залегания горных пород. Термин тектоническая структура или структура применяется очень широко. Говорят о структуре Земли в целом, о структуре отдельных её областей, районов и небольших участков. Часто структурой называют различные типы складок, поднятий, куполов и другие элементарные формы залегания горных пород. В нефтяной геологии под структурой понимают приподнятые положительные тектонические формы (антиклинальные, брахиантиклинальные, диапировые и другие складки, купола, своды и прочее), благоприятные для образования залежей нефти и газа.

Формы

Формы - и пространственное положение горных пород в земной коре. Осадочные и метаморфические горные породы залегают обычно в виде слоев или пластов, ограниченных приблизительно параллельными поверхностями. Осадочные породы при ненарушенном первоначальном их залегании располагаются почти горизонтально (рис. 1), реже они имеют первичный наклон в одну сторону или изгибы, обусловленные рельефом той поверхности, на которой отлагались. Нарушения первоначального З. г. п. или их дислокации вызываются двумя причинами: эндогенными, к которым относятся тектоническим движения, и экзогенными, как, например, деятельность поверхностных и особенно грунтовых вод, вызывающих оползни, обвалы, растворение пород и др. По условиям накопления осадочных горных пород выделяют 3 вида З. г. п.: Трансгрессивное залегание, Регрессивное залегание и Миграционное залегание. По характеру нарушений различают 3 главные группы З. г. п.: складчатые, или пликатявные (без разрыва сплошности пластов), разрывные, или дизъюнктивные (с разрывом), и формы нарушения, связанные с внедрением (прорывом) магматических масс или высокопластичных пород (соли, гипсы) в ранее образовавшиеся толщи горных пород. Среди складчатых форм нарушенного З. г. п. выделяются: односторонний наклон пластов под различными углами (моноклинальное залегание), изгибы пластов с образованием складок самых разнообразных размеров и форм (антиклинальные, синклинальные, прямые, косые, опрокинутые и др.). Среди разрывных нарушений выделяются крутопадающие нарушения, вызывающие разрыв сплошности пластов с движением прилегающих блоков пород в вертикальном, горизонтальном либо наклонном направлениях (сбросы, взбросы, сдвиги, раздвиги, надвиги). Крупные, пологонаклонённые или горизонтальные разрывы со смещением на десятки км носят название покровов или Шарьяжей. К прорывающим формам З. г. п. в осадочных толщах относятся диапировые складки (складки «с протыкающим пластичным ядром») и складки, возникающие при внедрении магматических расплавов. При наличии разновозрастных комплексов слоев различают 2 основных типа З. г. п.: Согласное залегание и Несогласное залегание. Эти термины используются для определения стратиграфических и структурных взаимоотношений. Стратиграфическое согласное залегание характеризует непрерывность накопления пород; при стратиграфическом несогласии в осадочных, вулканогенных и метаморфических толщах выпадают отдельные стратиграфические подразделения (рис. 2). При структурном согласном залегании комплексы пород разного возраста залегают друг на друге параллельно, и комплекс верхних слоев повторяет формы залегания нижних. При структурном несогласном залегании нижний и верхний комплексы залегают различно, причём основание верхнего комплекса перекрывает различные слои нижнего комплекса, обычно имеющие более крутые углы наклона (рис. 3). Размещение слоев на косо срезанной эрозионными процессами поверхности более древней толщи называется прислонённым залеганием или прилеганием, а заполнение впадин в древнем комплексе пород более молодыми слоями, отложенными быстро наступающим морем, — ингрессивным залеганием. Магматические горные породы имеют разнообразные формы залегания. Излившиеся на поверхность земли лавы застывают в виде потоков и покровов (эффузивные горные породы); при застывании магмы на небольшой глубине от поверхности земли образуются штоки, жилы, дайки, плитообразные пологие тела (силлы), лакколиты (экструзивные и гипабисальные горные породы). При остывании магмы на значительных глубинах (более 1,5—2 км) образуются штоки и батолиты (интрузивные горные породы). Положение в пространстве отдельных слоев и комплексов определяется измерением т. н. элементов залегания горных пород: направления простирания, направления падения (см. Простирание и падение слоев) и угла падения. Эти элементы либо замеряются с помощью горного компаса, либо вычисляются путём геометрических построений по данным структурных карт или отметок пластов, вскрытых на глубине буровыми скважинами. Совокупность вопросов, относящихся к З. г. п., изучается структурной геологией.

        

        Рис. 1. Горизонтальное залегание осадочных пород: 1 — белый мел; 2 — кварцевый песчаник; 3 — песчанистая глина; 4, 5, 6 — песчаник с различными прослоями; 7, 8, 9, 10 — известняк с прослоями гипса и др.; 11 — рухляки; 12 — оолитовый известняк.

        

        Рис. 2. Несогласное залегание горных пород (стратиграфическое несогласие): А — древняя толща; Б — молодая толща; а — а — поверхность перерыва (размыва).

        

        Рис. 3. Структурное несогласие: А — древняя толща, смятая в складки; Б — несогласно залегающая молодая толща; а — а — поверхность несогласия.

ФОРМЫ ЗАЛЕГАНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД

Формы залегания магматических горных пород существенно различаются для пород, образовавшихся на некоторой глубине (интрузивных), и пород, излившихся на поверхность (эффузивных).

Основные формы залегания интрузивных пород изображены на рисунке 14:

Рис. 14.  Формы залегания интрузивных горных пород

А — пластообразные интрузивные залежи (силлы), Б — лакколит, В — факолиты, Г — лополит, Д — дайки, Е — жилы, Ж — жерловина (некк), 3 — кольцевая жила, И — шток, К — батолит

1 — вмещающие породы (сланцы и песчаники) 2 — интрузивные породы, 3 — гранитоиды

1. Согласные инъекции (инъекции по плоскостям наслоения осадочных пород).

• Пластообразные интрузивные залежи, или силлы (рис. 14, А). Силлы встречаются в толщах не только осадочных, но и вулканических пород, которые на контакте с ними изменены (отличие от вулканических покровов).

• Лакколиты отличаются каравае- или чечевицеобразной формой, т.е. утолщением в средней части, ведущим к вспучиванию пород кровли (рис. 14, Б). Они формируются среди горизонтально залегающих осадочных пород. Предполагается, что лакколиты, как и силлы, имеют подводящий канал, соединяющий их с большим питающим магматическим очагом.

• Факолиты — это лакколитообразные тела, образующиеся в результате инъекции магмы в межпластовые полости, возникающие в процессе смятия осадочных толщ в складки, и притом выпуклые вверх (рис. 14, В).

• Лополиты — аналогичные тела, но вогнутые сверху, подобно блюдцу или чаше (рис. 14, Г).

2. Несогласные инъекции (прорывающие слои осадочных или метаморфических пород).

• Дайки и жилы — тела, заполняющие трещины в толще горных пород и характеризующиеся значительным превышением длины над толщиной (мощностью). Первые характеризуются параллельными контактами, иногда коленообразными изгибами (рис. 14, Д), нередко большой протяженностью (порядка нескольких километров и более), вторые отличаются менее выдержанной мощностью в связи с изгибами контактовых поверхностей (рис. 14, Е) и более ограниченной протяженностью.

• Жерловины или некки — трубообразные тела заполнения корневых частей каналов вулканов (рис. 14, Ж).

• Кольцевые или конусовидные тела (рис. 14, 3) — жилы или дайки, образующиеся в результате заполнения магмой кольцевых трещин, которые приоткрываются в связи с местными опусканиями (провалами) участков земной коры.

• Гарполиты — тела, имеющие в разрезе форму серпа.

• Акмолиты представляют собой наклонно залегающие тела, имеющие висячий и лежачий бока и линзовидную форму как в плане, так и в разрезе (т.е. ограниченную протяженность на глубину).

• Штоки — неправильные, но в общем изометричные в плане магматические тела небольших размеров (менее 100 км2), но круто падающие и вытянутые на глубину (рис. 14, И).

• Батолит — это крупное магматическое тело главным образом гранитного состава, уходящее на большие глубины (рис. 14, К). Гранитные батолиты обнажаются на поверхности в районах развития сложно перемятых, преимущественно метаморфических, толщ. Образование их связано с интенсивным усвоением и переплавлением вмещающих пород.

Формы залегания эффузивных пород:

1. Трещинные излияния: дайки, покровы и потоки застывшей лавы.

Покровами называют обширные массы излившихся пород, занимающие большую площадь и обладающие значительной толщиной (мощностью) при преимущественно горизонтальном залегании. Покровы являются следствием массовых трещинных излияний первоначально весьма жидкой лавы либо результатом слияния нескольких длинных и относительно узких лавовых потоков. Сравнительно мелкие линейно вытянутые покровы называются потоками.

2. Центральные извержения: жерловины, некки (см. выше), купола, иглы.

• Купола — это небольшие массивы эффузивных пород, возвышающиеся в виде купола над вулканическим каналом, характерные формы извержения первично вязких лав.

• Иглы — остроконечные, конусовидные или обелископодобные выступы излившихся пород аналогичного происхождения.

• Осадочные породы залегают обычно в виде слоев, которые можно наблюдать в прибрежных обрывах и скалах, стенках карьеров, дорожных выемок; иногда слои видны и в больших образцах.

Относительно однородные слои различной мощности отличаются по минеральному составу, размеру, количественным соотношениям и характеру распределения минеральных зерен или’ органических остатков, а часто и по окраске. Переходы от одного слоя к другому могут быть как резкими, так и постепенными.

Залегание не в форме слоев свойственно весьма ограниченному числу разновидностей осадочных пород. Так, среди песков иногда встречаются отдельные линзы весьма крепкого песчаника, в пластах известняков — желваки, линзы или неправильные по форме стяжения кремня. Форму желваков приобретают фосфориты и некоторые железистые породы. Каменная соль в некоторых местах образует куполовидные тела, изометричные в плане. Рифовые известняки имеют массивное сложение, лишены слоистости, слагают гребни, валы, крупные линзы. Форма залегания метаморфических пород обычно унаследована от тех осадочных или магматических пород, по которым они образовались. Метаморфические парапороды наследуют слоистое сложение, которое в них проявляется в закономерном послойном изменении минерального состава и структуры. В отличие от осадочных толщ слои в метаморфических породах крайне редко залегают горизонтально. Обычно породы смяты в складки, смещены вдоль разрывных нарушений, местами раздроблены.

Метаморфические ортопороды представлены пересекающими слоистость вмещающих пород телами неправильной, жило- или линзообразной формы, штоками, дайками или согласными залежами и покровами. Природа этих метаморфических пород часто выявляется с трудом, лишь с применением детальных геологических исследований.

27-Принципы петрологической классификации

28-интрузивный магматизм, вулканизм, магматические горные породы их классификации, вещественный состав, строение и формы залегания

Магматические горные породы, образовавшиеся из расплава - магмы, играют огромную роль в строении земной коры. Эти породы сформировались разными путями. Крупные их объемы застывали на разной глубине, не доходя до поверхности, и оказывали ¬сильное воздействие на вмещающие породы высокой температурой, горячими растворами¬ и газами. Так образовались интрузивные (лат. «интрузио»- проникать, внедрять) тела. Если магматические расплавы вырывались на поверхность, то происходили извержения ¬вулканов, носившие, в зависимости от состава магмы, спокойный либо катастрофический характер, Такой тип магматизма называют эффузивным (лат. «эффузио» - излияние) , что не совсем точно. Нередко извержения вулканов носят взрывной характер, при котором магма не изливается, а взрывается и на земную поверхность выпадают тонкораздробленные кристаллы и застывшие капельки и осколки стекла – быстро охлажденного расплава. Подобные извержения называются эксплозивными (лат. «эксплозио» - взрывать). Поэтому, говоря о магматизме (от греч. «Магма» - пластичная, тестообразная, вязкая масса), следует различать интрузивные процессы, связанные с образованием и движением магмы ниже поверхности Земли, и вулканические процессы, обусловленные выходом магмы на земную поверхность. Оба эти процесса неразрывно связаны между собой, а проявление того или другого из них зависит от глубины и способа ¬образования магмы, ее температуры, количества растворенных газов, геологического строения района, характера и скорости движения земной коры и т.д. Как интрузивные, так и вулканические горные породы содержат крупные залежи полезных ископаемых и, кроме того, они являются надежными индикаторами тектонических и геодинамических условий геологического прошлого, что позволяет проводить их реконструкцию.

Понятие о магме.

Магма - это расплавленное вещество, которое образуется при определенных¬значениях давления и температуры и представляет собой флюидно-силикатный расплав,¬т.е. содержит в своем составе соединения с кремнеземом (SiО2) и летучие вещества,¬присутствующие в виде газа (пузырьков), либо растворенные в расплаве (рис. 15.1.1). При¬затвердевании магматического расплава он теряет летучие компоненты, поэтому горные¬породы гораздо беднее последними, нежели магма. Силикатные магматические расплавы¬состоят из кремнекислородных тетраэдров, которые полимеризованы в разной степени.¬Если степень полимеризации низка, то тетраэдры, как правило, изолированы; если высока,¬то они сливаются в цепочки, кольца и т.д.  Любой магматический расплав - это трехкомпонентная система, состоящая из жидкости, газа и твердых кристаллов, которая стремится к равновесному состоянию. В зависимости от изменения температуры, давления, состава газов и т.д. меняются расплав и¬ образовавшиеся в нем ранее кристаллы минералов - одни растворяются, другие возникают ¬вновь, и весь объем магмы непрерывно эволюционирует. Подобный процесс называется магматической дифференциацией. На нее оказывает влияние также и взаимодействие с вмещающими породами и потоками глубинных флюидов. Процесс кристаллизационной дифференциации хорошо изучен, причем не только теоретически, но и экспериментально. Кристаллы, образующиеся в магме, обычно отличаются от нее по составу, а также по плотности, что вызывает осаждение или всплывание кристаллов. При этом состав оставшегося расплава будет изменяться. В основных силикатных базальтовых магмах сформировавшиеся раньше всего кристаллы оливина и пироксена, как обладающие большей плотностью, могут скапливаться в нижних горизонтах магматической камеры, состав которой из однородного базальтового становится расслоенным. Нижняя часть приобретает ультраосновной состав, более высокая - базальтовый, а самые верхние части, обогащаясь кремнеземом и щелочными металлами, приобретают кремнекислый состав, вплоть до гранитного Так образуются расслоенные интрузивные тела. Кристаллизационная и гравитационная дифференциация является одним из важнейших процессов эволюции магматических расплавов.

Вулканизм — совокупность явлений, связанных с образованием и перемещением магмы в глубинах Земли и её извержением на поверхность суши, дна морей и океанов в виде лав, пирокластического материала и газов. Вулканическая деятельность в глубинах Земли обусловливает образование магмы, магматических очагов и каналов, а на поверхности — вулканических конусов, куполов, плато, лавовых потоков, кальдер, гейзеров, горячих источников. Основным типом вулканической деятельности является вулканическое извержение. Породы из магмы в недрах называются магматическими, а попавшие на поверхность — вулканическими. Вулканы выделяют в атмосферу огромное количество газов и пыли, играющих значительную роль в формировании атмосферы Земли и оказывающих влияние на гидросферу. Наиболее интенсивно вулканизм проявляется на границах литосферных плит. За счёт всех форм вулканической деятельности объём земной коры ежегодно увеличивается на несколько кубических километров. Вулканическая активность неравномерна во времени, имеют место вспышки активности в различных масштабах, носящие название вулканического катастрофизма, оказывают резкое прямое и косвенное воздействие на биосферу Земли.

Магматические горные породы — это породы, образовавшиеся непосредственно из магмы (расплавленной массы преимущественно силикатного состава, образованной в глубинных зонах Земли), в результате её поступления в верхние горизонты Земли, охлаждения и застывания. В зависимости от условий застывания различают интрузивные (глубинные) и эффузивные (излившиеся) горные породы.

Общие сведения

Вулканические породы (вулканиты) — горные породы, образовавшиеся в результате излияния магмы на поверхность, и затем застывшей. Магматические горные породы (интрузивные и эффузивные) классифицируются в зависимости от размера кристаллов, текстуры, химического состава или происхождения. Состоят преимущественно из оксида кремния и по его содержанию делятся на пять групп: ультра кислые(больше 70% SiO ₂), кислые (65-70%), средние (52-65%), основные (45-52%) и ультраосновные (до 45%)(Какие проценты: весовые или атомные?). Горные породы вулканического происхождения, которые образовались на глубине, называются плутоническими или интрузивными. Из-за медленного остывания магмы и больших давлений эти породы крупнокристаллические (долерит, гранит и др). Те породы, которые образовались в результате излияния на поверхность, называются эффузивными (излившимися) или вулканическими. Благодаря быстрому остыванию, кристаллы в них мелкие, практически не различимы невооружённым глазом (базальт, риолит и др). Древние египтяне изготовляли из базальта статуи. Ацтеки изготовляли из обсидиана ножи.

Классификация магматических горных пород

История создания научной систематики восходит к прошлому столетию, классическим трудам К. Розен Буша, Ф. Ю. Левинсон-Лессинга и других основоположников современной петрографии-петрологии.

В основу классификации магматических положен их генезис, химический и минеральный состав.

• По генезису магматические горные породы подразделяются на эффузивные и интрузивные.

  • Интрузивные породы образуются за счёт полной раскристаллизации магматического расплава. Образуются глубоко в недрах Земли (от 5 до 40 км) в течение большого времени, при относительно постоянных температуре и давлении. Наиболее распространённые интрузивные породы - это граниты, диориты, габбро, сиениты.

  • Эффузивные породы образуются за счёт излияния вулканических лав на поверхность Земли, или в её недрах в приповерхностных условиях (до 5 км). Наиболее распространённые эффузивные породы - это базальты, диабазы, андезиты, андезито-базальты, риолиты, дациты, трахиты.

    • По степени вторичных изменений интрузивные породы делятся на кайнотипные, «молодые», неизменённые, и палеотипные, «древние», в той или иной степени изменённые и перекристаллизованные главным образом под влиянием времени.

    • К эффузивным породам относятся также вулканогенно-обломочные породы, образующиеся при извержениях вулканов и состоящие из различных обломков пирокластитов (туф, вулканические брекчии). Такие породы называются пирокластическими.

• В основе химической классификации лежит процентное содержание кремнезёма (SiO₂) в породе. По этому показателю выделяют ультракислые, кислые, средние, основные и ультраосновные породы, о чём подробно рассказывается при описании химического состава магматических горных пород. Чем больше SiO₂ в породе, тем она светлее.

Карбонатиты

Карбонатитами называют эндогенные скопления кальцита, доломита и других карбонатов, пространственно и генетически ассоциированные с интрузивами ультраосновного щелочного состава центрального типа, формирующимися в обстановке платформенной активизации. В настоящее время на земном шаре известно более 250 массивов ультраосновных щелочных пород. В России такие массивы известны в Карело-Кольском регионе, Сибири. Размещаются массивы на платформах и имеют различный геологический возраст. Среди них известны массивы докембрийского (Сибирь, Северная Америка), каледонского (юг Сибири), герцинского (Мурманская обл.), киммерийского (Сибирь, Бразилия) и альпийского циклов развития (большинство карбонатитов Африки). Карбонатиты образуют обособленную группу эндогенных месторождений в силу резко специфических геологических условий их образования. Карбонатитовые месторождения связаны только с платформенным этапом геологического развития и ассоциированы с комплексами ультраосновных щелочных пород. Массивы имеют трубообразную форму, дифференцированный состав и концентрически зональное строение. В них выделяют четыре главные группы пород: 1) ранние ультраосновные (дуниты, перидотиты, пироксениты); 2) щелочные (мельтейгит-ийолиты, щелочные и нефелиновые сиениты); 3) ореолы вмещающих пород, подвергшихся щелочному метасоматозу и превратившихся в фениты; 4) карбонатиты . Массивы сопровождаются дайковой серией сложного состава, отражающего длительную и направленную эволюцию магматического очага и состоящую из разнообразных пород – от пикритовых порфиритов до щелочных пегматитов. Последовательно формирующиеся группы пород, образующие карбонатитовые массивы, размещаются в центростремительном направлении от периферии к центру и иногда в обратном, центробежном направлении. Примером последнего размещения может служить Ковдорский массив в Мурманской области. Центральная часть массива сложена оливинитами, образующими шток, далее располагаются прерывистым полукольцом пироксениты, а периферическая часть выполнена ийолитами и мальтейгитами. Карбонатиты в массиве представлены несколькими разновидностями: кальцитовыми карбонатитами, имеющими широкое распространение, доломитовыми карбонатитами, которые встречаются значительно реже, и доломито-кальцитовыми, возникшими большей частью в процессе доломитизации кальцитовых разновидностей пород. Многочисленные жилы и линзы, кальцитовых карбонатитов залегают в оливинитах центральной части массива и в щелочных породах его краевой зоны. Они группируются в отчетливо выраженную дугообразную зону и в ее пределах приурочены к серии кольцевых трещин-разломов, пологопадающих внутрь массива. Карбонатитовые тела представляют собой штоки, конические жилы, падающие к центру массива, кольцевые жилы, падающие от центра массива, радиальные дайки. Штоки в поперечнике имеют размеры от сотен метров до нескольких километров, а жилы мощностью от 10 м при длине несколько сот метров до нескольких километров (1—2  км). Минеральный состав карбонатитов определяется наличием карбонатов, составляющих 80-99 %. Наиболее распространены кальцитовые карбонатиты, реже встречаются доломитовые, еще реже анкеритовые и совсем редко сидеритовые карбонатиты. В формировании карбонатитов установлена последовательность их образования – первым накапливается кальцит, далее доломит и анкерит. Остальные минералы в карбонатитах являются акцессорными, их более 150  разновидностей. Типоморфными минералами являются флогопит, апатит, флюорит, форстерит; редкими  — бадделеит, пирохлор, гатчеттолит - урансодержащий пирохлор, перовскит-кнопит-дизаналит, карбонаты редких земель (синеизит, бастнезит, паризит). В карбонатитах установлен стадийный характер минералообразования: в первую стадию формируются крупнозернистые кальциты с минералами титана и циркония; во вторую – среднезернистые кальциты с дополнительными минералами титана, урана, тория; в третью – мелкозернистый кальцит-доломитовый агрегат с ниобиевой минерализацией; в четвертую – мелкозернистые массы доломит-анкеритового состава с редкоземельными карбонатами. Текстура карбонатитов массивная, полосчатая, узловатая, плойчатая, структура – разнозернистая.

По составу полезных ископаемых, концентрирующихся в карбонатитах последние разделены на семь групп:

1. Гатчеттолит-пирохлоровые карбонатиты с содержанием Nb₂O₅ 0,1-1 %;

2. Бастнезит-паризит-монцонитовые карбонатиты с содержанием TR₂O₃ от десятых долей процента до 1 %;

3. Перовскит-титаномагнетитовые руды связаны с гипербазитами в ассоциации с карбонатитами;

4. Апатит-магнетитовые с форстеритом карбонатиты с содержанием железа 20-70 %, Р₂О₅ 10-15 %;

5. Флогопитовые скарноподобные образования, в коре выветривания формируется вермикулит;

6. Флюоритовые карбонатиты;

7. Сульфидоносные карбонатиты с медным оруденением при содержании меди 0,68 % и свинцово-цинковым.

Минеральные типы рудоносных карбонатитов отвечают различным уровням их возникновения и последующего эрозионного среза. Геологические структуры, определяющие положение и морфологию карбонатитовых тел внутри массивов, имеют один источник деформирующих усилий и разделяются на две разновидности по их морфологии. Центральные штоки приурочены к цилиндрическим трубкам взрыва. Карбонатитовые жилы приурочены к круговым структурам, среди них выделяют радиальные, кольцевые (падающие от центра), конические (падающие к центру). Формирование массивов ультраосновных щелочных пород с карбонатитами охватывает длительный интервал времени и делится на четыре этапа магматической эволюции, разобщенные перерывами внедрения магматических пород:

1. образуются ультраосновные породы (дуниты, перидотиты, пироксениты);

2. щелочно-гипербазитовый этап с формированием биотитовых пироксенитов и перидотитов и мелилитсодержащих пород;

3. ийолит-мельтейгитовый этап характеризуется появлением пород от якупирангитов (крайне меланократовая бесполевошпатовая ультраосновная щелочная порода) до уртитов (существенно нефелиновая порода);

4. внедряются нефелиновые и щелочные сиениты. После этого возникают карбонатиты. Все этапы сопровождаются формированием комагматичных даек. Весь интервал времени, охватывающий становление массивов может охватывать несколько десятков и даже первых сотен миллионов лет.