Шпаргалка по дисциплине "Основы геологии"

Внешним признаком кристалла является его правильная геометрическая форма, ограниченная плоскостями – гранями, прямыми – ребрами (линии пересечения граней ) и точками пересечения ребер – вершинами. Каждому кристаллу присуще определенное количество вершин, ребер, граней определенного типа. Это определяет форму кристалла, как правило, многогранника – куб, призма, октаэдр и т.д. Поэтому строение минералов можно определить по внешнему виду (например: галит, галенит, графит, слюды). Кристаллические вещества всегда анизотропные, т.е. имеет различные свойства по разным направлениям. В отличие от кристаллических веществ, аморфные характеризуется беспорядочным расположением составляющих его элементарных частиц. В аморфных минералах физические свойства (твердость, теплопроводность, силы сцепления, светопреломление и т.д.) одинаковы во всех направлениях

т.е. они изотропны. Однако аморфные состояния минералов является неустойчивым, поэтому с течением времени они становятся к кристаллическими.

Форма кристаллов: Следует разделять идеальный и реальный кристалл. Идеальный кристалл - это, по сути, математический объект, обладающий в полной мере симметрией, определяемой симметрией его кристаллической структуры и как следствие - идеальной формой. Реальный кристалл всегда имеет пониженную симметрию вследствие различных внутренних дефектов и воздействия окружающей среды.

Формы нахождения минералов: Минеральные индивиды — составные части минеральных агрегатов. Это отдельные кристаллы, зерна и сферические или близкие к сферическим выделения минералов, отделенные друг от друга физическими поверхностями раздела и представляющие собой форму нахождения минеральных видов в природе. Минеральный индивид — исходное понятие минералогии, означающее зерна и идиоморфные кристаллы, в виде которых в природе представлены минеральные виды; индивиды могут быть зернами — «монокристаллами» или сферокристаллами, из которых строятся простые минеральные агрегаты (Ю. М. Дымков, 1966)

Минеральные агрегаты — это срастания минеральных индивидов одного и того же или разных минералов. Они могут быть одно- и многоэтапными. Минеральный агрегат — исходное понятие минералогии. На уровне организации вещества, следующем за понятием «индивид», агрегат — это скопление индивидов, не обладающее при идеальном развитии чёткими признаками симметричных фигур (это принципиальное отличие от индивидов — по Ю. М. Дымкову, 1966).

Минеральные тела называются скопления минеральных агрегатов, обладающие естественными границами. Размеры их варьируют от микроскопических до очень крупных, соизмеримых с масштабом геологических объектов.

По происхождению минералы делятся на эндогенные и экзогенные. Первые образуются в результате физикохимических процессов, происходящих в магме (полевые шпаты, оливин, пироксен, кварц, слюды и др.), а вторые — на поверхности Земли или в самых верхних слоях земной коры в результате выветривания (разрушения и преобразования) эндогенных минералов. 
Эндогенные минералы делятся на глинистые, минералы простых солей, оксидов и гидроксидов, биогенные минералы.

3.Понятие о  магме и магматических породах, их классификация. Структура и  текстура магматических пород.

Магма (др. греч. - месиво, густая мазь) представляет собой природный, чаще всего силикатный, огненно-жидкий расплав, возникающий в земной коре или в верхней мантии, на больших глубинах, и при остывании формирующий магматические горные породы. Излившаяся магма — это лава.

 

Химический состав магматических пород принято записывать в оксидной форме. Все породы по содержанию кремнезема делятся на: ультраосновные, основные, средние и кислые. Содержание SiO2 возрастает от ультраосновных пород к кислым (демонстрация табл.) и определяет не только разный минералогический состав и химические свойства, но и физические свойства - такие как плотность, температура кристаллизации, вязкость расплава. Последнее свойство определяет способность расплава к текучести, а следовательно с разной скоростью перемещаться и удаляться от очага, т.е. подвижностью. Наиболее подвижными являются магмы ультраосновного состава, соответственно кислые - более вязкие и менее подвижные.

Разделение магмы на составные части по химическому составу или дифференциация магмы происходит различными путями.

I. Считается возможным разделение  магмы разного состава - ультраосновной, основной и кислой.

II. Кристаллизационная дифференциация - обусловлена различием в температуре  кристаллизации породообразующих  минералов. Это явление обосновано  английским ученым Н. Боуэном, который сгруппировал породообразующие минералы в две серии. В первой (прерывной) помещены темноцветные минералы оливин, пироксены (ромбический и моноклинный), роговая обманка и биотит; а во второй (непрерывной) сери и - полевые шпаты: плагиоклазы (от основных к кислым) и калиевый полевой шпат. В каждой серии последовательность кристаллизации минералов связана с понижением температуры магматического расплава, которая убывает от оливина к биотиту. Из схемы реакционной серии Боуэна (плакат) видно как последовательная совместная кристаллизация влияет на разделение магматических пород по химическому и минеральному составу, а также позволяет судить об основных минеральных ассоциациях породообразующих минералов.

III. Дифференциация расплава по  плотности называется ликвация. Этот процесс приводит к расслоению  единого расплава на части  отличающиеся по плотности: в  нижней части как более плотные (или тяжелые) формируются породы  ультраосновного и основного  состава. Часто они сопровождаются  ликвацией сульфидно-оксидной массы  от силикатной. Так образуются ликвационные месторождения Cu-Ni руд. Выше этой части формируются породы среднего состава, а в верхней части - кислого. Яркий пример такого формирования - Бушвельдский интрузивный массив в ЮАР.

IV. При движении магмы от магматического  очага к месту кристаллизации  часто происходит захват и  переплавление магмой встречаемых ею пород. Это явление называется ассимиляцией, и оно тоже может стать причиной дифференциации магмы.

При снижении температуры и кристаллизации магмы от нее отделяются растворенные в расплаве минерализованные газы (флюиды) и растворы, которые определяют постмагматические процессы, среди которых кратко рассмотрим:

1. Пегматитовый - отделение остаточного расплава и газов-минерализаторов. Их кристаллизация происходит после остывания и кристаллизации основной части магмы на периферии интрузивного тела или даже за его пределами. В результате образуется своеобразная горная порода, в которой породообразующие минералы достигают больших размеров, часто образуют хорошо ограненные кристаллы и друзы кристаллов.

2. Пневматолитовый процесс-воздействие отделившихся от магмы газов (пневма) на окружающие породы. В результате этого воздействия происходит образование новых минералов, в том числе рудных. Так образуются месторождения вольфрамита и касситерита в породах при воздействии на них термальных газов гранитной интрузии.

3. Гидротермальный процесс - отделение  минерализованных газов и растворов  от остывающего интрузивного  тела и перемещение их по  трещинам в окружающие породы. При этом происходит снижение  давления и температуры гидротермальных  растворов и отложение из них  минералов по трещинам с образованием  жил. Гидротермальные жилы могут  формироваться на разном удалении  от интрузивного тела, как вблизи  контакта, так и на несколько  км от него. Минеральный состав  жил очень разнообразен и при  достаточной концентрации в них  полезных компонентов они рассматриваются  как месторождения полезных ископаемых  на золото, серебро, ртуть, олово  и др.

Характеристика магматических пород.

 Минеральный состав - минералы  подразделяют на породообразующие (главные и второстепенные) и акцессорные.

Породообразующие минералы - составляют>90% объема породы и представлены главным образом силикатами:

· полевые шпаты, кварц, нефелин - светлоокрашенные,

· пироксен, оливин, амфиболы, слюды - темноцветные.

В разных по химическому составу породах один и тот же минерал может быть главным или второстепенным.

Акцессорные минералы составляют, в среднем ~1% объема породы, и представляют: апатит, магнетит, циркон, рутил, хромит, золото, платину и др.

Строение магматических пород - включает понятия структура и текстура.

Структура — совокупность признаков горной породы, обусловленная степенью кристалличности, размерами и формой кристаллов, способом их сочетания между собой и со стеклом, а также внешними особенностями отдельных минеральных зёрен и их агрегатов.

Отдельными структурными элементами породы являются кристаллы или зерна округлой, призматической и других форм, микролиты, кристаллиты, стекла.

По степени кристалличности структура магматических пород может быть:

Полнокристаллической (в породе нет стекла, порода состоит из одних кристаллов);

Неполнокристаллической (имеются в породе кристаллы, вкрапления и стекло);

Стекловатой (преобладают в породе стекло).

По размеру зерен различают следующие структуры:

Гигантозернистая (диаметр зерен более 20 мм);

Крупнозернистая (с зернами кристаллов от 5 до 20 мм);

Среднезернистая (с зернами от 1 до 5 мм);

Мелкозернистая (диаметр зерен < 1 мм) макроскопически различима;

Афанитовая (зерна видны только под микроскопом).

По расположению зерен минералов в породе структуры могут быть как равномернозернистыми (зерна минералов близки по размерам), так и неравномернозернистыми (зерна отличаются по размерам). Примером неравномернозернистой является порфировая структура. По расположению зерен минералов выделяют еще пегматитовую структуру, когда зерна одного минерала содержат закономерные вростки другого минерала.

Текстура — совокупность признаков строения горной породы, обусловленных ориентировкой и относительным расположением и распределением составных частей породы.

Текстуры глубинных пород подразделяются на массивные, шлировые, шаровые, ориентированные.

Массивная текстура характеризуется однородным распределением минералов по всей породе.

Шлировая текстура характеризуется неравномерным в виде полос, слоев или неправильных форм распределением минералов.

Шаровая текстура похожа на шлировую. В породе встречаются шаровые образования на фоне основной кристаллически-зернистой массы.

Ориентированная текстура (удлиненные зерна располагаются субпараллельно) возникает в процессе кристаллизации при одностороннем давлении.

В эффузивных породах текстура бывает плотной, пористой, миндалекаменной, флюидоидальной.

Плотная или афанитовая текстура характерна для микрокристаллических непористых пород, где зерна различимы только под микроскопом.

Пористая текстура возникает при дегазации застывающей лавы на земной поверхности.

Миндалекаменная текстура характерна для пород с пустотами овальной формы, заполненными веществом, отличающимися по составу от вещества породы.

Флюидоидальная текстура представлена вытянутыми в одном направлении микролитов в виде потока.

Классификация магматических пород

В основу классификации положены признаки - химический состав и генезис. По химическому составу и в частности по содержанию кремнезема SiO 2 все породы делятся на:

· ультраосновные SiO2 >45%

· основные SiO2 до 45-52%

· средние SiO2 до 52-65%

· кислые SiO2 до 65-75%

В свою очередь среди этих групп каждая подразделяется по генезису на интрузивные и эффузивные.

Поэтому в литературе в каждой из групп пород по химическому составу можно встретить двойное название пород - по интрузивному представителю этой группы и его эффузивному аналогу. Например, породы кислого состава - это группа гранита-липарита, основного - группа габбро - базальта и т.д.

Интрузивные породы могут подразделяться по глубине формирования, а эффузивные - по времени на палеотипные (палео - древние) и кайнотипные (kainos-новый, т.е. продукты современного вулканизма.

От ультраосновных к кислым породам меняется соотношение в них между минералами темноокрашенными и светлоокрашенными. Это отражается на общем цвете пород - от темных и темно-зеленых через серые (диорит) до светлых и яркоокрашенных гранитов.

4.Интрузивный магматизм и интрузивные горные породы. Их состав, распространение и связь с полезными ископаемыми. ( не нашла о полезных ископаемых, лекционный материал, так же должен быть)

Первичные магмы, образуясь на различных глубинах, имеют тенденцию формироваться в большие массы, которые поднимаются в верхние горизонты земной коры, где литостатическое давление меньше.

Часто магма не достигает поверхности Земли и застывает (кристаллизуется) на различной глубине, образуя тела неодинаковой формы и размера – интрузивы. При застывании  интрузивное тело взаимодействует с вмещающими его породами и приводит к их изменению, выражающемуся по-разному: от слабого уплотнения и дегидрации их до полной перекристаллизации. Такая зона изменения вмещающих пород шириной от нескольких см до нескольких км называется зоной экзоконтакта (внешнего контакта). С другой стороны, внедрившаяся магма, а именно краевые части ее, остывают быстрее, чем остальная часть, ассимилируют вмещающие породы, в результате чего изменяется состав магмы, ее структура и текстура. Эта зона измененных магматических пород в краевой части интрузива называется зоной эндоконтакта (внутренней зоной).