МИКРОСКОПИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ САЛИЧЕСКИХ МИНЕРАЛОВ

Цель. Познакомить студентов с основными оптическими константами салических минералов и научить распознавать их по характерным диагностическим признакам. Данная работа направлена на формирование компетенции ПК-11 и ОК-9, т.е. подготовить студентов к выбору технических средств для решения общепрофессиональных задач и научиться осуществлять контроль за их применением, развить стремление к саморазвитию и повышению своей квалификации и мастерства. Также должна формироваться компетенция ОК-12 – готовность критически осмысливать накопленный опыт, изменять при необходимости профиль своей профессиональной деятельности.

Организационная форма занятия. Активная форма проведения занятия – разбор конкретных ситуаций, мастер-класс.

Указания по технике безопасности смотреть в приложении 1.

Методические рекомендации

Теоретическое обоснование. Минералы, включающие группы кварца, полевых шпатов, фельдшпатидов являются главнейшими породообразующими для многих разновидностей магматических горных пород. Их присутствие, либо количественное содержание, определяют (наряду с некоторыми ранее изученными фемическими минералами) основные геохимические особенности породы и ее положение в принятых классификациях.

Салические минералы характеризуются светлой окраской, под микроскопом они бесцветные и прозрачные. Различие их затруднено схожестью оптических свойств. Это обусловливает необходимость знания оптических констант и приобретения навыков микроскопического определения салических минералов.

Характеристика основных салических минералов.

Кварц (SiO₂). Сингония тригональная. По распространенности среди породообразующих минералов является вторым после полевых шпатов. Форма зерен в интрузивных породах постоянно неправильная. Ксеноморфность их связана с тем, что зерна кварца выделяются на заключительных стадиях магматической кристаллизации после основных своих предшественников – биотита, роговой обманки, кислых плагиоклазов, полевых шпатов, либо одновременно с полевыми шпатами. В эффузивах часто имеет скелетные очертания или форму дипирамидальных удлиненных призм. Двойники, видимые под микроскопом, исключительно редки.

Оптические свойства. В шлифе совершенно бесцветен. Показатели преломления составляют 1,544 – 1,553, шагреневой поверхности и рельефа нет. Двупреломление низкое (0,009), интерференционная окраска серая, белая первого порядка, в утолщенных шлифах – желтая первого порядка. Спайность отсутствует. Угасание неопределенное, облачное, волнистое. Прямое угасание устанавливается в тех редких случаях, когда зерна имеют идиоморфные очертания. В породах: испытавших динамометаморфизм, кварц приобретает облачное или мозаичное угасание. Срезы, перпендикулярные оптической оси, не действуют на поляризованный свет (изотропны) и дают ясную интерференционную фигуру – крест без изохроматических колец. Одноосный, положительный.

Кварц часто содержит многочисленные газовожидкие или твердые включения, расположенные беспорядочно или параллельными цепочками. Твердые включения представлены рутилом, апатитом, цирконом и другими акцессорными минералами.

Похожие минералы. Кварц в шлифах похож на плагиоклазы в срезах: где у последних не наблюдается двойникование. От ортоклаза отличается несколько большим преломлением и осностью, от нефелина оптическим знаком.

Происхождение. Кварц – типичный минерал кислых магматических пород и связанных с ними пегматитов. Обычен в метаморфических и осадочных породах.

Продукты замещения. Кварц – минерал исключительно стойкий и не изменяется даже тогда, когда породы подвергаются интенсивному метаморфизму. В исключительных случаях замещается альбитом или серицитом.

Нефелин – Na[AlSiO₄]. Группа фельдшпатидов (щелочных полевых шпатов). Сингония гексагональная. В шлифе образует неправильные зерна или зерна прямоугольного, квадратного или гексагонального сечений. Иногда имеет зональное строение. Бесцветный, прозрачный. Спайность несовершенная в двух направлениях. Показатели преломления составляют 1,529 – 1,547, рельеф и шагреневая поверхность отсутствуют. Двупреломление низкое (0,003 – 0,005). Иногда почти изотропный. Интерференционная окраска серая первого порядка. Погасание прямое. Одноосный, отрицательный.

Похожие минералы. Нефелин в шлифе походит на кварц, ортоклаз, апатит, альбит и др. От кварца отличается несколько меньшими показателями преломления и двупреломлением, а также оптическим знаком; от апатита – меньшим преломлением и отсутствием удлиненных призмочек; от альбита – осностью и отсутствием спайности.

Продукты замещения. Нефелин замещается различными минералами. Наиболее часто преобразуется в цеолиты волокнистого сложения, анальцим или содалит. Значительно реже замещается серицитом с одновременным образованием кальцита. Иногда по нефелину развивается каолинит, гранат, коллоидальное вещество.

Происхождение. Нефелин встречается только в щелочных обедненных кремнеземом магматических породах (нефелиновые сиениты, фонолиты, нефелиновые породы), а также сопутствующих им пегматитах. Никогда не встречается совместно с кварцем.

Микроклин – K[AlSi₃O₈]. Группа полевых шпатов. Подгруппа ортоклаза. Всегда содержит примесь альбита. Сингония тригональная. Обычен в виде неправильных зерен разных размеров. Крупные правильной формы кристаллы образует в порфировидных гранитах и пегматитах, где их образование связывают с процессами метасоматического замещения. Идиоморфные вкрапленники микроклина характерны для некоторых кислых эффузивов. Спайность в двух направлениях. Угол между направлениями спайности почти прямой (отличается на 20⁰). Показатели преломления 1,518 – 1,530. Рельеф и шагреневая поверхность отсутствуют. Двупреломление низкое (0,007), интерференционная окраска белая первого порядка. Угасание близкое к прямому (угол погасания в зависимости от среза изменяется от 5⁰ до 19⁰). Образует простые двойники, но шире распространены полисинтетические микродвойники в двух направлениях, так называемая микроклиновая решетка. Двуосный отрицательный угол оптических осей 2V = 60⁰-80⁰.

В скрещенных николях иногда видны срастания микроклина с альбитом в виде неправильно полосчатых включений. Такие прорастания именуют пертитом – в случае преобладания в них микроклина, либо антипертитом – при преобладании альбита. В микроклине часто содержатся включения: лейсты плагиоклаза, зерна кварца, чешуйки биотита, разнообразные акцессории – апатит, циркон, сфен и др. Включения альбита (пертит) охарактеризованы выше.

Похожие минералы. Если микроклин имеет решетчатое погасание – его определение однозначно. От альбита отличается меньшими показателями преломления и отрицательным знаком.

Происхождение. Микроклин является одним из главных породообразующих минералов в породах кислого и щелочного состава (гранитах, гранодиоритах, сиенитах и др.).

Продукты замещения. Чаще всего имеет место каолинизация, благодаря которой микроклин мутнеет. При альбитизации замещается альбитом. В отличие от плагиоклазов серицитизации не подвергается.

Ортоклаз – K[AlSi₃O₈]. Группа полевых шпатов. Подгруппа ортоклаза. Сингония моноклинная. Чаще всего форма зерен неправильная; кристаллы правильной формы могут встречаться в эффузивах кислого состава. Показатели преломления 1,518 – 1,535, рельеф и шагреневая поверхность отсутствуют. Спайность в двух направлениях, угол спайности 90⁰. Двупреломление низкое (0,006 – 0,007). Интерференционная окраска серая, белая первого порядка. Иногда образует простые двойники. Двуосный, отрицательный. Угол оптических осей колеблется от 30⁰ до 84⁰. В ортоклазе обычны многочисленные включения различных акцессорных минералов и плагиоклазов. Кварц может образовывать с ортоклазом закономерные (кристаллографически ориентированные) срастания (пегматит). Как и микроклин, ортоклаз содержит включения альбита (пертит). Нередко отмечаются многочисленные вторичные продукты, благодаря чему ортоклаз становится мутноватым.

Похожие минералы. В шлифе ортоклаз походит на альбит или олигоклаз в срезах, параллельных двойникованию. Отличается от альбита оптической отрицательностью, большим показателем преломления. От кварца отличается осностью, оптическим знаком, меньшим преломлением и наличием спайности. От нефелина – осностью, меньшим преломлением, формой зерен.

Происхождение. Ортоклаз широко развит, как один из главных породообразующих минералов, в гранитоидах, щелочных, средних и основных породах, как в интрузивной, так и эффузивной фациях.

Продукты замещения. Ортоклаз замещается каолинитом, приобретая при этом буроватую окраску. Изредка внутри зерен ортоклаза наблюдают эпидот и кальцит.

Плагиоклазы. Группа полевых шпатов. Подгруппа плагиоклазов. Образуют непрерывные ряды твердых растворов от чистого альбита (Na[AlSi₃O₈]) до чистого анортита (Ca[Al₂Si₂O₈]). Номенклатура этого ряда основывается на указании процентного содержания в плагиоклазе альбитовых (Ab) и анортитовых (An) молекул, например, Ab₂₅ An₇₅ или коротко An₇₅ (плагиоклаз номер 75).

По процентному содержанию анортитового компонента выделяются разновидности плагиоклазов, охарактеризованные в работе №3.

Большинство свойств этих минералов монотонно изменяется с изменением химического состава.

Все плагиоклазы кристаллизуются в триклинной сингонии. Форма кристаллов таблитчатая, слегка удлиненная. Степень идиоморфизма обычно несколько повышается у основных плагиоклазов. В шлифах плагиоклазы бесцветны, прозрачны. Показатели преломления изменяются у альбита – от 1,527 до 1,538, у анортита – от 1,577 до 1,590. Рельеф отсутствует у альбита и становится заметным у анортита. Шагреневая поверхность отсутствует. Спайность в одном или двух направлениях. Двупреломление низкое и составляет 0,01 – для альбита и 0,013 – для анортита. Интерференционная окраска серая, белая, иногда с желтоватым оттенком первого порядка. Углы угасания всегда косые, зависят от состава и увеличиваются от кислых плагиоклазов к основным.

Широко распространены полисинтетические двойники в виде чередующихся, погасающих попеременно, полос с четкими параллельными границами. Двуосные, положительные и отрицательные углы оптических осей близки к 90⁰. Состав плагиоклазов может быть определен в срезах с симметричным погасанием двойников относительно плоскости двойникования.

Плагиоклазы могут содержать мелкие зерна различных акцессорных минералов (апатит, циркон, магнетит, гранат и др.) и газово-жидкие включения в основных плагиоклазах. Кроме того, нередки амфиболы, авгит, оливин.

Похожие минералы. Полисинтетическое двойникование в совокупности с другими свойствами заметно выделяют плагиоклазы среди других минералов. В срезах, параллельных плоскостям двойникования и в неправильных зернах, плагиоклазы походят на кварц (отличаются наличием спайности и осностью) и на нефелин (отличаются осностью и косым погасанием).

Происхождение. Плагиоклазы являются породообразующей группой минералов в магматических горных породах. Сообразно подразделению на кислые, средние и основные они содержатся в магматических породах соответствующих химических классов. Это придает плагиоклазам важное классификационное значение и определяет необходимость установления их состава. Альбит присутствует в гидротермальных жилах. Альбит и олигоклаз широко распространены как вторичные минералы в породах, подвергающихся натровому метасоматозу, чаще всего в этом случае они развиваются по основным плагиоклазам [1].

Аппаратура, оборудование и материалы. Микроскопы, объективы и окуляры, компенсаторы, набор шлифов породообразующих минералов и горных пород.

Порядок выполнения работы

1. Просмотрите шлиф и выделите зерна салических и фемических минералов и определите их примерное процентное содержание.

Отличаются салические минералы по следующим признакам:

1.1. Зерна бесцветны, часто границы зерен при одном николе не различимы. Иногда зерна неравномерно окрашены в буроватый или сероватый цвет. Происходит это за счет появления на их поверхности мельчайших зерен вторичных минералов (гидроокисиды железа, глинистые минералы, слюда – серицит и др.);

1.2. Форма зерен в глубинных породах, как правило, неправильная. В излившихся породах порфировые вкрапленники, представленные салическими минералами, могут иметь геометрически правильную форму;

1.3. Показатели преломления салических минералов близки к показателям преломления канадского бальзама (N_к.б. = 1,537), в связи, с чем рельеф и шагреневая поверхность не выражены. Нередко за шагреневую поверхность принимают налеты вторичных минералов. В этом случае следует иметь в виду, что шагреневая поверхность наблюдается равномерно по всему зерну, а налеты – неравномерно;

1.4. Величина двупреломления (N_g – N_p) салических минералов низкая (0,005 – 0,013), интерференционные окраски серые и светло-серые первого порядка.

2. Определите примерное процентное содержание среди салических минералов полевых шпатов, кварца, нефелина;

2.1. Зерна геометрически правильной формы – чаще всего полевые шпаты, либо нефелин (последний имеет квадратное или шестиугольное сечение зерен);

2.2. Зерна неравномерно окрашены налетами вторичных минералов – полевые шпаты;

2.3. Зерна с совершенной спайностью, часто в двух направлениях с углом, близким к 90⁰ – полевые шпаты. Уточнить по погасанию – у полевых шпатов оно косое;

2.4. Зерна неправильной формы, без двойников, без следов вторичных минералов («чистые») следует подвергнуть изучению в коноскопии:

- одноосные положительные – кварц;

- одноосные отрицательные – нефелин;

- двуосные – полевые шпаты.

3. Выделите в составе полевых шпатов калиевые полевые шпаты (ортоклаз и микроклин), кислые, средние и основные плагиоклазы, учитывая, что:

3.1. Зерна с налетом вторичных минералов буроватой окраски – калиевые полевые шпаты. Различить ортоклаз это или микроклин можно лишь при более точных определениях на столике Е.С.Федорова, за исключением ясно выраженной в зерне микроклиновой решетки, однозначно определяющей микроклин;

3.2. Зерна с налетом вторичных минералов серого цвета – плагиоклазы; зерна с двойниками в виде параллельных полос или с зональным угасанием – плагиоклазы. Следует иметь в виду, что кислые плагиоклазы образуют более тонкие двойниковые полосы, чем основные; средние плагиоклазы чаще дают зерна с зональным погасанием;

3.3. Определите номер плагиоклаза по углу максимального симметричного угасания в разрезах, перпендикулярных (010) по методу Мишель-Леви.

Порядок определения:

- найдите зерна с двойниковым угасанием в виде четких параллельных полос с ясно выраженными двойниковыми швами;

- среди вышеописанных зерен найдите зерна с примерно симметричным угасанием относительно двойникового шва;

- один из двойниковых швов совместите с вертикальной нитью окуляра и возьмите первый отсчет по лимбу;

- поверните предметный столик в противоположную сторону до полного угасания одной из систем двойников и возьмите второй отсчет по лимбу.

По разности между первым и вторым отсчетами вычислите угол угасания этой системы двойников; поверните предметный столик в противоположную сторону до полного угасания второй системы двойников и возьмите третий отсчет. По разности между третьим и первым отсчетами вычислите угол угасания второй системы двойников; вычисленные углы угасания каждой из систем двойников не должны отличаться более чем на 5⁰. В противном случае нужно выбрать другое зерно с более подходящей для определения ориентировкой; вычислите средний угол угасания; по кривой зависимости между углами симметричного угасания систем двойников и составом плагиоклазов (работа № 4, рис. 14) определите номер плагиоклаза.

Если при этом средний угол угасания двойниковых систем составляет менее 20⁰, необходимо определить показатель преломления зерна по полоске Бекке. Если N зерна (показатель преломления изучаемого зерна – N₃) больше N_к.б. отсчет по кривой берите выше 0⁰, если же N зерна меньше N_к.б. – отсчет по кривой следует брать ниже 0⁰.

Содержание отчета, форма и правила оформления отчета о выполненной работе. В отчете следует привести цель работы, краткое теоретическое обоснование, описать основные оптические свойства салических минералов и, используя эти сведения, определить их наименование.

Описывая каждый минерал, обязательно обратить внимание на отличие его от других похожих минералов. Результаты работы представить в виде таблицы 2.

При защите работы студент должен иметь отчет о выполненной работе, уметь ответить на предложенные преподавателем вопросы и самостоятельно описать контрольный шлиф салического минерала.

Таблица 2. Характеристика салических минералов

Вопросы для защиты

1. С чем связана ксеноморфность зерен кварца?

2. В каких породах кварц имеет облачное погасание?

3. На какие минералы в шлифах похож кварц и как их различить?

4. В каких горных породах встречается нефелин?

5. Чем отличается нефелин от похожих на него минералов?

6. Какие минералы относятся к группе полевых шпатов? На какие подгруппы делится эта группа?

7. Как называются прорастания микроклина альбитом в случае преобладания в них микроклина? альбита?

8. Как называются закономерные (кристаллографически ориентированные) срастания кварца с ортоклазом?

9. Какие разновидности плагиоклазов выделяются по содержанию анортитового компонента?

10. Чем замещаются плагиоклазы при их разрушении?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7

Дата добавления: 2014-10-08; просмотров: 582; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!