Происхождение и свойства минералов группы пироксены

Рисунок 7- Энстатин

При наложении в постмагматическую стадию гидротермальных процессов легче, чем оливин и моноклинные пироксены, превращается в серпентин—бастит, псевдоморфозы которого по зернам энстатита представляют целые кристаллические индивиды с характерной, прекрасна выраженной отдельностью (спайностью) в определенной кристаллографической ориентировке по отношению к замещенному пироксену. Бастит обладает золотисто-желтым или бронзовым отливом по спайности, благодаря чему легко узнается в измененных энстатитсодержащих породах.

1.2.2 Гиперстен

Формула (Fe,Mg)2[Si206]. Название произошло от греческих слов «ипер» и «стенос»—очень крепкий. К гиперстену обычно относят те разности ромбических пироксенов, которые содержат больше 14% FeO. Многие физические свойства гиперстена аналогичны энстатиту. Цвет зеленый до зеленовато или буровато-черного (рис.8). Уд. вес 3,3—3,5.. В НС1 частично разлагается. Встречается в обогащенных железом основных изверженных породах (габбро-норитах, некоторых разностях трахита и андезита). В Слюдянском районе (Юго-Западное Прибайкалье) сильножелезистые-гиперстены в значительных количествах иногда встречаются в пироксен-амфиболовых, а также в биотитовых и гранатовых гнейсах. Найден, кроме того, в метеоритах.

Рисунок 8- Гиперстен

1.2.3 Бронзит

Блеск стеклянный до перламутрового на плоскостях спайности бронзовый (рис.9). Хрупкий. Спайность средняя. Излом ступенчатый.

Рисунок 9 - Бронзит

Твердость 5,5-6. Диагностические признаки минералы трудно отличимые друг от друга. Надежная диагностика только по оптическим и рентгенографическим методам. Происхождение магматические породообразующие минералы ультраосновных горных пород. Ассоциация с оливином, серпентином, магнетитом, основными плагиоклазами. Встречаются в кристаллических сланцах, гнейсах, а также в метеоритах. Практического значения пока не имеет.

 

 

 

 

2 МЕТАМОРФИЗМ

 

Метаморфизм – это процесс преобразования горных пород под воздействием эндогенных факторов при сохранении твердого состояния.

Процессу метаморфизма подвергаются все группы пород – магматические, осадочные и метаморфические, если они попадают в новые условия.

Главными факторами метаморфизма являются: температура, давление и химически активные вещества – растворы и газы.

Температура – влияет на: процессы минералообразования, скорость химических реакций, степень перекристаллизации пород. В условиях повышения температуры происходят такие эндотермические реакции как дегидратация и декарбонатизация. Повышение температуры ведет к образованию более высокотемпературных минеральных видов лишенных воды. Принимая во внимание, что метаморфизм протекает при сохранении породами твердого состояния, можно считать, что температурный диапазон определяется нижним температурным пределом в 300–400о, а верхний – в 900–1000о, т.е. температурой плавления наиболее распространенных горных пород.

Давление в эндогенных условиях может быть всесторонним и направленным. Всестороннее давление определяется воздействием нагрузки вышележащих толщ, бокового давления соседних блоков и нижележащих слоев Земли. Поскольку величина двух последних (бокового и нижележащего) практически постоянна, то при рассмотрении процесса метаморфизма, учитывают воздействие давления вышележащих толщ или литостатического. Оно зависит от плотности вышележащих пород и от глубины. Так давление на глубине 10 км ~2700 атм, а на глубине 20 км® 5400 атм. Экспериментальные исследования показали, что давление при метаморфизме может достигать 25000 атм. Это объясняют тем, что кроме литостатического давления в процессе участвует и другой тип давления. Этот тип давления называют парциальным и связывают его возникновение с действием воды и газов, возникающих при дегидратации и декарбонатизации.

Увеличение давления способствует: образованию минералов с более плотной структурой и тем самым к уменьшению общего молекулярного объема и увеличению плотности, повышению температуры плавления минералов. Следствием этого является образование пород с однородной массивной текстурой.

Направленное давление (или стресс) возникает в глубинах и причиной его возникновения, как правило, является перемещение крупных блоков пород в земной коре. Это может быть движение магмы или застывающего интрузивного тела. В толщах пород могут возникнуть трещины различной мощности и длины; и вдоль этих трещин блоки пород могут перемещаться друг относительно друга, что также приводит к возникновению однонаправленного давления. Результатом такого одностороннего воздействия является изменение и упорядоченность ориентировки минералов в породе – своей длинной осью или плоскостью спайности они располагаются перпендикулярно направлению давления.

Кроме того, при перемещении блоков пород происходит их локальное дробление и перетирание до глинистого состояния в пределах плоскости их перемещения. Возникают новые породы, которые состоят из обломков исходных пород, глинистого материала (или глинка трения) сцементированных минералами и минеральными агрегатами образовавшихся из растворов, циркулирующих в это время по трещинам и зонам дробления.

Химически активные вещества – это вода и углекислый газ. Они содержатся в порах и межзерновом пространстве практически всех горных пород. В меньшем количестве, по сравнению с ними, в породах присутствуют: сероводород, фтороводородная и соляная кислота, азот.

Источники химически активных веществ – процессы дегазации в мантии, охлаждение магмы, процессы дегидратации осадочных пород.

В газово-жидком состоянии химически активные вещества двигаются из областей с высокими температурами и давлением (и сами являясь носителями высоких to и P) в зоны с низким давлением и при этом: активно участвуют в преобразовании минералов и горных пород, повышают поровое давление газов, которое снижает растворимость минералов.

2.1 Метаморфические  процессы 

Различают четыре типа метаморфических процессов:

1. Регионально-метаморфические процессы (региональный метаморфизм) 
2. Динамометаморфические процессы (динамометаморфизм)

3. Контактово-метаморфические  процессы (контактовый метаморфизм)

4. Метасоматические  процессы (метасоматоз)

2.1.1 Региональный метаморфизм

В зонах интенсивного прогибания земной кары осадочные и изверженные породы иногда попадают в условия повышенных температур и давлений, а также подвергаются воздействию высокотемпературных водных растворов. В результате на больших территориях происходит перекристаллизация пород с существенным изменением их первоначального минерального состава. Значительно меняется облик пород: из тонко-зернистых, землистых или стекловатых они превращаются в кристаллические породы и обычно приобретают сланцеватое сложение.

С процессами регионального метаморфизма сопряжено формирование жил альпийского типа (рис.10), или альпийских жил, обычно представленных полыми трещинами с наросшими на их стенках кристаллами тех же минералов, из которых сложены вмещающие метаморфические породы.  

2.1.2 Динамометаморфизм

Преобразование горных пород под воздействием интенсивного ориентированного давления протекает в отличие от регионального метаморфизма в пределах сравнительно  узких зон нарушений сплошности пород (разломов земной коры). Этот процесс выражается в деформации пород – их дроблении, рассланцевании – и нередко сопровождается перекристаллизаций. 

 

Рисунок 10- Строение жил альпийского типа

2.1.3 Контактовый метаморфизм

Связан с воздействием теплового потока магматических расплавов и сопровождающих их флюидных потоков на вмещающие породы земной коры. Главным регулирующим фактором образования метаморфических пород является повышение температуры. Масштабы контактового воздействия на породы зависят от состава, объёмов и температуры магматического тела. Изменения пород на контактах с небольшими дайками, силлами и лавовыми потоками имеют ширину от миллиметров до нескольких метров, при этом в них не отмечается значительного преобразования пород (иногда ограничивающегося лишь дегидратацией минералов). Вокруг крупных интрузивов ширина экзоконтактовых ореолов достигает больших масштабов - до сотен метров и километров. Наиболее мощные экзоконтактовые зоны окружают крупные гранитоидные интрузивы, что связано с насыщенностью гранитных расплавов флюидами. Отделяясь от магматического расплава, они проникают в толщи вмещающих пород, приводя к их нагреву. Степень преобразования пород экзоконтактовый зоны снижается по мере удаления от интрузива: минеральные ассоциации, состоящие из высокотемпературных минералов, располагаются вблизи интрузива, низкотемпературные ассоциации – на периферии контактовой зоны. Форма контактовых ореолов и выделяемых внутри них зон, обличающихся минеральными ассоциациями, имеют сложные очертания, что связано с различной флюидопроницаемостью толщи (максимальной в области трещин и разломов) и составом пород. В случае воздействия флюидов на породы реакции сопровождаются привносом-выносом элементов, то есть система перестаёт быть закрытой; образующиеся минеральные породы относятся уже к классу контактово-метасоматических породы.

2.1.4 Метасоматоз

Процесс взаимодействия горных пород с фильтрующимися сквозь них жидкими фазами: многокомпонентными водными растворами, карбонатными, силикатами и другими расплавами. При этом сохраняется твердое состояние горных пород, а их химический состав меняется в следствие растворения ранее существующих минералов и отложения на их месте новых минеральных фаз. Продукты метасоматоза называются метасоматитами.

Д.С.Коржинский всякое замещение пород или отдельных минералов сопровождается изменением их химического состава.

Растворение старых и образование новых идет одновременно без расплавления и без изменения объёма  исходной породы.

Особенности строения метасоматитов:

1.Структура по абсолютным размерам составных частей от тонкозернистых до грубозернистых.

2.Гранобластические, лепидобластические, нематобластические и прмежуточные структуры, также структуры прорастания и (пойкилобластические и диабластические).

3.Структуры замещения: замещение жилками (при циркуляции растворов по мелким трещинам породы), образование псевдоморфоз (исходный минерал замещается новообразованным с сохранением формы первичного минерала), замещение агрегатом (по первичному агрегату развивается тонкий-мелкозернистый агрегат новообразованных минералов).

Типоморфные признаки метасоматитов

1.Псевдоморфное замещение одних минералов другими.  

2.Теневые реликты первичных минералов – скиалиты, возникающие при разной растворимости минералов в процессе замещения и при анизотропии отдельных кристаллов.  

3.Высокая степень дислокации, подчеркиваемая блочным характером кристаллов.  

4.Порфиробластовые и пойкилобластовые структуры. 

5. Цепочечное расположение кристаллов в сочетании с интенсивной коррозии субстрата.   

6.Рост кристаллов в направлении перпендикулярном трещиноватости, т.е. вдоль путей фильтрации растворов.  

7.Для метасоматичеких жильных тел характерна смена минерального состава при пересечении различных вмещающих пород.

Типы оруденения метасоматитов:

1.Синхронное (метасоматическое преобразование и отложение руд происходит одновременно).  

2.Сопряженное (оруденение формируется позднее главного объема метасоматитов, но генетически связано с теми же гидротермальными растворами). 

3.Наложенное (оруденение не связано с предшествующими метасоматитами) – это рудовмещающие метасоматиты,  а 1 и 2 – рудоносные метасоматиты.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

При написании курсовой работы были изучены свойства и происхождение минералов группы пироксены. Изучены метаморфические процессы.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

 

1 Обносов Ю.В., Метаморфические  горные породы / Ю.В. Обносов –  М:      Факультет МГУ, 2009. – 16 с.

2  Бучко И.В., Методические указания к выполнению самостоятельных работ по дисциплине «Кристаллография и минералогия». Часть 1. Силикаты. Учебно-методическое пособие / И.В. Бучко – Благовещенск: Изд-во АмГУ, 2013. - 8 с.

3 Корановский Н.В., Основы геологии / Н.В. Корановский [и др.] – М: 1991.- 10, 18 с.