Лекция 1.Главные минералы горных пород (стр. 6 )

Лекция 5.Калиево-натриевые полевые шпаты

Представлены двумя группами минералов. Одни из них кристаллизуются в моноклинной сингонии, другие – в триклинной.

Моноклинные – санидин и ортоклаз – калиевые полевые шпаты.

Триклинные – калиевый полевой шпат – микроклин и калиево-натриевый – анортоклаз. Формула у всех калиевых полевых шпатов – K(AlSi3O8) и (K, Na)(AlSi3O8) – калиево-натриевых.

Анортоклаз не является изоморфной смесью калиевых и натриевых членов, а, как считают, состоят из двух минеральных фаз – альбита и ортоклаза. Небольшое присутствие натрия отмечено почти во всех калиевых полевых шпатах.

Так как ионные радиусы калия и натрия соответственно 1,33 и 0,98 существенно отличаются по размерам, то полная смесимость между ними возможна только при высоких температурах. При низких температурах смесимость их сильно ограничена. Благодаря этому твердые растворы К и Na, образовавшиеся при высоких температурах, с понижением ее распадаются и образуют пертиты – структуры распада, представляющие собой закономерные срастания кпш и натриевого полевого шпата.

Так же, как и плагиоклазы, калиевые полевые шпаты могут быть высоко - и низкотемпературными, т. е. могут иметь упорядоченную и неупорядоченную структуру. Моноклинный санидин и триклинный анортоклаз – это высокотемпературные, неупорядоченные полевые шпаты. Моноклинный ортоклаз и триклинный микроклин – низкотемпературные, упорядоченные полевые шпаты.

Все КПШ имеют много общего во внешних формах развития. Кристаллы их редки, обычны зерна неправильной формы. Кристаллы КПШ встречаются в порфировидных гранитах, пегматитах, где они образуются гидротермальным путем в пустотах и трещинах.

Оптические свойства. КПШ отличаются низкими показателями преломления – ниже канадского бальзама. ng =1,522, np=1,519. Это обусловливает их низкий рельеф и ясную линию Бекке по границе между ними и кварцем, плагиоклазами и канадским бальзамом. Линия Бекке является хорошим способом отличить КПШ от других минералов с низким показателем преломления. Для КПШ очень хорошо наблюдать дисперсионный эффект. Они будут казаться розоватыми на общем фоне. Так становятся заметными даже мельчайшие их зернышки.

КПШ обладают совершенной спайностью в двух направлениях по (001) и (010) и несовершенной по призме (100). Разрезы параллельные плоскости (001) характеризуются голубовато-серой интерференционной окраской и совершенной спайностью в двух направлениях. Этот разрез близко совпадает с осью Np (имеет отрицательное удлинение). На этих разрезах в сходящемся свете видна фигура в виде двух изогир, при повороте столика выходящих из поля зрения – это разрез перпендикулярный Т. Б. – Ng. Оптический знак отрицательный. Разрезы, перпендикулярные О. Б. – Np будут темными, едва просветляющимися при скрещенных николях – двупреломление здесь ng–nm=0,003. Максимальное двупреломление у КПШ ng–np=0,008. Угол 2V у ортоклаза 70º

Санидин отличается от ортоклаза стекловатым блеском. Часто он прозрачен, очень мало подвержен изменениям. Это связано с тем, что санидин образуется в высокотемпературных условиях (может существовать только в молодых эффузивных породах) и через какое-то время его структура упорядочивается и он переходит в моноклинный ортоклаз, а затем в триклинный микроклин. Это процесс упорядочивания структуры. На конечных этапах преобразования в микроклине в скрещенных николях появляются широкие взаимно перекрещивающиеся полосы, называемые микроклиновой решеткой, которая является отличительным признаком микроклина. Решетка представляет результат сложного двойникования по альбитовому и периклиновому законам.

КПШ ортоклазового и микроклинового ряда содержат в небольших количествах натрий и кальций в виде изоморфной примеси. При высокой температуре их количество в структуре минерала больше, чем при низкой, а потому при понижении температуры кальций и натрий выделяются в виде плагиоклаза олигоклаз-альбитового состава. Так появляются структуры распада – своеобразные закономерные сростки, которые называются пертитами. Когда мы имеем выделения КПШ в плагиоклазе, то такие структуры называются антипертитами.

В зависимости от величины вростков плагиоклаза различают:

–  пертиты – это видимые простым глазом;

–  микропертиты – различимые под микроскопом;

–  криптопертиты – неявные пертиты – анортоклаз.

По происхождению пертиты могут быть:

1) пертитами распада, когда избыточный плагиоклазовый компонент выделяется при понижении температуры;

2) пертитами замещения, образующимися при замещении КПШ альбитом. Обычно это происходит при метасоматозе (воздействие гидротермальными растворами обогащенными Na, циркулирующими в породе). Выглядят такие образования в виде каемок или неправильных прожилков, пятен.

В интрузивных породах, содержащих КПШ и плагиоклаз образуются особые структуры распада – мирмекиты. Мирмекиты появляются только на контакте плагиоклазов с КПШ. Они представляют собой зерна кислого плагиоклаза, в которых образуются мелкие червеобразные вростки кварца. Выпуклость границы между полевыми шпатами обращена в сторону КПШ. Бекке объяснил это тем, что КПШ замещается плагиоклазом, при этом избыток SiO2 из КПШ выделяется в виде кварца.

Вторичные изменения КПШ – это в основном каолинизация (или, как ее назвал Левинсон-Лессинг, – пелитизация) – замещение глинистыми частицами. Каолинит Al4[Si4O10][OH]8 – это бесцветный минерал, но из-за способности впитывать (сорбировать), в частности гидроксиды железа, он имеет буроватую окраску. При пелитизации плагиоклазы становятся буровато-оранжевыми. Реже по КПШ развивается серицит (при метасоматических изменения – грейзенизации), иногда кальцит, эпидот, турмалин и др.

Кварц

Кварц – один из самых распространенных минералов на поверхности земли. встречается в породах различного генезиса – магматических, метаморфических и осадочных. Форма зерен в основном неправильная. Идиоморфные кристаллы кварца встречаются в кислых лавах. Там они кристаллизуются в глубинных условиях в виде высокотемпературного β-кварца, гексагональная полиморфной модификации, устойчивой выше 575º. При понижении температуры высокотемпературная модификация переходит в низкотемпературный α-кварц тригональной сингонии. В кварцевых жилах гидротермального происхождения развиваются правильные кристаллы, особенно в пустотах. В магматических породах кварц характерен для кислых пород – гранитоидов, также встречается в средних породах. В метаморфических кварц характерен для кристаллических сланцев кислого состава и гнейсов. Является основным минералом гидротермальных жил.

Оптические свойства. Кварц легко отличается от других минералов благодаря одноосности и оптически положительному знаку, отсутствию спайности. Бесцветен. При этом он имеет низкое двупреломление – 0,009. Низкие показатели преломления ng= 1,553, np=1,544. Показатель преломления канадского бальзама близок к этому значению, поэтому при одном николе кварц не выделяется на окружающем фоне, если фон представлен канадским бальзамом и кислым плагиоклазом (в гранитах). Место, занятое кварцем, кажется при одном николе пустым. В скрещенных николях кварц имеет желтовато-белую окраску. Имеет характерное волнистое погасание. Продуктов изменения не бывает.

Зерна кварца в разрезах перпендикулярных оптической оси легко узнаются по отсутствию в них двупреломления. Они темны и не просветляются в скрещенных николях. На этих разрезах хорошо видна фигура одноосного минерала и определяется положительный знак. По зерну с разрезом параллельным оптической оси определяют толщину шлифа.

Фельдшпатоиды

Фельдшпатоиды – характерные (специфические) минералы щелочных пород, т. е. пород, богатых щелочами и бедных SiO2. Наиболее распространенными являются два минерала – нефелин и лейцит. Фельдшпатоиды означает «заместители полевых шпатов», они могут кристаллизоваться из расплава только, если в нем не хватает кремнезема для кристаллизации полевых шпатов. Так, вместо альбита образуется нефелин Na[AlSiO4], а вместо ортоклаза – лейцит К[AlSi2O6]. К фельдшпатоидам кроме лейцита и нефелина относятся такие редкие минералы как содалит Na8Cl2[AlSiO4]6, нозеан Na8[AlSiO4]6[SO4], гаюин Na6Cа2[AlSiO4]6[SO4]2, лазурит Na6Cа2[AlSiO4]6[S, SO4]2 и др.

Лейцит – К[AlSi2O6] – калиевый фельдшпатоид. Встречается редко, гораздо реже чем нефелин. Кристаллизуется в кубической сингонии при 1686º при обычном давлении из расплава, имеющего состав ортоклаза. Это минерал низких давлений, поэтому может существовать только в эффузивных породах. Встречается в щелочных лавах – лейцитовых базальтах и др. Легко и очень быстро изменяется, замещаясь цеолитами, нефелином, ортоклазом и др. При сохранении внешней формы такие псевдоморфозы называются псевдолейцитом.

Форма кристаллов очень характерна – восьмиугольники, которые при небольшом оплавлении приобретают круглую форму. Часто лейцит содержит включения, которые располагаются по зонам роста. В шлифах лейцит бесцветен. Имеет очень низкий показатель преломления (1,508–1,509) из-за чего имеет резкий отрицательный рельеф и отчетливую шагреневую поверхность. Двупреломление либо отсутствует, либо очень слабое 0,001.

Нефелин – Na[AlSiO4] (от греч. «облако»). Встречается исключительно в щелочных, богатых Na магматических породах. Формы зерен короткостолбчатые и толстотаблитчатые. Кристаллизуется в гексагональной сингонии. Одноосен с оптически отрицательным знаком. Иногда наблюдается спайность (плохая) по призме. В шлифах эффузивов дает изометричные четырех-, и шестиугольные разрезы. Поперечные гексагональные разрезы должны быть изтропными, т. к. это разрезы, перпендикулярное оптической оси Np.

Оптические свойства. В шлифах бесцветен. Показатель преломления чуть ниже или около показателя преломления канадского бальзама 1,532–1,547. Отсутствие рельефа и шагреневой поверхности. Двупреломление низкое, ниже, чем у кварца, изменяется от 0,003 до 0,005 –серые и темно-серые цвета интерференции. В шлифах его можно спутать с кварцем, но в одних шлифах эти минералы не встречаются.

Нефелин легко изменяется, при этом выделяются зерна альбита, цеолитов и др. пелитовой размерности.