Лекция 1.Главные минералы горных пород (стр. 7 )

Также характерными для нефелина являются включения мелких иголочек эгирина, имеющих высокий рельеф и яркие цвета интерференции.

Для нефелина характерна ассоциация с щелочным пироксеном – эгирином, щелочным амфиболом, ортоклазом, сфеном и др.

Акцессорные минералы

Рассмотрим наиболее характерные и часто встречающиеся акцессорные минералы, свойственные как магматическим, так и метаморфическим породам: сфен (титанит), апатит, циркон, шпинель, рутил. Затем рассмотрим рудные минералы и некоторые минералы метаморфического генезиса.

Титан в горных породах основного состава реализуется в виде рудных минералов – титаномагнетита и ильменита, в средних породах преимущественно в виде сфена. Кроме того титан в небольших количествах входит в состав амфибола, пироксена, биотита.

Сфен – CaTiO[SiO4], кристаллизуется в моноклинной сингонии. Часто образует правильные клиновидные кристаллы со спайностью по призме с углом 45º. Цвет минерала медово-коричневый, коричневый и красновато-коричневый.

Оптические свойства. Цвет в шлифе от бесцветного, слегка коричневого до буровато-коричневого, если в составе сфена присутствует железо. Отличается очень высоким показателем преломления и высоким рельефом: ng=1,98–2,05; nm=1,89–1,92; np=1,89–1,91. Отличается высоким двупреломлением ng – np= 0,092–0,141. Благодаря этому его зерна выдаются по высокому рельефу при одном николе, а при скрещенных николях интерференционные окраски приобретают перламутровые оттенки на общем бежевом фоне. Если в разрезе присутствует спайность, то минерал погасает косо.

Разрезы с относительно низкими цветами интерференции ∆=0,007, перпендикулярно О. Б. с углом оптических осей 2V от 15º до 30º. Знак оптически положителен. В этом разрезе будут две тонкие гиперболы.

Продукты изменения почти не встречаются, это устойчивый минерал, но при неблагоприятных условиях выветривания переходит в лейкоксен.

Апатит – Ca5[PO4]3(F,Cl,OH). Часто встречается в различных магматических и метаморфических породах, а при разрушении последних попадает в осадки. В некоторых магматических породах апатит концентрируется в больших количествах, например, среди щелочных пород Хибинских тундр, где он образует почти чистые апатитовые породы, и тогда становится главным минералом. Сингония гексагональная. Кристаллы апатита имеют вид гексагональных призм, часто увенчаных с концов пологими дипирамидами гранями, срезанными пинакоидом (001). Поперечные разрезы имеющие вид шестиугольников изотропны, т. к. это разреы перпендикулярные оптической оси Np.

Оптические свойства. В шлифах апатит бесцветен. Имеет сравнительно высокий для бесцветных минералов показатель преломления 1,633–1,629. Низкое двупреломление (0,004) обусловливает серые цвета интерференции. От других бесцветных и низкодвупреломляющих минералов (кварца, полевых шпатов) отличается высоким рельефом и сравнительно малыми размерами. Апатит также часто имеет хорошо ограненные кристаллы, которые позволяют его легко отличить. Удлинение апатита отрицательное.

Это минерал стойкий к разрушению, поэтому имеет свойство накапливаться в россыпях.

Циркон – Zr[SiO4]. Встречается в породах любого состава и происхождения. В повышенных количествах присутствует в кислых магматических породах. – гранитоидах, пегматитах. Сингония тетрагональная. В магматических породах всегда представлен хорошо ограненными кристаллами. В метаморфических и осадочных породах часто зерна имеют округлые формы, т. к. окатаны, сглажены.

Оптические свойства. В шлифах циркон бесцветен. Хорошо узнается по форме кристаллов, по характерным четырехугольным или призматическим формам, высокому рельефу – высокий показатель преломления (1,97) и высокому двупреломлению (∆ =0,060–0,090). Обычны мелкие зерна. Оптически положителен.

Это минерал стойкий к разрушению, поэтому имеет свойство накапливаться в россыпях.

Шпинели – R2+Al2O4. Кубической сингонии. Имеет формы октаэдров, но чаще встречается в виде неправильных зерен. Шпинели часто встречаются в ультраосновных и основных породах. R может быть Mg и Fe2+. Благородная шпинель имеет формулу MgAl2O4 – в шлифах бесцветная, розоватая, зеленоватая или синеватая. Существуют следующие разновидности шпинелей:

Плеонаст (Mg, Fe)Al2O4 – зеленая;

Герцинит FeAl2O4 – темно-зеленая;

Пикотит (Mg, Fe)(Al, Cr)2O4 – бурая.

Шпинели образуют изоморфные ряды с рудными минералами – магнетитом (FeFe2O4) и хромитом (FeCr2O4).

Оптические свойства. В разрезах дает треугольники, квадраты, четырехугольники и неправильные формы. Спайность несовершенная по (111) в шлифах наблюдается очень редко. Показатель преломления шпинелей высокий колеблется от 1,713 до 2,05 в зависимости от состава.

Это минерал стойкий к разрушению, поэтому имеет свойство накапливаться в россыпях.

Рутил – TiO2. Сингония тетрагональная. Кристаллы призматические, столбчатые, игольчатые. Характерна спайность по (110) и (100). Игольчатые включения рутила в какой-либо минерал называются сагенитом. Цвет в зависимости от примесей изменяется от красного, красновато-бурого с алмазным блеском до почти черного с металловидным блеском. Встречается во всех типах пород.

Оптические свойства. В шлифах рутил красновато - или желтовато-бурый, иногда почти непрозрачный. Имеет очень высокий показатель преломления 2,6–2,7 и очень высокое двупреломление (0,286–0,287), что обеспечивает ему белые интерференционные цвета, которые маскируются собственной окраской минерала. Благодаря такому высокому двупреломлению зерна рутила при скрещенных николях имеют такую же бурую окраску, как и при одном николе. Тонкие иголки рутила, включенные в другие минералы (биотит, амфибол, гранат и др.) дают высокие цвета интерференции. Ни один другой минерал в таких тонких игольчатых кристаллах не может давать высоких цветов интерференции.

Это минерал стойкий к разрушению, поэтому имеет свойство накапливаться в россыпях.

Лекция 6.Рудные минералы

Рассмотренные минералы группы шпинели – хромит и магнетит являются в то же время рудными. Эти минералы при больших скоплениях являются рудой, магнетит – на железо, хромит – на хром.

Кроме них в породах встречаются примеси и других рудных минералов – титаномагнетита, ильменита, гематита, пирита и других сульфидов.

Общим для всех рудных минералов является то, что они будут непрозрачны как при одном, так и при двух николях.

Хромит – FeCr2O4. Кубической сингонии. Имеет формы октаэдров, но чаще встречается в виде неправильных зерен. Характерен для ультраосновных пород, а особенно для дунитов, где может образовывать месторождения.

Магнетит – FeFe2O4. Кубической сингонии. Имеет формы октаэдров, но чаще встречается в виде неправильных зерен. Распространен в породах любого генезиса широко, но больше его в основных и ультраосновных магматических, гидротермальных, метаморфических породах.

Ильменит – FeTiO3. Тригональной сингонии. Кристаллы толстотаблитчатые, ромбоэдрические, иногда пластинчатые. В разрезах удлиненные, часто неправильной формы. Широко распространены в основных горных породах. Накапливается в осадках.

Гематит – Fe2O3. Тригональной сингонии. Кристаллы пластинчатые, таблитчатые, ромбоэдрические, часты агрегаты – чешуйчатые, зернистые. Иногда распылен в породе в виде тончайших зерен. Просвечивает буровато-красным цветом в тонких пластинках или по краям зерен. Распространен во всех типах пород, особенно в метаморфических (железистые кварциты).

Пирит – FeS2. Кубической сингонии. Кристаллы в форме кубов. В разрезах дает квадратные, треугольные и пятиугольные или неправильные формы. В отраженном свете – желтый.

В отличие от более стойких магнетита и ильменита. Часто бывает окружен бурыми гидроокислами железа. Встречается в породах любого генезиса. В магматических породах образуется как вторичный минерал под влиянием постмагматических растворов. В метаморфических породах – в процессе метаморфизма, в осадочных – в процессе диагенеза осадков. Это самый распространенный сульфид на земле.

Минералы метаморфического генезиса

Среди метаморфических пород встречаются многие ранее рассмотренные минералы. Теперь рассмотрим те, которые либо не встречаются среди магматических пород, либо присутствующие в качестве случайных, не характерных компонентов. Из метаморфических минералов, которые часто встречаются в магматических породах мы рассмотрим гранаты и силикаты алюминия (андалузит, силлиманит, кианит, кордиерит, ставролит).

Гранаты – R2+3N3+2[SiO4]3, где R2+ – Fe2+, Mn, Ca; N3+ – Al, Fe3+, Cr3+. Гранаты очень распространены среди различных метаморфических пород, но изредка развиты среди магматических. Из материнских пород они попадают в осадочные породы, т. к. устойчивы к вторичным изменениям. Наиболее часто в метаморфических породах встречаются альмандины – Fe3Al2[SiO4]3. Это наиболее распространенный гранат, встречающийся в гнейсах и кристаллических сланцах. В тех случаях, когда двухвалентное железо замещается Mg, минерал называется пиропом – Mg3Al2[SiO4]3. Чаще встречаются промежуточные члены этого изоморфного ряда альмандин-пиропы или пироп-альмандины. Марганцевые гранаты называются спессартинами – Mn3Al2[SiO4]3.

Гранаты кристаллизуются в кубической сингонии, поэтому они отличаются изотропностью – в скрещенных николях не просветляются. Для них характерны изометричные формы ромбического додекаэдра. Встречаются также гранаты в виде скелетных кристаллов, переполненные включениями других минералов.

Оптические свойства. Спайность отсутствует. Характерны высокие показатели преломления от 1,705 у пиропа до 1,895 у андрадита (кальциевый гранат с трехвалентным железом – Ca3Fe2[SiO4]3) – высокий рельеф и отчетливая шагреневая поверхность. Характерно присутствие трещин, которые резко выступают благодаря высокому рельефу. Трещины имеют неправильный случайный характер. Гранаты альмандин-пиропового ряда оптически изотропны. Гранаты андрадитового ряда (гроссуляр, уваровит, шорломит) – Сa3(Al, Fe, Cr)2[SiO4]3 аномально анизотропны. Они обнаруживают серую интерференционную окраску и несколько систем полисинтетических двойников, пересекающихся под разными углами.