Субщелочной и щелочной ряд кислых горных пород

Введение.

В отличие от нормальных горных пород от щелочных:

1. Практически отсутствует плагиоклаз, а полевой шпат представлен КПШ.

2. Цветные минералы представлены щелочными амфиболами и пироксенами.

3. Из акцессорных минералов характерны: пирохлор, флюорит, монацит-ксенольтим, лампрофилит, астрофилит, эвдиалит.

Щелочные граниты, существенно платформенные образования, встречаются в кольцевых комплексах, например, Кейский комплекс на Кольском полуострове, имеющий возраст 1,8 млрд. лет.

Магматические ассоциации:

1. Рапакиви – субщелочные граниты.

2. Щелочные породы.

3. Пантеллериты – камендиты (щелочные риолиты).

Эффузивные разновидности

Пантеллериты и камендиты. Камендиты, по данным химических анализов, обладают чуть меньшей щёлочностью, в отличие от пантеллеритов. И те, и другие кайнотипные породы. Эти породы являются эффузивными аналогами щелочных гранитов. Обычно они встречаются на вулканических островах. Обладают порфировой структурой и флюидальной текстурой.

Вкрапленники представлены натриевым санидином, иногда с примесью барий-цельзиановой молекулы, анортоклазом, олигоклазом, кварцем, цветными минералами (эгирин-геденбергит, ферроавгит-геденбергит, рибекит), а также оливином (Fa_98-100).

Обращает внимание вторая генерация микровкрапленников, здесь мы встречаемся с акцессорными минералами, такими, как циркон, апатит, монацит, топаз, флюорит.

Структура основной массы – стекловатая, благодаря присутствию вулканического стекла. При раскристаллизации вулканического стекла образуется фельзитовая структура. С породами, имеющими эту структуру, нередко связаны месторождения урана.

Интрузивные разновидности

Интрузивные разновидности характеризуются, в химическом отношении, повышенным содержанием калия, с которым довольно часто ассоциируют радиоактивные элементы.

Граниты-рапакиви. Первым признаком интрузивных разновидностей является наличие овоидной структуры. Вокруг КПШ, представленного, обычно, ортоклазом, наблюдается кайма плагиоклаза, который представлен олигоклазом.

Текстура, в значительной мере шлировая, так как рапакиви переполнены ксенолитами эффузивных пород.

В этих породах довольно высокое содержание кварца, оно доходит до 30 %, кварц обычно дымчатый. Цветные минералы представлены биотитом (лепидомеланом) и коричневой роговой обманкой (титанистой или железисто-титанистой). Отмечается присутствие ортопироксена (гиперстен – железистая разновидность), а также клинопироксена и оливина, представленного фаялитом.

Из акцессорных минералов следует отметить титаномагнетит, титанит, апатит, моноцит, флюорит, ортит.

Рапакиви образуют крупные массивы типа батолитов, возраст которых достигает 1,7 млрд. лет.

С точки зрения полезных ископаемых рапакиви совершенно бесплодные породы, используются как облицовочный камень.

Щелочные граниты. В щелочных гранитах полевые шпаты только калиевые, представленные анортоклазом, ортоклазом и довольно редко присутствует микроклин. Название щелочных гранитов строится из названия КПШ. В гранитах присутствуют щелочные пироксены, которые также отмечаются в названии щелочного гранита. Кроме того, в щелочных гранитах присутствует рибекит, арфведсонит, эгирин-авгит, некоторое количество биотита.

Акцессорные минералы те же, что и у нормальных пород, но к ним добавляется, что важно отметить, ещё и касситерит.

Особенности химического состава кислых горных пород

1. Петрохимические особенности.

Кислые горные породы богаты – Si, K, Na. Бедны – Ca, Mg, Fe.

2. Граниты, по химическому составу, делятся, в первую очередь на:

а) нормальные граниты

б) щелочные граниты

в) плюмозитовые или глинозёмистые граниты.

3. Граниты, и кислые горные породы вообще, обогащены элементами примесями, причём щелочные граниты обогащены больше.

4. Граниты, особенно щелочные, сильно обогащены летучими компонентами (H₂O, F, Cl, S, P).

Типы гранитов (по Уайту и Чеппелю).

I тип – интрузивные граниты, образовавшиеся при плавлении магматических пород.

S тип – граниты, образовавшиеся при плавлении осадочных пород.

A тип – анорогенные, платформенные граниты, граниты, обогащённые щелочами (щелочной тип).

M тип – мантийный тип.

Происхождение гранитов.

В настоящее время так же существует несколько гипотез об образовании гранитов.

1. Образование гранитов за счёт плавления гранитной коры и образование “in situ” автохтонных гранитов, но очевидно магма всё так и перемещается, образуя аллохтонные граниты.

2. Образование гранитов в мантии.

а) плавление мантии, чисто мантийное происхождение.

б) погружение мощных пластов континента в мантию и их переваривание, переплавление. Именно эти продукты расплава являются гранитами.

3. Кроме того, существуют варианты образования гранитов, разработанные геохимическими методами.

Полезные ископаемые

На первом месте среди месторождений полезных ископаемых, связанных с гранитами, стоят месторождения Sn, W, Mo Дальнего Востока и Китая, Забайкалье (касситерит, вольфрамит).

Золоторудные месторождения связаны с кварц-золоторудными формациями, характерными для тихоокеанского вулканического пояса.

С медно-порфировой формацией связаны сульфидные месторождения меди и молибдена.

Платиноиды, в частности, радиоактивный Os, связаны с кислыми породами. Os образуется в результате распада Re.

Re  Os^III

Концентрации Os довольно значительны – до 1/10 г/т, а его стоимость достигает 60 $ за 1 мг.

Очень характерны свинцово-цинковые полиметаллические руды. С гранитами Казахстана связаны месторождения халькопирита, пирита, сфалерита.

Со щелочными гранитами связаны месторождения колумбита, касситерита, пирохлора в Казахстане и ряде других районов, крупнейшие месторождения редких (тяжёлых) земель, среди которых два минерала, встречающиеся особенно часто в большом количестве – фенакит (Be₄SiO₄) и бертрандит (Be₄Si₂O₇(OH)₂).

С гранитными пегматитами связаны крупные месторождения различных самоцветов, таких как бирюза, образующаяся в коре выветривания кислых горных пород, иризирующий санидин (лунный камень) и т.д.

Породы группы сиенита – трахита (средние породы щелочного ряда).

Введение.

Породы этого семейства относительно редки, они занимают не более 0,6% всей площади распространения магматических горных пород. По содержанию SiO₂ (52-65%) они являются средними породами, насыщенными кремнеземом. Из других элементов, значительного содержания достигают Al₂О₃ (12-18%), Na₂O + K₂O (10- 12%). В небольших количествах содержатся железо, кальций и магний. Наиболее распространенными породами среди сиенитов – трахитов являются их щелочные разновидности. Характерными особенностями состава которых является обязательное присутствие значительного количества КПШ, небольшое количество цветных минералов и почти полное отсутствие кварца и фельдшпатоидов.

Условия залегания и происхождение.

Трахиты и трахитовые порфиры залегают в виде мощных коротких потоков, куполов и даек, сопровождающихся туфами. Геологически трахиты связаны с базальтами и фонолитами

Наиболее крупные трахитовые массивы располагаются на островах Тихого, Индийского и Атлантического океанов. В Африканском грабене трахиты находятся в ассоциации с оливиновыми базальтами. Кроме того, трахиты имеются во Франции, Италии, Забайкалье и на Кавказе.

Эффузивные разновидности.

Трахиты и трахитовые порфиры. Трахиты это чаще всего порфировые породы с фенокристаллами полевого шпатов и небольшим количеством цветных минералов. Они имеют светло-серую окраску, трахитовые порфиры – бурую. Фенокристаллы в трахитах свежие, стеклянно прозрачные. В трахитовых порфирах – мутные, розовые, серые или буроватые.

Нормальные трахиты состоят из санидина, плагиоклаза (N=30-40), биотита, зеленой или бурой роговой обманки, диопсида. Биотит и роговая обманка нередко опацитизированные.

В щелочных трахитах плагиоклаз отсутствует, фемические минералы представлены щелочными пироксенами и амфиболами (эгирин, эгирин – авгит, арфведсонит, рибекит), иногда присутствует примесь фельдшпатоидов.

Главным минералом основной массы в любых трахитах является КПШ, образующий вытянутые микролиты, расположенные в виде потоков.

Структура трахитов, чаще всего трахитовая, но может быть и ортофировой, при которой зерна КПШ имеют изометрическую форму, иногда встречается и сферолитовая структура.

В основной массе нормальных трахитов, кроме КПШ, присутствует небольшое количество плагиоклаза, небольшие зерна пироксена, магнетита и апатита. В миндалинах встречаются кварц и тридимит.

В основной массе щелочных трахитов, помимо санидина, присутствуют зерна эгирина, щелочных амфиболов, которые образуют лапчатые выделения. В качестве незначительных примесей присутствует магнетит, апатит, иногда фельдшпатоиды.

Палеотипные разновидности трахитов отличаются от кайнотипных тем, что санидин в них превращен в агрегат вторичных минералов, который состоит из хлорита, актинолита, карбонатов, окислов железа и титана.

Трахибазальты. Трахибазальты являются аналогами монцонитов. Содержание щелочных полевых шпатов не превышает 5% от общего объема породы. Плагиоклаз представлен битовнитом или анортитом. Кроме того в трахибазальтах наблюдается повышенное содержание фемических минералов, таких, как оливин, титан – авгит, бурая роговая обманка, биотит.

Трахиандезиты. Трахиандезиты являются аналогами сиенит – диоритов. Плагиоклаз представлен лабрадором или андезином, причем он очень часто может быть зональным. Щелочные полевые шпаты присутствуют только в основной массе и нередко они скрытокристаллические.

Трахириолиты. Трахириолиты являются аналогами граносиенитов, в их состав входит некоторое количество кварца, но оно несколько меньше, чем в риолитах.

Кератофиры. Их основная масса, и порфировые выделения в кератофирах представлены альбитом, изредка присутствует хлоритизированный биотит, роговая обманка и диопсид-авгит. Из характерных акцессорных минералов можно отметить магнетит, титанит, апатит. Структура основной массы трахитовая. Из вторичных минералов наиболее характерны хлорит и кальцит.

Альбит в кератофирах имеет метасоматическое происхождение, развивается по КПШ и кислому плагиоклазу. Кератофиры приурочены, в основном, к морским отложениям.

Жильные разновидности.

Асхитовые жильные породы представлены нормальными и щелочными микро сиенитами и сиенит – порфирами (сельвебергиты).

Диасхитовые горные породы представлены лейкократовыми и меланократовыми разновидностями.

Лейкократовые диасхитовые породы представлены сиенит-аплитами, бостонитами и пегматитами.

Сиенит – аплиты. Мелкозернистые горные породы, состоящие, практически, из одних полевых шпатов.

В сиенит–аплитах, связанных с нормальными сиенитами полевые шпаты бывают двух видов:

1 КПШ

2 кислые плагиоклазы.

В щелочных сиенит – аплитах полевые шпаты только калий – натриевые.

Бостониты. Мелкозернистые горные породы, для которых очень характерна бостонитовая структура. КПШ образует тонкие удлиненные кристаллы с зазубренными контурами, у кристаллов нередко наблюдается ориентировка.

Сиенит – пегматиты. Крупно - и гигантозернистые горные породы, состоящие исключительно из щелочных полевых шпатов, кроме того присутствует незначительное количество биотита, эгирин – авгита, щелочного амфибола и редкоземельных элементов. Сиенит – пегматиты находятся, обычно, в тесной связи с массивами щелочных сиенитов.

К меланократовым диасхитовым породам относятся минетты и вогезиты.

Минетты. Мелкозернистые горные породы, иногда полнокристаллические, порфировые. В свежем состоянии черные, в выветренном – бурые. Порфировые выделения представлены биотитом.

К главным минералам этой горной породы относятся следующие: биотит, имеющий бурую окраску, он нередко зонален (с более светлым ядром), КПШ представлен ксеноморфными зернами. Из второстепенных минералов можно отметить следующие: плагиоклаз, роговая обманка, кварц, оливин.

Наиболее характерные акцессорные минералы – апатит, магнетит.

Вторичные минералы: хлорит, серицит, пелитовые частицы. В натровых минеттах к ним добавляются эгирин или эгирин – авгит.

Вогезиты. Главными минералами в вогезитах являются: зеленая или бурая роговая обманка (иногда авгит), из полевых шпатов преобладает КПШ, но присутствует и плагиоклаз. Характерные акцессории – апатит, магнетит, титанит.

Очень часто вогезиты сильно изменены. Характерной особенностью структуры вогезитов является идиоморфизм цветных минералов.

Минетты и вогезиты образуют дайки, но встречаются в виде шлиров в массивах нормальных сиенитов и гранитов.

Интрузивные разновидности.

Интрузивные породы, в основном, равномерно зернистые, порфировидные горные породы, светло – серого, розоватого или даже буроватого цвета.

Нормальные сиениты. В нормальных сиенитах КПШ представлен ортоклазом, микроклином или микроклин–пертитом, содержание которого колеблется от 50 до 70%. Плагиоклаза содержится не более 10 – 30% .Присутствует роговая обманка в количестве 10 – 20%, гораздо реже присутствует биотит или пироксены. Кварц либо полностью отсутствует или встречается как второстепенный минерал, либо в количестве не превышающем 5%.

Если кварца >5%, то сиенит называется кварцевым, а если >15%, то это граносиенит.

Из акцессорных минералов наиболее характерны титанит, магнетит, апатит.

Щелочные сиениты. Щелочные сиениты состоят, главным образом, из щелочного полевого шпата, содержание которого доходит до 85%, а также биотита, щелочного амфибола и пироксена в количестве 15 – 20%.

Второстепенные минералы могут быть представлены кварцем или нефелином. Из акцессорных минералов можно отметить титанит, циркон, апатит, магнетит.

Нордмаркиты – кварцевые щелочные сиениты.

Пуласкиты – щелочные сиениты с титанистым лепидомиланом, пироксенами, баркевикитом, арфведсонитом и эккерматитом. Кроме того может присутствовать примесь нефелина, содалита и реже нозиана.

Лауркивиты – состоят главным образом из иризирующих полевых шпатов (натрий – калиевые разности, проросшие олигоклазом).

Умптекиты – щелочные сиениты с присутствием арфведсонита и эгерина.

В некоторых разновидностях щелочных сиенитов полевые шпаты представлены альбитом. Крайне лейкократовой разновидностью таких пород являются альбититы. Возможно альбит в сиенитах является постмагматическим минералом.

Структура сиенитов гипидиоморфная, текстура трахитоидная. Полевые шпаты имеют таблитчатый облик и положительную ориентировку. Цветные минералы встречаются в сростках. Если присутствует кварц, он всегда ксеноморфен.

Монцониты (габбро – сиениты). В монцонитах количество плагиоклаза равно количеству КПШ (по 30 – 35%). Цветных минералов гораздо больше, чем в сиенитах, представлены они авгитом и роговой обманкой, биотитом и оливином.

Из акцессорных минералов следует отметить такие минералы, как титанит, апатит, магнетит.

Структура монцонитовая.

Сиенит–диориты. Среди полевых шпатов преобладает плагиоклаз, который обычно зональный, представленный андезином или олигоклазом. Кроме того присутствует роговая обманка.

Граносиениты. В граносиенитах количество кварца колеблется от 10 до 20%. Щелочные сиениты связаны постепенными переходами со щелочными гранитами, в которых наблюдается повышенное содержание кварца, и с нефелиновыми сиенитами, которые характеризуются повышенным содержанием нефелина.

Условия залегания и происхождение.

Нормальные сиениты слагают краевые части гранитных массивов, гораздо реже они образуют самостоятельные тела. Самые крупные сиенитовые массивы занимают площадь в 100 – 200 км.

Щелочные сиениты встречаются с щелочными гранитами и нефелиновыми сиенитами, но существуют и самостоятельные тела в форме лакколитов. Щелочные сиениты распространены на Украине, Кольском п-ове, в Казахстане, Средней Азии и Норвегии (район Осло).

Монцониты ассоциируют с габбро и щелочными габброидами (породы богатые калием). Переходы нормальных сиенитов в сиенит – диориты встречается почти в каждом массиве сиенитов.

Образование сиенитов могло происходить под воздействием процессов дифференциации и ассимиляции, как кислой, так и основной магмы. В одних случаях эти процессы могли происходить на месте становления интрузии, в других – на глубине (кверху поднималась жидкая сиенитовая магма, при кристаллизации которой формировались самостоятельные массивы).

Полезные ископаемые.

С зоной контакта сиенитового массива и известняков связаны месторождения медных и железных руд Урала. На месторождении Кирун, в Швеции внутри интрузива встречены магнетит – апатитовые руды.

С вулканогенными спилит–кератофировыми толщами связаны медно-колчеданные месторождения Урала и Кавказа.

С сиенит–порфирами северного Онтарио и Квебека связаны золото – рудные месторождения. В сиенит–пегматитах нередко находятся месторождения редкоземельных металлов.