Лекция 1.Главные минералы горных пород (стр. 5 )

Оптические свойства плагиоклазов зависят не только от их состава, но также от внутреннего строения, которое определяется условиями образования. В соответствии с внутренним строением различаются упорядоченные и неупорядоченные плагиоклазы. В высокотемпературных плагиоклазах с неупорядоченной структурой кремнекислородные и алюмокислородные тетраэдры располагаются без определенного порядка, в то время, как в низкотемпературных плагиоклазах они чередуются в строго определенном порядке. Между плагиоклазами с упорядоченной и неупорядоченной структурой могут быть промежуточные члены с разной степенью упорядоченности.

Неупорядоченные плагиоклазы являются высокотемпературными, упорядоченные – низкотемпературными. Высокотемпературные плагиоклазы – минералы эффузивных пород, быстро застывшие, закаленные. Низкотемпературные плагиоклазы – минералы интрузивных пород, образовавшиеся при медленном охлаждении. Плагиоклазы пегматитов и метаморфических пород также относятся к минералам с упорядоченной структурой.

Зональные плагиоклазы

Очень часто зерна плагиоклазов бывают зональны. Происходит это из-за быстрой кристаллизации расплава. Плагиоклазы имеют разную температуру кристаллизации от 1550º у анортита до 1100º у альбита. От анортита к альбиту идет медленное снижение температуры кристаллизации. Поэтому при высокой температуре из расплава сначала выделяются более основные разности, чем состав исходной магмы. Выделившиеся зерна при понижении температуры очень медленно начинают реагировать с расплавом при этом обрастая зоной с более низким содержанием анортита и т. д. При медленном остывании состав всего зерна выравнивается, т. к. реакция обмена ионами выделившихся кристаллов с расплавом проходит до конца, равновесие достигается и образуются незональные кристаллы. Это характерно для абиссальных интрузивных пород. При быстром остывании центральная часть кристалла более основного состава обрастает множеством зон более кислого плагиоклаза. Реакции уравнивания состава ядра и внешних зон не успевают пройти до конца и кристалл остается зональным. Наблюдать зональность плагиоклазов можно невооруженным глазом, например, всем известные породы – лабрадориты. Зональность плагиоклазов указывает на неравновесные условия – быстрое остывание пород. Такие условия достигаются в гипабиссальных близповерхностных или поверхностных условиях.

Зональность в плагиоклазах может быть разной – это зависит от скорости остывания, состава расплава и других факторов. В общем случае зональность бывает прямая, обратная или ритмичная. При прямой (нормальной) зональности состав плагиоклаза становится более кислым от ядра к периферии. При обратной зональности наоборот в центре находится более кислый плагиоклаз. При повторяющейся зональности в плагиоклазе происходит чередование более основных с более кислыми зонами. Появление обратной и повторяющейся зональности возможно в метаморфических или эффузивных породах. Объясняется явлениями переохлаждения, поступлением новых порций расплава более основного состава, растворением в магме каких-либо пород, изменяющих ее состав, процессами перекристаллизации и др.

Вторичные изменения плагиоклазов

Основные плагиоклазы изменяются гораздо легче кислых. Благодаря этому в зональных плагиоклазах ядра могут быть нацело изменены, тогда как края могут быть свежими. Наиболее характерным процессом изменения основных плагиоклазов, содержащих кальций, является соссюритизация – замещение плагиоклазов смесью тончайших зерен эпидот-цоизитовых минералов, серицита и др.

Наиболее характерным процессом изменения кислых плагиоклазов является серицитизация – замещение плагиоклазов смесью тончайших зерен обогащенного водой тонкочешуйчатого мусковита – серицита. Все эти изменения представляют собой процесс деанортизации плагиоклаза – щелочные растворы разлагают анортитовую составляющую в минерале, которая выделяется либо в виде соссюрита, либо – серицита. При этом оставшийся плагиоклаз становится более кислым, вплоть до появления альбита (это уже процесс метасоматического изменения магматических пород).

Законы двойникования плагиоклаза

Все многообразие двойниковых законов плагиоклазов сводится к двум типам:

1. Нормальный тип, например, альбитовый, манебахский, бавенский, когда двойниковой осью является перпендикуляр к плоскости срастания. Кристаллы срастаются друг с другом при повороте на 180º около этой оси. Это грани второго и третьего пинакоида. По этим плоскостям наблюдаются две системы спайности. Существует несколько основных законов нормального типа. Один из них, самый распространенный, альбитовый закон. В этом случае двойниковая ось перпендикулярна плоскости (010). Многочисленные пластинки срастаются друг с другом в повернутом но 180º положении по плоскости (010), при этом пластинки чередуются в зерне плагиоклаза. Удлинение полосок в основном отрицательное за исключением очень основных плагиоклазов (близким по составу к анортиту). Полисинтетический характер закона очень важный признак. Другой пример двойникового закона нормального типа – манебахский (двойниковая ось перпендикулярна к (001), но это простые двойники. Еще один тип двойникового закона нормального типа – бавенский – это также простой очень редкий закон.

2. Параллельный тип двойниковых законов. В этом случае двойниковой осью является какая-либо кристаллографическая ось (а, в или с), лежащая в плоскости срастания. Из этих законов наиболее распространен периклиновый полисинтетический закон, который внешне очень похож на альбитовый. Двойниковой осью служит ось в – ось [010] – (направление, перпендикулярное двойниковой оси альбитового закона). Поэтому в сложных двойниках, когда в одном зерне плагиоклаза сочетаются альбитовый и периклиновый законы, мы наблюдаем, что одна область кристалла с полисинтетическими двойниками перпендикулярна другой части. В случае развития периклинового закона отличить его от альбитового можно по удлинению. Удлинение в таких двойниках будет положительным в отличие от отрицательного альбитового закона. Также к законам параллельного типа относятся карлсбадский простой закон – кристаллы срастаются по оси с, повернутые на 180º относительно друг друга.

Часто среди зерен плагиоклаза встречаются зерна, в которых представлено несколько типов двойников и простых и полисинтетических.

Определение плагиоклазов на разрезах перпендикулярных плоскости (010)

Если у нас имеется разрез перпендикулярный плоскости (010), то при совмещении двойниковых полосок с крестом нитей (осью в) мы должны наблюдать картину симметричного погасания относительно двойниковых швов, т. е. угол погасания вправо и влево от вертикальной нити будет одинаков. Это происходит, потому что оптические индикатрисы в обеих системах полосок наклонены симметрично относительно двойникового шва.

На разрезах плагиоклазов перпендикулярных второму пинакоиду (010) определить номер довольно просто. Однако сначала необходимо найти правильные разрезы. Такие разрезы легко узнать используя следующие признаки:

1.  Если двойниковые полоски совместить с вертикальной нитью окулярного креста, то все зерно приобретет одинаковую интерференционную окраску, при этом границы между двойниками исчезнут.

2.  Полоски имеют отрицательное удлинение – длинной осью будет ось Np.

3.  Полоски будут погасать симметрично в обе стороны относительно вертикальной линии креста нитей.

4.  Данный разрез должен быть точно перпендикулярен плоскости шлифа: двойниковые швы представлены тонкими и резкими линиями.

Измерив угол погасания, можно определит номер плагиоклаза по специальным диаграммам и приблизительно судить о составе минерала. Для этого метода используют кривые диаграммы Мишель-Леви: линию низкотемпературных плагиоклазов, если породы интрузивные, и линию низкотемпературных плагиоклазов, если – эффузивные. Недостатком этого метода является то, что определение будет сделано неточно, если провести его только на одном зерне. Определение надо сделать на нескольких зернах и наибольший угол, перпендикулярный (010), даст наиболее близкие результаты, т. к. определяющим в этом методе будет наибольший угол. Угол определяется и записывается в следующем виде: в:Np

Если измеренный угол будет меньше 18º, то для того, чтобы воспользоваться диаграммой, надо выяснит знак угла погасания. Он может быть положительным, если при сравнении с канадским бальзамом показатель преломления плагиоклаза окажется выше, и отрицательным, если ниже или равен. У олигоклаза момент погасания параллелен двойниковому шву – прямое погасание.

Определение номера плагиоклаза на разрезах перпендикулярных (010) и (001) – метод Бекке и Беккера

Этот разрез отличается тем, что кроме тонких и четких двойниковых швов, наблюдаются четкие и тонкие трещины спайности, расположенные почти перпендикулярно (87º) двойниковым швам. При небольшом поднятии или опускании столика микроскопа линии двойниковых швов и трещины спайности не смещаются – это свидетельствует о том, что эти лини перпендикулярны плоскости шлифа.

Погасание относительно двойникового шва не будет симметричным. При этом методе достаточно просто определить угол погасания одного точно выбранного разреза и будет достаточно. Затем, используя кривые диаграммы Бекке и Беккера, находим номер плагиоклаза.

Разрез одновременно перпендикулярный (001) и (010) должен удовлетворять следующим требованиям:

5.  Полоски имеют отрицательное удлинение – длинной осью будет ось Np.

6.  В пределах двойниковых полос наблюдаются тонкие трещины спайности, перпендикулярные к двойниковому шву.

7.  Данный разрез должен быть точно перпендикулярен плоскости шлифа: двойниковые швы представлены тонкими и резкими линиями.

Если на разрезе с симметричным погасанием обнаружатся трещинки спайности, то в этом случае достаточно сделать одно определение и результат будет точным.

Для определения состава плагиоклаза берут угол погасания (010) – вертикальная ось креста нитей в и Np, измеренный в той половине, где есть трещинки спайности по (001). Если измеренный угол будет меньше 18º, то для того, чтобы воспользоваться диаграммой, надо выяснит знак угла погасания. Он может быть положительным, если при сравнении с канадским бальзамом показатель преломления плагиоклаза окажется выше, и отрицательным, если ниже или равен. Также знак угла можно определить по погасанию. Если при погасании вертикальная нить окулярного креста окажется в остром углу (87º) – положительный знак, если в тупом углу (93º) – отрицательный знак.