Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер




29.05.2019


29.04.2019


25.04.2019


22.04.2019


11.02.2019


17.01.2019


29.12.2018


29.12.2018


04.12.2018


25.10.2018





Яндекс.Метрика
         » » Структура и текстура магматических пород

Структура и текстура магматических пород

09.12.2017

В зависимости от тех условий, при которых застывает магма, меняются форма и размеры выделяющихся минералов, а также расположение и распределение их в пространстве. Порода в результате этого приобретает то или иное строение, различное в ряде случаев в породах интрузивных и излившихся. Другими словами, строение пород зависит от условий залегания горных пород (в земной коре или на поверхности), от способа интрузии или эффузии (излияния) их и в то же время от химического состава магмы.

Во многих случаях различают два понятия, связанные со строением горных пород: структура и текстура. Милых таким: образом определяет эти два понятия.

Структура определяется:

1) степенью индивидуализации составных частей породы (например, стекло и кристалл) и их относительными количествами;

2) величиной составных частей, как абсолютной, так и относительной (структура зернистая, порфировая);

3) внешним видом составных частей — именно кристаллическими очертаниями, степенью идиоморфизма, а это связано с влиянием ранее выделившихся минералов на те, которые выделились позже, с процессами одновременной кристаллизации двух или белее минералов, с распадением твердых растворов;

4) изменением внешней формы кристалла до окончания кристаллизации жидкого раствора.

Текстура обусловлена:

1) взаимным расположением составных частей породы, что может быть связано в одних случаях с процессами кристаллизации, в других — с внешними влияниями (например, с действием горообразующих сил);

2) способ заполнения пространства в связи с темя явлениями, которые происходят в магме до окончания кристаллизации (например, выделение газов), пли же с процессами образованна трещин во время охлаждения (образование форм отдельности).

Можно различать далее макроструктуры, видимые простым глазом, и микроструктуры, различаемые только под микроскопом.

В "Описательной петрографии" Розенбуша (1934 г.) так различаются понятия о структуре и текстуре: под структурой объединяются все те взаимоотношения, которые связаны с формой и величиной составных частей; под текстурой понимается их пространственное расположение с большей или меньшей степенью выполнения пространства, следовательно способ построения горной породы.

Эти понятия не легко отделяются одно от другого, так как некоторые структуры частично обусловлены текстурой, некоторые текстуры связаны только с определенными типами структур.

Образование как структур, так и текстур тесно связано с теми процессами, которые происходят в магме во время ее остывания, с присутствием или удалением газов, вплавлением окружающих пород, уменьшением или увеличением давления и т. д.

Особенно характерны структуры, связанные со степенью кристалличности горной породы. Полнокристаллическая (эвкристаталлическая, голокристаллическая) структура получается при медленной кристаллизации, которой в особенности способствует присутствие в магме летучих веществ. Такого рода структура особенно характерна для глубинных пород; среди излившихся она наблюдается в основных породах, образованных пирогенными минералами. Некоторые из таких структур со взаимным прорастанием двух или более минералов, каждый кристалл которых обладает крупными размерами, особенно крупнозернисты (пегматитовая структура).

Когда кристаллизация происходит при очень неблагоприятных условиях, часть магмы может застыть в виде стекла. В таком случае структура получает название полукристаллической (гипокристаллической, гипогиалинов ой).

Криптокристаллическая (псевдовитрофировая) структура различима только под микроскопом по мелкоагрегатной поляризации.

При наименее благоприятных условиях кристаллизации (быстрое затвердевание высоко нагретой массы, отсутствие паров и газов) получается стекловатая (гиалиновая) структура.

Применяя количественный метод определения относительного содержания кристалла и стекла в породе, американские петрографы предложили следующую терминологию по числу отношения кристаллы/стекло: <7/1 — перкристаллическая, 7/11—5/3 — докристаллическая, 5/3—3/5 гиало-кристаллическая, 3/5—11/7 — догиалиновая, пергиалиновая структуры.

Так как стекло — малоустойчивый твердый раствор, оно постепенно раскристаллизовывается и получается вторичнокристаллическая структура.

В первые стадии кристаллизации в вулканическом стекле могут появиться различного рода мельчайшие образования, могущие слабо действовать на поляризованный свет, — так называемые кристаллиты. Кристаллиты можно рассматривать, как недоразвитые, эмбриональные кристаллы, часто правильно расположенные, но не обладающие правильными очертаниями, признаками граней и т. д. Среди них, в зависимости от их формы, различают: глобулиты (шарообразные), Маргариты (цепочки из глобулитов), лонгулиты (вытянутые в длину), белониты и спикулиты (иглообразные), трихиты (в виде загибающихся волосков), сколулиты (перьевидные), кумулиты (неправильной формы скопления глобулитов), глобо-сфериты (скопления глобулитов шарообразной формы) и т.д. Глобулиты достигают иногда всего 0,005 мм в поперечнике.

Мелкие кристаллики, обычно удлиненной формы, различимые только под микроскопом, были названы микролитами. Розенбуш предлагал называть так те микроскопически малые образования, минералогическая природа которых не может быть определена. В настоящее время говорят о микролитах полевых шпатов, роговых обманок, пироксенов и т. д. При дальнейшем развитии кристаллитов могут получаться скелеты, когда в кристалле остаются не выполненные внутренние, части. Такие скелетные кристаллы наблюдаются иногда у кварца, полевых шпатов, биотита, магнетита нозеана.

В связи с характером выделения и взаимным расположением кристаллитов стоят следующие структуры; сферолитовые с радиально-лучистым расположением микрокриталлов, образующих мелкие шарообразные участки; перлитовые, когда шарики образовались благодаря присутствию соответствующей формы скорлуповатых трещинок. Сферолиты образованы то только одним минералом (например, полевым шпатом), обычно с примесью стекла, то смесью радиально располагающихся волокон, принадлежащих кварцу и полевому шпату (микрофельзит), с переходами к микропегматитовым прорастаниям кварца и полевого шпата.

В тесной связи с условиями затвердевания магмы стоит разделение изверженных пород на породы с зернистой и породы с порфировой структурой.

Зернистая структура, особенно часто наблюдаемая в глубинных породах, характеризуется тем, что главные составные части породы обладают в общем одинаковыми размерами — нет отдельных индивидуумов, которые выделялись бы своей величиной среди остальной массы породы. В зависимости от условий кристаллизации получаются крупнозернистые, среднезернистые и, при менее благоприятных условиях, мелко-тонкозернистые структуры. Крупнозернистые структуры получаются нередко в тех случаях, когда кристаллизация магмы происходит в присутствии особенно большого количества минерализаторов.

Понятие о том, какие породы относить к крупнозернистым какие — к средне-, мелко- или тонкозернистым, не может считаться до настоящего времени установленным. Это видно из табл. 14.
Тонкозернистая структура переходит в плотную микрокристаллическую (афанитову видимую только под микроскопом. При особенно тонких размерах отдельных зернышек получается микроафанитовая или скрытокристаллическая структура, в частности фельзитовая.

Порядок кристаллизации минералов в зернистых породах определяется: а) по степени идиоморфизма минералов и б) по образованию включений одних минералов в другие.

В зависимости от ограничения кристаллов, различают минералы идиоморфные (автоморфные), т. е. обладающие формой, обусловленной внутренними свойствами самого минерала, часто с ровными плоскостями, и минералы аллотрио-морфные (ксеноморфные), фор на которых обусловлена исключительно очертаниями тех минералов, с которыми они соприкасаются. Кроме того, различают минералы гипидиоморфные, обладающие частью собственными очертаниями, частью же очертаниями, обусловленными формой соседних минералов.

При определении порядка кристаллизации большое значение имеет то, что очертания зерен минералов часто крайне неправильны и могут быть случаи, когда шлиф срезает ту часть зерна одного минерала, в которую входит выпуклая часть зерна соседнего минерала, образуя как бы включение в нем. Следует также иметь в виду, что не всегда степень идиоморфизма минералов говорит о порядке их выделения. Так, оливин, выделившийся одним из первых в виде хорошо образованных кристаллов, затем частично растворяется, вслед за ним кристаллизуется пироксен; зерна оливина более или менее округлые, пироксена резко идиоморфные, несмотря на более позднюю стадию его кристаллизации. В общем можно сказать, что минералы идиоморфные образовались ранее минералов аллотриоморфных, минералы, образующие включения, кристаллизовались ранее тех, которые их содержат.

Если порядок выделения минералов подчиняется правилу Розенбуша и в то же время в общем совпадает со схемой Боуэна, структура породы будет гранитовой или, если минералы обладают различной степенью идиоморфизма, гипидиоморфно-зернистой. Эта структура характерна вообще для многих более кислых глубинных пород, как граниты, сиениты, диориты. Если структура тонкозерниста, она носит название микрогранитовой. К гранитовой структуре примыкает монцонитовая структура, при которой плагиоклаз часто образует включения в калиевом полевом пшате и обладает по отношению к нему резко выраженным идиоморфизмом.

Аплитовой или панидиоморфно-зернистой структурой называется такая структура, когда главные минералы обладают в общем одинаковой степенью идиоморфизма. Для пегматитовой структуры характерно то, что при скрещенных николях наблюдается одновременное угасайте целых групп зерен кварца, часто как бы угловатых, прорастающих калиевый полевой шпат. Это указывает, что отдельные зерна кварца принадлежат одному сравнительно крупному скелетному индивидууму. Если эта структура видна только под микроскопом, она носит название микропегматитовой пли гранофировой.

Пегматитовые и микропегматитовые структуры могут получаться при взаимном прорастании эвтектического характера также и других минералов, например нефелина и полевого шпата, кварца и биотита. При особенно тонких червевидных прорастаниях кварцем плагиоклаза получаются структуры, которые Седоргольм назвал мирмекитами; они образуются на последних стадиях кристаллизации горных пород.

В более основных породах наблюдаются отступления от обычного порядка кристаллизации, что связано, как мы видели, с условиями равновесия и относительным содержанием в магме тех или иных компонентов. Нередко основные плагиоклазы кристаллизуются раньше, чем пироксены. В результате получается офитовая (диабазовая, долеритовая) структура, при которой идиоморфный таблитчатый плагиоклаз располагается среди крупных аллотриоморфных выделений пироксена. Различают, с другой стороны, габбровую структуру, при которой степень идиоморфизма полевых шпатов и темных минералов в общем одинакова (одновременная кристаллизация).

Порфировидная структура отличается тем, что в мелко-или среднезернистой массе располагаются крупные кристаллы (вкрапленники).

Когда величина отдельных кристаллов главных минералов в зернистой массе одинакова или почти одинакова, структура называется равномернозернисто и.

Порфировая структура характеризуется тем, что в тонкозернистой, плотной или стекловатой основной массе присутствуют в большем или меньшем количестве вкрапленники— более крупные кристаллы различных минералов (фенокристы) или порфировые выделения.

Если вкрапленники видны только под микроскопом (микро-фенокристы), структура носит название микрофировой.

В зависимости от относительных количеств микролитов и стекла в основной массе различают структуры мейовитрофировую (преобладание микролитов) и плейовитрофировую (преобладает стекло).

Порфировая структура во многих случаях объясняется тем, что во время охлаждения магмы происходят изменения в окружающих ее условиях. Сперва магма охлаждается на более или менее значительной глубине при особенно благоприятных условиях; в ней начинают выделяться кристаллы различных минералов, которые и достигают той или иной величины. Затем магма извергается, и затвердевание ее происходит уже при совершенно иных условиях: она быстро охлаждается, вследствие уменьшения давления из нее удаляются минерализаторы. В результате остаток еще не затвердевшей магмы застывает в тонкозернистую до плотной или стекловатую массу.

Так как при извержении магмы одновременно удаляются из нее минерализаторы, условия растворимости минералов в магме также изменяются. Некоторые из ранее образовавшихся минералов могут снова раствориться либо вполне, либо отчасти; происходит полная или частичная резорбция. Так иногда кварц, который начал уже выделяться в более глубоких горизонтах, в период извержения магмы начинает растворяться, магма проникает внутрь его кристаллов и разъедает их.

В связи о изменениями условий кристаллизации, вокруг зерен ранее выделившихся кристаллов, например биотита, амфиболов и др., образуются черные каймы из магнетита, называемые опацитовыми, обусловленные разложением этих частей кристалла при оплавлении. В результате реакций между кристаллами и магмой образуются также друзитовые (венечные) оболочки; например, зерна оливина окружаются оболочками замещающего его пироксена, вокруг пироксена появляются каймы амфибола. Минералы, образовавшиеся за счет резорбции в последнюю стадию кристаллизации магмы, Седергольм (1916 г.) назвал синантектическими, а структуру — синантектической. Эта структура иначе называется гиперитовой, когда вокруг оливина образуются радиально-лучистые оболочки из амфибола (в местах соприкосновения оливина с плагиоклазом

В зависимости от степени кристаллизации основной массы различают структуру полнокристаллически-порфировую, полукристаллически-порфировую (если в основной массе присутствует стекло) и стекловато-порфировую (витропорфировую или витрофировую), если основная масса не успела кристаллизоваться. Следует иметь в виду, что в некоторых случаях полнокристаллическая основная масса получается после перекристаллизации стекла (вторичнокристаллическая основная масса). Полукристаллически-порфировая структура может быть интерсертальной, если преобладают кристаллические индивидуумы и стекло выполняет лишь остающиеся промежутки. Интерсертальная структура по существу сходна с офитовой пли диабазовой, отличаясь тем, что материал, выполняющий промежутки между кристаллами или кристалликами плагиоклаза, принадлежит не авгиту, а другим минералам, в том числе и стеклам; следовательно, структура эта гипокристаллическая. Пилотакситовая структура (текстура) характеризуется тем, что основная масса состоит главным образом из лейст плагиоклаза, обычно без двойникового сложения. Когда основная масса состоит главным образом из микролитов полевых шпатов (санидина), образующих флюидальные потоки (стекло может и отсутствовать), структура несит название трахитовой. Микролиты санидина располагаются более или менее параллельно друг к другу и как бы обтекают более крупные кристаллы и вкрапленники, присутствующие в породе, подобно бревнам, передвигающимся но течению реки. Если микролиты нолевого пшата располагаются в полном беспорядке, получается микролитовая структура. Структура называется андезитовой, когда основная масса состоит из микролитов, преимущественно полевого шпата, в виде как бы войлока, и зернышек других минералов, промежутки между которыми заполнены стеклом.

Своеобразный характер носит сидеронитовая структура, наблюдаемая в некоторых пироксенитах: рудный минерал образует как бы сетку, в которой пустоты выполнены пироксеном. Это напоминает структуру, которая наблюдается в метеоритах (палласитах).

Среди структур, обусловленных расположением минералов внутри породы, различают структуры флюидальные и шаровые. Первые получаются, когда составные части породы располагаются как бы в виде потоков, соответственно течениям, существовавшим внутри магм во время ее остывания. Вторые могут быть нескольких родов. Иногда встречаются граниты, диориты и другие магматические породы, состоящие из шаров, в которых отдельные скорлупы имеют неодинаковое сложение; в других случаях (например, турмалин в некоторых гранитах) составные части шаров располагаются радиально-лучисто.

Степень выполнения пространства минералами обусловливает, в свою очередь, определенные структуры (текстуры) магматических пород, именно компактные и пористые.

К числу пористых текстур относится также пемзовая текстура, характерная для пузырчатых пемз и туфовых лав; она образовалась благодаря энергичному вспениванию лавы при ее излиянии.

Размеры пор могут быть различны, как и относительная толщина стенок между ними: от крупных с толстыми стенками у шлаков до мельчайших с тончайшими стенками у пемз.

Если пустоты заполняются вторичными минералами, получается миндалевидная или мандельштейновая текстура.

В том случае, когда пустоты, образовавшиеся при кристаллизации магмы, например гранитной, невелики и в них вдаются мелкие кристаллы минералов, входящих в состав породы, получается м и а р о л и т о в а я текстура.

Первичные деформации в породе, происходящие во время ее кристаллизации, носят название протокристаллических текстур; Вейншенк выделил их под названием пьезокристаллических структур.

При образовании того или иного рода структур и текстур имеет большое значение переохлаждение застывающей магмы.

Насколько важное значение при кристаллизации магм имеют минерализаторы, доказано экспериментальными работами преимущественно французских минералогов: Добре, Фуке и др. Ряд минералов, как например, кварц, ортоклаз, мусковит, амфиболы, нельзя получить при отсутствии минерализаторов, к которым относятся хлористые и фтористые щелочи, вольфраматы, углекислые щелочи, водяные пары, углекислота и др. Основная роль минерализатора сводится к следующему:

1. Вещество минерализатора входит в состав самого минерала. Так, корунд получается при взаимодействии AlF3 и Н2O или B2О3: Дельтер получил литиевую слюду, сплавляя андалузит, BiF4, KF и AlF3 с небольшим количеством LiOH; апатит Ca5(PO4)4Cl кристаллизуется из сплава фосфата и поваренной соли.

2. Минерализатор по отношению к образующемуся минералу играет роль растворителя. Так, оливин кристаллизуется при сплавлении SiO2 и 2MgO в присутствии хлористого магния,

3. Минерализатор играет роль в промежуточной реакции, по окончании которой снова выделяется. Так, аморфный глинозем под действием плавиковой кислоты и водяного пара переходит в кристаллический корунд; аморфная SnO2 в присутствии тех же минерализаторов переходит в кристаллический оловянный камень. Формулы реакций следующие:

для корунда

Al2O3 + 6HF = Al2F6 + 3Н2О = 6HF + Al2O3;

для оловянного камня

SnO2+ 4НF = SnF4 + 2Н3О = 4НF + SnO2.

Роль летучих веществ при образовании минералов ясно видан из состава минералов, присутствующих в метаморфизованных известняках Монте-Сонмы:
С летучими веществами связаны также другие минералы: турмалин (В, F), датолит (В), аксинит (В), топаз (F, ОН), шеелит (W), титанит (Ti), перовскит (Ti), щелочные амфиболы (F, ОН), слюды (F, ОН), амфиболы (ОН) и т. д.

Катакластические структуры (текстуры) обусловлены тем, что после кристаллизации горная порода подвергается действию горообразующих сил, если она находится на сравнительно небольшой глубине. Кварц в таком случае приобретает сперва волнистое угасание: различные части зерен угасают не одновременно и при вращении столика микроскопа угасание проходит через зерно как бы в виде волны. При более сально выраженном механическом воздействии зерно кварца распадается на ряд зерен, отделенных друг от друга частью резко, частью не особенно резко, и угасающих не одновременно ила не вполне одновременно. Наконец, все зерно или часть его распадается на особо мелкие зерна, в общем изометричные. Получается торцовая структура, напоминающая по своему виду булыжную мостовую. Точно так же изгибаются плагиоклазы; двойниковые полоски в них ломаются и смещаются одни по отношению к другим. Затем полевые шпаты превращаются в более или менее мелкозернистый агрегат. Также могут превратиться в такие же агрегаты листочки слюд, сперва изогнутые, иногда довольно сильно. Если все минералы преобразуются в тонкозернистый агрегат, структура носит название милонитовой. В конечном результате может получиться структура, про которой отдельные минералы почти неразличимы и порода напоминает глинистый сланец с довольно резко выраженной сланцеватой структурой. Структура особенно тонко распыленной породы носит название улътрамилонитовои.

Пседопорфировой обычно называют структуру, которая кажется порфировой, хотя на деле имеется только одна генерация минералов. Тот же термин применяется для обозначения вторичной (катакластической) структуры, когда отдельные более крупные зерна имеют вид вкрапленников в мелко дробленой основной массе породы.