Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

Рутил наблюдается в виде мельчайших зерен, образующих скопления, которые вместе с другими наложенными минералами развиваются по первичным цветным минералам. Содержание рутила во вторичных кварцитах довольно постоянно и не превышает 1.

Зуниит в виде примеси мелких кристаллов входит в состав псевдоморфоз по вкраплениям полевых шпатов; кроме того, он ассоциирует с кварцем, пиритом, рутилом и флюоритом.

Турмалин вторичных кварцитов в отличие от турмалина других типов метасоматитов представлен высокоглиноземистой разновидностью. Под микроскопом он бесцветен со слабо-желтоватым или голубоватым оттенком и практически не плеохроирует.

Химический состав. Собственно вторичные кварциты почти нацело состоят из SiO₂ (80 мас.) и Al₂O₃ (14-18 мас.). В метасоматитах, содержащих воду и серу, количество этих компонентов может достигать 8-15 мас.. Нередко отмечается примесь бора (0.1-0.5 мас. B₂O₃).

Внешний облик. Вторичные кварциты – светлые породы массивной или пятнистой текстуры и мелко- или среднезернистой структуры. Иногда для них характерна повышенная пористость, которая при интенсивном выщелачивании может достигать 50-60 объема пород.

Микроструктуры. Вторичные кварциты по риолита выделяются бластопорфировой структурой, присутствием реликтовых вкраплений кварца, бластосферолитовым или бластофельзитовым строением, а также реликтовой флюидальностью, полосчатостью и меньшей пористостью по сравнению с вторичными кварцитами, образованными по гранит-порфирам и гранодиорит-порфирам, обладающим бластопорфировидной структурой и тонкой штокверковой кварцевой жилковатостью. Для метасоматически измененных туфов и брекчий типична бластокластическая структура и значительная пористость. Местами микроструктура вторичных кварцитов становится гранобластовой, лепидогранобластовой, нематогранобластовой, порфиро- и пойкилобластовой.

Стадийность и зональность метасоматитов. При изучении взаимоотношений метасоматических минералов, чрезвычайно сложных и противоречивых, удается наметить три главные минеральные ассоциации, которые последовательно сменяют друг друга при изменении температуры и кислотности растворов.

Наиболее ранней является черырехминеральная равновесная ассоциация: кварц  + рутил + пирит (или гематит) + серицит . По- видимому, несколько позднее по отношению к этой ассоциации образуются пирофиллит , диаспор , алунит, зуниит и топаз. В дальнейшем при повышении температуры и усилении циркуляции растворов возникают андалузит, корунд и продолжается собирательная перекристаллизация кварца, рутила и пирита. На поздней стадии формируются дюмортьерит, кварц , серицит , поздние генерации диаспора и пирофиллита. Минералообразование завершается отложением флюорита, который цементирует зуниит, кварц и пирит.

Метасоматическая зональность в массивах вторичных кварцитов проявлена неотчетливо, хотя общая тенденция к упрощению минерального состава по направлению к зонам наибольшей циркуляции растворов отмечается часто. Удачный пример метасоматической зональности приведен в работе И.П. Иванова (1974 г.).

1. Диориты, кварцевые порфиры, риолиты и их туфы

2. Орт + Аб + Кв + Сер + Хл

3. Орт + Аб + Кв + Сер

4. Орт + Сер + Кв

4а. Сер + Кв

4б. Кв + Анд

4в. Кв + Пф

4г. Кв + Ал

5. Кв

Эта метасоматическая колонка в главных чертах сходна с результатами эксперимента, отражающими воздействие на порошок гранитов раствора соляной кислоты и смешанных солевых растворов с отношением mKCl / mHCl  3, содержащих углекислоту Зарайский и др., 1981, 1986:

1. Биотитовый гранит

2. Кв + Аб + Би + (Му)

3. Кв + Аб + Би + Му

4. Кв + Му

5. Кв + Анд

6. Анд

Отличие экспериментальной колонки заключается в появлении мономинеральной тыловой зоны, сложенной андалузитом. Последовательность образования остальных зон очень близка. Изменение гранитов в эксперименте начинается с появлением мусковита (серицита), который развивается по калишпату. В следующей зоне исчезает микроклин, полностью замещаясь мусковитом. На границе с зоной 3 одновременно исчезают две фазы: альбит и биотит. Эта особенность устойчиво повторяется во всех опытах. При добавлении к раствору соляной кислоты кварцевого порошка в тыловой части колонки образуется маломощная кварцевая зона.

Физико-химические условия образования метасоматитов. Вторичные кварциты формируются в обстановке интенсивного кислотного метасоматоза при выщелачивании всех компонентов, кроме Si и Al.

Вторичные кварциты являются результатом воздействия на кислые и средние породы среднетемпературных (T=300-500 C) насыщенных SiO₂ кислых (pH=1-4) преимущественно хлоридных растворов (Cl^F^), содержащих углекислоту, SO₄^2 и, возможно, BO₃^3; в катионной части растворов преобладают K⁺ и Na⁺. Максимальные метасоматические изменения происходят в приповерхностных зонах, где благодаря высокой пористости и трещиноватости обеспечивается относительно свободная циркуляция кислорода, а горные породы обогащены вадозными водами, которые и производят интенсивное кислотное выщелачивание. Под воздействием таких растворов возникают не только вторичные кварциты, но и серицитолиты, аргиллизиты, пропилиты.

Распространенность и рудоносность метасоматитов. Метасоматиты фации вторичных кварцитов приурочены к центрам наземного, а иногда подводного вулканизма кислого и среднего составов. С массивами вторичных кварцитов связаны крупные месторождения глиноземистого сырья, главным образом корунда (Семиз-Бугу, Центральный Казахстан) и алунита (Заглик, Азербайджан). Приповерхностные вторичные кварциты содержат самородную серу (Камчатка, Курильские острова, Япония).

Рудные месторождения (Mo, Cu, Zn, Pb, Au, Ag, U и др.), пространственно связанные с вторичными кварцитами, как правило, наложены на эти метасоматиты и значительно отделены от них во времени.

7. Физические, физико-механические, инженерно-геологические свойства

7.1 Плотность физических тел

Плотность – это свойство веществ, определяющееся их массой m (физической характеристикой материи) и объёмом V:

 = m/V.

Масса образца состоит из массы твёрдой фазы m_т и жидкости m_ж; массой газообразной фазы m_г можно пренебречь. Объем образца состоит из объёма твёрдой фазы V_т и объема пор V_п. Следовательно,

 = m_т +m_ж /V_т +V_п.

Отношение массы твёрдой фазы породы к занимаемому ею объёму называется

к_п = V_п /V; n = к_п/(1+к_п).

Если относительная влагонасыщенность образца p ≤ 1, то масса жидкой фазы в образце

m_ж = p*_ж *V_п,

где _ж - плотность жидкости, заполняющей поры.

Плотность образца определяется по формуле

 = (1 – к_п) + к_пp_ж.

Для водонасыщенного образца ( p = 1, _ж = 1 г/см³) плотность

_вл =  - к_п( - 1).

Для газонасыщенного образца (p = 0)

_г = (1- к_п).

В зависимости от структуры и текстуры пород структура порового пространства может быть разной. Она характеризуется открытой и эффективной пористостью.

С плотность вещества тесно связан их удельный вес, определяющейся из отношения силы тяжести тела (вес тела P) к его объёму

_в = P/V = g,

где g – ускорение свободного падения.

7.1.1 Плотность горных пород, образовавшихся при контактовом метаморфизме

Процессы контактового метаморфизма могут быть без существенного изменения химического состава исходной породы, например при образовании роговиков (термальный метаморфизм); иногда они сопровождаются значительными метасоматическими изменениями. Возникающие при метаморфизме осадочных пород роговики характеризуются повышенной плотностью. Степень увеличения плотности определяется минеральным составом роговиков. Кристаллические сланцы, возникающие в результате контактового метаморфизма (с проявлением метасоматоза) глинистых и известково-глинистых осадочных пород, отличаются резко повышенной плотностью по сравнению с исходными породами, что обусловлено появлением минералов с высокой плотностью (см. табл. 1) и резким уменьшением пористости пород.

Таблица 1

Плотность (в г/см³) пород, образовавшихся при контактовом метаморфизме

7.2 Магнитные свойства горных пород

Магнетизм вещества связан с особенностями строения внешних и внутренних атомных орбит, а магнетизм горных пород, кроме того, и с кристаллохимией слагающих их минералов. По типу магнетизма выделяются диа- и парамагнитные химические элементы, образующие все главные породообразующие минералы, и ферромагнитные элементы и минералы, магнитные свойства которых во много раз сильнее магнитных свойств первых и обладают рядом специфических черт.

В веществе, помещённом в магнитное поле, появляется внутреннее магнитное поле, которое накладывается на внешнее (намагничивающее). Напряжённость суммарного магнитного поля (внешнего и внутреннего) называется магнитной индукцией. Магнитная индукция

В = _о(H + J).

Намагниченность вещества J является функцией внешнего поля. Для парамагнетиков связь между J и H в широкой области полей носит линейный характер: J = æH, где безразмерная величина æ носит название магнитной восприимчивости. Для ферромагнетиков условно принимают туже форму записи, но их æ сложным образом зависит от поля.

С той же оговоркой связь между величиной магнитной индукции и внешним полем выражается через магнитную проницаемость

 = _о(1+ æ).

Для характеристики магнитной проницаемости вакуума используется величина _о, равная 10⁷/4.

7.2.1 Магнитные свойства метаморфических пород

Для метаморфических пород характерен наиболее широкий диапазон изменения значений магнитной восприимчивости и естественной остаточной намагниченности. Встречаются образования от диамагнитных до очень сильно ферромагнитных. Широкие пределы изменения æ, J, J_n обусловлены сравнительно редко распространенными породами – мраморами и кристаллическими известняками, характеризующимися отрицательной магнитной восприимчивостью и железистыми кварцитами, серпентинитами, скарнами, среди которых встречаются очень сильно магнитные разности, по значениям æ, J и J_n приближающиеся к магнетитовым рудам. Наиболее широко развитые метаморфические породы – микрокристаллические и кристаллические сланцы, гнейсы, амфиболиты и другие имеют меньший диапазон изменения значений параметров; они обладают более низкими максимальными значениями, чем магматические образования.

Контактовый метаморфизм определяет образование пород, характеризующихся очень непостоянными магнитными свойствами, что зависит как от параметров исходных пород, так и от давлений и температур, обуславливающих метаморфизм.

Так, для скарнов, наиболее вероятная величина магнитной восприимчивости (в 10^-5 ед. СИ) – 10 - 12000, а максимальная величина – 30000.

Характеристики

Список файлов реферата