Лекция 1.Главные минералы горных пород (стр. 2 )

Вторичные изменения. Ромбические пироксены замещаются чаще всего серпентинами (особенно магнезиальные), тальком, реже хлоритом (железистые). Характерны параллелно-волокнистые (по спайности) псевдоморфозы серпентина по ромбическому пироксену. Такие псевдоморфозы называются баститом.

Ассоциации оливина. В магматических породах ромбический пироксен ассоциирует чаще всего с минералами ультраосновных и основных пород – оливином, моноклинным пироксеном, флогопитом, основным плагиоклазом. В метаморфических (древних кристаллических сланцах, гранулитах, чарнокитах) – с гранатом, волластонитом, везувианом и др.

Лекция 2.Моноклинные пироксены

В составе моноклинных пироксенов наблюдается большое количество кальция (СаО до 24 %), а также в их состав входит алюминий в виде ионов, замещающих кремний, поэтому для компенсации валентности они содержат немного щелочей, в основном натрия.

Моноклинные пироксены часто встречаются в породах магматического и метаморфического происхождения. Среди них имеются ряды родственных представителей, отличающихся друг от друга химическими особенностями, морфологией зерен, генезисом. Различают ряды диопсид-геденбергита, авгита, пижонита и щелочных пироксенов (эгирина, жадеита, сподумена).

Ряд диопсида – геденбергита

Это ряд пироксенов довольно простого состава: диопсид CaMgSi2O6 и геденбергит CaFeSi2O6. Между этими крайними членами ряда существуют все постепенные изоморфные переходы, в диопсиде всегда имеется небольшое количество Fe, а в геденбергите Mg.

Оптические свойства. Форма зерен короткостолбчатая. Характерны двойники простые и полисинтетические. Спайность в двух направлениях, как у всех пироксенов. Высокий показатель преломления, постепенно увеличивающийся с увеличением содержания железа в составе минералов (Ng от 1,681 до 1,727; Nm от 1,657 до 1,706; Np от 1,650 до 1,698). Величина двупреломления достигает в диопсидах 0,030 (интерференционная окраска до розовой второго порядка).

Углы погасания у клинопироксенов в отличие от ортопироксенов большие, особенно на разрезах с высоким двупреломлением. Величина угла погасания очень важна для определения отдельных представителей друг от друга. У пироксенов диопсид-геденбергитового ряда плоскость оптических осей является плоскостью симметрии (010), оси Ng и Np лежат в этой плоскости. Ось Ng наклонена под разными углами к вертикальной оси с. У диопсида угол наклона с:Ng = 38–40º, у геденбергита с:Ng = 48º. Таким образом, пироксены ряда диопсид – геденбергит имеют положительное удлинение, т. к. у них больший показатель преломления Ng идет вдоль удлинения (оси с).

Угол оптических осей 2V у диопсида около + 60º, а у геденбергита около +68º. У моноклинных пироксенов разрез перпендикулярный Np дает прямое погасание.

Происхождение. Эти пироксены встречаются преимущественно в метаморфических породах – продуктах метаморфизма основных или карбонатных пород.

Ряд авгита

Переход от диопсид-геденбергитового ряда к авгиту осуществляется за счет вхождения алюминия в тетраэдрические позиции, что, в свою очередь, делает возможным вхождение трех - и четырехвалентных катионов в узлы решетки.

Этот ряд моноклинных пироксенов представлен авгитом и титан-авгитом. Авгит Ca (Mg, Fe, Al)[(Si, Al)2O6]. В титан-авгите содержится до 5 % TiO2. В шлифах авгит трудно отличить от диопсида. Наиболее надежный способ определения авгита, это наличие в шлифах разрезов перпендикулярных удлинению призматических кристаллов. На этих разрезах, где видна спайность в двух направлениях по призме (110), авгит будет иметь форму правильного восьмиугольника, тогда как у диопсида сильно развиты грани пинакоидов при относительно малых размерах граней призмы. Другим отличительным признаком является больший угол погасания у авгита и несколько более высокое двупреломление у диопсида.

Оптические свойства. В шлифах авгит обычно имеет светлый буроватый оттенок, Ti-авгиты имеют бледно-фиолетовую окраску. Плеохроизм очень слабый. Форма зерен короткостолбчатая. Встречаются двойники, такие же, как у диопсида, простые и полисинтетические. Показатель преломления авгитов колеблется в зависимости от состава, но в целом высокий 1,69–1,72. Хорошая спайность отчетливо наблюдается благодаря высокому рельефу. Двупреломление среднее или высокое 0,016–0,025. Углы погасания большие – с:Ng = 45–55º. Для определения угла погасания с:Ng необходимо сначала найти направление Ng, а только затем измерять угол в разрезах, перпендикулярных Nm, которые совпадают с пинакоидом (010). Оптический знак положителен.

Особенностью Ti-авгитов является структура песочных часов, возникающая из-за их зонального строения. Очень характерна для Ti-авгитов дисперсия оптических осей, что вызывает неполное погасание. В то время как красные волны погасли, синие продолжают светить, а когда погаснут они, светят красные волны.

Вторичные изменения. К наиболее обычным продуктам изменения авгитов относится хлорит или уралит (волокнистая зеленая роговая обманка и хлорит, в смеси с магнетитом, эпидотом и карбонатом).

Некоторые авгиты, также как и диопсиды, обладают очень тонкой отдельностью по пинакоиду (100). Клинопироксены с такой отдельностью получили название диаллагов. Характерной особенностью диаллаговой отдельности является ее прямое погасание.

Происхождение и парагенезис. Авгит – типичный магматический минерал. Ti-авгит встречается преимущественно в породах, богатых титаном – в базальтах и особенно в породах, богатых щелочами. Диаллаги являются характерными минералами габброидов – глубинных основных пород и не встречаются в эффузивных аналогах. Встречается совместно с оливином, ромбическим пироксеном, основным плагиоклазом, пироповым гранатом.

Щелочные пироксены

К щелочным пироксенам относят моноклинные пироксены – эгирин, эгирин-авгит, омфацит, жадеит и сподумен.

Эгирин

Эгирин – NaFe3+[Si2O6]. Форма кристаллов призматическая с тупыми или остроконечными окончаниями (акмит), длиннопризматическая, вплоть до игольчатой. Промежуточным членом между эгирином и эгирин-авгитом является эгирин-авгит. В жадеите в отличие от эгирина вместо трехвалентного железа присутствует алюминий.

Оптические свойства. Эгирин отличается от других пироксенов зеленым цветом (в шлифе), а также иным положением оптических осей индикатрисы. По удлинению (вдоль призмы) направлена ось Np, которая составляет с кристаллографической осью угол (с:Np = 2–8º). Таким образом, удлинение у эгирина отрицательное. Оптический знак также отрицательный. При одном николе наблюдается сильный плеохроизм: по Ng – светло-желтый (n = 1,75–1,84), по Np – темно-зеленый (n = 1,71–1,78). Двупреломление 0,03–0,06. Показатели преломления и двупреломление возрастают вместе с содержанием железа. Иногда бывает аномальная интерференционная окраска от желто-оранжевой до бурой. Встречаются двойники по (100)и диаллаговая отдельность.

Эгирин-авгиты – (Na, Ca) (Fe3+, Mg, Fe2+) [Si2O6]. Форма кристаллов короткопризматическая. Также как и эгирины, они окрашены в шлифе в темно-зеленый цвет с сильным плеохроизмом Ng – светло-желтый, по Np – темно-зеленый. Вдоль удлинения находится ось Np, образующая острый угол с кристаллографической осью с: Np до 32º, хотя при высоком содержании железа может снижаться почти 0º. Ng (n = 1,75–1,84), по Np – (n = 1,71–1,78). Двупреломление 0,03–0,06. Оптически положителен.

Происхождение. Эгирин-авгит кристаллизуется в качестве поздней фазы в щелочных оливиновых базальтах и щелочных габбро. Эгирин встречается в щелочных сиенитах, трахитах, щелочных гранитах, а также в метасоматических породах – фенитах (натриевый метасоматоз).

Омфацит – NaAlSi2O6 – пироксен, содержащий до 5 % Na2O – минерал эклогитов (пироксен-пироповых глубинных пород), оптически сходен с авгитом. Отличается необычно ярким зеленым цветом. Кристаллы короткопризматические.

Сподумен – LiAlSi2O6 – пироксен пегматитов. Образует призматические кристаллы. Цвет белый, зеленовато-белый. Встречаются прозрачные ярко-зеленые разновидности (гидденит) и фиолетовые (кунцит). Находится в ассоциации с лепидолитом, турмалином, альбитом и кварцем.

Жадеит – NaAlSi2O6. Встречается в виде плотных вязких масс, сложенных тонковолокнистыми агрегатами. Плотность 3,33–3,35 служит хорошим диагностическим признаком. Находится в метаморфических породах, связанных с серпентинитами или глаукофановыми сланцами. Образуется при высоких давлениях.

Минералы группы амфиболов

Минералы группы амфиболов – это ленточные силикаты (сдвоенные цепочки тетраэдров SiO4 располагаются параллельно оси с и связаны вместе промежуточными катионами). Спайность в амфиболах возникает за счет разрыва связей между цепочками. При этом образуются два ряда спайных трещин, пересекающихся под углом 56 и 124º. В группу амфиболов входят минералы как с моноклинной, так и ромбической симметрией, но все они близки между собой по структуре и химическому составу. Элементарная ячейка ленты амфибола состоит из 4-х ионов кремния и 11-и ионов кислорода и обладает шестью свободными отрицательными валентностями [Si4O11]6–. На каждую ячейку ленты приходится по одной группе (ОН)1–, имеющей один отрицательный заряд. Отрицательные заряды погашаются катионами Mg, Fe2+, Ca, Na, Al, Fe3+.

Наиболее важной химической особенностью амфиболов является наличие в их составе группы ОН, нередко замещенной F, Cl. Эта особенность обусловливает то, что амфиболы в отличие от пироксенов могут кристаллизоваться только из расплавов, содержащих летучие компоненты или возникать лишь при тех метаморфических процессах, которые протекают при участии летучих компонентов. Поэтому амфиболы магматического происхождения кристаллизуются на глубине, под давлением, которое препятствовало удалению летучих компонентов. Амфиболы никогда не встречаются в основной массе эффузивных пород, кристаллизовавшихся на дневной поверхности.