Кислые горные породы
Породы нормального ряда
Введение. Кислые горные породы характеризуются высоким содержанием Si, K, Na, Al и обеднены Ca, Mg, Fe. В минеральном отношении кислые горные породы состоят из КПШ, кислого плагиоклаза, кварца и сопровождаются небольшим количеством цветных минералов, таких, как роговая обманка и биотит. В отличии от других горных пород и КПШ и кварц, количественно, являются существенно значимыми минералами.
На территории бывшего СССР на долю гранитоидов приходилось 49 %, а на долю кислых эффузивных пород всего 14 %. В количественном отношении интрузивные породы явно преобладают над эффузивными.
Гранитоиды образуют довольно много формаций:
Гранитовая формация или формация гранитных батолитов.
Лейкогранит-аляскитовая формация.
Формация гранитов-раппакиви.
Формация щелочных гранитов.
Из числа эффузивных формаций следует отметить риолитовую формацию.
Тектоническая позиция гранитов
В тектоническом отношении гранитоиды (например, гранитные батолиты) представляют собой чисто геосинклинальные образования. Синорогенные граниты – гранитные батолиты, внедрившиеся в инверсионную стадию. В рамках геосинклиналей выделяют посторогенные граниты, которые образуются на последних стадиях геосинклинали и накладываются на все остальные стадии. Они образуют небольшие тела (штоки).
Щелочные граниты являются формированиями платформ, и это типичный пример платформенных гранитов, которые образуют небольшие, обычно кольцевые массивы.
В океанах граниты практически отсутствуют, то есть гранитный магматизм является преимущественно континентальным магматизмом. Хотя, впрочем, на Сейшельских островах есть граниты, на островах Исландии встречаются риолиты, но это всё-таки скорее исключение, чем правило.
В космосе, к сожалению и к моему глубокому огорчению, гранитоидов тоже, пока, обнаружено не было.
Строение гранитных батолитов
Гранитные батолиты, по сути, гигантские тела, самые крупные из которых протягиваются вдоль основных тектонических структур Кордильер и Анд, образуя пластинчатые массивы. Самый крупный батолит находится в Южной Калифорнии и занимает площадь в 10000 км. Лучше всего изучен береговой батолит в Перу. Из крупнейших батолитов находящихся на территории бывшего СССР можно назвать Гиссарский батолит вблизи Душанбе.
Батолиты – пространственно плоские тела относительно небольшой мощности. Дно батолитов чётко фиксируется не везде.
Образование батолитов. Батолит в Перу, протяжённостью 1600 км и шириной 65 км, формировался в течение 95-34 млн. лет. В его пределах насчитывается до 800 отдельных магматических тел или плутонов. Формирование батолита начиналось с габбро и диоритов, на их долю приходится 7-16 % объёма, их возраст 95 млн. лет. В интервале 95- 84 млн. лет сформировались диориты, переходящие в гранодиориты. Затем последовал довольно длительный перерыв. В интервале 66-56 млн. лет сформировались гранодиориты вместе с гранитами. И последними, в интервале 61-34 млн. лет, образовывались граниты.
Таким образом, батолиты формируются в определённой последовательности:
Внедрение каждого из этих расплавов происходит в несколько фаз.
Гиссарский батолит формировался также в результате многочисленных инъекций. В нём насчитывается 22 магматических комплекса и множество элементарных единиц.
Эффузивные разновидности
Риолиты. Риолиты, иногда их называют липаритами, являются кайнотипными породами, характеризующиеся типичной флюидальной текстурой. Структура у них обычно порфировая, представленная вкрапленниками КПШ (санидин, ортоклаз, анортоклаз), плагиоклаза (олигоклаз, андезин или даже лабрадор). Во вкрапленниках нередко присутствует кварц и роговая обманка, а также биотит и пироксен. Надо сказать, что нередко в риолитах отмечаются две генерации вкрапленников.
Первая генерация – выделяется макроскопически.
Вторая – выделяется под микроскопом, и представлены эти вкрапленники апатитом, сфеном (титанитом) и цирконом. Эти минералы интересны тем, что, будучи акцессорными, они всё же не являются последними минералами в процессе кристаллизации.
Основная масса имеет гранитный состав, и в ней довольно часто присутствует вулканическое стекло, то есть они имеют стекловатую структуру, но основная масса может иметь и микропойкилитовую структуру.
Риолиты имеют фельзитовую структуру, но всё же наиболее распространённая – микрозернистая структура. Кроме того, риолиты могут обладать гранофировой, сферолитовой и микропегматитовой структурами.
Разновидности риолитов
Обсидианы. Кислые вулканические стёкла имеют именно риолитовый состав. Непременное условие, характеризующие обсидианы, это наличие флюидальной текстуры и перлитовой отдельности, связанной с наличием в вулканическом стекле молекулярной воды. Если содержание воды больше, чем 3-4 % (максимальное содержание достигает 15 %), то такие обсидианы называются перлитами.
Игнимбриты. Игнимбриты – это породы, образующиеся из раскаленных туч. Из жерла вырывается газовая струя, чрезвычайно насыщенная капельками кислой магмы, затеи эти капельки обсидиана осаждаются и спекаются друг с другом.
У игнимбритов хорошо выражена флюидальная структура. Эти породы занимают промежуточное строение между туфами и эффузивными породами.
Дациты. Дациты являются кайнотипными аналогами гранодиоритов. Они обладают порфировой структурой, причём вкрапленники представлены главным образом плагиоклазом, в основном средним (андезин, лабрадор), далее во вкрапленниках встречается базальтическая роговая обманка, биотит, клинопироксен и ортопироксен. По составу вкрапленников, дациты очень похожи на андезиты и отличаются от них только по основной массе, которая бывает двух типов:
1. Андезитоидная – характерна для дацитов явно тяготеющих к андезитам, в них наблюдаются микролиты среднего плагиоклаза. В этом случае весьма полезен химический анализ, так как иначе порода будет не определима.
2. Риолитоидная – мелкозернистая структура.
Палеотипные разновидности
Риолитовый порфир. Риолитовый порфир – порода палеотипная, а раз так, то, очевидно, это порода подверглась процессу вторичных изменений: КПШ, во вкрапленниках, интенсивно пелитизируется, появляются пертиты; плагиоклаз испытывает серитизацию и мусковитизацию; цветные минералы замещаются, в основном, хлоритами; порода приобретает буроватый оттенок.
Кварцевый порфир. Эта разновидность палеотипных пород довольно популярна. Кварцевый порфир – это риолитовый порфир, вкрапленники в котором представлены исключительно кварцем.
Кератофиры. В кератофирах вкрапленники представлены в значительной мере плагиоклазом, который значительно альбитизирован, по сути это вкрапленники альбита. Если в основной массе присутствует кварц, а также если во вкрапленниках небольшое его количество, то такой кератофир будет называться кварцевым.
Жильные разновидности пород нормального ряда
Микрограниты. Микрограниты довольно часто присутствуют в краевых частях гранитных тел, образуя периферические фации.
Гранит-порфиры. Гранит-порфиры образуют дайки в гранитных массивах, пересекая существующие фации, слагающие корневые части эффузивных полей.
Первый непременный признак гранит-порфиров – порфировая структура.
Если в эффузивных породах вкрапленники составляют 10-20 %, то в жильных породах содержание вкрапленников может достигать 50-80 % (невадитовая структура). Вкрапленники могут достигать довольно крупных размеров: до первых сантиметров. Представлены вкрапленники крупными кристаллами КПШ розового или мясо-красного оттенка, а также дымчатым кварцем и плагиоклазом, который иногда, за счёт вторичных изменений, приобретает зеленоватый оттенок. Основная масса может быть любой.
Под микроскопом выделяют следующие структуры:
1. Микрогранитовая структура – встречается наиболее часто.
2. Микроаплитовая структура.
3. Гранофировая структура.
Иногда в одном шлифе встречаются все типичные структуры, которые переходят одна в другую.
Гранит-аплиты. Гранит-аплиты очень характерные горные породы, сахаровидного облика, светлые, обычно мелкозернистые. Образуют маломощные жилы в внутри гранитных тел, не выходящие за их пределы.
Микроскопически гранит-аплиты имеют гранитный состав, но поскольку они являются диасхистовыми (расщеплёнными) породами, в них отсутствуют цветные минералы.
Из акцессорных минералов следует отметить такие, как апатит, циркон, сфен (титанит), которые представлены лучше, чем где -либо.
Но самым замечательным признаком гранит-аплитов является аплитовая структура.
Гранитные пегматиты. Гранитные пегматиты, чаще всего, слагают жилы, иногда большие жилоподобные массы, дайки и небольшие камерные тела. Для любых пегматитовых тел характерно зональное строение, которое является характерным признаком метасоматического происхождения этих горных пород.
Текстуры гранитных пегматитов весьма разнообразны, они могут быть и блоковые, образовавшиеся за счёт блоков КПШ, и графические, и полосчатые, и друзовые.
Зональность тел гранитных пегматитов выражается неоднородностью текстурного строения.
В первом приближении гранитные пегматиты имеют состав гранитов, иначе, состав гранитной эвтектики. Но кроме того, гранитные пегматиты считают расщеплёнными горными породами, и также считают, что в них нет цветных минералов. Зато в пегматитах появляются крупные мусковита, лепидолита, турмалина, граната, топаза, берилла, сподумена, циркона, монацита, кунцита.
Характерной особенностью минерального состава гранитных пегматитов является присутствие в анионной группе OH, F, Cl, B, что указывает на обогащённость пегматитовой магмы летучими компонентами.
Происхождение пегматитов
О происхождении гранитных пегматитов существует несколько гипотез:
Гранитные пегматиты представляют собой типично магматические образования, выплавившиеся из магмы богатой летучими компонентами.
Метасоматический генезис
Наиболее реальная точка зрения, в которой предполагается, что гранитные пегматиты образовывались в несколько стадий:
I стадия - магматизм
II стадия – метасоматоз наложенный на эти магматические образования.
Интрузивные разновидности
Гранодиориты. Гранодиориты на 65-70 % состоят из полевых шпатов, причём, главной особенностью гранодиоритов является преобладание плагиоклаза над КПШ. Плагиоклаз представлен олигоклазом, реже андезином, КПШ – ортоклаз, реже микроклин. Количество кварца колеблется от 20 до 25% по объёму.
Из цветных минералов можно отметить роговую обманку и биотит. Их содержание колеблется от 10 до 20 %, причём роговой обманки несколько больше, нежели биотита. Акцессорные минералы те же, что и в диоритах, то есть апатит, магнетит, циркон, сфен (титанит).
Вторичные минералы: хлорит, эпидот-цоизит, мусковит. Структура гранодиоритов гипидиоморфная.
Граниты. Граниты на 60-70 % состоят из полевых шпатов, но КПШ уже значительно больше, чем в гранодиоритах и он преобладает над плагиоклазом. Также в гранитах немного больше кварца, до 25-30 %, это максимальное количество кварца, которое встречается в магматических горных породах.
Цветных минералов немного меньше, 5-10 %, представлены они биотитом, роговой обманкой и мусковитом.
Граниты подразделяются, в первую очередь, по цветным минералам. Наиболее распространенны роговообманковые граниты, в которых в качестве цветного минерала присутствует одна роговая обманка. Существуют также:
Биотит-роговообманковый гранит – Hb > Bi
Роговообманково-биотитовый гранит – Bi > Hb
Биотитовый гранит
Мусковит-биотитовый гранит – Bi > Mu
Биотит-мусковитовый гранит – Mu > Bi
Мусковитовый гранит – наиболее интересный в промышленном отношении.
Второстепенные минералы довольно редки, но всё же встречаются такие минералы, как гранат, кордиерит, андалузит, турмалины. В этом случае наличие второстепенных минералов отражается в названии гранита.
Кроме того, граниты разделяются по акцессорным минералом, по присутствии которых даётся название гранитов. Наиболее характерными акцессорными минералами являются апатит, магнетит, сфен, циркон.
Также граниты классифицируются по характерной химической примеси:
Оловоносный гранит.
Ураноносный гранит.
Ториевоносный гранит.
По присутствию главного породообразующего минерала выделяются:
Плагиограниты – граниты, в которых присутствует КПШ. Из плагиогранитов выделяют две разновидности – адамеллиты и тоналиты.
Микроклиновые граниты – граниты, в которых КПШ представлен микроклином.
Кроме того, среди гранитов выделяются специальные разновидности:
Аляскиты. В аляскитах нет цветных минералов. Они «голые» лейкократовые граниты, кроме того, в них нет плагиоклаза, а состоят они из ортоклаза и кварца. Аляскиты характерны для молодых образований.
Чарнокиты. Чарнокиты характерны для древних кристаллических щитов (например, AR). В целом, это ортопироксеновые граниты; ортопирпоксен представлен железистым гиперстеном, который сильно плеохроирует, содержание кварца достигает 40 %, КПШ представлен микроклин-пертитом.
Из второстепенных минералов, можно отметить диопсид, гранат, иногда амфиболы и биотит, а также присутствует олигоклаз. Если олигоклаза нет совсем, то такой гранит будет называться эндербитом.
Чарнокиты, чаще всего, встречаются в цоколе платформ, вместе с гнейсами, самая древняя датировка: 4,7 – 4,9 млрд. лет.