Российский государственный геологоразведочный университет
имени Серго Орджоникидзе
МГРИ-РГГРУ
Кафедра
минералогии, геохимии и петрографии
КУРСОВАЯ РАБОТА
по минералогии на тему
«Нефелин-апатитовая ассоциация в щелочных породах»
Выполнил: ст. гр. РГ-14-2
Зернов Никита
Руководитель: доцент Максимова И. В.
Москва 2015 г.
Содержание
Введение
1. Геологические условия нахождения апатит-нефелиновой ассоциации минералов
2. Строение минеральных тел; текстуры и структуры минеральных агрегатов
3. Минеральный состав и парагенетические ассоциации минералов
4. Описание образцов
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Магматический процесс – это процесс образования минералов путем кристаллизации непосредственно из магмы. Магма — в переводе с греческого «замешенная масса» — это существенно силикатный расплав, содержащий растворенные летучие и рудные компоненты. Предполагают, что он возникает в отдельных участках (очагах) земной коры в результате теплового эффекта радиоактивного распада или имеет мантийное происхождение.
В результате магматического процесса образуются различные магматические горные породы, составляющие подавляющую часть массы земной коры, и магматические месторождения хромовых, титановых, ванадиевых, никелевых, медных и других руд, а также алмазов, платины, редких элементов, апатита и нефелина.
В этой курсовой работе будет рассмотрена апатит-нефелиновая ассоциация минералов в щелочных магматических породах.
Главные минералы рассматриваемой ассоциации – это нефелин, калиевый полевой шпат, эгирин; второстепенные – апатит, астрофиллит, эвдиалит, титанит, титаномагнетит.
Апатит-нефелиновая ассоциация минералов является источником добычи апатита, который используется для производства фосфорных удобрений, его применяют в черной и цветной металлургии, и нефелина для производства алюминия, соды, в стекольной, кожевенной промышленности.
Основная цель курсовой работы – научиться определять происхождение минералов и минеральных ассоциаций по их генетическим признакам. Это необходимо прежде всего для установления генезиса месторождений полезных ископаемых, а следовательно, для рационального направления поисково-оценочных работ, выявления новых видов минерального сырья и разработки технологических схем его обогащения.
Перед написанием работы я ставил перед собой следующие задачи:
1. Выяснить в какой геологической обстановке протекали процессы минералообразования
2. Изучить текстурно-структурных особенностей минеральных тел и агрегатов для выявления способов и последовательности образования минералов
3. Изучить минеральный состав, парагенетические ассоциации минералов
4. Научиться подбирать нужную информацию в библиотеке, интернете и работать с библиотечным каталогом
5. Научиться документировать минералогические образцы, их текстурно-структурные особенности и генетические признаки
1. Геологические условия нахождения нефелин-апатитовой ассоциации минералов
Магматический процесс происходит на больших глубинах Земли (интрузивный) или на поверхности ее (эффузивный) и является родоначальным для целого ряда эндогенных постмагматических процессов. Магма — первоисточник вещества для минералов, слагающих многие горные породы и месторождения полезных ископаемых разного генезиса.
Главные факторы минералообразования — химический состав магмы, температура, давление, концентрация химических компонентов и состав окружающих пород.
Химический состав магмы очень сложный, так как в ней, по-видимому, содержатся почти все известные в природе химические элементы. О составе магмы судят по составу магматических пород с учетом потери летучих компонентов. Кислород и кремний составляют 74,31 %,
Al, Fe, Ca, Na, K, Mg, Ti, H, P — 23,28 %, а на все остальные элементы приходится только 0,32 %. Количественные соотношения отдельных элементов и особенности строения их атомов определяют состав минералов и их ассоциаций, т. е. тип магматических пород и руд. Летучие компоненты или минерализаторы (вода, углерод карбонатный, бор, хлор, фтор и др.) способствовали процессам минералообразования, так как они понижают температуру кристаллизации минералов, входят в их состав или являются катализаторами химических реакций.
Главный способ (механизм) образования минералов при магматическом процессе — свободная кристаллизация непосредственно из переохлажденного магматического расплава. Наблюдаемые в магматических породах бластовые и метасоматические структуры возникли при явлениях соответственно перекристаллизации и замещения. Последние происходили после затвердевания пород на так называемом эпимагматическом этапе.
Предполагают, что апатит-нефелиновые тела с вмещающими их нефелиновыми сиенитами возникли в результате кристаллизационной (в сочетании с ликвацией) дифференциации щелочной магмы. Вопрос о времени и месте отщепления богатого летучими остаточного апатит-нефелинового расплава до сих пор остается дискуссионным. Некоторые ученые считают, что ийолит-уртиты с апатитовыми телами имеют постмагматическое происхождение.
2. Строение минеральных тел; текстуры и структуры минеральных агрегатов
Апатит-нефелиновые руды Хибин залегают среди массива разнообразных по составу и структуре нефелиновых сиенитов. Массив имеет концентрически дугообразное строение. Внутренняя часть массива сложена светлыми крупнозернистыми фойяитами, затем следует серия неравномерно- и среднезернистых пойкилитовых нефелиновых сиенитов (рисчорритов) с астрофиллитом и эгирином; внешняя дуга представлена крупнозернистыми хибинитами. Между хибинитами и рисчорритами залегают породы типа ийолит-уртитов, содержащие до 63—88 % нефелина.
В висячем боку ийолит-уртитов располагаются линзы или пластообразные залежи апатит-нефелиновых руд (рис. 18). Переходы между ними постепенные. Контакт рудных тел с рисчорритами резкий, к нему приурочен горизонт апатит-сфеновой породы с титаномагнетитом, эвдиалитом и эгирином.
В верхней части рудного тела располагаются пятнистые руды, состоящие главным образом из апатита (от 40 % до 93 %, в среднем 75 %), на фоне которого выделяются пятна нефелина с эгирином, сфеном и титаномагнетитом. Ниже идет горизонт полосчатых руд, состоящих из нефелина, в котором протягиваются параллельные тонкие (около 3— 4 см) полоски и линзочки апатита (до 40—50 %). Постепенно полосчатые руды к низу сменяются сетчатыми рудами, т.е., по сути дела, ийолит-уртитами с сетчато расположенными обособлениями апатита, и, наконец, типичными ийолит-уртитами.
3. Минеральный состав и парагенетические ассоциации минералов
Минеральный состав рудных тел следующий: главные минералы — апатит и нефелин, второстепенные — титаномагнетит, сфен, эгирин, калиевый полевой шпат, эвдиалит и др.
Апатит — сахаровидный, белый, иногда серый, зеленый и даже черный. Зеленые и черные окраски объясняются мельчайшими включениями соответственно эгирина и титаномагнетита. По составу он является фтор-апатитом; кальций частично замещается стронцием и редкими землями.
Нефелин либо образует серые с жирным блеском зерна или округлые скопления их в апатите, либо слагает сплошные участки с полосками апатита. Содержит примесь окисного железа, часть которого изоморфно замещает алюминий; остальное железо — за счет эгирина, придающего нефелину зеленоватую окраску.
Титаномагнетит, содержащий 13—19 % двуокиси титана и повышенное количество ванадия, образует зерна, линзы в пятнистой руде и крупные скопления, жилы — в полосчатых рудах.
Сфен в пятнистой руде коричневый или розовый, игольчатый, местами образует буровато-розовые пятна. В апатит-сфеновой породе, приуроченной к висячему контакту рудной линзы, сфен призматический.
Пироксены апатит-нефелиновых месторождений представлены эгирин-диопсидом и эгирином с содержанием условного эгиринового компонента соответственно 10—60 и 60—85 %. Эгирин-диопсид отличается большим разнообразием форм выделения, которые зависят от типа породы. Например, в массивных крупнозернистых ийолит-уртитах наблюдаются ксеноморфные выделения эгирин -диопсида, в существенно апатитовых агрегатах— изометричные зерна, в линзах ийолита — призматические выделения; в приконтактовых рисчорритах — сравнительно более крупные таблицеобразные кристаллы. Химический состав и оптические свойства эгирин-диопсида также зависят от условий его нахождения. Эгирин в основном развивается метасоматически по эгирин-диопсиду, и форма его выделений зависит от типа пород. Цвет эгирин-диопсида черный с зеленоватым оттенком; эгирин — черный.
В основном эгирин представлен в виде тонкопризматических и игольчатых кристаллов и рассеян в апатит-нефелиновой руде. В отличие от раннего эгирина в нефелиновых сиенитах и позднего в пегматитах для него характерно повышенное содержание пятиокиси ванадия. Обычно замещается щелочной роговой обманкой.
Эвдиалит, содержащий двуокись циркония, образует отдельные зерна с характерной малиново-красной окраской или их скопления среди сахаровидного апатита и нефелина.
Калиевый полевой шпат — по оптическим свойствам переходный между ортоклазом и микроклином. Типоморфными особенностями полевых шпатов являются: 1) форма выделений, их зональность, характер двойникования и т. д.; 2) особенности химического состава — суммарный химический состав, состав калиево-полевошпатовой и альбитовой фаз пертита, состав и соотношения микропримесей (железа, бария, стронция, кальция); 3) структурное состояние — степень кремне-алюминиевой упорядоченности (оптическая и рентгеновская триклинность); 4) физические константы, связанные с химическим составом и структурным состоянием.
Астрофиллит присутствует в виде удлиненно-пластинчатых кристаллов. Цвет его золотисто-желтый. Характерны радиально лучистые стяжения ("солнца") диаметром до 10 см. Наблюдается в тесной ассоциации с поздним лучистым эгирином, альбитом или калиевым полевым шпатом.