Петрографический состав земной коры — горные породы

Многие минералы, возникая в разных геологических условиях, образуют ассоциации, называемые горными породами. Наука, изучающая горные породы, называется петрографией. Горные породы слагают литосферу — каменную оболочку Земли, состоящую из земной коры и верхней части верхней мантии. К горным породам относятся также осадки современных рек, озер, морей и океанов. В зависимости от условий образования выделяют три типа горных пород: магматические, осадочные и метаморфические. Каждый из этих типов характеризуется определенным минеральным составом и строением. Под строением понимается структура и текстура породы. Структурой называется особенность горной породы, выраженная ее составными частями (зернами, кристаллами), их формой, размером и степенью кристалличности. Текстурой называется особенность горной породы, выраженная характером распределения составных частей (минеральных агрегатов), их ориентировкой и плотностью.

Магматические горные породы

Магматические горные породы образуются в результате кристаллизации магмы. Магма — это силикатный расплав-раствор с температурой выше 900 °C, насыщенный летучими компонентами (газами и гидротермами). По условиям кристаллизации магматические горные породы подразделяются на два типа: интрузивные и эффузивные. Интрузивные породы образуются в недрах земной коры в ходе длительной кристаллизации и характеризуются полнокристаллической структурой. Эффузивные породы образуются при излиянии магмы на земную поверхность и очень быстром ее застывании. Этим породам свойственны скрытокристаллическая-стекловатая и порфировая структуры. Кроме того, образуются дайковые и жильные породы. Текстура магматических пород в подавляющем большинстве случаев массивная. В составе магматических пород различают главные, второстепенные, акцессорные и вторичные минералы. Определяющими состав пород являются первые из них.

Минералы, составляющие магматические породы, разделяются на следующие группы. Главные — минералы, преобладающие в составе породы и влияющие на ее название. Второстепенные — минералы из числа главных, но в конкретной породе находящиеся в подчиненном количестве и не влияющие на название породы. Вторичные минералы замещают главные. Акцессорные минералы — это рудные, не превышающие 2% в составе породы.

По содержанию кремнезема (Si0₂) магматические породы подразделяются на ультраосновные, основные, средние и кислые; по сумме щелочей (Na₂0 + К₂0) — на низкощелочные, субщелочные и щелочные [16].

Ультраосновные породы, низкощелочные. Ультраосновные породы (ультрабазиты) содержат низкое количество Si0₂, в пределах 40—44%.

Характеризуются высоким содержанием MgO (10—50%), FeO + + Fe₂0₃ (до 10%) и низким А1₂0₃ (до 12%), К₂0 + Na₂0 (до 1%).

Главными породообразующими минералами ультраосновных пород являются минералы фемические: оливин и пироксен. Минералы салические (плагиоклаз, калишпат и кварц) практически не встречаются. Лишь в некоторых случаях вместе с пироксеном развивается амфибол (роговая обманка) и очень редко встречаются биотит и плагиоклаз.

Распространение ультраосновных пород невелико, в пределах 0,4% от общего количества всех магматических пород. Наибольшее развитие имеют интрузивные глубинные породы, редко встречаются эффузивные и в единичных случаях описаны жильные породы. Внешне ультраосновные породы темные — меланократовые.

Дуниты — интрузивные породы темно-зеленого и черного цветов, структура мелкои среднезернистая, текстура массивная. Порода сложена оливином в количестве более 90%. В качестве второстепенного минерала присутствует пироксен (менее 10%), акцессорными являются хромит и магнетит.

Перидотиты — интрузивные породы черные, зеленовато-черные, разнозернистые, текстура массивная, реже полосчатая и пятнистая. Минеральный состав: оливин — 30—70%, пироксен — 30—70%, рудный — магнетит, хромит, ильменит. В породах часто наблюдаются вторичные изменения минералов: по оливину развивается серпентин, по пироксену — амфибол (роговая обманка) и хлорит.

Пироксениты — интрузивные породы черного цвета, структура среднеи крупнозернистая, текстура массивная. Главным минералом является пироксен, слагающий более 90% породы, второстепенный — оливин (менее 10%). Рудные минералы — хромит и магнетит.

Пикриты — эффузивные зелено-черные и черные породы порфировидные, массивные. Сложены стекловатой и микрокристаллической основной массой, в которой видны вкрапленники оливина и пироксена. Акцессорные минералы представлены апатитом и магнетитом.

Кимберлиты — эффузивные породы, по составу идентичны пикритам, отличаются от них брекчиевой структурой и присутствием во вкрапленниках, помимо оливина и пироксена, таких минералов как флогопит, гранат, ильменит, апатит. Основная масса, как правило, изменена в серпентин-карбонатный агрегат. Некоторые кимберлиты в качестве акцессорного минерала содержат алмаз.

Основные породы, низкощелочные. Основные породы (базиты) считаются наиболее распространенными среди магматических пород, составляют 15%, количество Si0₂ в них составляет 44—53%. Они содержат повышенное количество MgO (до 9%), СаО (до 12%), FeO + + Fe₂0₃ (до 12%) и низкое К₂0 + Na₂0 (до 3,5%). Главными минералами являются пироксен и плагиоклаз. В качестве второстепенных выступают оливин, амфибол (роговая обманка) и биотит, в акцессорных встречаются апатит, магнетит, хромит.

зо.

Габбро — интрузивные, глубинные, черно-белые до черных породы, среднеи крупнозернистые, массивные, состоят из основного плагиоклаза и пироксена примерно в равном количестве; преобладание в породе пироксена делает ее более темной — меланократовой, при преобладании плагиоклаза она становится светлой — лейкократовой, нередко в составе габбро в качестве второстепенных минералов участвуют оливин (оливиновое габбро) и амфибол.

Плагиоклазиты — интрузивные, глубинные, серые и темно-серые породы, состоящие практически из одного минерала — плагиоклаза, структура разнозернистая, текстура массивная.

Долериты — интрузивные, полуглубинные, мелкои среднезернистые, серые породы, массивные, сложены в равном количестве пироксеном и плагиоклазом, присутствие оливина определяет название породы как оливиновый долерит. Развитие в породе всех разновидностей структур (от мелкодо крупнозернистой) позволяет назвать ее габбро-долеритом.

Базальты — эффузивные серые до черных породы, афанитовой (стекловатой) и порфировой структуры, пористой, массивной и миндалекаменной (заполнение пустот) текстуры. Вкрапленники, как правило, мелкие, представлены плагиоклазом, пироксеном, реже оливином и амфиболом. Основная масса — вулканическое стекло.

Средние породы, низкощелочные. Породы этой группы имеют широкое развитие, на их долю приходится 25% всех магматических пород, из них интрузивные породы составляют 2%, эффузивные — 23%. Химический состав пород этой группы характеризуется содержанием: Si0₂ — 53—64%, FeO + Fe₂0₃ — 9—10%, MgO — 4—6%, CaO — 8—9%, K₂0 + Na₂0 — 0—5%. Главные минералы средних пород — плагиоклаз и амфибол (роговая обманка), второстепенные — пироксен, биотит и калишпат, акцессорные — апатит, циркон и магнетит.

Диориты — интрузивные серые и зеленовато-серые породы, состоят из плагиоклаза — 50—70% и амфибола — 30—50%, структура от мелкодо крупнозернистой, текстура массивная. Диориты, содержащие кварц до 10%, называются кварцевыми диоритами, содержащие кварц до 25% — гранодиоритами, по существу, эти породы являются переходными от диоритов к гранитам.

Андезиты — эффузивные серые, зеленовато-серые породы порфировой структуры, массивные, во вкрапленниках плагиоклаз, амфибол, биотит, основная масса — вулканическое стекло.

Кислые породы, низкощелочные. Эта группа пород имеет широкое распространение, слагая более 60% площади развития всех магматических пород. На долю интрузивных тел приходится около 50%, и лишь 10% занимают эффузивные породы. Химический состав пород данной группы характеризуется высоким содержанием Si0₂ (64— 75%), повышенным содержанием щелочей — К₂0 + Na₂0 (8—9%) и низким содержанием FeO, Fe₂0₃, MgO и СаО. Обилие кремнезема приводит к кристаллизации его в свободной форме в виде кварца — это главный признак данной группы. Помимо кварца кислые породы характеризуюся присутствием калишпата и плагиоклаза. Темноцветные минералы находятся в незначительном количестве и представлены биотитом и амфиболом.

Граниты — интрузивные светлые, серые, розовые, полнокристаллические породы, от мелкодо крупнозернистых; массивные; минеральный состав: кварц — 25—30%, калишпат — 35—40%, плагиоклаз — 20—25%; второстепенные — биотит и амфибол — 5%; акцессорные — сфен, циркон, апатит, магнетит. Если в гранитах полевой шпат представлен одним калишпатом, такие граниты называются щелочными, если одним плагиоклазом — плагиогранитами. Весьма характерными являются граниты, когда при одновременном выпадении из расплава кварца и калишпата, образуется узорчатая так называемая письменная или пегматитовая структура породы, и такие граниты называются пегматитами, которые образуют обычно жильные тела.

Риолиты — эффузивные светлые (лейкократовые) породы, структура порфировая и афировая, текстура массивная, во вкрапленниках кварц, полевые шпаты, биотит; основная масса — вулканическое стекло.

Обсидианы — черные безводные стекла с раковистым изломом.

Пемзы — пористые светлые стекла.

Субщелочные породы среднего ряда. Эта группа характеризуется повышенным количеством щелочей (К₂0 + Na₂0 от 8 до 14%) и содержанием Si0₂ в пределах 53—64%. Соответственно минеральный состав выражен исключительно полевыми шпатами — калишпатом и плагиоклазом, в качестве второстепенных выступают биотит и амфибол.

Сиениты — интрузивные розовые, красные породы, разнозернистые, массивные, состоят из калишпата — 50—70%, плагиоклаза — 10—30% и темноцветов: биотита и амфибола — до 20%; в случае присутствия кварца (до 10%) сиенит называется кварцевым, при содержании кварца в пределах 10—25% порода называется граносиенитом.

Трахиты — эффузивные серо-розовые породы порфировой (реже афировой) структуры, массивной текстуры; вкрапленники выражены полевым шпатом, биотитом, амфиболом, основная масса — розовое вулканическое стекло.

Щелочные породы среднего ряда. На долю пород этой группы приходится около 1% всех магматических образований, они характеризуются высоким содержанием щелочей (К₂0 + Na₂0 более 14%) и количеством Si0₂ в пределах 50—60%. Минеральный состав пород представлен калишпатом, нефелином и темноцветами — амфиболом (арфведсонитом) и пироксеном (эгирином).

Нефелиновые сиениты — интрузивные серые, зеленовато-серые породы, среднеи крупнозернистые, массивные, сложены калишпатом — 60- 70%, нефелином — 20% и темноцветами — 10—15%, по количественному соотношению нефелина и калишпата нефелиновые сиениты подразделяются на разновидности, которым даны местные названия: фаялиты, хибиниты, миаскиты и др.

Фонолиты — эффузивные зелено-серые породы, порфировой структуры, массивной текстуры, сложены вкрапленниками нефелина и калишпата и основной стекловатой плотной массой.