Mg,Fe

Главные породообразующие
минералы магматических
горных пород-2
Сазонова Л.В.
1
Распространенность в природе пироксенов
 В магматических породах
Вулканические (эффузивные): кимберлиты (алмазоносные породы),
коматииты (древние высокотемпературные лавы), базальты, андезиты,
дациты, риолиты.
Плутонические (интрузивные): габброиды, диориты, граниты.
Схема строения океанической коры:
пироксены – главные минералы пород
разреза.
2
Группа амфиболов
А0-1В2С5[T8О22](ОН)2
где А = [К, Na,□*];
В = [Na, Ca, Mg, Fe2+,Mn]
C = [Mg, Fe2+ Fe3+, Al, Cr и Ti]
Международная классификация
T = [Si, Аl, Ti].
амфиболов (Leake et al., 1997; 2003) * - вакансия
насчитывает 79 миналов, которые по
содержанию катионов в позиции В
разделяются на 5 подгрупп.
3
Основные подгруппы амфиболов*
(Mg,Fe)2
Несмотря на большую
площадь на диаграмме
амфиболы данной
подгруппы имеют весьма
ограниченное
распространение в природе.
Ca
амфиболы
Ca2
Мg-Fe амфиболы:
 Ca амфиболы:
 Na-Ca амфиболы:
 Na амфиболы:
 Na-Ca-Mg-Fe :
Na-Ca-Mg-Fe
амфиболы
Классификация на
основе заселенности
позиции В (точнее
2*М4)
Na-Ca
амфиболы
Na2
(Mg,Fe)B ≥ 1.5
(Mg,Fe)B ≤ 0.5, (Ca+Na)B ≥ 1.5 и NaB < 0.5
(Mg,Fe)B ≤ 0.5, (Ca+Na)B ≥ 1.5 и 0.5 < NaB < 1.5
(Mg,Fe)B ≤ 0.5, NaB≥ 1.5
0.5< (Mg,Fe)B < 1.5 и 0.5 ≤ (Ca,Na)B < 1.5
4
* Для упрощения исключены малораспространенные Li и Mn составляющие амфиболов.
Mg-Fe амфиболы
(Mg, Fe2+, Mn2+)B≥ 1.5
1.0
M g/(M g+ Fe 2+)
Моноклинные
Ромбические
Куммингтонит
Жедрит
Антофиллит
0.5
Ферроантофиллит
0.0
8.0
7.0
Грюнерит
Феррожедрит
6.0
8.0
7.0
Si, ф.е. - формульные единицы
Встречаются в бескальциевых или бедных кальцием породах:
перидотиты и метаперидотиты.
5
CaB≥1.5; (Na+K)A≥ 0.5
Ti<0.5
Паргасит
VI
3+
(Al ≥Fe )
Магнезиогастингсит
(Al VI<Fe3+)
Эденит
2+
Mg/(Mg+Fe )
1.0
0.5
7.0
7.5
6.5
6.0
Si, ф.е.
Феррокерсутит
5.5
Mg/(Mg+Fe )
CaB≥1.5; (Na+K)A <0.5
1.0
Тремолит
0.9
Магнезиальная
Актироговая
нолит
обманка
0.5
Ферро- Железистая
актироговая
нолит
обманка
0.0
8.0
7.5
7.0
Ti≥0.5
Керсутит
Ферропаргасит
VI
3+
(Al ≥Fe )
Ферроэденит
Гастингсит
(Al VI<Fe3+)
0.0
2+
Са
Амфиболы.
Раньше все
эти
амфиболы
назывлись
«роговыми
обманками
6.0
Si, ф.е.
Чермакит
Феррочермакит
6.5
Si, ф.е.
6.0
5.5
5.5
6
Са-Na амфиболы
(Na+K)A<0.5; (Ca+NaВ) ≥1.5; 0.5<NaВ<1.5
(Na+K)A≥0.5; (Ca+Na В) ≥1.5; 0.5<NaВ<1.5
M g/(Mg+ Fe 2+ )
1.0
1.0
Магнезиотарамит
Рихте- Магнезиокатофорит
рит
Винчит Барруазит
0.5
0.5
Феррорихте- Катофорит
рит
0.0
8.0
Ферровинчит
Тарамит
Ферробарруазит
0.0
7.5
7.0
6.5
Si, ф.е.
6.0
5.5
8.0
7.5
7.0
Si, ф.е.
6.5
7
Щелочные амфиболы
NaВ≥1.5; (Mg+Fe2+ +Mn2+ )>2.5
(Na+K)A<0.5
1.0
Глаукофан
( AlVI≥Fe3+)
Магнезиорибекит
VI
3+
(Al <Fe )
0.5
Ферроглаукофан
( AlVI≥Fe3+)
Рибекит
(Al VI<Fe 3+)
0.0
8.0
7.5
Si, ф.е.
7.0
M g/(M g+ Fe 2 +)
M g /(M g + F e 2+)
1.0
(Na+K)A≥0.5
0.5
Экерманит
(AlVI≥Fe3+)
Магнезиоарфведсонит
(AlVI<Fe3+)
Нибёит
( AlVI≥Fe3+)
Ферринибёит
(AlVI<Fe 3+)
ФерроФерронибёит
экерманит
( AlVI≥Fe3+)
VI
3+
(Al ≥Fe )
Арфведсонит Ферриферронибёит
VI
3+
(Al <Fe )
(AlVI<Fe3+)
0.0
8.0
7.5
7.0
Si, ф.е.
6.5
8
ДИАГНОСТИКА
в
а
Ориентировка
оптической
индикатрисы в
кристалле роговой
обманки: а — общий
вид кристалла; 6—
продольный разрез; в
— поперечный разрез
б
9
На всех разрезах
моноклинных амфиболов,
кроме, перпендикулярных
(010), наблюдается косое
угасание, причем углы
угасания с:Ng не
превышают 30°
10
Для амфиболов характерны кристаллы
с двумя системами трещин спайности,
пересекающихся под углом 56°,
которые хорошо видны на поперечных
сечениях.
11
Все наиболее
распространенные
амфиболы, кроме
тремолита, который почти
бесцветен, окрашены в
зеленые или бурые тона и
обнаруживают отчетливый
плеохроизм.
12
Вторичные изменения. Наиболее распространенными
продуктами изменения роговой обманки являются
актинолит, хлорит, эпидот, карбонат, магнетит. При
изменении амфибола, содержащего титан, появляются сфен
и лейкоксен.
13
Опацитовая кайма вокруг кристалла роговой обманки из
андезитов вулкана Соуфриере Хиллс (Soufriere Hills), Малые
Антилы. Фотография в проходящем свете, взята из [Buckley
et al., 2006].
14
Распространенность в природе
Благодаря многообразию изоморфных замещений
амфиболы встречаются во многих литологических
типах магматических и метаморфических горных
пород земной коры и верхней мантии.
15
Группа слюд
АM2-3[T4О10] (OH)2
где
А = K, Na, Са
M = Mg, Fe2+, Fe3+, Al, Ti,
T = Si, Аl
Номенклатура слюд
Светлые мусковит (Mu)
парагонит ( Par)
маргарит (Mrg)
селадонит (Cel)
лепидолит
Темные
K Al3Si3O10(OH)2
NaAl3Si3O10(OH)2
CaAl3Si2O10(OH)2
K(Mg,Fe)AlSi4O10(OH)2
KLi2Al(Al,Si)3O10(F,OH)2
Биотит - твердый р-р 4 миналов
флогопит
аннит
истонит
сидерофиллит
(Phl)
(Ann)
(Ist)
(Sid)
KMg3AlSi3O10(OH)2
KFe3AlSi3O10(OH)2
KMg2Al3Si2O10(OH)2
KFe2Al3Si2O10(OH)2
16
Диагностика
Ориентировка оптической индикатрисы
в кристаллах биотита
(а—в) и мусковита (г—е):
а, г— общий вид кристаллов; б,д —
продольные разрезы; в, е — поперечные
разрезы
Листоватая форма кристаллов и
оптические свойства позволяют
уверенно находить слюды под
микроскопом.
17
18
Вторичные
изменения.
В
процессе
гидротермального изменения биотит обесцвечивается за
счет выноса железа, которое скапливается в виде магнетита
или гематита, а также легко замещается хлоритом или
мусковитом. Вдоль трещин спайности биотита бывает
развит эпидот. При изменении биотита, содержащего
примесь титана, выделяются игольчатые кристаллы рутила,
образующие характерный агрегат — сагенитовую решетку.
Светлые слюды могут замещаться гидрослюдой или
глинистыми минералами.
19
Распространенность в природе
Слюды широко распространены в метаморфических,
метасоматических и магматических породах: от
низкотемпературных гипабиссальных до высокотемпературных
>900oC, образованных на глубине более 60 кбар (кимберлиты).
20
Группа полевых шпатов
X[Al1-2Si3-2О8]
где Х = K, Na, Са, реже Rb, Cs, Ba, Sr
Три главных компонента твердого раствора
анортит (An)
альбит (Ab)
калиевый
полевой шпат (Kfs)
калиевый полевой шпат
CaAl2Si2O8
NaAlSi3O8
КAlSi3O8
изоморфизм (Ca+Al)  (Na+Si)
изоморфизм Na  К
микроклин
ортоклаз
санидин
Увеличение
Увеличение температуры
температуры образования
образования ии
степени
степени разупорядоченности
разупорядоченности Al
Al ии Si
Si вв тетраэдре
тетраэдре
Плагиоклаз - твердый раствор
Щелочной полевой шпат - тв. р-р
An-Ab
Ab-Fsp
21
Номенклатура полевых шпатов
Анортит
Альбит
ов
Би
т
р
ра
до
не п л
пр а
е ры г и
аз
вн о
Ан
де ый ткв ла
. р зы
зи
ас
н
Ла тв ор
б
го
кл
Ол
и
средние - 30-50
основные - 50-100 %
распад
твердого
раствора
ор
ств
ра
тв.
Плагиоклазы (Pl)
кислые* - 0-30 % An,
й
ны
ен
ич
ан
огр
процентным содержанием в
плагиоклазе анортитового
компонента: 100*Ca/(Ca+Na),
где Ca и Na – количество атомов
соответствующих элементов в
формуле плагиоклаза).
ни
т
Cостав плагиоклаза
обозначают номерами -
непрерывный тв. раствор при высоких Т калиевый
щелочные полевые шпаты
полевой
22
шпат
Структура
Основой структуры всех полевых шпатов является трёхмерный каркас,
состоящий из тетраэдрических групп (Al, Si)O4, в которых от одной
трети до половины атомов Si замещено Al. В крупных пустотах этого
каркаса располагаются одновалентные катионы К+ и Na+ (при
отношении Al: Si = 1:3) или двухвалентные катионы Ca2+ (при Al: Si =
1: 2).
Альбит
Анортит
nature.berkeley.edu/
nature.berkeley.edu/classes
nature.berkeley.edu/
nature.berkeley.edu/classes
23
Плагиоклазы представляют собой непрерывный
ряд твердых растворов альбита (NaAlSi3O8) и
анортита (CaAl2Si2O8)
По содержанию
анортита (An в мол. %)
выделяют следующие
минеральные виды:
Альбит
0-10
Олигоклаз 10-30
Андезин 30-50
Лабрадор 50-70
Битовнит 70-90
Анортит 90-100.
24
Плагиоклазам свойственны
двойники — закономерные
срастания кристаллов, имеющих
общую кристаллографическую
плоскость (плоскость срастания)
и общее кристаллографическое
направление, вокруг которого
один кристалл повернут
относительно другого на 180°
(двойниковая ось). Плагиоклазы
образуют либо простые
двойники, состоящие из двух
индивидов, либо
полисинтетические двойники,
которые состоят из нескольких
индивидов
25
Все четные индивиды
имеют одну
ориентировку, а
нечетные — другую.
Вследствие этого
четные индивиды
гаснут в одном
положении, а
нечетные — в ином.
26
Плагиоклазы
магматических
пород часто
имеют зональное
строение,
которое
выражается в
изменении
состава
кристаллов от
центра к
периферии
27
Различают прямую,
обратную и
ритмически
повторяющуюся
(осциллярную,
рекуррентную)
зональность.
Зональность кристаллов плагиоклаза: а —
прямая; б — обратная; в — рекурентная
28
По плагиоклазам
развивается
соссюритовый
агрегат —
тонкозернистая смесь
альбита, серицита и
минералов группы
эпидота.
29
Щелочные полевые шпаты
представляют собой серию твердых растворов альбита (NaAlSi3O8) и
калиевого полевого шпата (KAlSi3O8), которые различаются степенью
упорядоченности кристаллической решетки, а также их сростки, обычно
калиевый полевой
называемые пертиами.
шпат
микроклин
ортоклаз
санидин
Увеличение
температуры
образования и
Степени
разупорядоченности
Al и Si в тетраэдре
Полисинтетические
двойники в
микроклине,
пересеченные
пертитами
замещения. Николи
скрещены, поле
зрения 1 х 1мм
30
Структуры распада в полевых шпатах
Пертиты - (от названия г. Перт в Kанаде) – ламеллеобразные
ориентированные вростки плагиоклаза в калиевом полевом шпате.
Механизм образования
Распад твердого
раствора щелочного
полевого шпата на
богатые K и богатые Na
составляющие при
снижении температуры
(пертиты распада).
Альбитизация
калиевого полевого
шпата (пертиты
замещения ).
Антипертиты - ламеллеобразные ориентированные вростки
калиевого полевого шпата в плагиоклазе.
31
Типы пертитовых вростков в КПШ
а — пертиты распада; б — пертиты замещения; в — пертиты
распада со следами последующего замещения калиевого полевого
32
шпата альбитом. Вростки альбита выделены точками
Структуры замещения в полевых шпатах
Мирмекиты (от греч. "мирмекиа" -
муравейник) - червеобразные и
веретенообразные срастания кварца и
кислого плагиоклаза, замещающие зерна
калиевого полевого шпата.
Механизм образования
Kfs
мирмекиты
Взаимодействие калиевого полевого шпата с наиболее поздними
расплавами (растворами) по реакции:
2KAlSi3O8 + {CaO + Na2O} = CaAl2Si2O8 + NaAlSi3O8 + SiO2 + {K2O}
где CaO, Na2O и K2O – компоненты флюида или расплава.
Выделение кварца связано с тем, что исходный калиевый полевой
33
шпат богаче кремнеземом, чем замещающий его плагиоклаз.
Распространенность в природе
Полевые шпаты являются главными породообразующими в
Бердяушского и Сыростанского минералами многих
метаморфичес-ких, метасоматических и магматических пород
земной коры. Реже эти минералы можно встретить в перидотитах
верхней мантии.
34
Группа фельдшпатоидов
Фельдшпатоиды (фельдшпатиды, фонды) —
алюмосиликаты Na и K, которые отличаются
от щелочных полевых шпатов меньшей
насыщенностью кремнеземом. Если в
полевых шпатах отношения Si/Na и Si/K
равны 3, то в фельдшпатоидах лишь 2 или 1.
Наиболее распространенными
фельдшпатоидами являются нефелин и
лейцит.
35
НЕФЕЛИН - (Na,K)AlSiO4
Доля KAlSiO4 (кальсилита) обычно со-ставляет около 25 мол.%. Сингония
гексагональная.
Форма кристаллов нефелина:
а — общий вид; б, в — продольные се-чения; г— поперечное сечение
36
ЛЕЙЦИТ - KAlSi2O6
Сингония тетрагональная (псевдокубическая).
Форма кристаллов
лейцита, по А. А.
Годовикову, 1985г.: а
— общий вид; б —
полисинтетические
двойники; в—д —
включения,
ориентированные по
направлениям
роста; е —
скелетный кристалл
37