Результаты диагностики осадочных пород

1
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный федеральный университет»
(ДВФУ)
ФИЛИАЛ ДВФУ В Г. ДАЛЬНЕГОРСКЕ
«УТВЕРЖДАЮ»
Директор филиала
__________________ Шереметинский О.А.
«______» _____________________20____ г.
Лабораторный практикум по дисциплине
«ГЕОЛОГИЯ»
130400 Горное дело, 080502 Экономика и управление на предприятии (в
добывающей промышленности) ВПО (очная и заочная формы обучения)
Обсуждено на заседании СФ «___» ________________20___г.
Председатель СФ _____________________________ 20___ г.
Составитель: канд. геол-мин. наук, доцент _______________ Парняков В.П.
2
1. Пересмотрено на заседании СФ:
Протокол от «_____» ____________________ 20___ г. №______
Председатель СФ __________________
(подпись)
__________________________
(И.О.Фамилия)
2. Пересмотрено на заседании СФ:
Протокол от «_____» ____________________ 20___ г. №______
Председатель СФ __________________
(подпись)
__________________________
(И.О.Фамилия)
3
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………
5
1 Общие указания по выполнению и оформлению
лабораторных работ………………………………….………….
5
2 Минералы: определение понятия, классификация,
диагностические признаки ……………………………………..
7
Лабораторная работа № 1 «Диагностика минералов»………..
14
3 Горные породы: определение понятия, классификация,
диагностические признаки………………………...……………
16
3.1 Магматические горные породы, их классификация
и диагностические признаки………………………………..….
17
Лабораторная работа № 2 «Диагностика магматических
пород»………………………………………………………….…
24
3.2 Осадочные горные породы, их классификация
и диагностические признаки …………………………………..
26
Лабораторная работа № 3 «Диагностика осадочных
пород»…………...……………………………………………..….
30
3.3 Вулканогенно-обломочные горные породы,
их классификация и диагностические признаки ……………..
33
Лабораторная работа № 4 «Диагностика
вулканогенно-обломочных пород»………….…………………..
38
3.4 Метаморфические горные породы, их классификация и
диагностические признаки………………………………………
Лабораторная работа № 5
42
«Диагностика метаморфических
пород»………………………………………………………….....
46
ЛИТЕРАТУРА………………………………………..………..……
47
ПРИЛОЖЕНИЕ ……………………………..……………………..
48
4
СПИСОК ТАБЛИЦ
Таблица 1 «Характеристика главных породообразующих
и рудных минералов»…………………….……………..
12
Таблица 2 «Диагностические признаки минералов, их виды и средства
изучения»…………………………………..….
13
Таблица 3 «Шкала твёрдости эталонных минералов Мооса» …...
13
Таблица 4 «Результаты диагностики минералов»…………..….....
15
Таблица 5 «Схематическая классификация магматических пород
нормального ряда»……………………………..………...
Таблица 6 «Результаты диагностики магматических пород»…….
23
26
Таблица 7 «Схематическая классификация осадочных
обломочных пород»............................................................
29
Таблица 8 «Результаты диагностики осадочных пород»…………
32
Таблица 9 «Классификация вулканогенно-обломочных пород»…
36
Таблица 10 «Диагностические признаки и их учёт
в наименовании пирокластических пород»……………
37
Таблица 11 «Результаты диагностики вулканогенно-обломочных
пород»………………………………….….
42
Таблица 12 «Схематическая классификация метаморфических
пород»…………………………………………………….
45
Таблица 13 «Результаты диагностики метаморфических
пород»…………………………………………………....
47
5
ВВЕДЕНИЕ
В настоящем лабораторном практикуме представлены материалы,
необходимые для выполнения лабораторных работ, направленных на
закрепление теоретических знаний по разделу «Вещественный состав земной
коры» курсов «Геология», «Инженерная геология».
Приведены краткие
теоретические сведения, касающиеся формирования и классификации
основных вещественных продуктов геологической деятельности: минералов
и их естественных агрегатов – горных пород. Особое внимание уделено
диагностическим признакам, позволяющим идентифицировать объекты
исследования в соответствии с общепринятыми классификационными
схемами и номенклатурой. Практическая часть представленного материала
включает данные, полученные автором в процессе многолетних полевых
исследований.
Лабораторный практикум содержит материалы по пяти лабораторным
работам. Основным содержанием лабораторных работ является определение
наименований главных породообразующих и рудных минералов, основных
типов горных пород на основе исследования диагностических признаков
образцов раздаточной коллекции. Впервые рассмотрены особенности
диагностики вулканогенно-обломочных горных пород как самостоятельного
типа геологических образований. Разработаны алгоритмы выполнения
лабораторных работ, даны указания по диагностике объектов исследований и
её
документации.
Приведены
примеры
оформления
результатов
лабораторных исследований.
1 ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ И ОФОРМЛЕНИЮ
ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
Выполнение
каждой
лабораторной
работы
включает
3
этапа:
подготовительный, исследовательский и контрольный.
На подготовительном этапе перед выполнением лабораторной работы
следует изучить теоретический материал по теме исследования, используя
конспектный материал, учебную литературу, в том числе сведения,
6
помещённые
в
использованием
настоящем
лабораторном
лабораторного
практикуме.
оборудования
и
В
связи
с
соответствующих
материалов, необходимо ознакомиться и в дальнейшем соблюдать правила
внутреннего распорядка и техники безопасности, а также использовать
рекомендации, полученные от преподавателя в устной форме.
Перед началом исследований следует подготовить форму документации
результатов лабораторной работы (отчёта). Отчёт о лабораторной работе
составляется на двойном листке бумаги в клетку. Структура и содержание
Отчёта
определяется Порядком выполнения работы, регламентирующим
последовательность действий студента и
конкретизирующим процесс
выполнения каждой лабораторной работы (ПРИЛОЖЕНИЕ «А»). На первой
странице (титульном листе) Отчёта приводятся данные, касающиеся темы
работы, её автора и даты выполнения. На второй странице необходимо
последовательно сформулировать цель работы, задание, привести перечень
необходимых материалов и
изложить порядок выполнения работы. На
третьей странице следует дать письменные ответы на контрольные вопросы,
помещенные в конце каждой инструкции к лабораторной работе. На четвёртой
странице вычерчивается итоговая таблица по прилагаемой форме (таблица 4),
куда вносятся все полученные данные.
Исследовательский этап
лабораторных исследований
включает
изучение и определение диагностических признаков образцов раздаточных
коллекций, их сопоставление с диагностическими признаками широко
известных минералов и горных пород, помещённых в соответствующих
таблицах, и выявление
соответствия тем из них, сочетание которых
определяет наименование объекта исследования. При этом, определение
диагностических признаков минералов и горных пород раздаточной
коллекции проводится на основании анализа материалов теоретической
части работы. А идентификация объектов исследования осуществляется в
соответствии с указаниями по диагностике минералов и горных пород.
Полученные данные фиксируются в итоговой таблице Отчёта о выполнении
7
лабораторной работы, заполнением которой завершается исследовательский
этап. После окончания лабораторных исследований рабочее место должно
быть приведено в порядок.
Контрольный этап лабораторной работы включает предъявление
студентом преподавателю полностью оформленного отчёта о выполненной
работе вместе с образцами минералов и пород раздаточной коллекции для
проверки. В процессе проверки результатов лабораторных исследований
студенту может быть задано несколько вопросов по теме работы. При ответе
на вопросы использование конспекта и учебной литературы исключается.
2 МИНЕРАЛЫ: ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОНЯТИЯ, КЛАССИФИКАЦИЯ,
ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ
Минерал – это химическое соединение или самородный элемент,
образованный в результате физико-химических процессов, происходящих в
земной коре или на её поверхности. Минералы могут находиться в твёрдом
(как правило), жидком (вода, нефть) или газообразном (метан, сероводород)
состоянии. Они являются составными частями горных пород и руд, могут
встречаться как в виде сплошных масс, так и отдельных зёрен, нередко
образуют хорошо огранённые кристаллы. Изучением минералов занимается
наука минералогия.
Всего в природе насчитывается около трех тысяч минералов. Но только
около 50 из них распространены достаточно широко, составляя основную
часть горных пород. Такие минералы получили название породообразующих
минералов.
Минералы отличаются друг от друга по физическим и химическим
свойствам. Физические свойства минералов определяются особенностями их
внутреннего строения, а химические – элементным составом. Каждый
минерал состоит из одного или нескольких химических элементов,
составляющих его химическую формулу. Химический состав минералов
лежит в основе систематической классификации минералов.
Систематическая классификация минералов включает несколько
8
классов, наиболее многочисленными из которых являются силикаты,
сульфаты, сульфиды, оксиды и карбонаты [1].
Силикаты – это соли кремниевой кислоты, например CaB2Si2O8 –
данбурит, CaB(SiO4)(OH) – датолит, имеющие большое практическое
значение как главные минералы дальнегорских боросиликатных руд.
Сульфаты – соли серной кислоты, например CaSO4*H2O – гипс.
Сульфиды – сернистые соединения металлов, например PbS – галенит,
ZnS – сфалерит, являющиеся главными рудными минералами дальнегорских
полиметаллических руд.
Оксиды – соединения элементов с кислородом, например SnO2 –
касситерит, являющийся главным рудным минералом оловянных руд.
Карбонаты – соли угольной кислоты, например CaCO3 – кальцит.
Строение
минералов
определяется
особенностями
размещения
слагающих их материальных частиц (атомов, ионов, молекул) друг
относительно
друга.
распределением
встречаются
Минералы,
частиц,
характеризующиеся
называются
относительно
редко.
аморфными
Примером
беспорядочным
минералами.
минерала
с
Они
аморфным
строением является минерал малахит.
Гораздо более часто материальные частицы в составе минералов
располагаются на строго определённом расстоянии друг от друга, образуя
обособленные
группировки,
называемые
элементарными
пространственными кристаллическими решётками. Кристаллические
решётки обуславливают структуру минерала, внешним проявлением которой
являются кристаллы – твёрдые тела, в которых частицы расположены
закономерно
в
виде
узлов
пространственных
решёток.
Процесс
формирования кристаллов является следствием остывания исходного
жидкого вещества (магмы, воды и пр.) и называется кристаллизацией.
Последняя является одним из основных способов минералообразования.
Конфигурация
кристаллических
решёток
у
каждого
минерала
уникальна, определяя его диагностические признаки. Это отчётливо видно на
9
примере минералов алмаза и графита, которые состоят из одного и того же
элемента – углерода, но отличаются взаимным расположением друг
относительно друга его атомов. Различия в конфигурации кристаллических
решёток рассматриваемых минералов обуславливают своеобразие их
диагностических признаков.
Главным условием устойчивости кристаллических решёток является
сохранение физико-химических параметров среды, при которых произошло
их формирование. При изменении параметров среды частицы могут
перегруппировываться,
образуя
кристаллическую
решётку
иной
конфигурации, соответствующей новым условиям их существования.
Формируется новый минерал с другими свойствами. Разнообразие способов
формирования минералов находит отражение в генетической классификации
минералов.
Генетическая классификация включает три группы минералов:
эндогенных («внутри рождённых»), экзогенных («извне рождённых») и
метаморфогенных (преобразованных) минералов.
Эндогенные минералы образуются главным образом на глубоких
горизонтах
земной
коры
при
кристаллизации
расплавленных
магматических масс. Примерами эндогенных минералов являются полевой
шпат и кварц – самые распространённые минералы земной коры.
Экзогенные минералы образуются преимущественно на дневной
поверхности.
Они
являются
продуктом
преобразования
глубинных
минералов, образованных при высоких температурах и давлении, попавших в
результате проявления геологических процессов в новые условия низких
температур и давлений дневной поверхности. При этом конфигурация
кристаллических решёток меняется, обуславливая проявление новых свойств
экзогенного минерала. Так, отмеченный выше полевой шпат преобразуется в
каолинит – минерал, устойчивый при температуре и давлении, отвечающих
условиям земной поверхности. Каолинит является важнейшим минералом,
составляющим основу сырьевой базы фарфоро-фаянсовой промышленности.
10
Другим примером минерала экзогенного происхождения является малахит –
продукт поверхностного преобразования глубинного минерала куприта.
Куприт является важнейшим промышленно значимым минералом медных
руд, а малахит относится к ювелирно-поделочным камням I класса.
Метаморфогенные (метаморфические) минералы
образуются
в
основном на глубоких горизонтах земной коры в условиях высоких
температур и давлений. Здесь минералы всех генетических групп,
оказавшись
в
новых
условиях,
подвергаются
преобразованию
(метаморфизму). Образовавшиеся вследствие метаморфизма минералы как
правило обладают повышенной твёрдостью, ориентировано-вытянутым
(директивным)
расположением
Метаморфическое
зерен
минералообразование,
в
в
горнопородной
отличие
от
массе.
эндогенного,
осуществляется в твёрдом состоянии. В качестве примеров метаморфогенных
минералов можно указать рубин и сапфир, являющимися ювелирными
камнями I класса.
Каждый минерал обладает определённым сочетанием физических и
химических признаков, позволяющим осуществлять их
(таблица
1).
К
основным
диагностическим
диагностику
признакам
минералов
относятся: цвет, блеск, удельный вес, твёрдость, спайность, излом, цвет
черты минерала, реакция с HCl, магнитность. Диагностические признаки
обычно проявляются в определённых конкретных видах (таблица 2). Изучение
и оценка диагностических признаков минералов осуществляется на основе
использования специальных средств (материалов и оборудования), а также
визуально.
Блеск – способность минерала отражать свет. По блеску все минералы
подразделяются на две группы: минералы с металлическим блеском и
минералы с неметаллическим блеском. Металлический блеск – сильный,
напоминает блеск поверхности свежего излома металла. Неметаллический
блеск имеет несколько разновидностей: алмазный, стеклянный, жирный,
перламутровый, шелковистый. Алмазный блеск – самый сильный, искрящийся
11
блеск, напоминающий стеклянный. Стеклянный блеск
похож на блеск
поверхности стекла. Жирный блеск наблюдается на поверхности минерала как
бы смазанной жиром. Перламутровый блеск характерен для минералов,
которые блестят как поверхность перламутровой раковины. Шелковистый
блеск – мерцающий, напоминает блеск шёлковых нитей.
Удельный вес в полевых условиях определяется ориентировочно путём
сравнения
веса минерала с весом широко известных веществ того же
размера. Если он приблизительно соответствует весу дерева, минерал можно
отнести к «лёгким», весу камня – к «средним», весу металла – к «тяжёлым».
Твёрдость
–
это
сопротивление
минерала
механическому
воздействию другого, более прочного тела. Определяется путём сравнения
с твёрдостью эталонных минералов, составляющих минералогическую
шкалу твёрдости Мооса. В состав шкалы Мооса входят 10 эталонных
минералов, каждый из которых овеществляет различное количество единиц
твёрдости (баллов) – от 1 до 10 (таблица 3). Последовательно царапая
испытуемый минерал эталонным, можно подобрать вариант, при котором
ни один из обоих взаимодействующих минералов не будет иметь
преимущества.
При
этом
твёрдость
испытуемого
минерала
будет
соответствовать твёрдости эталонного минерала.
Необходимо
помнить,
что
после
испытания
надо
стереть
образовавшийся порошок из раздробленных частиц с поверхности образца, и
убедиться, что на образце действительно остался след (царапина), т.к.
порошок мог образоваться из того предмета, которым царапали минерал!
Спайность
–
способность
минерала
раскалываться
на
ровные
плоскости. Спайность имеет пять разновидностей: весьма совершенная,
совершенная, средняя, несовершенная, весьма несовершенная.
1. Спайность весьма совершенная обусловлена способностью кристалла
легко расщепляться в одном направлении на ровные пластинки (например,
слюда).
12
2. Спайность совершенная проявляется в образовании гладких параллельных
пластинок, кубиков или других правильных геометрических форм
(например, галенит или кальцит). Необходимо знать, что совершенная
спайность у одних минералов может быть выражена в одном направлении,
у других – в двух направлениях или в трёх направлениях!
3. Спайность средняя определяется при неоднородном характере раскола: он
может происходить как по ровным
плоскостям, так и по неровным
изломам.
4. Спайность несовершенная характеризуется преобладанием плоскостей с
неровным изломом.
5. Спайность весьма несовершенная определяется полным отсутствием
ровных плоскостей.
Необходимо отличать от спайности гладкую поверхность граней
кристалла минерала, которые обычно имеют более тусклый блеск; иногда на
гранях минерала наблюдается штриховка.
Излом
–
форма
поверхности
раскола.
Излом
имеет
несколько
разновидностей.
Ровный излом характерен для минералов с весьма совершенной спайностью.
Занозистый излом проявляется в покрытии поверхности раскола
ориентированными в одном направлении «занозами».
Неровный
излом
характерен
для
минералов
с
несовершенной
спайностью.
Раковистый излом проявлен в виде вогнутой концентрически-волнистой
поверхности раскола, напоминающую створку раковины.
Ступенчатый излом проявляется в случаях, когда плоскости спайности
группируются в форме ступенек.
Цвет черты минерала является цветом порошка, образующегося при
проведении минералом черты на неглазурованной фарфоровой пластинке.
Реакция с HCl определяется взаимодействием соляной кислоты с
минералом. Появление пузырей и шипение в точке нанесения капли
Удельный
вес
тяжёлый
тяжёлый
тяжёлый
средний
средний
средний
средний
средний
средний
средний
средний
тяжёлый
средний
тяжёлый
тяжёлый
Цвет
свинцово-серый
тёмно-бурый до чёрного
бронзово-жёлтый
светло-жёлтый до белого
светло-серый
до бледно-розового
бледно-зелёный
тёмно-зелёный
до чёрного
красно-бурый, бледно-зелёный
светло-серый,
белый
светло-серый
до чёрного
светло-серый
латунно-жёлтый
фиолетовый, бледно-зелёный,
бесцветный
соломенножёлтый
тёмно-бурый
до чёрного
метали-ческий
метали-ческий
стеклянный
метали-ческий
стеклянный
стеклянный,
перламутровый
чёрная
чёрный
белый
несовершенная
несовершенная
совершенная
неровный
раковистый,
неровный
неровный
раковистый
зеленоватонесовершенная
чёрная
ровный
ровный
раковистый
занозистый
раковистый
раковистый
раковистый
совершенная
средняя,
совершенная
несовершенная
совершенная
несовершенная
несовершенная
ступенчатый
раковистый,
неровный
ровный
ступенчатый
Излом
несовершенная
-
белый
белый
-
стеклянный до
алмазного
стеклянный,
перламутровый
-
-
-
перламут-ровый
жирный
стеклянный,
жирный
стеклянный
совершенная
несовершенная
Серый до
чёрного
металлический
белый
совершенная
светлокоричневый
алмазный
совершенная
чёрный
металлическ
ий
Спайность
Цвет
черты
Блеск
Характеристика главных породообразующих и рудных минералов
5-6
5-6
4
3-4
7
2
6
7-8
5
5-6
7
3
4
3-4
2-3
Твёрд.
магнитен
кубический
габитус
листоватая
спайность
слабо реагирует с HCl
активно
реагирует с
HCl
слабо
магнитен
спайность
по кубу
Особые
признаки
Таблица 1
13
кислоты на минерал свидетельствует о положительной реакции (за счет
взаимодействия карбонатными соединениями), а отсутствие указанных
признаков химической активности – об отрицательной реакции.
Магнитность – способность минерала при приближении к магнитной
стрелке компаса вызывать её колебание или вращение.
Диагностические признаки главных породообразующих и рудных
минералов приведены в таблице 1.
Магнетит (Fe2O4)
Пирит (FeS2)
Флюорит (CaF)
Халькопирит (CuFeS2)
Данбурит (CaB2(SiO4)2)
Слюда
KAl2(OH,F)2(AlSi3O10)
Полевой шпат
CaNaK)(Al2Si3O8)
Гранат CaMgAl(SiO4)3
Геденбергит CaFe(Si2O6)
Датолит
CaB(OH)(SiO4)
Кварц (SiO2)
Кальцит (CaCO3)
Пирротин (FeS)
Сфалерит (ZnS)
Галенит (РвS)
Название минерала
(химическая формула)
14
15
Таблица 2
Диагностические признаки минералов, их виды и средства изучения
Диагностические
признаки минералов
Цвет
Твёрдость
Блеск
Цвет черты минерала
Спайность
Излом
Магнитность
Реакция с соляной
кислотой
Удельный вес
Виды диагностических
признаков
Общепринятая цветовая
гамма
1-10 единиц твёрдости
Металлический,
стеклянный, алмазный,
жирный, шелковистый,
перламутровый
Общепринятая цветовая
гамма
Весьма совершенная,
совершенная, средняя,
несовершенная, весьма
несовершенная
Ровный, неровный,
ступенчатый, занозистый,
раковистый
Имеется или
отсутствует
Положительная или
отрицательная
Лёгкий, средний,
тяжёлый
Средства
изучения признаков
Визуальная оценка
Шкала Мооса,
стеклянные пластинки
Визуальная оценка
Фарфоровая пластинка
Визуальная оценка
Визуальная оценка
Магнитная стрелка
компаса
10%-ая
соляная кислота
Индивидуальная
эмпирическая оценка
Таблица 3
Шкала твёрдости эталонных минералов Мооса
Твёрдость
(в баллах)
1
2
3
4
Эталонный
минерал
Тальк
Гипс
Кальцит
Флюорит
Материал бытового
назначения
Графит (м)
Ноготь
5
Апатит
Стекло
6
7
8
9
10
Ортоклаз
Кварц
Топаз
Корунд
Алмаз
Стальной нож, игла
Железный гвоздь
Диагностическая
процедура
Скоблится ногтём
Царапается ногтём
Царапается медной монетой
Легко царапается
перочинным ножом
С трудом царапается
перочинным ножом
Царапается напильником
Царапает стекло
Царапает кварц
Царапает топаз
Ничем не царапается
16
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
Тема: ДИАГНОСТИКА МИНЕРАЛОВ
Цель работы: приобретение навыков диагностики минералов.
Задание: определить диагностические признаки минералов раздаточной
коллекции и установить их названия.
1. Порядок выполнения работы
1. Дать письменные ответы на контрольные вопросы, приведённые в
разделе 4.
2. Определить диагностические признаки минералов раздаточной
коллекции.
Полученные
данные
поместить
в
таблицу
«Результаты
диагностики минералов» (см. образец – табл. 4).
3. Сопоставив
полученные
сведения
с
данными
таблицы
1
«Диагностические признаки минералов», определить наименования минералов
раздаточной коллекции и вписать их в итоговую таблицу.
2. Необходимые материалы
1. Раздаточная коллекция образцов минералов.
2. Эталонная коллекция минералов (шкала Мооса) для определения
твёрдости.
3. Стеклянные пластинки.
4. Фарфоровые пластинки.
5. 10%-ный раствор НСl.
6. Магнитная стрелка (с компасом).
7. Классификационная таблица минералов.
3. Указания по диагностике минералов
Диагностика минералов начинается с определения диагностических
признаков
каждого
минерала
раздаточной
коллекции
на
основе
рассмотренных выше приёмов работы и средств оценки, включая имеющиеся
материалы и оборудование. Установленные
диагностические признаки
минералов записываются в соответствующие ячейки итоговой таблицы на
соответствующей странице отчета о выполнении лабораторной работы
17
(ПРИЛОЖЕНИЕ «А»).
Затем полученные данные сопоставляются с материалами таблицы 1
«Диагностические
признаки
главных
породообразующих
и
рудных
минералов». Для этого каждый диагностический признак первого минерала
из итоговой таблицы 4 последовательно сопоставляется с соответствующим
диагностическим признаком первого по порядку минерала из таблицы 1.
Если наблюдается соответствие всех сравниваемых признаков, название
определяемого минерала будет соответствовать названию сравниваемого
минерала из таблицы 1. Если какой-либо признак из итоговой таблицы 4 не
соответствует соответствующему признаку из таблицы 1, следует ещё раз
проанализировать
обоснованность
своего
выбора
и
в
случае
его
подтверждения перейти к сопоставлению признаков по второму минералу из
таблицы 1, и так – до тех пор, пока не будет установлена идентичность всех
сравниваемых признаков. При этом наименование определяемого минерала
будет соответствовать названию минерала, расположенному в одной строчке
со сравниваемыми диагностическими признаками таблицы.
4. Контрольные вопросы
1. Что такое минерал?
2. Сформулировать
понятие
пространственной
кристаллической
решётки.
3. На какие группы подразделяются минералы по происхождению?
4. Что лежит в основе систематической классификации минералов и
какие основные классы минералов в ней выделяются?
5. Что такое спайность минералов, виды спайности?
6. Что такое излом минерала, виды излома?
7. Перечислить основные диагностические признаки минералов.
18
Таблица 4
Результаты диагностики минералов
(Пример оформления итоговой таблицы)
Диагностические
признаки
минералов
Цвет
Удельный вес
Твёрдость
Блеск
Спайность
Излом
Цвет черты
Магнитность
Реакция с НСl
Название минерала
Первый
образец
Второй
образец
Третий
образец
Белый
Средний
6
Стеклянный
Средняя
Ступенчатый
Отрицат.
Полевой шпат
Белый
Средний
7
Жирный
Несовершенная
Раковистый
Отрицат.
Кварц
Белый
Средний
3
Жирный
Совершенная
Ровный
Белая
Положит.
Кальцит
3 ГОРНЫЕ ПОРОДЫ: ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОНЯТИЯ,
КЛАССИФИКАЦИЯ, ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ
Горные
породы
–
это
естественные
минеральные
агрегаты,
сформировавшиеся в результате геологических процессов и залегающие в
земной коре в виде самостоятельных тел. Всего насчитывается около 1
тысячи разновидностей горных пород. Наука, изучающая и описывающая
горные породы, называется петрографией.
Горные породы подразделяются в соответствии с иерархической
структурой, элементами которой являются типы, классы, группы, ряды,
семейства,
виды,
разновидности.
Выделение
иерархической структуры основано на
отдельных
элементов
исследовании диагностических
признаков горных пород, отражающих особенности их происхождения и
являющихся индикаторами разнообразных геологических процессов, а также
условий их реализации. Среди диагностических признаков наиболее важное
значение имеют химический состав, минеральный состав, вещественный
состав, структура и текстура горных пород.
Химический состав горных пород – это процентное содержание
оксидов основных химических элементов (SiO2, Al2O3, FeO и др.). Состав
определяется химическими методами в лабораторных условиях. В полевых
19
условиях при диагностике горных пород обычно используют их минеральный
состав, который тесно связан с химическим составом пород.
Минеральный состав горных пород – это процентное содержание
главных породообразующих минералов, входящих в их состав.
Вещественный состав горных пород – это совокупность слагающих их
компонентов: минеральных зёрен, обломков ранее существовавших пород и
минералов, включений вулканического стекла и ископаемых органических
остатков.
Структура – особенности строения горной породы, обусловленные
размерами и формой слагающих их кристаллов и зёрен, а также степенью
кристалличности (соотношением кристаллов и нераскристаллизованной
массы).
Например:
полнокристаллическая
структура,
мелкозернистая
структура и т.д.
Текстура – особенности строения горной породы, обусловленные
пространственным
расположением
отдельных
составных
частей
(минеральных агрегатов) в горной породе. Например: слоистая текстура,
массивная текстура и т.д.
В горных породах разных типов содержание терминов структура и
текстура несколько различается, что находит отражение при их
характеристике в соответствующих разделах лабораторного практикума.
По происхождению все горные породы подразделяются на четыре типа:

магматические

метаморфические

осадочные

вулканогенно-обломочные
Вулканогенно-обломочные породы обычно рассматриваются в составе
магматических [2] или осадочных [6] образований. Поэтому вопросы
диагностики вулканогенно-обломочных пород как правило излагаются
крайне схематично или вовсе опускаются. Между тем, выделение
вулканогенно-обломочных пород в качестве самостоятельного типа
20
убедительно обосновано в работе Е.Ф.Малеева [5]. Вулканогеннообломочные образования широко распространены в подвижных зонах
планеты, а в Восточном Сихотэ-Алине, в частности в Дальнегорском
рудном
районе
–
многочисленных
резко
рудных
предопределило
доминируют,
являясь
месторождений.
Это
необходимость
рассмотрения
вместилищем
обстоятельство
особенностей
их
диагностики в настоящем лабораторном практикуме (лабораторная работа
№ 4), что позволяет в какой-то мере восполнить существующий пробел в
данной области практических знаний.
В составе земной коры в целом резко преобладают магматические и
метаморфические горные породы (95%) при небольшом участии осадочных и
вулканогенно-обломочных пород (5%). Но на поверхности Земли доля
вулканогенно-обломочных и осадочных пород возрастает до 75% , а доля
магматических и метаморфических пород снижается до 25%.
3.1 Магматические горные породы, их диагностические
признаки и классификация
Магматические горные породы – это породы, образующиеся в
результате остывания и кристаллизации магмы в глубине земной коры или на
её поверхности. Магма представляет собой расплавленную огненно-жидкую
силикатную массу. При движении к поверхности Земли магма
теряет
летучие вещества и превращается в лаву – изверженную из жерла вулкана
раскалённую массу.
Изменчивость химического состава магматического расплава, а также
различия в условиях его остывания и кристаллизации, обуславливают всё
видовое разнообразие магматических пород (магматитов). Оно находит
отражение в таких важных диагностических признаках, как структура,
химический и минеральный состав. Структурные особенности пород
лежат в основе
генетической классификации, определяющей выделение
классов магматических пород. Химический и тесно связанный с ним
минералогический
состав
магматитов
являются
основой
химической
21
классификации, определяющей выделение групп магматических пород.
Генетическая классификация магматических горных пород основана
на различиях в условиях их образования. Среди них выделяют глубинные и
поверхностные условия. В глубинных частях земной коры, удалённых от
дневной поверхности мощной толщей пород, остывание магмы происходит
медленно,
обеспечивая
возможности
вещества.
Образующиеся
здесь
для
горные
полной
раскристаллизации
породы
характеризуются
заполнением кристаллами и зёрнами минералов всего объёма породы. Такая
структура магматических пород называется полнокристаллической. По
величине кристаллов полнокристаллическая структура подразделяется на:
крупнокристаллическую (8-10 мм), среднекристаллическую (5-6 мм) и
мелкокристаллическую
(2-3
мм).
Магматические
породы
глубинного
происхождения, имеющие полнокристаллическую структуру, называются
интрузивными породами.
При излиянии на поверхность в процессе вулканических извержений
остывание магматических масс происходит очень быстро и часть расплава не
успевает раскристаллизоваться. Нераскристаллизованная часть
магматического расплава называется вулканическим стеклом. А успевшая
раскристаллизоваться часть породы представлена изолированными зёрнами
минералов преимущественно таблитчатой конфигурации, называемыми
порфировыми вкрапленниками. Наличие двух компонентов – порфировых
вкрапленников минералов и вулканического стекла – определяет специфику
структуры образовавшейся в условиях дневной поверхности породы. Такая
структура характеризуется развитием изолированных друг от друга
порфировых вкрапленников минералов размером 1-10 мм (10-50%),
заключённых в стекловатую или скрытокристаллическую
(невизуализированную) связующую массу (50-90%), и называется
неполнокристаллической. Магматические породы, образовавшиеся на
дневной поверхности и обладающие неполнокристаллической структурой,
называются эффузивными породами.
22
Количество вкрапленников и особенности строения связующей массы в
эффузивных породах в ряде случаев могут существенно меняться. В связи с
этим, среди неполнокристаллических структур выделяется несколько
разновидностей. Структура пород с существенным количеством (более 10%)
хорошо выраженных вкрапленников минералов, заключенных в
скрытокристаллической основной массе, называется порфировой
структурой. Структура пород, состоящей из скрытокристаллической массы,
почти полностью лишённой вкрапленников, называется афировой
структурой. Структура пород, образованных стекловатой (сливной) массой,
полностью лишённой вкрапленников, называется афанитовой структурой.
Выделение
различных
типов
неполнокристаллической
структуры
магматических пород обусловлено как особенностями кристаллизации
силикатного расплава, так и различной степенью вторичных изменений,
которым подвергаются горные породы после формирования. По степени
вторичных
изменений
магматические
породы
подразделяются
на
кайнотипные (слабо измененные) и палеотипные (сильноизмененные).
Высокая
степень
выразительными,
изменений
делает
контрастно
раскристаллизованной
вкрапленники
выделяющимися
связующей
массы,
минералов
на
фоне
обуславливая
более
слабо
проявление
порфировой структуры породы у палеотипных разностей, и афировой – у
кайнотипных.
Таким образом, генетическая классификация магматических пород
основана на их структурных признаках, особенности которых позволяют
выделять следующие два класса магматических пород.

Плутонические
(интрузивные,
или
глубинные)
–
породы
с
полнокристаллической структурой.

Вулканические (эффузивные, или поверхностные) – породы с
неполнокристаллической структурой.
Химическая классификация магматитов основана на особенностях их
химического состава. При этом, важнейшее значение имеет содержание в
23
породах щелочей (К2О, Na2О), и кремнекислоты (SiO2), являющейся наиболее
распространённым в земной коре химическим соединением.
По содержанию щелочей породы подразделяются в основном на два
ряда образований:

породы нормального ряда (с содержанием щелочей менее 10%);

породы щелочного ряда (с содержанием щелочей более 10%).
Породы нормального ряда – доминирующий тип магматических
образований, объединяющий около 99% всех магматитов. По содержанию
кремнекислоты они подразделяются на четыре группы: кислые, средние,
основные и ультраосновные породы (таблица 5). Кислые магматические
горные породы содержат более 65% кремнекислоты, средние – 65-52%,
основные – 52-43% и ультраосновные – менее 43%.
Содержание кремнекислоты в породе тесно связано с её минеральным
составом. Поэтому в полевых условиях, где выяснение химического состава
горных пород невозможно, их разделение на группы основывается на
особенностях минерального состава пород.
В минеральном составе породы главную роль играют наиболее
распространённые в природе минералы: кварц, полевой шпат и группа
темноцветных минералов.
При содержании кварца свыше 5%, порода относится к группе кислых. При
содержании кварца менее 5% или его отсутствии и резком преобладании
полевого шпата над темноцветными минералами – к группе средних. При
полном отсутствии кварца и примерно равном (как минимум, сопоставимом)
содержании темноцветных минералов и полевого шпата, порода относится к
группе основных. Резкое преобладание темноцветных минералов над полевыми
шпатами при полном отсутствии кварца указывает на ультраосновной состав
пород.
Щелочные породы встречаются гораздо реже (1%) пород нормального
ряда. В полевых условиях они диагностируются в основном по наличию
специфических щелочных минералов (нефелина и т.п.) и по содержанию
24
кремнекислоты соответствуют главным образом группе средних пород.
Сочетание
структурного
и
минералогического
признаков
магматических горных пород обеспечивает выяснение их полного
наименования (таблица 4). При этом минералогический признак определяет
групповую принадлежность магматитов (кислые, средние, и т.д.), а
структурный признак обеспечивает определение наименований пород внутри
каждой группы.
Так, в группе кислых образований, характеризующихся существенным
содержанием в породе кварца, наличие полнокристаллической структуры
позволяет относить их к граниту – породе глубинного происхождения, а
наличие
порфировой
и
афировой
структур
позволяет
относить их
«носителей», соответственно, к риолитовым порфиритам и риолитам –
породам поверхностного происхождения. В связи с этим, группа кислых
пород выступает как группа гранита-риолита.
В группе средних пород: диориты – глубинные (интрузивные) породы с
полнокристаллической структурой, андезитовые порфириты и андезиты –
поверхностные (эффузивные) породы с порфировой и, соответственно,
афировой структурами. Группа средних пород выступает как группа
диорита-андезита.
В группе основных пород: габбро – глубинные (интрузивные) породы с
полнокристаллической структурой, базальтовые порфириты и базальты –
поверхностные (эффузивные) породы с порфировой и, соответственно,
афировой структурами. Группа основных пород выступает как группа
габбро-базальта.
В
группе
ультраосновных
пород:
перидотиты
–
глубинные
(интрузивные) породы с полнокристаллической структурой, пикритовые
порфириты и пикриты – поверхностные (эффузивные) породы с
порфировой
и,
соответственно,
афировой
структурами.
Группа
ультраосновных пород выступает как группа перидотита-пикрита.
Наиболее распространёнными в ряду щелочных пород являются
25
сиениты (интрузивные образования), трахитовые порфириты и трахиты
(эффузивные образования), образующие группу сиенита-трахита.
Дополнительным
признаком
магматических
горных
пород,
не
влияющим на определение их номенклатурного наименования, но
позволяющим отразить индивидуальные особенности породы, является
текстура. Наиболее распространённым типом для магматических пород
является массивная текстура. Среди эффузивных разновидностей нередко
встречается миндалекаменная и флюидальная текстуры.
Миндалекаменная текстура характеризуется неравномерным развитием
в основной скрытокристаллической массе породы мелких округлых
включений
(миндалин),
представленных,
как
правило,
карбонатным
материалом, размером 1-6 мм. Миндалины представляют собой заполненные
минеральным веществом ископаемые газовые пузыри и составляет 20-40%
объёма породы.
Флюидальная текстура образована чередованием тонких (до
1-2 мм)
извилистых в различной степени прослойков породы, отличающихся
различной степенью кристалличности и окраской. Флюидальная текстура
отражает
особенности
процесса
течения
вязкого
(обычно
кислого)
магматического вещества.
Формы залегания магматических горных пород весьма разнообразны
как по масштабу, так и по конфигурации [2]. Магматические породы на
глубине
образуют
интрузивные
массивы
–
интрузии
(плутоны),
разнообразной, в основном субизометричной, конфигурации с площадью
поперечного сечения до 1-100 км2. Наиболее крупные из них, имеющие
площадь до 10-100 тыс. км2, называются батолитами. На умеренных
глубинах часто встречаются дайки – магматические жилы мощностью 0,110,0 м. На дневной поверхности при излиянии основных расплавов,
характеризующихся пониженной вязкостью, образуются вулканические
покровы мощностью 1-100 м. Они занимают площадь до нескольких
десятков
кв.км.
При
извержении
кислых
расплавов,
отличающихся
26
повышенной вязкостью, образуются экструзивные купола (экструзии)
высотой до первых сотен метров и площадью до 10 км2.
27
Таблица 5
Схематическая классификация магматических пород нормального ряда
Диагностический признак
породы и соответствующая
ему химическая
классификационная группа
Группы пород
По химическому
Минеральный
составу
состав
(содержанию
кремнекислоты
SiO2)
Кварц:
5-35%
Полевой
шпат:
Кислые
55-70%
(SiO2 > 65%)
Темноцветны
е
минералы:
10-40%
Кварц: 0-5%
Полевой
шпат:
70-80%
Средние
(SiO2 = 52-65%)
Темноцветны
е
минералы:
20-30%
Кварц: 0%
Полевой
шпат:
60-70%
Основные
(SiO
2 = 43-52%)
Темноцветны
е
минералы:
30-40%
Кварц: 0%
Полевой
шпат:
менее 10%
Ультраосновные
(SiO2 < 43%)
Темноцветны
е
минералы:
более 90%
Диагностический признак породы
и соответствующий ему генетический
классификационный тип
Структура
Афировая
Неполнокр
исталличе Порфирова
ская
я
Классы пород
по
происхождени
ю
Вулканические
(эффузивные)
Название
породы
Риолит
Риолитовый
порфир
Полнокристаллическая
Плутонические
(интрузивные)
Гранит
Афировая
Неполнокр
Порфирова
исталличе
я
ская
Вулканические
(эффузивные)
Андезит
Андезитовый
порфирит
Полнокристаллическая
Плутонические
(интрузивные)
Диорит
Афировая Вулканические
Неполнокр
(эффузивные)
исталличе
Порфирова
ская
я
Полнокристаллическая Плутонические
(интрузивные)
Базальт
Базальтовый
порфирит
Афировая Вулканические
Неполнокр
(эффузивные)
исталличе
Порфирова
ская
я
Пикрит
Пикритовый
порфирит
Полнокристаллическая
Плутонические
(интрузивные)
Габбро
Перидотит
28
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2
Тема: ДИАГНОСТИКА МАГМАТИЧЕСКИХ ГОРНЫХ ПОРОД
Цель работы: приобретение навыков диагностики магматических пород.
Задание: определить диагностические признаки магматических пород
раздаточной коллекции и установить их наименования.
1. Порядок выполнения работы
1. Дать письменные ответы на контрольные вопросы, приведённые в
разделе 4.
2. Определить диагностические признаки выданных для работы
образцов магматических горных пород и на их основе составить итоговую
таблицу (см. образец – табл. 6).
3. Сопоставив полученные сведения с данными классификационной
таблицы 5, определить названия минералов и поместить их в итоговую
таблицу (см. табл. 6).
2. Необходимые материалы
1. Раздаточная коллекция магматических пород.
2. Классификационная таблица магматических пород
3. Указания по диагностике магматических пород
Диагностика магматических пород начинается с определения их
структуры и минерального состава. В случае, если порода имеет более или
менее однородное кристаллическое строение, при котором весь объём
образца образован различимыми на глаз (размером от 0,1 мм до нескольких
см) зернами минералов, её структуру следует назвать полнокристаллической.
Если в составе породы различаются два компонента: изолированные зёрна
минералов размером 1-8 мм и связующая их не различимая на глаз
(невизуализированная)
масса,
её
структура
будет
относиться
к
неполнокристаллической.
Определение минерального состава сводится к установлению в составе
породы трех компонентов: кварца, полевого шпата и темноцветных
минералов, а также выяснению их относительного количества в процентах.
29
При этом, если диагностика темноцветного компонента не требует много
усилий, то для выявления различий между кварцем и полевым шпатом,
которые определяют групповую принадлежность заключающих их горных
пород, необходим учёт ряда особенностей. Это связано с почти полной
идентичностью их диагностических признаков, среди которых практически
единственным отличием является спайность минералов.
У полевого
шпата, имеющим преимущественно совершенную
спайность, большинство зёрен обладают ровными плоскостями спайности,
которые отражают свет одновременно от целой плоскости. У кварца
спайность отсутствует, и его зёрна никогда не имеют ровных площадок, а
при попадании света на исследуемое зерно на кварце никогда не бывает
отсвечивающих ровных поверхностей.
Следует помнить, что в эффузивных породах вкрапленники кварца
выглядят наподобие стекляшек на фоне основной массы.
Важно знать, что определение минерального состава эффузивных пород
осуществляется на основе изучения только порфировых вкрапленников, без
учёта особенностей связующей массы.
Для определения наименования изученных горных пород необходимо
полученные данные сопоставить с комбинациями минералогических и
структурных
признаков,
определяющими
наименования
пород
в
классификационной таблице 5. Наличие соответствия между сравниваемыми
признаками позволяет считать идентификацию (определение названия)
образца горной породы завершённой. При этом, при сопоставлении данных
по минеральному составу, не требуется достижение полного соответствия
количественных данных по каждому минералу. Выбор следует остановить на
группе, имеющей наиболее близкие количественные данные по содержанию
минералов.
4. Контрольные вопросы
1. Дать определение понятию «горные породы».
30
2. Что
такое
структура
и
текстура
горных
пород? Привести
примеры.
3. Что такое химический и минеральный состав горных пород?
4. Какие породы называются магматическими?
5. На какие классы подразделяются магматические горные породы по
условиям образования и какой диагностический признак лежит в основе
подразделения магматических пород на классы?
6. На какие группы подразделяются магматические горные породы по
химическому составу и какой диагностический признак лежит в основе
подразделения магматических пород на группы?
7. Чем отличаются интрузии от экструзий по условиям образования?
Таблица 6
Результаты диагностики магматических пород
(Пример оформления итоговой таблицы)
Диагностические
признаки
магматитов
Структура
Минеральный
состав
(содержание
в процентах):
Кварц
Полевой шпат
Темноцветные
минералы
Названия горной
породы
Первый
образец
(пример)
Полнокристаллическая
Второй
образец
(пример)
Порфировая
Третий
образец
(пример)
Афировая
30%
60%
0%
75%
0%
60%
10%
25%
40%
Гранит
Андезитовый
порфирит
Базальт
3.2 Осадочные горные породы, их диагностические признаки
и классификация
Осадочные породы – это продукты химического и физического
разрушения пород, отложившиеся на поверхности Земли. Изучением
осадочных
пород
занимается
наука
литология.
По
происхождению
осадочные породы подразделяются на обломочные, глинистые, органогенные
и хемогенные [4].
31
Обломочные породы – это отложения, сформировавшиеся из обломков
и частиц ранее существовавших пород. Они состоят из обломков и
связующей
тонкозернистой
массы.
Обломочная
часть
породы
характеризуется определённым вещественным составом, а связующая масса
(цемент) – характером взаимоотношения с обломками.
Основным диагностическим признаком обломочных пород является
структура, которая определяется размером образующих ее обломков.
Выделяются
яснозернистые
(фанеромерные)
и
неяснозернистые
(криптомерные) типы структур. Среди яснозернистых (фанеромерных)
структур
выделяются
псаммитовая,
псефитовая
и
агломератовая
структуры, среди неяснозернистых (криптомерных) – алевритовая и
пелитовая структуры (таблица 6).
В
пределах
дополнительными
каждой
структурной
диагностическими
группы
обломочных
признаками
являются
пород
степень
связности и степень окатанности. По степени связности породы
подразделяются на группу связных (твёрдых) и группу несвязных (рыхлых)
пород. Степень окатанности оценивается только у визуализированных
(размером более 2 мм) элементов пород – обломков и ограничивается
породами с агломератовой и псефитовой структурами. Так, рыхлая порода
псефитовой (1-2 см) структуры, состоящая из неокатанных частиц,
называется щебнем, сцементированная, с неокатанными обломками –
брекчией, а с окатанными обломками (галькой) – конгломератом, и т.д.
(таблица 7).
Второстепенными признаками осадочных горных пород являются
текстура и вещественный состав пород, слагающих обломки. Они не
влияют на общее название породы, но существенно уточняют её
характеристику.
Текстура
обусловленная
Например:
–
совокупность
относительным
слоистая,
признаков
строения
расположением
неслоистая
текстуры.
ее
горных
пород,
составных
частей.
Слоистые
текстуры
32
классифицируются по толщине слагающих породу слойков (масштабу), и по
форме взаимного расположения слойков (типу слоистости). Примерами
первых может быть тонкослоистая (с толщиной слойков
1-10 мм) или
толстослоистая – (с толщиной слойков более 1000 мм) и т.п. текстуры,
примерами
вторых
–
горизонтальнослоистая,
градационнослоистая,
косослоистая и т.д. текстуры. Определение и анализ типа слоистости лежат в
основе
определения
стратиграфической
последовательности
залегания
пластов в разрезе, обеспечивая расшифровку тектонической структуры
района.
Вещественный состав породы – это состав пород и минералов,
образующих обломочную часть породы. По вещественному составу
обломочные породы подразделяются на мономиктовые – состоящие из
какой-нибудь одной породы (одного компонента), и полимиктовые –
состоящие из пород разного состава (нескольких компонентов). Примерами
первых являются кварцевый песчаник, известняковая брекчия, примерами
вторых
брекчия.
–
кварц-полевошпатовый
Связующая
классифицируется
по
масса
песчаник,
(цемент,
характеру
её
известняково-кремнистая
матрикс)
обломочных
взаимоотношений
с
пород
обломками.
Выделяется базальный тип цемента и тип соприкосновения. При базальном
типе цемента обломки не соприкасаются между собой, «плавая» в связующей
массе, а при типе соприкосновения – соприкасаются.
Глинистые породы – это отложения, состоящие из глинистодисперсных частиц, возникшие в результате преобразований минеральных
масс под воздействием окисления или трения. Они подразделяются по
минеральному
составу и физико-механическим свойствам. Важнейшими
глинистыми
минералами
являются
каолинит,
гидрослюда
и
монтмориллонит, относящиеся к группе силикатов. В полевых условиях в
качестве диагностирующего признака используется в первую очередь
окраска породы.
Выделяются три основных группы глинистых пород:
33

каолиновые глины (белые)

гидрослюдистые глины (серые)

монтмориллонитовые глины (голубовато-зеленые)
Каолиновые глины образуют сырьевую базу фарфорово-фаянсовой
промышленности,
гидрослюдистые
монтмориллонитовые
–
кирпичного
производства,
а
глины используются при производстве буровых
растворов для снижения водопроницаемости грунтов.
Точная диагностика глинистых пород осуществляется на основе
проведения
комплексных
исследований
в
специализированных
лабораториях.
Органогенные породы – это окаменевшие скопления скелетных
остатков различных организмов. Они идентифицируются по наличию
биоморфных
структур, особенности которых определяются характером
строения скелетных остатков ископаемых организмов, и, органогенные
породы преимущественно, неслоистых и неясномикрослоистых текстур.
Примерами органогенных пород является мел, ракушняк, планктоногенные
кремни (яшмы), коралловые известняки.
Хемогенные породы – это растворимые продукты изменения минеральных
масс,
выпавшие
в
осадок
чисто
химическим
путем.
Преобладают
пелитоморфные, реже – оолитоморфные, структуры и неслоистые текстуры.
Примером хемогенных пород являются каменная соль, кремни, оолитоморфные
известняки. Важнейшими отличительными особенностями близких по структуре
кремней и известняков является их реакция с разбавленной соляной кислотой.
Иногда, основываясь на нередко наблюдаемом совмещении процессов
формирования органогенных и хемогенных пород, вместо двух выделяют одну
группу органогенно-хемогенных пород, куда входят все отмеченные выше в двух
последних группах разновидности пород [4].
Основные формы залегания осадочных пород – пластовые тела с
параллельно расположенными граничными поверхностями, а также линзы
– тела с непараллельно расположенными граничными поверхностями.
34
Среди пластовых тел выделяют слои, пласты, пачки, толщи, свиты и
серии.
Слой – плитообразное геологическое тело однородного состава и
строения мощностью 0,01-1,0 м.
Пласт – крупный слой мощностью 1,0-10,0 м.
Пачка – группа чередующихся пластов и слоев разного состава и
строения мощностью 10,0-100,0 м.
Толща – группа близких по составу пластов и пачек средней мощностью
100,0-1000,0 м. Для толщ характерны неопределенность стратиграфического
положения
(среди
смежных
биостратиграфической
геологических
характеристики,
образований),
которые
отсутствие
отличают
их
от
стратиграфических подразделений – свит.
Свита – совокупность отложений, образовавшихся в данном регионе в
определенных физико-географических условиях и занимающих в нем
определенное положение. Средняя мощность свит составляет 100-1000 м.
Серия – группа свит, близких по происхождению. Средняя мощность
серий – 1000-3000 м.
Таблица 7
Схематическая классификация осадочных обломочных пород
Тип
структуры
Ф
а
н
е
р
о
м
е
р
н
ы
Размер
обломков и
микрочастиц
Название
структуры
Степень
связности
пород
Степень
Наименования
окатанности
пород
обломков
Окатанные
Несвязные
> 100 м
Агломератовая
Окатанные
Связные
10-10 мм
П Крупнос псефитовая
е
Неокатанные
Неокатанные
Окатанные
Несвязные
Неокатанные
Валунный
грунт
Глыбовый
грунт
Крупный
конгломерат
Агломератов
ая брекчия
Крупный
галечник
Гравий
35
й
2-10 мм
Криптоме
рный
ф
и
т
о Мелков псефитовая
а
я
0,1-2 мм
Псаммитовая
0,1-0,01 мм
Алевритовая
0,01-0,001
мм
Пелитовая
Окатанные
Связные
Неокатанные
Окатанные
Несвязные
Связные
Несвязные
Связные
Несвязные
Связные
Несвязные
Связные
Неокатанные
Окатанные
Неокатанные
Конгломера
т
Брекчия
Мелкий
галечник
Щебень
Гравелит
Дресвяник
Песок
Песчаник
Супесь
Алевролит
Суглинок
Пелитолит
36
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3
Тема: ДИАГНОСТИКА ОСАДОЧНЫХ ПОРОД
Цель работы: приобретение навыков диагностики осадочных пород.
Задание: определить диагностические признаки осадочных пород и
установить их названия.
1. Порядок выполнения работы
1. Дать письменные ответы на контрольные вопросы, помещённые в
разделе 4.
2. Определить диагностические признаки выданных для работы
образцов осадочных горных пород и полученные данные поместить в
итоговую таблицу (см. образец – табл. 8).
3. Сопоставив полученные сведения с данными таблицы 7, определить
наименования горных пород. Полученные сведения отразить в итоговой таблице.
2. Необходимые материалы
1. Раздаточная коллекция образцов осадочных пород.
2. Стеклянные пластинки.
3. Эталонная коллекция минералов Мооса.
4. 10%-ный раствор НС1.
5. Классификационная таблица осадочных пород.
3. Указания по диагностике осадочных горных пород
Диагностика осадочных горных пород заключается, главным образом, в
определении типа их структуры.
При
фанеромерном
(яснозернистом)
типе
структуры
породы
устанавливается характер составляющих её неоднородностей. Они могут
быть представлены обломками горных пород и минералов, или остатками
ископаемых организмов и растений. В первом случае исследуемая порода
относится к группе обломочных образований, во втором – органогенных.
Для определения наименования фанеромерных обломочных пород
необходимо измерить среднюю величину слагающих её обломков и
установить степень окатанности обломков, имея в виду, что окатанные
37
обломки имеют округлую конфигурацию, а неокатанные – угловатую.
Полученные данные следует сопоставить с материалами таблицы 7, где
приведены соответствующие наименования горных пород.
Фанеромерные органогенные породы диагностируются по наличию и
особенностям биоморфной структуры, образованной скелетными остатками
ископаемых организмов и растений. Следует помнить, что контрастность и
выразительность биоморфных структур заметно выше на выветрелой
поверхности образцов пород и резко усиливается при смачивании образцов
водой. Фанеромерные органогенные породы чаще всего представлены
известняками коралловыми, раковинными или водорослевыми.
Среди криптомерных (тонкозернистых) осадочных образований к
наиболее широко распространённым породам относятся алевролиты,
пелитолиты, кремни и известняки пелитомофные. Обычно они очень
похожи друг на друга и для их идентификации используются такие
диагностические признаки как механическая прочность и особенности
химического состава. Механическая прочность пород ориентировочно
оценивается в баллах по шкале твёрдости Мооса, по аналогии с
определением твёрдости минералов (см. п. 3 в лабораторной работе № 1).
Особенности химического состава пород определяются по характеру их
реакции с разбавленной соляной кислотой. Положительная реакция породы с
кислотой проявляется в виде массового выделения пузырей.
По степени твёрдости среди осадочных криптомерных образований
выделяются породы с высокой, средней и низкой твёрдостью. При высокой
твёрдости (более 5 баллов) порода оставляет царапины на пластинках стекла
и относится к кремням. Важным диагностическим признаком кремней
является также раковистый излом породы.
При средней твёрдости (4-5 баллов) исследуемая порода относится к
алевролитам, а при низкой (менее 4 баллов) – к пелитолитам или известнякам
пелитоморфным. Отличием пелитоморфных известняков от пелитолитов
является положительная реакция, наблюдаемая у известняков с соляной
38
кислотой.
Необходимо помнить, что алевролиты, в отличие от песчаников, имеют
гладкую сливную поверхность раскола, а песчаники – шероховатую.
Для повышения контрастности и выразительности структурных и
текстурных признаков криптомерных горных пород с целью обеспечения их
более точной и надёжной диагностики, исследуемые образцы необходимо
смочить. Появление на смоченной поверхности вытянутых в ряды точечных
включений, обычно представляющих собой остатки ископаемой микрофлоры
(радиолярии), позволяет относить породу к органогенным (планктоногенным)
кремням (радиоляритам).
4. Контрольные вопросы
1. Какие горные породы называются осадочными и на какие группы
они подразделяются?
2. Какие главные и дополнительные диагностические признаки лежат в
основе классификации обломочных пород?
3. Перечислить виды структур обломочных пород и их цифровые
характеристики.
4. Какие признаки лежат в основе классификации глинистых пород и
на какие основные группы они подразделяются?
5. Какие признаки лежат в основе диагностики кремнистых и
карбонатных (известняки) пород?
6. Перечислить основные формы залегания осадочных горных пород.
Таблица 8
Результаты диагностики осадочных пород
(Пример оформления итоговой таблицы)
Диагностические
свойства
осадочных пород
Структура
(размеры
обломков)
Форма обломков
Физическое
Первый
образец
Второй
образец
Третий
образец
Псаммитовая
(1 мм)
Пелитовая
( менее 0.01 мм)
Мелкопсефитовая (8
мм)
Связное
Связное
Угловатая
Связное
39
состояние
породы
Твёрдость
Реакция с НCl
Текстура
Тонкослоистая
Тип цемента
Название породы
Песчаник
Более 5
Отрицательная
Неясномикрослоистая
Кремень
Брекчиевая
базальный
Дресвяник
3.3 Вулканогенно-обломочные горные породы, их
диагностические признаки и классификация
Вулканогенно-обломочные породы имеют смешанное, частично –
магматическое, а частично – осадочное, происхождение. Начальная стадия
формирования
вулканогенно-обломочных
пород
(кристаллизация
и
дезинтеграция породного материала) связана с магматическими процессами
(взрывным вулканизмом), а конечная (осаждение и накопление обломочного
материала) – с осадочными. По способу образования рассматриваемые
отложения
отвечают
осадочным
породам,
а
по
составу
являются
магматическими образованиями, идентичными эффузивным породам, которые
они обычно сопровождают.
Двойственный характер происхождения вулканогенно-обломоч-ных
пород отражён в их облике. Связь пород с магматическими процессами
проявляется в особенностях их вещественного состава, представленного
преимущественно магматическими образованиями. Индикатором осадочных
процессов
является
обломочный
характер
структуры
вулканогенно-
обломочных отложений, аналогичной структуре осадочных обломочных
пород.
В основе классификации вулканогенно-обломочных пород лежит
соотношение
входящих
в
их
состав
магматического
и
осадочного
компонентов, точнее – содержание в породе осадочной примеси. К
магматическому компоненту относятся обломки магматических пород,
кристаллов минералов, вулканического стекла и вулканический пепел.
Осадочная составляющая (примесь) обычно представлена обломками
осадочных пород и связующей тонкозернистой массой, по составу
40
отвечающей
алевролитам
или
пелитолитам
(см.
схематическую
классификацию осадочных пород – таблица 7).
По содержанию осадочной примеси вулканогенно-обломочные породы
подразделяются на три генетические группы:
 пирокластические породы (пирос – огонь, класт – обломок), у
которых содержание осадочной примеси составляет менее 10%;
 осадочно-пирокластические породы – 10-50%, соответственно;
 пирокласто-осадочные породы – более 50%, соответственно; (таблица 9).
Пирокластические
породы
называются
туфами,
осадочно-
пирокластические породы – туффитами, а наименования пирокластоосадочных пород основываются на названии аналогичной по структуре
осадочной
обломочной
породы
с
приставкой
«туфо»,
например,
туфопесчаники, туфобрекчии и т.д. Среди вулканогенно-обломочных пород
наибольшее распространение имеют туфы.
Туф – это горная порода, образованная из твёрдых продуктов
вулканических извержений.
Туффит
–
вулканогенно-обломочная
порода,
состоящая
из
пирокластического материала с небольшим количеством (10-50%) осадочной
примеси.
Туфопесчаник – вулканогенно-обломочная порода, содержащая менее
половины пирокластического материала размером 0,1-2,0 мм.
Дальнейшее подразделение вулканогенно-обломочных пород в пределах
каждой из выделенных генетических групп основано на особенностях их
структуры, вещественного и минералогического составов. При этом,
наименования пирокласто-осадочных и осадочно-пирокластических пород
определяются
только
их
структурными
особенностями,
а
полное
наименование пирокластических пород требует учёта особенностей как их
структуры, так и минерального и вещественного составов.
Структурные
особенности
вулканогенно-обломочных
пород
определяются размером доминирующих в их составе обломков, аналогично
41
определению структур осадочных обломочных пород. В соответствии со
структурными
особенностями,
пирокласто-осадочные
породы
подразделяются на туфоалевролиты, туфопесчаники и т.д., осадочнопирокластические – на туффиты алевритовые, туффиты псаммитовые и
т.д., пирокластические – на туфы алевритовые, туфы псаммитовые и т.д.
(таблица 9).
Отличительной особенностью номенклатуры структур вулканогеннообломочных
пород
является
использование
термина
«лапиллиевая
структура». Лапилли – это продукт вулканических извержений в виде
обломков затвердевших лав размером с горошину или грецкий орех, и
использование этого термина – дань традиции.
Минеральный
соотношением
состав
пирокластических
породообразующих
пород
минеральных
определяется
компонентов:
кварца,
полевого шпата и темноцветных минералов. Особенности минерального
состава определяют
групповую принадлежность пород (гранита-риолита,
диорита-андезита и т.п.), по аналогии с подразделением на химикоминеральные группы магматических пород. При этом, наименование туфов
отвечает названию эффузивной разновидности (вулканическому классу)
соответствующей группы пород. Так, туф кислого состава (группа гранитариолита) называется туфом риолита, туф среднего состава (группа диоритаандезита) – туфом андезита и т.д.
Вещественный
состав
пирокластических
пород
определяется
по
соотношению трёх главных компонентов: обломков пород, называемых
литокластами
(литокластов),
обломков
кристаллов
минералов
(кристаллокластов), обломков вулканического стекла (витрокластов). Туфы,
содержащие
обломки
витрокластическими,
вулканического
туфы
с
стекла,
обломками
горных
называются
пород
–
литокластическими, а туфы с обломками кристаллов минералов –
кристаллокластическими. Туфы, содержащие два или три вещественных
компонента,
называются,
в
зависимости
от
состава
компонентов,
42
соответственно,
кристалло-витрокластическими
или
лито-витро-
кристаллокластическими.
В
целом,
полное
название
пирокластических
пород
включает
информацию обо всех трёх характеризующих их диагностических признаках:
структуре, минеральном и вещественном составах. Например, туфы риолитов
псаммитовые лито-витро-кристаллоклас-тические и т.д. (таблица 10).
Нередко обломки вулканического стекла имеют специфическую
уплощённую форму, связанную с пластичным состоянием материала в
момент падения на дневную поверхность. Такие линзовидные включения
вулканического стекла называются фъямме. Они придают заключающим их
образованиям весьма своеобразный полосчатый облик, запечатлённый в
специальном названии породы, и имеют практическое значение, связанное с
возможностью
определения
условий
залегания
толщи
пород.
Пирокластические породы с фъямме, обуславливающими их линзовиднослоистую текстуру, называются игнимбритами. Игнимбриты слагают
большую часть разреза вулканогенно-обломочных толщ Дальнегорского
рудного района.
Формы залегания вулканогенно-обломочных пород характеризуются
значительным разнообразием, определяемым смешанным характером их
происхождения.
Как
правило,
они
слагают
плащеобразные
залежи
монотонного строения типа вулканических покровов. Мощность покровов
вулканогенно-обломочных пород обычно составляет от первых десятков до
первых сотен метров.
Пирокластические образования нередко слагают жерловые части
вулканов, образуя трубообразные тела агломератовых туфов с площадью
поперечного сечения до 1-2 км2. Вблизи центров вулканических извержений
встречаются туффизиты – интрузивные туфы с псаммитовой или
мелкопсефитовой структурой, образующие жильные тела крутонаклонного
залегания мощностью от первых сантиметров до первых дециметров, иногда
– метров.
43
Таблица 9
Схематическая классификация вулканогенно-обломочных пород
Название
структуры
Размер
обломко
в
Содержание примеси осадочного материала
Менее 10%
10-50%
Более50%
Пирокластические
ОсадочноПирокластопороды
пирокластическ
осадочные
ие породы
породы
Глыбовый
Глыбовый
Глыбовая
агломератовый
агломератовый
туфобрекчия
туф
туффит
(Валунный
туфоконгломерат*)
Агломератовый туф
Туффитовый
Туфобрекчия
агломерат
(Туфоконгломерат*)
Псефитовый туф
Псефитовый
Туфодресвянник
туффит
(Туфогравелит*)
Глыбовая
Более
200 мм
Агломератовая
Псефитовая
50-200
мм
2-50 мм
Псаммитовая
0.1-2 мм
Псаммитовый туф
Алевритовая
0.01-0.1 мм
Алевритовый туф
Псаммитовый
туффит
Алевритовый
туффит
Туфопесчаник
Туфоалевролит
Агломератовая
(50,0-200,0 мм)
Туф
агломератовый
Витрокласты
Туф
витрокластическ
ий
Туф базальта
крупнопсефитовы
й
витрокластическ
ий
Псефитовая
(2,0-50,0 мм)
Туф псефитовый
Литокласты
Туф
литокластический
Туф андезита
мелкопсефитовый
литокластический
Туф кристаллолитовитрокластически
й
Туф базальта
Туф андезита
Кристаллокласты +
литокласты +
витрокласты
Кв-0%; п/шп-60%;
т/цв-40%
Кв-0-5%; п/шп70%; т/цв-25%
Таблица 10
Диагностические признаки пирокластических пород и их учёт
в наименовании туфов
Содержание диагностических признаков
Примечания
Наименование породы
* – разновидности пород с окатанными обломками
Туф риолита
псаммитовый
кристаллокластический
Туф
кристаллокластический
Предварительное
название породы
Полное название
породы
Кристаллокласты
3. Вещественный
состав
Псаммитовая
(0,1-2,0 мм)
2. Структура
(размер обломков)
Туф псаммитовый
Туф риолита
Предварительное
название породы
Предварительное
название породы
Кв-5-35%; п/шп-60%; т/цв10%
1. Минеральный
состав
Наименование
признаков
44
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4
Тема: ДИАГНОСТИКА ВУЛКАНОГЕННО-ОБЛОМОЧНЫХ ПОРОД
Цель
работы:
приобретение
навыков
диагностики
вулканогенно-
обломочных пород.
Задание: определить диагностические признаки вулканогенно-обло-мочных
пород раздаточной коллекции и установить их названия.
1. Порядок выполнения работы
1. Дать письменные ответы на контрольные вопросы, приведённые в
разделе 4.
2. Определить диагностические признаки (структуру, минеральные и
вещественные составы) выданных для работы пород и поместить их в
итоговую таблицу (см. образец – табл. 11).
3. Сопоставив полученные сведения с данными таблицы 10, определить
названия пород и внести их в итоговую таблицу.
2. Необходимые материалы
1. Раздаточная коллекция минералов.
2. Классификационная таблица вулканогенно-обломочных пород.
3. Таблица диагностических признаков пирокластических пород.
3. Указания по диагностике вулканогенно-обломочных пород
45
В
основе
диагностики
вулканогенно-обломочных
пород
лежит
исследование их структурных особенностей, минерального и вещественного
состава.
Вещественный состав вулканогенно-обломочных пород – это совокупность
обломков горных пород, кристаллов минералов, вулканического стекла и
вулканического пепла. Особое значение в вещественном составе пород имеет
осадочная
примесь,
к
которой
относятся
различимые
глазом
(визуализированные) обломки осадочных пород (песчаников, алевролитов,
кремней и т.п.), и невизуализированную тонкозернистую массу того же состава,
отвечающую алевролитам или пелитолитам (таблица 7). Невизуализированная
осадочная примесь в составе вулканогенно-обломочных пород образует, как и
вулканический пепловый материал, связующую массу (цемент) породы.
Особенностью осадочной примеси, отличающей её от вулканической пепловой
массы, является однородность структуры материала.
Определение содержания осадочной примеси в породах (в процентах)
позволяет отнести исследуемую породу к одной из трёх генетических групп
и, в соответствии с таблицей 9, определить её базовое название. Так, при
содержании осадочной примеси менее 10% породы относятся к группе
пирокластических образований и называются туфами, при содержании
осадочной примеси
10-50% породы
относятся
к группе
осадочно-
пирокластических и называются туффитами, а при содержании – более 50%
– к группе пирокласто-осадочных образований и называются по аналогии с
наименованиями осадочных обломочных отложений идентичной структуры с
приставкой «туфо», например, туфопесчаник (таблица 9).
Для определения полных наименований пород необходимо исследовать
их структурные особенности. Структура горной породы определяется
средним размером заключённых в ней обломков. Зависимость между
размерами обломков, названием структур и наименованием горных пород
показана в таблице 7. В соответствии с особенностями структуры (размерами
обломков) в группе пирокластических пород выделяются туфы алевритовые,
46
туфы псаммитовые и т.д., в группе осадочно-пирокластических пород –
туффиты алевритовые, туффиты псаммитовые и т.д., в группе пирокластоосадочных пород – туфоалевролиты, туфопесчаники и т.д. (таблица 9).
Определением структуры пород завершается диагностика осадочнопирокластических и пирокласто-осадочных образований, но для определения
полного наименования пирокластических пород необходимо установить
также их минералогический и вещественный составы.
Определение минерального состава пирокластических пород сводится к
установлению в исследуемой породе трёх минеральных компонентов: кварца,
полевого шпата и темноцветных минералов и определению их содержания в
процентах, аналогично определению минерального состава магматических
пород (см. раздел 3 в лабораторной работе № 2). Полученные данные
определяют принадлежность исследуемой породы к одной из четырех
химико-минеральных групп (гранита-риолита, диорита-андезита и т.п.),
эффузивный аналог которой используется в наименовании туфов. Например,
туфы риолитов, туфы андезитов и т.д.
Данные по минеральному составу исследуемых пород необходимо
сопоставить с материалами классификационной таблицы 10, в которой
указаны соответствующие им наименования туфов.
Определение вещественного состава
исследуемых
(литокластов),
породах
обломков
трёх
заключается в выявлении в
компонентов:
кристаллов
обломков
минералов
горных
пород
(кристаллокластов)
и
обломков вулканического стекла (витрокластов). Необходимо помнить, что
отличительной особенностью витрокластов является аморфное однородное
строение и раковистый излом, нередко – уплощённая, характерная для
фъямме, конфигурация.
Выявление любого из вышеупомянутых компонентов (или всех
вместе)
обязывает
использование
их
названий
в
наименовании
содержащего их туфа. Так, при наличии в породе только одного
компонента,
например,
обломков
кристаллов
минералов,
порода
47
называется туфом кристаллокластическим, двух компонентов: обломков
пород и кристаллов – туфом лито-кристаллокласти-ческим, всех трёх
компонентов – туфом витро-лито-кристалло-кластическим. При этом, на
первое место в названии туфов ставится компонент, характеризующийся
наименьшим содержанием в породе (таблица 10).
В целом, полное наименование пирокластических пород должно
содержать
информацию
обо
всех
трёх
характеризующих
их
диагностических признаках: структуре, минеральном и вещественном
составах. Например, туф риолита псаммитовый витро-кристаллокластический.
В данном названии слово «туф» показывает, что порода состоит из
несортированных
угловатых
обломков
магматических
образований
(вулканических пород, вулканического стекла, кристаллов минералов),
слово
«риолит»
минералов
свидетельствует,
встречается
кварц
что
среди
обломков
кристаллов
в количестве не менее 5%, слово
«псаммитовый» указывает на средний размер (0,1-2,0 мм) обломков, слово
«витро-кристаллокластический» показывает, что обломки представлены
кристаллами
минералов
кристаллокласты
и
вулканического
преобладают,
а
витрокласты
стекла,
имеют
при
этом,
подчиненное
значение.
Отличительными особенностями вулканогенно-обломочных пород,
позволяющими опознавать их среди близких по облику порфировых
разновидностей
магматических
пород
и
осадочных
обломочных
отложений, является несортированность (хаотичность распределения)
обломочного материала и оскольчатая конфигурация кристаллокластов.
Первая
особенность
определяется
неравномерным
распределением
обломков в связующей основной массе, разнообразием вещественного
состава обломков и существенными различиями в размере обломков.
Вторая особенность проявляется в наличии у включений острых углов,
вогнутой
конфигурации
границ
кристаллокластов.
Это
связано
с
48
транспортировкой последних в воздушной среде, лишённой объектов,
способных придать конфигурации обломков сглаженный характер.
4. Контрольные вопросы
1. Какой диагностический признак лежит в основе классификации
вулканогенно-обломочных пород и на какие группы они подразделяются?
2. Что такое туф и чем он отличается от игнимбрита?
3. Что такое фъямме и в чём состоит их практическое значение?
4. Перечислить вещественные компоненты туфов.
5. Перечислить диагностические признаки туфов.
6. Привести пример полного наименования туфа, используя исходные
данные под номером, соответствующим последней цифре номера зачётной
книжки.
Исходные данные
1. Кислые, агломератовые, литокластов – 0%, витрокластов – 20%,
кристаллокластов – 80%.
2. Средние, агломератовые, литокластов –10%, витрокластов – 60%,
кристаллокластов – 30%.
3. Основные, псаммитовые, литокластов – 40%, витрокластов – 0%,
кристаллокластов – 60%.
4. Кислые, агломератовые, литокластов – 0%, витрокластов –80%,
кристаллокластов – 20%.
5. Кислые, псефитовые, литокластов – 10%, витрокластов – 20%,
кристаллокластов – 70%.
6. Средние, псефитовые, литокластов – 0%, витрокластов – 0%,
кристаллокластов – 100%.
7. Основные, агломератовые, литокластов – 0%, витрокластов – 60%,
кристаллокластов – 40%.
8. Кислые, псаммитовые, литокластов – 10%, витрокластов – 60%,
кристаллокластов – 30%.
9. Средние, псефитовые, литокластов – 10%, витрокластов – 20%,
49
кристаллокластов – 70%.
10. Основные, агломератовые, литокластов – 0%, витрокластов – 10%,
кристаллокластов – 90%.
Таблица 11
Результаты диагностики пирокластических пород
(Пример оформления итоговой таблицы)
Диагностические
признаки
Структура
(размер обломков)
Минеральный
состав
Вещественный
состав
Название
породы
Первый
образец
Псаммитовая
(2 мм)
кв – 30%
п/шп – 60%
т/цв – 10%
Витрокласты – 0%
Литокласты – 20%
Кристалло-класты –
80%
Туф риолита
псаммитовый
лито-кристаллокластический
Второй
образец
Агломератовая
(40 мм)
кв – 0%
п/шп – 80%
т/цв – 20%
Витрокласты – 50%
Литокласты – 20%
Кристаллокласты –
30%
Туф андезита
агломератовый
лито-кристалловитрокластический
Третий
образец
Мелкопсефитовая
(20 мм)
кв – 0%
п/шп – 60%
т/цв – 40%
Кристаллокласты – 10%
Витрокласты – 40%
Литокласты – 50%
Туф базальта
мелкопсефитовый
кристалло-витролитокластический
3.4 Метаморфические породы, их классификация
и диагностические признаки
Метаморфические
породы
–
породы,
образовавшиеся
из
магматических и осадочных пород под воздействием температуры, давления
и химически активных веществ [3].
Метаморфизм – это процесс преобразования горных пород под
влиянием температуры, давления и химически активных веществ. При этом
породы остаются в твёрдом состоянии. Происходит изменение их
химического и минерального состава, укрупняется
приобретает
директивный
(полосчатый)
облик.
структура, а текстура
Образуются
новые
специфические минералы, отличающиеся повышенной твёрдостью.
Классификация метаморфических пород основана на особенностях их
происхождения и определяется типом метаморфизма. Тип метаморфизма
обусловлен реализацией одного или нескольких факторов метаморфизма, к
которым относится температура, давление и химически активные вещества.
50
Среди типов метаморфизма выделяется контактовый, региональный,
динамический
Разновидностью
(динамометаморфизм).
контактового
метаморфизма является метасоматоз.
При контактовом метаморфизме в качестве ведущего фактора
выступает
температура,
источником
которой
являются
раскалённые
магматические массы, внедряющиеся в холодные вмещающие породы. При
этом по обе стороны от границы взаимодействия образуется «кайма» (зона)
из метаморфических пород, среди которых наиболее часто встречаются
мраморы (за счёт преобразования известняков) и роговики
алюмосиликатным породам). Мраморы могут образовываться
(по
и при
региональном метаморфизме.
Метасоматоз является разновидностью контактового метаморфизма,
своеобразие которого обусловлено совокупным воздействием на вмещаемые
породы температуры и химически активных веществ, находящихся в составе
внедряемых раскалённых масс. В результате метасоматоза образуются
скарны (породы гранат-пироксенового состава) и грейзены, зачастую
несущие промышленную минерализацию цветных и редких металлов и
рассматриваемые как рудные образования. В Дальнегорском рудном районе
Приморья рудоносные скарны являются важнейшим формационным типом
развитых здесь полиметаллических руд и боросиликатного сырья, запасы
которых имеют мировое значение.
При региональном метаморфизме главными факторами являются
давление и температура, обусловленные условиями значительных глубин, в
которые попадают различные геологические образования в результате
крупномасштабных тектонических перемещений блоков горных пород. К
продуктам
регионального
метаморфизма
относятся
кристаллические
сланцы, амфиболиты, гнейсы, кварциты. Последние составляют более
60% объёма всех метаморфических пород и формируют крупные массивы
пород.
Динамометаморфизм является результатом трения перемещающихся
51
друг относительно друга блоков горных пород и реализуется в линейных
зонах небольшой мощности (0,5-2,0 м) вдоль границ блоков. Продуктом
динамометаморфизма являются милониты и тектонические брекчии.
Милониты – тонкоперетёртая горная порода со сланцевой структурой.
Тектонические брекчии по облику близки осадочным, но в отличие от них в
качестве цемента содержат глинистый материал, образовавшийся при
перетирании заключённых в них обломков пород.
Диагностические
признаки
метаморфических
пород
включают
минеральный состав, вещественный состав, структуру и текстуру.
Текстурные
диагностических
особенностью
особенности
признаков
относятся
к
метаморфических
«метаморфических»
текстур
числу
пород.
является
их
важнейших
Характерной
директивный
(ориентированный) характер. Ведущее значение имеют сланцеватая,
полосчатая и массивная текстуры. Сланцеватая текстура характеризуется
параллельной ориентировкой чешуек и удлинённых зёрен минералов,
обуславливающей расслаивание пород на тонкие плитки. Полосчатая
текстура обусловлена параллельной ориентировкой полос различного
минерального состава. Массивная текстура отличается прочным сложением
породы при плотном, связном соединении минеральных зёрен.
Минеральный состав метаморфических пород включает две группы
минералов: реликтовых, унаследованных от исходных пород: кварц,
полевые шпаты, слюды, пироксены, кальцит и типоморфных – минералов
собственно метаморфического происхождения: гранат, эпидот, хлорит,
серицит и др. Наличие типоморфных минералов в породе – важный
индикатор метаморфических процессов.
Вещественный состав метаморфических пород
включает зерна
минералов и обломки пород. Последние характерны для метаморфических
пород динамического типа.
Структура метаморфических пород обычно полнокристаллическая,
редко – тонкозернистая, а у пород динамического типа – обломочная.
52
Полнокристаллические структуры метаморфических пород в целях отличия
их
от
полнокристаллических
структур
магматических
образований
называются кристаллобластовыми структурами (от слова «бластез» –
процесс перекристаллизации минералов в твёрдой среде).
Таблица 12
Схематическая классификация метаморфических пород
Тип
метаморфизма
Название пород
Роговики
Грейзены
Контактовый
Скарны
Мраморы
Кварцит
Гнейсы
Региональный
Кристаллические
сланцы
Тектонические
брекчии
Динамический
Милониты
Диагностические признаки
Минеральный и
вещественный
Структура
Текстура
состав
Кварц, слюда
Тонкозерниста
Массивная
я
Кварц, слюда,
Полнокристал
Массивная
флюорит, топаз
лическая
Гранат,
Полнокристал
Лучистая
пироксен
лическая
Кальцит,
Полнокристал
Массивная
доломит
лическая
Кварц
Полнокристал
Массивная
лическая
Кварц,
Полнокристал
Полосчатая
полевой шпат,
лическая
слюда, роговая
обманка
Кварц, слюда
Полнокристал Сланцеватая
и др.
лическая
Обломки
Крупнообломо
Брекчиевая
разнообразных
чная
пород
Глина
Тонкообломоч Сланцеватая
с включениями
ная
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5
Тема: ДИАГНОСТИКА МЕТАМОРФИЧЕСКИХ ПОРОД
Цель работы: приобретение навыков диагностики метаморфических пород.
Задание: определить диагностические признаки метаморфических пород
раздаточной коллекции и установить их названия.
1. Порядок выполнения работы
1. Дать письменные ответы на контрольные вопросы, приведённые в
разделе 4.
53
2. Определить диагностические признаки образцов пород раздаточной
коллекции и поместить их в итоговую таблицу (см. образец – табл. 13).
3. Сопоставив полученные сведения с данными классификационной
таблицы метаморфических пород, определить названия пород раздаточной
коллекции и поместить их в итоговую таблицу.
2. Необходимые материалы
1. Образцы метаморфических пород раздаточной коллекции.
2. Классификационная таблица метаморфических пород.
3. Соляная кислота.
4. Шкала Мооса.
5. Таблица диагностических признаков минералов.
6. Классификационная таблица минералов.
3. Указания по диагностике метаморфических пород
Лабораторная
диагностических
работа
начинается
признаков
пород
с
образцов
определения
основных
раздаточной
коллекции:
минерального состава, структуры и текстуры.
При
определении
минерального
состава
породы
используются
технологические приёмы и подходы, освоенные студентами при выполнении
лабораторной работы № 1. При этом применяются все, необходимые для
диагностики минералов материалы и оборудование, а также – таблица
диагностических признаков
минералов. Структурно-текстурные признаки
пород определяются с учётом приобретённого опыта диагностики указанных
признаков при выполнении лабораторных работ № 2 и 3.
Полученные по каждому образцу раздаточной коллекции данные
следует сопоставить с диагностическими признаками, приведёнными в
классификационной таблице 12. Сопоставление признаков производится
последовательно по каждому, представленному в таблице названию породы.
Наименование породы из таблицы 12, диагностические признаки которой
совпали с полученными студентами данными, выбирается в качестве
названия исследуемого образца.
54
4 Контрольные вопросы
1. Что такое метаморфизм и метаморфические горные породы?
2. Перечислить типы метаморфизма и соответствующие им
наименования основных метаморфических пород.
3. В чем состоят особенности метаморфических преобразований?
4. Перечислить основные диагностические признаки метаморфических
пород и их важнейшие виды.
Таблица 13
Результаты диагностики метаморфических пород
(Пример оформления итоговой таблицы)
Диагностические
признаки
Минеральный
состав
Первый
образец
Кальцит
Второй
образец
Гранат, пироксен
Текстура
Структура
Массивная
Полно
кристаллическая
Мрамор
Лучистая
Полно
кристаллическая
Скарн
Название
породы
Третий
образец
Кварц, слюда,
полевой шпат,
роговая обманка
Сланцеватая
Полно
кристаллическая
Гнейс
55
ЛИТЕРАТУРА
1. Булах А.Г. Общая минералогия.  3-е изд., испр. и перераб.: учебник.
– СПб.: Изд-во С. Петерб. ун-та, 2002.
2. Добровольский В.В. Геология: учеб. для студ. высш. учеб. заведений.
– М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2001.
3. Зиньков А.В. Петрография магматических и метаморфических
горных пород: учебно-метод. комплекс / А.В. Зиньков; Дальневосточный
государственный технический университет. – Владивосток: Изд-во ДВГТУ,
2007. – 284 с.
4. Казанский Ю.П., Ван А.В., Кашик С.А. Осадочные породы. –
Новосибирск: Наука, 1994.
5. Малеев Е.Ф. Вулканиты: справочник. – М., Недра, 1980.
6. Швецов М.С. Петрография осадочных пород.  3-е изд., перераб. –
М.: Госгеолтехиздат, 1958.
56
ПРИЛОЖЕНИЕ «А»
Структура и содержание отчёта о лабораторной работе
Стр. 1
ДВФУ
Лабораторная работа
по геологии № 1
Цель работы ………………..
Задание
Тема: Диагностика минералов
(горных пород)
Выполнил: студент гр. ДГ-…..
Стр. 2
Необходимые материалы
ФИО
1. ……………
2. ……………
…………………
Проверил: доцент Парняков В.П.
Порядок выполнения работы
Дата выполнения: …….
1. ……………
2. ……………
.............………..
Оценка работы: …….
Стр. 3
Ответы на контрольные вопросы…..
………..……………….………………….
……………………………………………
……………………………………………
Стр. 4
Результаты диагностики минералов
(горных пород)
Диагностич
еские
признаки
1. ..........
2. ……
3. ……..
…………
Название
минерала
(горной
породы)
1-й
образец
2-й
образец
3-й
образец
………
………
………
………
…………
…
………
………
………
………
…………
…
………
………
………
………
………
……