Индивидуальная работа по курсу минералогии и кристаллографии

Индивидуальная работа по курсу минералогии и кристаллографии

1. Магматические горные породы. Перлит, пемза, базальт и их использование для керамического производства.

Магматические горные породы.

Магматическими, или изверженными горными породами являются продукты застывания магмы — расплавленного вещества Земли.

В зависимости от состава исходной магмы, от режима ее охлаждения, от различных условий, связанных с передвижением и взаимодействием с окружающими породами, формируются магматические горные породы различного состава и строения.

Различают глубинные (интрузивные) и излившиеся (эффузивные) магматические горные породы. Глубинные породы образуются в недрах земли. Здесь процесс охлаждения магмы и кристаллизации породы идет медленно, при высоком давлении, в более благоприятных условиях, обеспечивающих полнокристаллическую структуру. Образовавшиеся таким образом глубинные породы будут полностью закристаллизованы. Излившиеся породы, формирующиеся ближе к поверхности и на поверхности земли, до затвердевания не успевают полностью закристаллизоваться, поэтому имеют неполнокристаллическую и стекловатую структуру.

Важную роль для магматических горных пород играет степень кислотности. В глубинных ультраосновных горных породах (оливинитах и перидотитах) главным минералом является оливин. О глубинном образовании этих пород свидетельствует то, что их ксенолиты выносятся из глубоких (в том числе мантийных) очагов зарождения при вулканических извержениях и при возникновении кимберлитовых трубок взрыва. Известны два полиморфа одного состава — оливин (Mg, Fe)2(SiC)4) и "шпинель" Si(Mg, Fe)2O4, возможно, что вторая модификация существует еще глубже в мантии как более плотная. В основных, средних, кислых горных породах островные силикаты играют роль акцессорных минералов — это некоторые гранаты, циркон, титанит. В гранитных пегматитах образуются совершенные кристаллы топазов. В щелочных горных породах, в тех разновидностях, которые содержат нефелин, островные силикаты являются характерными минералами. Это циркон, титанит, ринколит, лампрофиллит.

Название от нем. Perle — жемчуг, по своеобразной структуре.

Характерные признаки. Структура сфероидальная: стекловатая в целом порода состоит из шариков, похожих на жемчужины, диаметром от 1 до 15 мм, которые либо вкраплены в стекло поодиночке, либо слагают всю породу. Текстура тонкополосчатая, флюидальная; бывает пористой, пузырчатой (шлаковидной) либо плотной; содержание воды до 5-6%. Цвет светло-серый, часто с голубоватым или желтоватым оттенком. Блеск восковой, эмалеподобный или шелковистый. Менее прозрачен чем обсидиан. Твердость высокая. Хрупкий. Характерна концентрически-скорлуповатая (перлитовая) отдельность — результат растрескивания богатого водой вулканического стекла вследствии сжатия при остывании. Плотность 1300 – 1600 кг/м3 (до 30 – 40% объема породы составляют поры).

Условия образования и нахождения. Залегают обычно в центральных частях липоритовых куполов. Происхождение вулканическое. Изменения выражены слабо. Встречается в Республике Бурятия.

Диагностика. Характерный признак: вулканическое стекло с перлитовой отдельностью (мелкими скорлуповатыми шариками).

Практическое значение. За последние годы перлит завоевал важные области применения в строительной индустрии и в агротехнике. При быстром нагревании до 800 — 10000 он вспучивается, увеличиваясь в объеме в 8 – 14 раз и выделяя воду. Такой перлит является ценным тепло- и звукоизоляционным и одновременно огнеупорным материалом; он используется как наполнитель бетона, штукатурки, красок и т. д. Добавка перлита в почву улучшает ее структуру и физические свойства.

Название от лат. pumex — пена.

Характерные признаки. Структура стекловатая. Текстура пенистая, пузыристая, губчатая. Пемзами в настоящее время называют вулканические стекла пузыристого или пенистого сложения. Состав пемз чаще кислый, реже средний. Цвет белый, светло-серый, желтоватый, реже розоватый, красноватый. Блеск матовый или шелковистый (у разностей, сложенных волосовидным вспенившимся стеклом). Излом неровный или раковистый. Твердость высокая. Плотность 400—900 кг/м3. Пористость около 80%. Плавает на воде.

Условия образования и нахождения. Тесно ассоциирует с вулканическими стеклами, туфами и пеплами. Образуется при бурном вскипании лавы вследствие выделения вулканических газов и паров при извержении. Изменения отсутствуют. Главнейшие месторождения в Армении.

Диагностика. Пенистый облик, малая плотность (легче воды), светлые тона окраски, условия нахождения в природе.

Практическое значение. Ценный вид минерального сырья. Используется как абразивный материал, наполнитель легких бетонов, гидравлическая добавка к цементу и т. п.

Название от эфиопск, basal — железосодержащий камень.

Характерные признаки. Структура порфировая или афировая. Основная масса однородная скрытокристаллическая и стекловатая. Текстура массивная, реже пористая, пузыристая, шлакообразная: крупные пустоты составляют основной объем породы, разделяясь лишь тонкостенными перегородками базальта. Основная масса — нераскристаллизованное вулканическое стекло, густо пропитанное мелкими частицами магнетита, и смесь микроскопических выделений основного плагиоклаза, пироксена и оливина, менее — роговой обманки. Вкрапленники: черный пироксен, иногда темно-зеленый оливин редко роговая обманка и плагиоклаз. Последний обычно без микроскопа неразличим.

Неизмененные базальты — это темно-серые, почти черные, вязкие и твердые породы, с трудом царапающиеся стальной иглой, тяжелые (плотность близка к 3000 кг/м3). Долериты немного тяжелее базальтов. Характерной чертой строения базальтовых покровов и потоков является столбчатая, шестигранно-призматическая контракционная отдельность. Столбы, ориентированные перпендикулярно к поверхностям контактов базальтовых или диабазовых тел, иногда достигают десятков метров высоты (длины) и первых метров в поперечнике. Пористость базальтов возрастает в верхних частях потоков (покровов). Часто здесь развиваются их пузыристые и шлаковые разности. Такое строение они приобретают вследствие удаления из лавы вулканических газов.

Миндалекаменными базальтами, или мандельштейнами, называются разновидности, в которых поры (пустоты) округлой или эллипсоидальной, реже вытянутой, трубчатой формы заполнены минералами, отложившимися из сравнительно низкотемпературных растворов. Минералы, слагающие миндалины в кайнотипных базальтах, представлены чаще всего агатом, халцедоном, сердоликом, опалом, мелкокристаллическим кварцем, иногда аметистом, цеолитами, кальцитом, хлоритами и др.

В верхних частях лавовых потоков или в потоках малой мощности встречаются стекловатые разновидности базальтов. Среди них выделяются тахилиты — прозрачные зеленые и менее прозрачные темно-бурые до черных вулканические стекла, похожие на обсидианы, но легко растворяющиеся в кислотах. Во внутренних и отчасти в нижних горизонтах мощных базальтовых потоков (покровов), где скорость застывания была меньше, нередко залегают полнокристаллические мелко- и даже среднезернистые разности базальтов — долериты. В среднезернистых разностях долеритов можно различить (особенно под лупой с 7—10-кратным увеличением) отдельные породообразующие минералы, и резко удлиненные выделения плагиоклаза, типичные для структур диабазового или офитового типа.

Условия образования и нахождения. Формы залегания — потоки и покровы, разделенные отложениями пирокластического (туфового) или осадочного материала. Мощность единичных потоков базальтовых лав, обладающих в расплавленном состоянии малой вязкостью, обычно невелика, но, как правило, эти потоки (покровы) вместе с сопровождающими их туфами залегают друг на друге, образуя вулканические серии с суммарной мощностью, измеряемой в вертикальном разрезе сотнями метров (до 1—2 км). Отмеченные породы и палеотипные аналоги базальтовых пород (диабазы) образуют также целые комплексы лавовых покровов, даек и пластовых интрузивных залежей (силлов), объединяемые термином трапп. Происхождение вулканическое. Базальты и долериты — широко распространенные лавовые продукты подводных и наземных извержений современных и древних вулканов.