Химический состав магматических пород

Вещественный состав горных пород

Экструзивные тела

Тела, которые выжаты на земную поверхность и неспособны растекаться в связи с высокой вязкостью магмы, обычно, среднего и кислого состава. Формы экструзивных тел:

1. Игла – тело, вытянутое по вертикали, с небольшой площадью сечения и крутопадающими боковыми поверхностями (рис.). Пик Мон-Пеле на о. Мартиника h=375 м, d=100 м.

2. Купол – куполовидное тело, имеющее высоту до 700 – 800 м и крутые склоны (40^о и более) (рис.). Купол, игла, пик возникают при центральном типе извержения вязких лав.

Вулканические тела с отрицательной морфологией:

1. Кратер – впадина в виде чаши или воронки, образованная преимущественно в результате эксплозивных извержений (рис.). Поперечник 2 – 2,5 км, глубина от десятков до нескольких сотен метров.

2. Маар – относительно плоскодонный кратер взрыва с жерлом без конуса, но окруженный невысоким валом из рыхлых продуктов извержения, представляющих собой горные породы, слагающие стенки жерла (рис.). Поперечник 200 – 3200 м, глубина 150 – 400 м. Иногда заполнены водой.

3. Лавовый колодец – цилиндрический провал, образующийся на дне кратера, на склонах щитовидных вулканов.

4. Кальдера (котел) – циркообразная впадина с крутыми стенками и более или менее ровным дном, образовавшаяся вследствие провала вершины вулкана и, в некоторых случаях, прилегающей к нему местности (не в результате вулканической деятельности). От кратера отличается размерами (10–15 км) и происхождением.

Пирокластические породы (туфы, тефра) образуются в результате взрывов пробок вязкой лавы в канале вулкана (пепел, лапилли, вулканические бомбы, глыбы).

Основная форма их залегания пласты и линзы. Тонкообломочные породы образуют пласты значительной протяженности, а грубообломочные – линзы или быстро выклинивающиеся пласты.

Вещественный состав горных пород характеризуется содержанием химических элементов и сочетанием (ассоциацией, парагенерацией) минералов и их относительным количеством и делится на химический и минеральный составы.

Химический и минеральный составы горных пород тесно взаимосвязаны между собой, но эта связь имеет сложный характер и зависит от условий формирования (глубина, температура, размер магматического тела, состава и количества флюидов).

Изучением химического состава магматических пород занимаются петрохимия и геохимия.

В составе магматических пород только 8 элементов играют в количественном отношении ведущую роль – это O, Si, Al, Fe, Mg, Ca, Na и K, названных американским петрологом Г.Вашингтоном петрогенными, в отличие от металлогенных, слагающих главную часть руды. В подчиненном количестве в магматические породы входят Ti, P, C, Cl, S, Ba, Sr, Mn, Zr, Ni, Co, V. Все остальные элементы, вместе взятые, составляют около 0,5%.

Химический (силикатный) состав магматических пород выражается следующими оксидами химических элементов: SiO₂, TiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, FeO, MgO, CaO, Na₂O и K₂O, а также количеством H₂O, CO₂, SO₃ или содержанием летучих в виде п.п.п. (потери при прокаливании).

Главнейшим элементом земной коры и мантии является Si, что определяет доминирующее распространение силикатов в их составе. В природе нет магматических пород, содержащих менее 20% и более 85% SiO₂. Г. Абих в основу классификации магматических пород положил содержание SiO₂. В настоящее время, в соответствии с классификацией Г. Абиха, магматические породы по содержанию кремнезема делят на 4 группы:

1) ультраосновные – 30-45%;

2) основные – 45-53%;

3) средние – 53-64%;

4) кислые – 64-78%.

Изменения в содержании других главных компонентов имеет определенные закономерности. Например, 1) уменьшение содержаний SiO₂, Na₂O и K₂O приводит к увеличению содержаний MgO и FeO; 2) повышение щелочности сопровождается увеличением содержания TiO₂ и окисленности железа.

По молекулярному содержанию Al₂O₃, CaO, Na₂O и K₂O магматические породы делятся на:

1) нормальные или известково-щелочные
(CaO + Na₂O + K₂O) > Al₂O₃ > (Na₂O + K₂O)

2) пересыщенные щелочами или агпаитовые
(Na₂O + K₂O) > Al₂O₃

3) пересыщенные алюминием или плюмазитовые
Al₂O₃ > (CaO + Na₂O + K₂O)

Помимо главных петрогенных элементов в магматических породах выделяются второстепенные (редкие, малые) или элементы-примеси, содержание которых не превышает 0,01% по весу. Это Li, Be, Cr, Zr, Th, TR, Ta, B, F, C, S, Rb, Cs, Ba, Sr, Sc, Ge, V и др. Среди второстепенных элементов одни могут находиться в качестве существенной части определенных минералов (Li, Be, Cr, Zr, Th, TR, Nb, Ta, B, F, Cl, S, C), другие встречаются в рассеянном состоянии, т.е. в виде примесей в решетках минералов (Rb, Cs, Ba, Sr, Sc, Ge, V и др.). Изучение распределения второстепенных элементов в магматических породах позволяет решать генетические вопросы и, что особенно важно, находить зависимость формирования пород и рудных месторождений.

Разные группы магматических пород характеризуются различной геохимической специализацией:

1) ультраосновные – Cr, Co. Ni

2) основные – Sc, V, Cr, Co, Ni, Cu

3) средние – Rb, Sr, Zr, Be, Pb и др.

4) кислые – Li, Be, Ta, Te, Th, U и др.

Дата добавления: 2014-01-07