Характеристика основных групп магматических горных пород

ГРУППА ПЕРИДОТИТОВ(гипербазитов;

Горные породы группы перидотитов распространены в резко подчиненном количестве по отношению ко всем остальным типам пород и представлены почти исключительно в интрузивной фации. Эффузивные аналоги и жильные образования здесь крайне редки.

Для химического состава рассматриваемой группы характерно низкое содержание кремнезема (Si0₂ обычно 40—46%) и высокие содержания магния (MgO от 10 до 50%) и железа (FeO + Fe₂0₃ до 12%). Количество СаО колеблется от 0,5 до 15%; А1₂0₃ 2—4% и лишь изредка больше 10%; сумма КгО и Na₂0 ничтожна и только в пикритях превышает 1 %.

Особенности химизма обусловливают специфику минерального состава пород, главными породообразующими минералами кото­рых являются железо-магнезиальные силикаты — оливины и пиро-

ксены. Большую роль играют рудные минералы. Салические ми­нералы в типичных разностях пород ультраосновного состава не встречаются.

Ультраосновные породы связаны постепенными переходами как внутри группы, так и с породами группы габбро.

Интрузивные породы

В зависимости от количественного содержания оливина в со­ставе пород группы перидотитов выделяются дуниты и оливи-ниты, перидотиты и пироксениты. Наиболее распространенными среди ультраосновных пород являются перидотиты, количество которых во много раз превышает все остальные породы этой группы.

Дуниты и оливиниты — породы темно-зеленого, почти черного, цвета, на выветрелой поверхности которых образуется типичная бурая железистая корка. Структура пород равномерно-мелкозер­нистая или среднезернистая. Текстура массивная. Породы почти мономинеральные, состоящие из зерен оливина в количестве 85— 100% с примесью магнетита в оливинитах или хромита в дуни-тах. В небольшом количестве могут присутствовать зерна моно­клинных или ромбических пироксенов.

В шлифе оливиниты и дуниты представляют собой агрегаты изометричных или полиэдрических зерен оливина, часто пересе­ченных сеткой неправильных трещин, по которым развивается серпентин с образованием петельчатой или реликтовой структуры (рис. 75, а). Структура дунитов и оливинитов панидиоморфная; структура пород, содержащих повышенное количество рудных ми­нералов, сидеронитовая.

Перидотиты — породы черные, иногда с зеленоватым оттенком, обычно среднезернистой структуры. Текстура массивная, нередко пятнистая или полосчатая вследствие обособления зерен разного размера. В составе перидотитов присутствуют оливин в количестве 30—70% и моноклинные или ромбические пироксены, или те и другие одновременно в количестве соответственно от 30 до 70% (рис. 75,6). Ромбические пироксены несколько более устойчивы, чем оливин, но и они довольно легко замещаются серпентином. По моноклинным пироксенам развивается актинолит, хлорит, каль­цит. Наиболее типичной микроструктурой перидотитов является пойкилитовая, обусловленная включением зерен оливина в кри­сталлах пироксена. Разности, богатые магнетитом, имеют сидеро-нитовую микроструктуру.

Макроскопически перидотиты от дунитов отличаются по нали­чию в перидотитах зерен пироксена с совершенной спайностью и сильным стеклянным блеском, тогда как дуниты сложены оливи­ном— минералом, не имеющим спайности.

Пироксениты — породы черного цвета, в измененных разностях с зеленоватым оттенком. Структура пород средне- и крупнозерни-

стая. Текстура массивная или такситовая. Главными минералами пироксенитов являются ромбические или моноклинные пироксены, или те и другие одновременно. Типичные микроструктуры — пани-диоморфнозернистая, призматически-зернистая и сидеронитовая. Физико-механические свойства пород ультраосновной группы определяются наличием в их составе породообразующих минера­лов с большой плотностью, резко различным составом и широким

Рис. 75. Типичные представители группы перидотитов

а — серпентнннзнрованный дуннт, б — перидотит, состоящий из

моноклинного пироксена (пи) и оливина (ол) (А. Н. Зава-

рицкий, 1961)

развитием процессов вторичных изменений, особенно для разно­стей, содержащих в своем составе оливин. Сказанное обусловило широкие пределы изменения плотностей пород ультраосновной группы и наиболее высокие их значения. Средняя плотность пиро­ксенитов, например, составляет 3,20 г/см³, достигая 3,40 г/см³ в разностях, обогащенных рудными минералами. Отмечается повы­шенная магнитность пород, значение которой возрастает с увели­чением интенсивности процессов серпентинизации.

Условия залегания и образования. Ультраосновные породы образуются в складчатых областях и на платформах.

В складчатых областях ультраосновные породы приурочены к тектоническим структурам складчатого или чаще разрывного характера и соответственно имеют форму плоских, резко удли­ненных, линзообразных или пластообразных крутопадающих тел. Такие тела сложены либо целиком оливин-пироксеновыми поро­дами, либо представляют собой сложные многократные интру­зивы, возникшие в результате последовательного внедрения магмы ультраосновного и основного состава. Весьма типичны для опи­сываемых условий интенсивные процессы вторичных изменений, сопровождающиеся полным замещением оливина серпентином с превращением интрузивных пород в метаморфические — серпенти­ниты.

Приуроченность к линейным тектоническим структурам обус­ловила развитие поясов ультраосновных пород, прослеживающихся на сотни километров и известных во многих частях земного шара. В Советском Союзе наиболее крупным является уральский пла-тиноносный габбро-пироксенит-дунитовый пояс протяженностью до 700 км при ширине от 10 до 30 км (рис. 76, см. вкладку). Аналогич­ные ассоциации пород, образующие линейные зоны меньшего мас­штаба, известны в Закавказье к северу от оз. Севан, в Саянском хребте и других местах. За рубежом к числу образований, подобных описанным, относятся знаменитый серпентинитовый пояс, протяги­вающийся через Гватемалу, Кубу и Пуэрто-Рико, перидотитовый пояс Аппалачей (США), серпентинитовый пояс Восточной Австра­лии (Новый Южный Уэльс) и др.

Образование крупных тел и поясов ультраосновных пород в настоящее время многие исследователи связывают с внедрением самостоятельной перидотитовой магмы и выделяют их в качестве гипербазитовой формации. Сложные многократные интрузивы, состоящие из генетически тесно связанных ультраосновных и основ­ных пород, рассматриваются в качестве продуктов дифференциа­ции основной магмы и относятся к габбро-пироксенит-дунитовой формации.

В платформенных условиях породы ультраосновной группы участвуют совместно с габброидами в строении псевдостратифи-цированных плутонов, имеющих форму лополитов и лакколитов. Такого типа интрузивы известны на Кольском полуострове (Мон-четундра, Волчья тундра, Чуна) и в других местах. Классическим примером является огромный Бушвельдский платиноносный лопо-лит в Южной Африке, площадь выхода которого достигает 25 000 км². В основании лополита локализуются пластообразные залежи перидотита и пироксенита, чередующиеся с залежами хромита и породами из группы габбро общей мощностью 750— 900 м. Выше располагается «главная» зона, сложенная габбро­идами мощностью до 7000 м. Самая верхняя часть лополита сложена средними и кислыми породами — диоритами и плагио-гранитами мощностью более 2500 м. Как видим, для всего Буш-вельдского лополита характерна четко выраженная стратификация пород, напоминающая слоистость осадочных серий.

Представление об условиях формирования ультраосновных пород на платформах не вызывает особых дискуссий. Считается, что их образование, как было сказано выше, связано с процессом гравитационной дифференциации базальтовой магмы, в результате которой происходило накопление кристаллов оливина и пироксена, опускавшихся на дно магматической камеры. Этот генетический тип ультраосновных пород образуется на ранних этапах развития древних платформ и относится к формации дифференцированных габбро-норитовых интрузий.

Жильные и эффузивные породы

Жильные и эффузивные представители группы ультрабазитов получили крайне ограниченное распространение К жильным по­родам относятся пикриты, пикритовые порфириты, кимберлиты; к эффузивным — меймечиты.

Пикриты — породы черные, плотные, мелкозернистые, состоя­щие из оливина, авгита, гиперстена, небольшой, но постоянной, примеси плагиоклаза и некоторых других минералов Разности, где оливин и авгит замещены вторичными минералами, назы­ваются пикритовыми порфиритами Пикриты и пикритовые пор­фириты по условиям образования, как правило, связаны с поро­дами группы габбро.

Кимберлиты — брекчиевидные породы зеленовато-серого или юлубовато серого цвета, включающие обломки магматических город — перидотитов, дунитюв, пироксенитов, эклогитов — и об­ломки вмещающих пород, сцементированных либо породой ультра­основного состава, либо сильно серпентинизированной и карбо-натизированной массой. Главные породообразующие минералы кимберлитов — оливин и бронзит (минерал из группы пироксенов). Из числа второстепенных минералов следует отметить темно-красный гранат пироп. Этот минерал, будучи очень стойким, сохраняется в тяжелой фракции аллювиальных и делювиальных отложений и поэтому используется при поисках выходов кимбер­литов, представляющих собой единственный источник коренных месторождений алмазов.

Кимберлиты образуют трубчатые тела (трубки взрыва, диат-ремы) от десятков до нескольких сотен метров в диаметре, которые прослеживаются на значительную глубину, где сливаются, как установлено горными работами, с дайкообразными телами ультраосновных пород Трубки взрыва приурочены к крупным разломам в кристаллическом фундаменте древних платформ. Предполагается, что источником кимберлитов является перидоти-товый слой верхней мантии

Меймвчиты известны только в одном пункте, на севере Сибир­ской платформы в бассейне р Меймечи Эти породы состоят из черного вулканического стекла, содержащего порфировые выделе­ния оливина Установление эффузивной природы меймечитов прин­ципиально важно, так как наряду с другими фактами свидетель­ствует о существовании самостоятельных очагов магмы ультраос­новного состава

Полезные ископаемые. С группой ультраосновных пород гене­тически связаны многочисленные полезные ископаемые, среди которых важнейшими являются хром и платина В Советском Союзе месторождения этих руд сконцентрированы на Урале

Среди нерудных полезных ископаемых большое значение имеют тальк, асбест (Баженовское месторождение на Урале) Исклю­чительный интерес представляют месторождения алмазов, гене

тически связанм < с кимберлитами В нашей стране алмазоносные кимберлиты обларужены в 1954 г в Якутии За рубежом самые крупные месторождения алмазов известны в Претории близ города Кимберли в Южной Африке.

ГРУППА ГАББРО—БАЗАЛЬТОВ

Эффузивные породы основного состава являются самыми рас­пространенными среди всех магматических горных пород. Широ­кое развитие в группе габбро — базальтов получили также гипа-биссальные и жильные породы, тогда как интрузивные породы редки. На территории Советского Союза интрузивные породы основного состава (включая ультраосновные породы) занимают всего около 2,3% площади развития всех интрузивных пород.

Химический состав габбро — базальтов характеризуется сле­дующими данными Si0₂ 45—52%; AI2O3 16—18%; FeO + Fe₂03 10,5—12%; CaO 10,5—11,5%; MgO 6,5—8,5%; K₂0 + Na₂0 3,5%.

Главными породообразующими минералами группы являются пироксены и основные плагиоклазы Габброиды геологически и петрографически связаны постепенными переходами с породами группы перидотитов, диоритов — андезитов, сиенитов — трахитов и щелочных габброидов — базальтоидов.

Интрузивные породы

В составе габброидов по содержанию фемических минералов выделяется несколько разновидностей, среди которых важней­шими являются габбро, нориты и анортозиты.

'■\4^~-^»?^*V.f'

?!>&.

Габбро — порода в свежем со­стоянии темно-серого или почти чер­ного цвета, что объясняется темной окраской неизмененных плагиокла­зов и высоким содержанием цвет­ных минералов В результате вто­ричных изменений плагиоклазы при­обретают светло-серый и зеленова­то-серый цвет, что соответственно сказывается и на общей окраске по­роды. Для габбро характерна рав-номернозернистая, средне- или круп­нозернистая структура. Текстура массивная, часто полосчатая с че­редованием полос, в разной степени обогащенных фемическими минера­лами и плагиоклазами (рис. 77).

Рис 77 Полосчатое габбро (А. Н. Заварицкий, 1961).

Типичное габбро состоит при­мерно из равного количества ла-

брадора № 50—70 и моноклинного пироксена, обычно диаллага *. Однако следует отметить, что для пород группы габбро характер­ны неустойчивые количественные соотношения минералов с откло­нениями в ту или другую сторону и образованием лейкократовых и меланократовых разностей. В качестве второстепенных минера­лов могут присутствовать: оливин, ромбический пироксен, бурая роговая обманка, биотит. Постоянными компонентами габброидов

являются рудные минералы: магнетит,
титаномагнетит, ильменит, образую­
щие иногда скопления промышленно­
го значения. Часто встречается апатит.
Под микроскопом плагиоклазы
имеют вид широкотаблитчатых, изо-
метричных или удлиненных кристал­
лов с широкими полосками полисинте­
тических двойников, часто замещенных
соссюритом. Моноклинные пироксены
образуют неправильные буроватые
или зеленоватые зерна, иногда сдвой-
никованные, нередко замещенные по
периферии, а иногда и в пределах
_ _„ _ всего зерна светло-зеленой тонково-

^пл пя_Я?ГпТ^Вш, ^Г™«Е° локнистой роговой обманкой (урали-
(ил — плагиоклаз, пи —пиро- \ т-.

ксен, ол — оливин, л —маг- ^том)- ^в случае интенсивной соссюри-
нетит) (А. Н. Заварицкий, тизации плагиоклазов или уралитиза-
1961). ции пироксенов породу называют «сос-

сюритовое» или «уралитовое» габбро. Некоторые разновидности габбро содержат в своем составе оливин (рис. 78), иногда образующий оплавленные зерна, окруженные реакционными каймами ромби­ческого пироксена и включенные в кристаллы моноклинного пиро­ксена. Для габбро типична габбровая структура, часто встречается сидеронитовая структура.

Нориты отличаются от габбро наличием ромбического пиро­ксена (гиперстена) вместо моноклинного пироксена. Между габбро и норитами существуют породы промежуточного состава, называемые габбро-норитами.

Анортозиты представляют собой лейкократовые породы, состоя­щие почти из одного основного плагиоклаза Лабрадора или би-товнита, причем разности, состоящие из Лабрадора, называются лабрадоритами. В анортозитах в количестве 10—15% может при­сутствовать пироксен или оливин. Обычным акцессорным мине­ралом является магнетит, заполняющий промежутки между кри­сталлами плагиоклаза. Структура анортозитов крупно-, иногда гигантозернистая, панидиоморфнозернистая, сидеронитовая. Тек-

Диаллаг — моиоклиниый пироксен с хорошо развитой отдельностью по

стура массивная или директивная с субпараллельным расположе­нием кристаллов плагиоклаза.

Физико-механические свойства пород из группы габбро заметно отличаются от пород ультраосновной группы. Для пород группы габбро плотность не превышает 2,99 г/см³, временное сопротив­ление сжатию 2000—2800 кГ/см². Габбро характеризуется низкой пористостью и поэтому незначительной способностью к водопогло-щению. Эта порода отличается большой прочностью и достаточно высокой стойкостью против выветривания. Измененное габбро теряет эти качества и становится породой технически малоценной.

Условия залегания и образования. Как известно из предыду­щего, габбро и перидотиты генетически связаны между собой, образуя в геосинклинальных зонах единую габбро-пироксенит-дунитовую формацию, а в областях древних платформ — форма­цию дифференцированных габбро-норитовых интрузий. Поэтому сказанное об условиях залегания и образования ультраосновных пород, относящихся к указанным формационным типам, в равной мере справедливо и для габброидов. Здесь мы только подчеркнем отличительные черты описываемой группы.

Обычной формой залегания габброидов являются лополиты и лакколиты, реже встречаются дайки. Размеры выходов отдельных крупных интрузивов достигают нескольких сотен и тысяч квадрат­ных километров, что особенно типично для платформенных усло­вий. В этом случае габброиды являются, как правило, главным компонентом дифференцированных массивов. Например, на Коль­ском полуострове, в пределах Украинского кристаллического мас­сива, в Саянах (Лысогорский интрузив) (рис. 79). За рубежом к такого типа интрузивным телам относится уже упоминавшийся ранее Бушвельдский лополит, а также лополит Дьюлус в Канаде и др. В геосинклинальных зонах получили развитие сложные интрузии, классические примеры которых известны на Урале.

Особняком стоят анортозиты, слагающие огромные массивы на Украине, в США, Норвегии и в ряде других мест. Генезис этих пород неясен. Отсутствие эффузивов плагиоклазового моцо-минерального состава позволяет некоторым ученым высказывать предположение об образовании таких пород в процессе диффе­ренциации основной магмы, что приводило к накоплению кристал­лов плагиоклаза, которые затем внедрялись в виде кашеобразной массы в верхние горизонты литосферы.

Полезные ископаемые. С интрузивными породами основного состава связана большая группа магматических месторождений, образующихся в процессе формирования интрузива. В этих усло­виях граница между породой и рудой часто становится неопре­деленной, хотя нередко образуются пластообразные или линзо-видные рудные тела, самостоятельно залегающие в теле массива.

К важнейшим месторождениям этого типа относятся сульфид­ные медно-никелевые и титаномагнетитовые руды. Мелкозерни­стое габбро используется для строительных целей. Лабрадорит

Рис. 79. Схема строения Лысогорского габбро-пироксе-

нит-дунитового массива (по И. М. Волохову и В. М.

Иванову. Ю. А. Кузнецов, 1964)):

/ — дуннты; 2 — перидотиты; 3 — пироксениты; 4 — нориты и

габбро-норнты; 5 — горнблендиты и анортозиты (в прослоях и

аиизах); 6 — роговообмаиковое габбро; 7 — кварцевое габбро;

днориты н кварцевые диориты

представляет собой высококачественный материал для изготов­ления памятников, облицовки монументальных сооружений и других отделочных работ.