petra (1006443), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Магматические ГП кристаллизуются обычно в несколько этапов, наиболее ранние из которых относятся к глубинным очагам зарождения и первичной дифференциации магм, а заключительные – к тем телам, в которых происходит окончательная консолидация ГП. В эффузивных и субвулканических породах ранний этап магматической кристаллизации представлен фенокристаллами (вкрапленниками), получившими название интрателлурических (глубинных). Такую природу имеют фенокристаллы водных минералов в эффузивах, кристаллизующиеся в условиях высокого флюидного давления.
Признаки флюидного давления устанавливаются в кислых эффузивах по наличию фенокристаллов водных минералов. Эти минералы относятся к группе абиссальных (образующихся на глубине в условиях магматизма вблизи поверхности), при извержениях магм они подвергаются магматической резорбции (растворению в магмах) или разложению (замещению другими минералами с краев зерен).Билет 9.
Последовательность кристаллизации минералов (реакционный и непрерывный ряды Боуэна). Условия магматической кристаллизации водных минералов.
Изучение реакционных структур реальных горных пород, а также данные экспериментальных исследований кристаллизации силикатных систем позволили Н. Боуэну представить последовательность выделения главных породообразующих минералов из магмы в виде двух реакционных рядов; прерывного ряда фемических минералов и непрерывного ряда салических минералов (рис). В каждом из рядов вышестоящий минерал, реагируя с расплавом, дает нижестоящий минерал. Каждому члену первого ряда соответствует определенный член второго ряда. Совместная кристаллизация минералов из двух реакционных рядов протекает с образованием эвтектики, и в этом случае последовательность выделения зависит от состава расплава.
Схема показывает наиболее возможные парагенезисы минералов в магматических породах (совместное нахождение оливинов, пироксенов и основных плагиоклазов, амфиболов
со средними плагиоклазами, биотита с кислыми плагиоклазами, калиевым полевым шпатом и кварцем).
Реакционный принцип Н. Боуэна справедлив лишь для большинства пород известково-щелочной серии с нормальной щелочностью и нормальным отношением магния и железа в фемических
минералах.
Существует ряд критериев выяснения последовательности кристаллизации минералов из расплава. Обращает на себя внимание форма минералов, степень идиоморфизма.
Ранние минералы могут быть лучше огранены, чем поздние. Степень кристаллической огранки минералов в породах различна. Те из них, которые обладают всеми свойственными им формами, называются идиоморфными; частично ограненные минералы называются гипидиоморфными и минералы, у которых не проявлены свойственные им грани, получили название ксеноморфных (т. е. имеющих чуждую им форму).
Многие минералы, обладая высокой энергией роста, способны создавать правильные кристаллы в стесненных условиях роста. Так, сфен, кристаллизующийся позже полевых шпатов в гранодиоритах, обладает правильной огранкой, и только очень внимательное наблюдение над взаимоотношениями минералов в шлифе позволяет это установить .
Следующий критерий порядка выделения минералов — включения одного минерала в другой. Ясно, что более ранний минерал бывает включен в более поздний.
Явления замещения одного минерала другим также служат достоверным признаком для установления последовательности образования минералов. Рассмотренный выше реакционный ряд Н. Боуэна наблюдается в магматических горных породах, если сохраняются ранние кристаллы (например, оливина), обрастающие каймами более поздних пироксенов и амфибола. Время зарождения отдельных включений минералов определяется тем, в какие минералы он включен, а в какие нет.
10. Принцип кислотно-основного взаимодействия компонентов Д.С. Кожинского
Соотношение кислот и щелочей создает кислотно-щелочную характеристику флюида. Будем рассматривать систему, состоящую из темноцветных минералов и плагиоклаза. [Эвтектика - жидкая система (раствор или расплав), находящаяся при данном давлении в равновесии с твёрдыми фазами]. Кристаллизация начинается с избыточной по отношению к эвтектике фазы. Кристаллизация (плагиоклаза?) приводит к обогащению твердой фазой. В какой-то момент мы приходим к пределу – эвтектике. После этого будет уже твердая порода. На более глубинных уровнях температура солидуса понижается. Здесь начинает играть роль состав флюида. Состав эвтектики будет смещаться. Если есть только кислотный флюид, то будет расширяться поле устойчивости более кислотных минералов, т.к. они плохо растворяются в кислотах. Это явление называется флюидным понижением температуры кристаллизации. А весь этот комплекс процессов описывается принципом кислотно-основного взаимодействия.
Флюидное воздействие влияет и на кристаллизацию твердых растворов. Если мы будем медленно кристаллизовать породу, то закончим тем составом, с которого начали. Но в природе имеет место эффект кристаллизационной дифференциации, что находит отражение в зональности минералов. Так, у плагиоклаза к краю зерен происходит увеличение альбитового компонента (больше натрия). В состав большинства минералов флюидные компоненты не входят. Отсюда повышение флюидного давления вызовет снижение температуры кристаллизации и растворение уже образованных минералов. На этом основана ритмичная зональность кристаллизации.
11. Петрохимическая систематика горных пород, их разделение по содержанию кремнезема и щелочей и по коэффиценту агпаитности.
Систематика пород по составу опред-ся соотношением содержания щелочных металлов (К2О+Na2О) и SiO2. Т.о., систематика учитывает два принципиально различных аспекта в химизме горных пород: ряды их щелочности и роль железо-магнезиальных (мафических) минералов. Ряды щелочности отражают переход от полевошпатовых (I) и кварц-полевошпатовых (II) пород к породам, содержащим нормативный нефелин (III и IV), к полевошпатово-фельдшпатоидным (V) и фельдшпатоидным породам без полевых шпатов (VI). Содержание мафических компонентов отражает последовательное снижение в составе пород роли нормативных анортита и темноцветных (мафических) минералов (Ol, Px, Hb, Bi) и увеличения роли Qz и сиалических щелочных минералов (щелочных ПШ, жадеита, лейцита, нефелина). Сочетаниями этих двух рядов намечаются главнейшие петрохим-ие группы плутонических, жильных и вулканических пород. При рассмотрении хим. состава пород есть еще один важный его показатель - коэф. агпаитности - (К+ Na)/Аl. [Агпаитность - процесс кристаллизации магмы, характеризующийся преобладанием щелочей над Аl (?)]. Если он больше единицы, то в породе избыток щелочей, такие породы наз-ся агпаитовыми, если он меньше единицы (избыток глинозема), такие породы наз-ся плюмазитовыми.
12. Разделение горных пород по фациям глубинности с использованием диаграммы "температура - флюидное давление". Положение на ней линии солидуса для магм разной кремнистости и щелочности.
Кристаллизация магмы происходит на разной глубине в зависимости от флюидного давления. Выделяются след. области: плутонические, жильные и глубинные. Рассмотрим кристаллизацию минералов в расплаве: Кристаллизация происходит по принципу эвтектики, т.е. сам минерал кристаллизуется при высокой температуре, а добавление другого минерала снижает температуру плавления. Околоэвтектические магмы называются предельными. Ликвидус определяется температурой начала кристаллизации, а солидус - температурой ее конца. В магмах эвтектического состава ликвидус и солидус не различаются. Для реальных составов, чем ближе к эвтектике, тем ближе друг к другу линии ликвидуса и солидуса. В том случае, когда в расплаве начали появляться кристаллы плагиоклаза говорят, что плагиоклаз - минерал на ликвидусе. Часто до кристаллизации изливается лава, и тогда вообще нет кристаллов - образуются риолитовые стекла (обсидианы, перлиты), бывают и базальтовые стекла (тахилиты - черные породы). Бывают случаи, когда лава в той или иной мере раскристаллизовывается очень быстро, вкрапленников не образуется, в этом случае порода имеет афировую стр-ру. В эффузивных породах различают фенокристаллы и основную массу. В осн. массе эффузивных пород содержатся миндалины, образовавшиеся при отделении летучих, заполненные агрегатом вторичных минералов (кальцита, хлорита, цеолитов и др.). Миндалины - символ того, что любой магматический очаг находится под большим флюидным давлением, и при извержениях и кристаллизации флюиды отделяются. С понижением флюидного давления плутоническая фация глубинной кристаллизации сменяется фацией жильных пород и стратиформных интрузивов и вулканической фацией. При этом и состав эвтектики закономерно смещается, направления смещения определяются кислотно-основным взаимодействием компонентов.
13. Орогенный и рифтогенный тренды дифференциации магм. Диаграммы...
Рифтогенный тренд связан с фракционированием Pl (Pl - минерал на ликвидусе). Кристаллизация этого минерала приводит к накоплению в расплаве Fe, в то время как кремнекислотность повышается крайне незначительно, в рез-те чего мы приходим к появлению ферробазальтов и ферроандезитов (исландитов). Дальнейшее накопление Fe в условиях флюидного давления приводит к расслаиванию с образованием еще более железистых пород (иногда рудных скоплений) и небольшого объема кислых дифференциатов.
Процесс рифтогенеза в целом связан с невысоким флюидным давлением. Источником флюидов является жидкое ядро Земли (центр твердый, а внешняя часть расплавленная). Ядро все время кристаллизуется, и на фронте кристаллизации накапливаются флюидные
компоненты (главным образом, Н2). По мере окисления флюиды обогащаются Н2О, что приводит к снижению температуры плавления. В рез-те образ-ся первичная мантийная магма, которая начинает быстро расслаиваться. Состав первичной магмы примерно отвечал пикритам ("пиролит"). Дальше происходит базит-гипербазитовое расслаивание. Т.о., рифтогенез порождает базит-гипербазитовый магматизм. Дальше базитовая и гипербазитовая части эволюционируют автономно: первая дает габбро, базальты и гипербазиты дунит-клинопироксенитовой (платиноносной) формации, а кристаллизация второй приводит к формированию гипербазитов дунит-гарцбургитовой (хромитоносной) формации, входящей в состав офиолитовой ассоциации. При внедрении основных магм в ультраосновную среду стабилизируются составы щелочных базальтов и долеритов, которые с переходом к более глубинным условиям (при возрастании флюидного давления) уступают место нефелиновым сиенитам, нефелиновым, лейцитовым, флогопитовым лампрофирам и кимберлитам, развивающимся в наиболее глубинных очагах магматического замещения пироповых алмазоносных перидотитов. В плутонической фации крайним проявлением магматического замещения являются граниты.
14. Строенние Солнечной системы и проихожденние планет.
Солнечная система по одной из гипотез произошла из газопылевого облака и прошла следующие стадии развития:
1 – взрыв сверхновой звезды порождает ударные волны, воздействующие на газопылевое облако (ГПО);
2 – ГПО начинает фрагментироваться и сплющиваться, закручиваясь при этом;
3 – формируется первичная Солнечная небула;
4 – образование Солнца и гигантских, богатых газом планет – Юпитера и Сатурна;
5 – ионизированный газ – Солнечный ветер сдувает газ из внутренней зоны системы и с мелких планетезималей;
6 – образование внутренних планет из планетезималей в течение 100 млн. лет и формирование «облаков» Оорта, состоящих из комет.
Звезды типа Солнца - желтые карлики, формируются при сжатии газопылевых облаков, масса которых должна быть не меньше 105 массы Солнца. Прообразом такого облака могла служить некая туманность. По одной из гипотез на скажите газопылевого облака мог повлиять взрыв близкой сверхновой звезды, ударные волны от которого и заставили облако сжиматься и вращаться. По другой - газопылевое облако, в силу своего участия в общем вращении ГМП, начало сжиматься, однако большой момент вращения не допускает дальнейшего сжатия и облако распадается на отдельные сгустки - будущие планеты. Надо отметить, что начальный момент превращения газопылевого облака в протопланетный диск, наименее ясный момент в процессе формирования Солнечной системы.
Как бы то ни было, радиус газопылевого облака должен был быть больше радиуса орбиты девятой планеты - Плутона, равной 40 А.Е. Состав облака характеризовался 99% газа и 1% пылевых частиц размером в микроны. Когда газопылевое облако начало сжиматься и вращаться в дисковидном облаке возникали мощные турбулентные вихри, ударные волны, гравитационные приливы, перемешивающиеся газ облака, которое, благодаря этому оставалось однородным. Время, необходимое для образования диска из облака оценивается всего лишь в 1000 лет, газ при этом охлаждается и образуются более крупные пылевые частицы, конденсируясь из газа, т.к. давление в облаке очень небольшое. В центральной части диска, благодаря быстрому коллапсу, зажглось Солнце, а при удалении от него в протопланетном диске температура уменьшалась до десятков градусов на краю диска, что подтверждается конденсацией льда воды за поясом астероидов. Итак, частицы пыли перемещались к центральной плоскости диска и чем крупнее была пылинка, тем быстрее она “падала”. Внешние слои диска теряли газ за счет его нагревания излучением молодого Солнца и мощного потока ионизованной плазмы - солнечного ветра. Формирование пылевого субдиска в центральной части первичного газопылевого диска оценивается всего лишь в 105 лет. Когда плотность пылевых частиц в субдиске достигала некоторого критического значения, диск стал гравитационно неустойчивым и начал распадаться на отдельные сгущения пыли, причем, чем выше была плотность в сгущении, тем оно быстрее увеличивалось в размерах. Плотные сгустки, размером с хороший астероид, сталкиваясь, объединялись и, увеличиваясь в размерах, превращались в рой планетезималей, размером до 1 км. Слипание, объединение планетезималей возможно только в случае небольшой скорости, соударения и неровной контактной поверхности, облегчавшей их сцепление. Образование планетезималей заняло не более 1 млн. лет, т.е. произошло с космической точки зрения почти мгновенно.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
