Жильные, гипабиссальные и субвулканические породы

Среди жильных пород основного состава выделяют две груп­пы. К первой группе (асхистовых) относят микрогаббро, габбро-порфириты, долериты и диабазы; ко второй группе (диасхистовых) диабаз-пегматиты.

Микрогаббро и габбро-порфириты по составу отвечают габбро, но имеют в первом случае микрогаббровую структуру, во вто­ром — порфировую структуру с вкрапленниками моноклинных пироксенов и плагиоклазов.

Долериты и диабазы — породы мелкозернистые, по составу аналогичные габбро, но с типичной долеритовой или офитовой (диабазовой) микроструктурой. Долеритами называют свежие, неизмененные породы, диабазами — палеотипные разности. Ин­тенсивно альбитизированные, амфиболизированные, хлоритизиро-ванные диабазы имеют отчетливый зеленоватый оттенок.

Диабаз-пегматиты представляют собой крупно- и гигантозер-нистые породы, состоящие из плагиоклазов (более кислых, чем в габбро), пироксенов, амфиболов, апатита, титаномагнетита и незначительного количества ортоклаза и кварца. Последние два минерала обычно образуют микропегматитовые срастания.

В складчатых областях эти породы слагают дайки и неболь­шие гипабиссальные тела. На платформах они являются одним из основных компонентов трапповой формации, образуя силлы, субвулканические тела, дайки и жилы.

Эффузивные породы

Наиболее'широко распространенными представителями эффу­зивных пород основного состава являются каинотипные базальты и палеотипные базальтовые порфириты.

Базальты — породы черного цвета, очень плотные, скрытокри-сталлические или тонкозернистые, иногда порфировые, но чаще лишенные вкрапленников. Текстура массивная, пористая, миндале-каменная. Под микроскопом во вкрапленниках видны хорошо образованные кристаллы авгита и битовнита. В базальтах, содер­жащих пониженное количество кремнезема, в составе вкраплен­ников выделяется оливин.

Основная масса базальтов сложена микролитами Лабрадора и авгита примерно в равных количествах, со значительной при­месью зерен магнетита. Обычным компонентом основной массы является темно-бурое вулканическое стекло. Для базальтов ти­пична интерсертальная структура, реже встречается гиалопилито-вая и еще реже стекловатая структура (рис. 80).

Свежие породы, аналогичные по составу базальтам, но полно­кристаллические, имеющие долеритовую, офитовую или пойкило-офитовую структуру, называют эффузивными долеритами. Отли­чить эффузивные долериты от жильных долеритов можно только путем детального изучения условий их залегания в природной обстановке.

Базальтовые порфириты представляют собой палеотипные раз­ности соответствующих кайнотипных пород. В базальтовых пор-фиритах плагиоклазы частично или полностью соссюритизированы или альбитизированы, пироксены замещены актинолитом, хлори-

том, эпидотом и кальцитом. Вулканическое стекло нацело разло­жено и замещено хлоритом. Обилие зеленых вторичных минералов придает породам отчетливый зеленоватый оттенок. Структурный рисунок базальтовых порфиритов аналогичен их кайнотипным разностям.

Рис. 80. Базальт (пл — плагиоклаз, пи — пироксен, ст — стекло). Камчатка. Увел. 20, николи +.

Эффузивные диабазы — отчетливо зернистые палеотипные по­роды, аналогичные по составу и структуре жильным диабазам, от которых отличаются условиями залегания.

Спилиты — зеленовато-серые афанитовые породы, представляю­щие собой весьма специфические разновидности базальтовых порфиритов, сформировавшиеся в условиях подводных излияний. Спилиты обычно лишены вкрапленников и состоят из беспорядочно расположенных удлиненных микролитов (лейст) альбита, обиль­ных рассеянных зерен магнетита и мелких зерен авгита, в разной степени замещенного вторичными минералами. Вулканическое стекло всегда разложено в агрегат мельчайших чешуек хлорита. Структура породы интерсертальная или спилитовая. Последняя характеризуется резко удлиненной формой микролитов плагио­клаза. Для спилитов довольно обычно наличие миндалин, выпол­ненных хлоритом, кальцитом, реже кварцем, халцедоном, эпи­дотом.

Физико-механические свойства базальтов и их палеотипных аналогов. Объемный вес эффузивных пород этой группы изме­няется от 2,7 до 3,3 г/см³. Временное сопротивление сжатию ко­леблется в широких пределах — от 1100 до 5000 кГ/см². Преоб­ладают базальты с временным сопротивлением сжатию 2000— 2500 кГ/см². Наличие вулканического стекла и высокая пористость породы понижают ее прочность. Базальты — породы очень стой­кие к выветриванию, особенно те разновидности, которые имеют микрокристаллическую структуру и не содержат стекла. Вывет-релые базальты приобретают красновато-бурый или зеленоватый оттенок и распадаются на остроугольные обломки.

Условия залегания и образования. Базальтовая лава, как менее вязкая, легко растекается по поверхности Земли, образуя покровы и потоки, нередко огромные по площади и значительные по мощ­ности. Обнажения базальтов часто имеют вид черных гигантских уступов или ступеней, разбитых вертикальными трещинами, обра­зующими весьма характерную столбчатую или базальтовую от­дельность.

Основные эффузивные породы геосинклинальных зон, слагаю­щие спилито-диабазовую формацию, получили широкое распро­странение на всех континентах во многих складчатых структурах. В Советском Союзе они известны на Урале, в Восточном Казах­стане, на Алтае и в других местах. Породы этой формации отли­чаются однообразием химического и минерального составов, что свидетельствует об их кристаллизации из недифференцированной базальтовой магмы.

В платформенных условиях в результате массовых трещинных излияний основной лавы образуются обширные мощные покровы базальтов, слагающие в ассоциации с субвулканическими пласто­выми интрузиями долеритов и диабазов трапповую формацию. Широкое развитие получили траппы на Сибирской платформе, где они занимают огромную площадь более 1,5 млн. км², при сум-, марной мощности до 2000—3000 м. Траппы представляют собой;,серию почти горизонтально залегающих осадочных и туфогенных пород, переслаивающихся с покровами базальтов. Вся серия по-;род насыщена пластовыми телами (силлами) и прорвана много­численными дайками долеритов и диабазов. Мощность покровов •("изменяется в широких пределах — от 1—2 до 15—20 м, достигая |,в исключительных случаях 40 м. Известны случаи, когда мощ­ность пластовых интрузий превышала 350 м.

|, Обширные территории заняты траппами в пределах Африкан­ской, Южно-Американской, Австралийской, Индийской платформ. I Полезные ископаемые. Среди траппов Сибирской платформы имеются дифференцированные интрузивы, образование которых |часто сопровождалось отделением из магмы и локализацией руд-■ИЫх компонентов. Именно с такого типа интрузиями генетически ВСвязаны Норильское и Талнахское сульфидные медно-никелевые ^Месторождения. Под действием постмагматических растворов трап-

повой магмы в пустотах пород могут образоваться кристаллы ценного оптического сырья — исландского шпата (район Нижней Тунгуски).

Базальты и диабазы используются в строительном деле, для изготовления брусчатки, а также в качестве сырья для каменного литья, которое в настоящее время превратилось в специальную отрасль промышленности, называемую «петрургия». В последние годы базальты широко применяются для производства минераль­ной ваты, представляющей собой хороший теплоизоляционный материал.

ГРУППА ДИОРИТОВ —АНДЕЗИТОВ

В группе диоритов—'андезитов, так же как и в группе габбро — базальтов, наиболее широкое развитие получили породы эффузивной фации, на долю которых приходится 23% от всей массы магматических пород, тогда как на долю интрузивных по­род только около 2%.

Химический состав пород этой группы характеризуется содер­жанием Si02 от 52 до 65%; количество АЬОз аналогично породам габбровой группы и равно 16—17%; содержание железа, магния и кальция несколько меньше, а щелочей больше, чем в группе габбро: <FeO+Fe₂0₃ 9,0—10,0%; MgO 4,5—6,0%; CaO 8,0—8,5%; КгО + ЫааО до 5%. Типичными породообразующими минералами группы являются средние плагиоклазы и роговая обманка.

Диориты и андезиты связаны петрографически постепенными переходами, с одной стороны, с габбро и базальтами, с другой стороны—с гранитами и риолитами. Известны разновидности, переходные к группе сиенитов — трахитов.

Интрузивные породы

Наиболее распространенными разновидностями в составе ин­трузивных пород рассматриваемой группы являются диориты и кварцевые диориты.

Диориты — породы серого цвета, обычно более светлоокрашен­ные, чем габбро. Состоят из плагиоклаза № 35—50 в количестве 65—70% и роговой обманки, иногда вместе с пироксенами или биотитом, составляющими в сумме около 25—30%- Структура диоритов равномернозернистая, средне- или мелкозернистая. Тек­стура массивная или такситовая, обусловленная наличием обо­соблений (шлиров), обогащенных фемическими минералами. Для диоритов типичны глыбовая и матрацевидная отдельности.

Плагиоклаз в диоритах часто имеет зональное строение, что не характерно для габбро. В центральных частях кристаллов состав плагиоклаза более основной (до Лабрадора), в периферических зонах соответствует олигоклазу. Роговая обманка зеленая или реже бурая, образует удлиненные или неправильные зерна, по

периферии нередко замещенные бледноокрашенной волокнистой разностью амфибола. Пироксен представлен обычно диопсидом, но встречаются диориты, содержащие авгит или гиперстен. Для диоритов характерно повышенное содержание акцессорных мине­ралов: апатита, магнетита, сфена, — количество которых дости­гает 5%.

Рис. 81. Диориты:

а — меланократовый диорит; б — кварцевый дио­
рит (пл — плагиоклаз, ро — роговая обманка,
кв — кварц, an — апатит) (А. Н. Завариц-

. кий, 1961)

Разности, переходные к габбро (габбро-диориты), отличаются большей основностью плагиоклазов (до андезин-лабрадора № 45—55) и повышенным содержанием фемических минералов (рис. 81,а).

У Кварцевш^дщз^шты характеризуются постоянным присутствием ъ'варцаЛз количестве _О£_5_Л⁰_, 20%, более кислым составом пла­гиоклазов (№ 30—35) и меньшим содержанием цветных минера­лов (рис. 81,6). Эти породы представляют собой разновидности, переходные к плагиогранитам, или щж наличии калиевого поле­вого шпата — к гранодиоритам. Структура"диоритов гипидиоморф-ная, причем, как правило, плагиоклаз идиоморфнее фемических минералов. В кварцевых диоритах отчетливо выражена ксено-морфность кварцевых зерен.

Физико-механические свойства диоритов характеризуются сле«дующими данными: объемный вес 2,9 г/см³, временное сопротив­ление сжатию 1800—2400 кГ/см^г. Наиболее прочны диориты с мелко- и среднезернистои структурой, массивной текстурой и с повышенным содержанием роговой обманки. Разности, включаю­щие биотит, отличаются пониженной прочностью. В целом дио­риты отличаются большей прочностью, чем граниты и сиениты.

Условия залегания и образования. Диориты образуются в раз­личных условиях, что находит отражение в их составе, структуре и форме интрузивных тел. Выделяют три генетические группы диоритов.

1. Диориты с повышенной основностью, образующиеся в не­больших количествах в числе относительно кислых дифференциа-тов основной магмы в составе псевдостратифицированных плуто­нов. В качестве примера можно назвать Тагильский массив на Урале.

2. Диориты, представляющие собой наиболее типичные и ус­тойчивые по составу и структуре разности, слагающие мелкие лакколиты, штоки и дайки, что позволяет считать их продуктами кристаллизации из небольших самостоятельных очагов магмы среднего состава.

3. Диориты и кварцевые диориты краевой фации гранитных и гранодиоритовых массивов, представляющие собой продукт ассимиляции гранитной магмой вмещающих карбонатных пород. Этот процесс сопровождается обогащением кислой магмы каль­цием, нарушает существующее в ней равновесие, приводит к ее десиликации, выделению роговой обманки и более основных, обычно зональных, плагиоклазов. Форма интрузивных тел, сло­женных диоритами, в данном случае определяется в значительной мере контурами того массива, к которому диориты приурочены. Этот генетический тип пород получил наиболее широкое распро­странение.

Полезные ископаемые. С диоритами ассоциируют некоторые месторождения железных и медных руд, образовавшиеся в кон­такте магматических пород с известняками. Примером такого типа месторождений могут служить широко известные Турьин-ские рудники на Урале.

Жильные породы

Жильные породы диоритовой группы представлены микродио­ритами, диоритовыми порфиритами, аплитами и лампрофирами. Все эти породы образуют жилы и дайки среди диоритовых и гра­нитных массивов и генетически с ними связаны.

Микродиориты и диоритовые порфириты распространены очень широко и отличаются от глубинных диоритов только структурой. Микродиориты характеризуются равномерно-микрозернистой, призматически-зернистой структурой и состоят из среднего пла­гиоклаза и зеленой роговой обманки. Диоритовые порфириты отличаются от микродиоритов наличием порфировых вкрапленни­ков, представленных зональными плагиоклазами и роговой об­манкой.

Диорит-аплиты встречаются редко, обычно в виде очень не­больших жил, н характеризуются низким содержанием или пол­ным отсутствием фемических минералов и аплитовой структурой.

Лампрофиры представлены спессартитами и керсантитами. Спессартиты — роговообманковые лампрофиры, получившие среди меланократовой серии жильных пород наиболее широкое распро­странение. Вкрапленники спессартитов представлены идиоморф-ными удлиненными кристаллами темно-зеленой роговой обманки и нередко диопсида. Основная масса состоит из призматических кристаллов роговой обманки и плагиоклаза. Керсантиты — слю­дяные лампрофиры, содержащие вкрапленники красновато-бурого "биотита и иногда авгита или оливина. В основной массе присут­ствуют плагиоклаз, биотит и в подчиненном количестве — калие­вый полевой шпат.

Эффузивные породы

Излившиеся аналоги диоритов представлены андезитами и их измененными разновидностями — андезитовыми порфиритами. Ана­логами кварцевых диоритов являются андезито-дациты и квар­цевые порфириты. Андезиты образуют постепенные переходы к базальтам через промежуточные разности андезито-базальтов, получивших весьма широкое распространение.

Андезиты — породы серого, темно-серого или желтовато-серого цвета, порфировой структуры, с плотной афанитовой основной массой. Под микроскопом в андезитах часто обнаруживается флюидальная текстура, которая макроскопически не всегда за­метна.

Во вкрапленниках андезиты содержат плагиоклазы, роговую обманку, авгит, гиперстен, биотит. Плагиоклазы образуют таб­литчатые, идиоморфные кристаллы, с особенно типичной для этих пород, резко выраженной многократной зональностью. В централь­ных частях кристаллов плагиоклазы могут иметь состав Лабра­дора, в периферических зонах — андезина и даже олигоклаза. Роговая обманка вкрапленников, обыкновенная или базальтиче-ская, образует резко удлиненные, густоокрашенные, зеленые или бурые кристаллы, часто окруженные опацитовой каймой (рис. 82). В андезитах с повышенной основностью появляются вкраплен­ники авгита или гиперстена, в разностях, переходных к кислым породам, — вкрапленники биотита. Наиболее широким распро­странением пользуются пироксеновые андезиты.

Основная масса андезитов состоит из микролитов плагиоклаза и обычно светлоокрашенного вулканического стекла с показателем преломления, близким к показателю преломления бальзама. В ос­новной массе постоянно присутствуют мелкие зерна магнетита и игольчатые кристаллики апатита. Микроструктура основной массы преимущественно гиалопилитовая (андезитовая), реже пилотак-ситовая или стекловатая. Текстура андезитов массивная или по­ристая.

Андезитовые порфириты отличаются от андезитов обилием продуктов вторичных изменений, вследствие чего плагиоклазы

вкрапленников становятся мутными, белыми, резко выделяющи­мися в образце на фоне темной зеленоватой основной массы.

Под микроскопом устанавливается интенсивное замещение плагиоклазов серицитом и соссюритом, что затушевывает их зо­нальность. По роговой обманке и пироксенам развиваются вто­ричная бледно-зеленая волокнистая роговая обманка и хлорит,

часто образующие полные псевдоморфозы. Вулканическое стекло разложено и замещено агрегатом тончайших чешуек хлорита. В породах с миндалекаменной текстурой поры могут быть вы­полнены кварцем, эпидотом, хлоритом или кальцитом.

Андезито-дациты и кварцевые порфириты отличить от анде­зитов и андезитовых порфиритов под микроскопом трудно. Един­ственным петрографическим признаком является более низкий показатель преломления стекла в андезито-дацитах (п~ 1,504— 1,529). Самым надежным способом определения этих пород яв­ляется химический анализ.

Физико-механические свойства андезитов почти аналогичны свойствам базальтов. Объемный вес андезитов 2,7—3,1 г/см³. Вре­менное сопротивление сжатию 1400—2500 кГ/см². Андезиты, со­держащие в своем составе большое количество роговой обманки или пироксенов, отличаются более высокими техническими качест­вами, чем биотитсодержащие разности.

Условия залегания и образования. Андезиты образуют преиму­щественно обширные лавовые потоки, реже купола (вулкан Ши-

вёлуч на Камчатке), пики (Мон-Пеле на о-ве Мартиника), силлы и мелкие субвулканические тела.

В составе лав современных вулканов Тихоокеанского вулка­нического пояса преобладающими эффузивными породами явля­ются андезиты. В пределах Советского Союза андезиты и анде-зито-базальты получили развитие в зоне молодой складчатости Камчатско-Курильской дуги, в Закарпатье, на Кавказе, в Крыму. Андезитовые порфириты участвуют в строении многих древних складчатых сооружений Урала, Алтая, Саян и др.

Установлена закономерная ассоциация пироксеновых андезитов и андезитовых порфиритов с базальтами, как в районах современ­ной вулканической деятельности, так и в древних складчатых областях. Указанное позволяет предполагать генетическое род­ство андезитовой и базальтовой магм и рассматривать появление андезитовой магмы в качестве продукта кристаллизационной диф­ференциации магмы основного состава. Высказываются также предположения о возможности образования андезитовой магмы в результате смешения двух магм основного и кислого состава.

Полезные ископаемые. К областям развития средних эффузи-вов приурочены некоторые гидротермальные месторождения суль­фидов свинца и цинка. Известны месторождения золота, возник­шие в процессе гидротермальной переработки (пропилитизации) андезитов. Сами андезиты применяются как ценный строитель­ный и кислотоупорный материал.