МИКРОСКОПИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ СТРУКТУР МАГМАТИЧЕСКИХ ПОРОД

Цель. Ознакомить студентов с основными типами структур, которые являются показателями условий кристаллизации магмы. Научить студентов правильно определять структуры пород в шлифе.

В указаниях приводятся основные сведения о структурах магматических пород и приводятся их оптические характеристики, которые помогают правильно определить структуру пород. 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-11 – осознание социальной значимости своей будущей профессии, высокой мотивации к выполнению профессиональной деятельности.

Организационная форма занятия. Интерактивная форма проведения занятия – презентация.

Указания по технике безопасности смотреть в приложении 1.

Методические рекомендации

Теоретическое обоснование. Наряду с химическим и минералогическим составом структура являются важнейшими диагностическими и классификационными признаками, определяющими горные породы.

На структуру пород влияют:

1. Генезис горных пород, т.е. термодинамические условия, при которых они сформировались.

Так, неполнокристаллические или стекловатые породы формируются при быстром охлаждении (либо при излиянии магмы на поверхность, либо на контакте с вмещающими породами).

Полнокристаллические – при медленном остывании в абиссальных и гипабиccальных условиях, т.е. в условиях больших и умеренных глубин, реже в центральных частях мощных лавовых потоков или покровов.

2. Химический состав магматического расплава.

Кислые расплавы, богатые кремнеземом SiO₂ более вязкие, кристаллизуются труднее. Застывают на поверхности в виде обсидианов, а основные, возникающие в сходных условиях, содержат многочисленные включения кристаллов и именуются долеритами.

3. Наличие летучих компонентов, которые способствуют подвижности магм и образованию крупнокристаллических, даже гигантокристаллических структур.

Изменение давления летучих компонентов вызывает изменение порядка кристаллизации многих минералов.

Структура пород определяется:

1) степенью кристалличности;

2) абсолютными размерами кристаллов;

3) относительными размерами кристаллов;

4) формой кристаллов и степенью их идиоморфизма.

Магматические породы состоят из кристаллических зерен, вулканического стекла или того и другого вместе.

В природных стеклах имеется огромное количество мельчайших частиц – это так называемые кристаллиты. Размеры их настолько малы (менее 0,005 мм), что они не действуют на поляризованный свет, а, следовательно, их минералогический состав не поддается определению.

Несколько более крупные кристаллические образования (0,005 – 0,01 мм), у которых под микроскопом легко определяется форма, а при больших увеличениях и минералогический состав, называются микролитами (лейстами). Формируются они при быстром остывании лав и представляют их характерные включения. Форма микролитов может быть брусковидной, игольчатой (полевой шпат, эгирин), квадратной, шести-, восьмиугольной (лейцит, нефелин) и др.

Кристаллизация изливающейся на поверхность магмы нередко начинается еще в магматическом бассейне и продолжается в процессе ее движения к поверхности, т.е. в условиях, соответствующих обстановке начала кристаллизации интрузивных тел. Возникающие при этом кристаллы сохраняются в излившейся и застывшей в виде стекла массе, образуя так называемые порфировые вкрапления. Очень часто они имеют правильную кристаллографическую огранку и достигают значительных размеров (от нескольких миллиметров до сантиметра и более).

Та часть породы, которая вмещает вкрапленники, называется основной массой и состоит, как отмечалось выше, из вулканического стекла, микролитов и кристаллитов.

Вулканическое стекло образуется в условиях быстрого остывания магматического расплава и находится в метастабильном (неустойчивом) состоянии. С течением времени наблюдается тенденция к его кристаллизации. Этот процесс называется расстеклованием или девитрофикацией и приводит обычно к образованию кристаллов волокнистого вида. Он ускоряется под влиянием повышения температуры, давления и под действием растворов.

Аппаратура, оборудование и материалы. Микроскопы, объективы и окуляры, центрировочные ключи, компенсаторы, набор шлифов магматических пород.

Порядок выполнения работы

1. Определите степень кристалличности пород и дайте название структуры по степени кристалличности, учитывая, что по степени кристалличности выделяют:

1.1 Структуры полнокристаллические (голокристаллические), характеризующиеся тем, что породы полностью представлены кристаллическими зернами тех или иных минералов. Вулканическое стекло отсутствует (рис. 15).

1.2 Структуры неполнокристаллические (гипокристаллические, гипогиалиновые), для которых характерно наличие и кристаллических зерен, и аморфного некристаллического стекловатого вещества (вулканического стекла). Соотношение между ними примерно равное (рис. 16). Следует напомнить, что вулканическое стекло легко распознается по погасанию при скрещенных николях.

1.3 Структуры стекловатые (гиалиновые). Характерная особенность этих структур заключается в том, что они либо полностью состоят из вулканического стекла, либо оно в породе преобладает. Кристаллических зерен содержится немного (рис. 17).

Для породы с полнокристаллической структурой определите размеры зерен и дайте классификацию структуры по абсолютным и относительным размерам зерен, пользуясь нижеприведенными принципами разделения:

- крупнозернистая – основная масса зерен имеет размер более 5 мм;

- среднезернистая – основная масса зерен имеет размер от 5 до 1 мм;

- мелкозернистая – основная масса зерен имеет размер от 1 до 0,1 мм;

- тонкозернистая (микрозернистая, афанитовая) – основная масса зерен имеет размер менее 0,1 мм.

Зерна простым глазом неразличимы и видны только под микроскопом.

1.4 По относительным размерам зерен выделяются структуры:

- равнозернистая – в породе преобладают зерна примерно одинакового размера;

- неравнозернистая – зерна породы имеют неодинаковые размеры;

- порфировидная – основная масса породы полнокристаллическая, мелко- или среднезернистая, в ней имеются отдельные включения более крупных зерен.

2 Определите форму зерен и степень идиоморфизма фемических и салических минералов.

Этот признак является одним из важнейших, т.к. форма зависит от особенностей внутреннего строения минералов, последовательности их кристаллизации, кристаллизационной способности, физико-химических свойств расплава. Минералы, имеющие хорошо выраженные кристаллографические очертания, называют идиоморфными; частично ограненные – гипидиоморфными, а минералы, очертания которых имеют неправильную форму – ксеноморфными или аллотриоморфными.

При определении степени идиоморфизма обязательно укажите, какие минералы имеют более высокую степень идиоморфизма.

3 . По результатам определения степени идиоморфизма минералов (салических и фемических) дайте название структуры породы, пользуясь нижеследующими указаниями:

3.1 Если все зерна минералов имеют идиоморфные или почти идиоморфные очертания, то структура называется панидиоморфнозернистой (рис. 18). Она характерна для мономинеральных пород (оливинитов, пироксенитов) и свидетельствует об одновременной кристаллизации.

3.2 Если в шлифе отмечается четко выраженный идиоморфизм цветных минералов и плагиоклазов по отношению к кварцу и калиевому полевому шпату (рис. 19), то структуру следует назвать гранитовой (гипидиоморфнозернистой). Она показательна для гранитов, сиенитов, диоритов.

При изучении гранитовой структуры четко зафиксируйте характерное снижение степени идиоморфизма зерен в ряду: железомагнезиальные силикаты – плагиоклазы – калиевые полевые шпаты – кварц.

3.3 Если в шлифе наблюдаются более или менее изометричные зерна полевых шпатов и кварца, обладающие одинаковой степенью идиоморфизма относительно друг друга, то структура называется аплитовой. В противоположность гранитовой структуре кварц не ксеноморфен по отношению к полевым шпатам – это является характерным для аплитовой структуры.

3.4 Если для породы показательна одинаковая степень идиоморфизма зерен плагиоклазов (светлые минералы) и темноцветных минералов (пироксены), которые имеют сравнительно изометрическую форму, то структура называется габбровой. Она характерна для габбро и диабаза (рис. 20).

3.5 Если в отличие от габбровой структуры в породе отмечается четкий идиоморфизм плагиоклазов по отношению к фемическим минералам, то структура называется офитовой (диабазовой, долеритовой) (рис. 21).

В шлифе наблюдаются длиннопризматические беспорядочно расположенные зерна плагиоклазов, угловатые промежутки между которыми заполнены ксеноморфными зернами пироксена, оливина и мелкими зернами рудных минералов.

3.6 Если в шлифе наблюдается закономерное прорастание зерен полевого шпата одинаково ориентированными (одновременное угасание) зернами кварца, то структура называется пегматитовой (рис. 22).

3.7 Если при изучении структуры породы можно выделить в ней характерные включения разнообразно ориентированных (неодновременное угасание) мелких зерен одних минералов (плагиоклазов, оливина) в более крупные зерна других (пироксенов, роговой обманки), то структуру следует называть пойкилитовой (рис. 23).

4. Для пород с неполнокристаллической структурой:

4.1 Установите наличие порфировых вкраплений среди микрозернистой или стекловатой массы и дайте название структуры:

- порфировая – если таковые обнаруживаются (рис. 24);

- афировая – если вкрапленников нет (рис. 25).

4.2 Дальнейшее подразделение вышеназванных структур произведите по строению основной массы.

Основная масса может иметь микролитовую структуру (в вулканическом стекле отмечаются в различных количествах микролиты) (рис. 26) и скрытокристаллическую структуру (микролиты отсутствуют) (рис. 27).

Для пород, имеющих микролитовую структуру, определите количественное соотношение в шлифе между микролитами и стеклом, характер расположения микролитов (беспорядочное, субпараллельное) и форму микролитов.

4 По перечисленным выше признакам дайте название структуры, принимая во внимание нижеследующее:

4.1 Если основная масса породы представлена главным образом беспорядочно ориентированными удлиненными микролитами плагиоклаза, характерные угловатые промежутки между которыми заполнены стекловатой массой (стекла мало), железо-магнезиальными силикатами и в небольшом количестве рудными минералами, то структуру следует назвать интерсертальной (рис. 28). Она характерна для базальтов.

4.2 Если в основной массе породы наблюдаются удлиненные микролиты полевых шпатов, плотно прилегающие друг к другу и расположенные субрапаллельно наподобие сплавляемого по реке леса), вулканического стекла мало, то структура называется трахитовой (рис. 29). Она характерна для трахитов, реже андезитов.

4.3 Если основная масса породы представлена вулканическим стеклом (что отличает ее от вышеописанных пород), в которую погружены опутанно-волокнистые тонкие удлиненные микролиты плагиоклаза и микроскопические зерна других минералов, то структуру называют андезитовой (рис. 26). Она характерна для андезитов, но встречается и в трахитах.

4.4 Если в основной стекловатой массе отмечено наличие микролитов нефелина с квадратными и шестиугольными сечениями, и незначительное количество микролитов темноцветных минералов, то структура называется фонолитовой. Она встречается исключительно в нефелиновых лавах.

5 Для пород, имеющих скрытокристаллическую (криптокристал- лическую) структуру, определите характерные особенности и дайте название структуры, основываясь на нижеследующем.

5.1 Порода состоит в основном из сферолитов – округлых образований, имеющих волокнистое радиально-лучистое строение, структура сферолитовая (рис. 30). Вулканическое стекло может присутствовать в различных количествах.

5.2 Порода состоит из мельчайших кристаллических образований, обычно не распознаваемых под микроскопом, но агрегаты их действуют на поляризованный свет, благодаря чему при скрещенных николях порода имеет серый цвет, структура фельзитовая (рис. 27). Часто скрытокристаллическое вещество (микрофельзит), имеющее вид мельчайших точек, группируется в более или менее округлые образования, что придает породе в шлифе пятнистый вид.

6 Для пород, имеющих стекловатую структуру, установить характерные особенности стекловатой массы (трещины, потоки и т.д.) и дать наименование структуры, основываясь на следующем:

6.1 порода полностью (или почти полностью) состоит из вулканического стекла с характерными округлыми трещинами сжатия (рис. 31), вследствие чего стекло распадается на мелкие шарообразные тельца – перлы – структура перлитовая;

6.2 порода состоит в основном или полностью из вулканического стекла, имеющего вид потоков, струек – структура флюидальная. Кристаллических зерен мало или они совсем отсутствуют;

6.3 порода почти полностью состоит из однородной массы вулканического стекла – структура витрофировая (рис. 17).

Приступая к выполнению работы по изложенной выше методике изучите основные теоретические положения, изложенные в данном методическом указании; ознакомьтесь с порядком изучения структур магматических пород и придерживайтесь при изучении структур предложенной последовательности; в процессе проработки методического указания внимательно изучайте рисунки, отмечая характерные особенности данной структуры, позволяющие отличить ее от других похожих структур. Затем приступайте к описанию шлифа.

Опишите текстуры магматических пород, пользуясь сведениями, изложенными в теоретической части указаний.

Содержание отчета, форма и правила оформления отчета о выполненной работе. В отчете необходимо указать цель работы и привести краткое теоретическое обоснование изучаемых вопросов. Затем, пользуясь указаниями и соблюдая последовательность описания структур, дать подробное (по схеме) описание структур полнокристаллических, неполнокристаллических и стекловатых пород.

Результаты выполненной работы привести в виде таблиц 5 и 6.

Таблица 5.Описание полнокристаллических структур

Таблица 6. Описание неполнокристаллических и стекловатых структур

При защите работы студент должен представить отчет, ответить на вопросы и самостоятельно определить структуру породы в шлифе под микроскопом.

Вопросы для защиты

1. Что такое структура пород?

2. Какие факторы влияют на структуру пород?

3. Что такое микролиты, кристаллиты?

4. Составные части магматических горных пород?

5. Как подразделяются структуры по степени кристалличности?

6. Что такое степень идиоморфизма?

7. Чем отличаются габбровая и диабазовая структуры? Гранитовая и аплитовая? Андезитовая, трахитовая?

8. Перечислите неполнокристаллические структуры.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 9

Дата добавления: 2014-10-08; просмотров: 1139; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!