Кузнецов В.Г. Литология. Осадочные горные породы и их изучение

Подождите немного. Документ загружается.

но определить сам минерал. Для полной характеристики и

точного определения необходимо провести и более специаль-

ные исследования осности, знака, величины угла 2V, оптиче-

ской ориентировки, знака удлинения и т.д.

Для определения минерала можно пойти и другим путем:

установив достаточно грубо показатель преломления и силу

двойного лучепреломления, получить в соответствующей

клетке табл. 2.4 название минерала или группы минералов.

После этого провести определение не всегда присутствующих

в этой таблице, но характерных признаков (формы нахо-1

ждения, облик кристаллов и зерен, спайность, характер

двойникования и угасания, продукты изменения и т.д.), ^

также определение таких важных констант, как осность,

знак, угол 2V, знак удлинения, оптической ориентировки

и др.

В обоих случаях нельзя забывать, что обе эти таблицу

весьма упрощены и содержат минимальный набор основных

породообразующих минералов.

2.2. АКЦЕССОРНЫЕ МИНЕРАЛЫ

2.2.1. СПЕЦИФИКА ИЗУЧЕНИЯ АКЦЕССОРНЫХ

МИНЕРАЛОВ

Как указывалось выше, кроме породообразуюг

щих в осадочных породах обычно присутствуют и минералы,

содержание которых, как правило, не превосходит единиц

процентов, а чаще еще меньше; эти минералы называются

акцессорными (от лат. accessorius

—

добавочный).

Строго говоря, акцессорными могут являться минералы

любого состава и происхождения — как аутогенного, так и

аллотигенного. Практически же абсолютное большинство их

являются минералами аллотигенными, и именно для них

разработана методика выделения, изучения и, главное, геоло-

гической интерпретации их наличия, количества, составу

и т.п.

Ясно, что при содержаниях в доли процента подобные

минералы практически в шлифах не встречаются. Для изуче-

ния их надо определенным образом выделить, сконцентриро-

вать и лишь потом изучить.

Методика их выделения и обогащения (концентрации)

рассматривается в гл. 4 (раздел 4.1.3). Здесь же, прежде чем

давать их характеристику, отметим некоторые особенности

их изучения.

Исследуются обычно не полированные шлифы стандарт-

ен толщины (0,03 мм), а зерна определенных фракций —

обычно крупного алеврита (0,05

— 0,1

мм) или, реже, мелкого

песка

(0,1 — 0,25

мм). Для изучения приготовляются либо по-

стоянные препараты (слой зерен, сцементированный канад-

ским бальзамом и как обычный шлиф, покрытый покровным

стеклом), либо временные препараты, когда зерна помеща-

ются в какую-либо жидкость, либо, наконец, их исследуют

просто в воздухе. В первом случае препараты, как и обычные

шлифы, легко хранить, транспортировать, изучать и т.д. Во

втором случае, помещая зерна в жидкости с разным показа-

телем преломления (иммерсии), можно весьма точно опреде-

лить показатель преломления каждого зерна (он будет равен

показателю преломления той жидкости, в которой между

зерном и жидкостью не будет наблюдаться линия Бекке), од-

нако ни о каком постоянном хранении и, как правило, по-

вторном анализе этих препаратов говорить не приходится.

Кроме того, работать приходится только при горизонтальном

положении столика микроскопа, что не всегда удобно. Нако-

нец, исследование в воздухе позволяет изучить практически

лишь цвет и форму зерен и используется обычно при первых,

качественных оценках. Таким образом, основным, наиболее

распространенным методом является изучение постоянных

препаратов, в меньшей степени — изучение в иммерсионных

жидкостях.

Поскольку исследуются зерна более толстые, чем стан-

дартная толщина шлифа, некоторые показатели существенно

отличны. Так, значительно гуще окраска и более заметен пле-

охроизм, даже у тех минералов, которые в стандартных

шлифах не плеохроируют. Резко повышается интерференци-

онная окраска. К примеру, зерна кварца с анализатором не

серые и белые, а ярко окрашены, с прекрасно выде-

ляющимися цветными каемками по краям из-за резко ме-

няющейся толщины зерна. Так как толщина зерна не одина-

кова (напомним, что в «одноразмерной» фракции толщина

зерна отличается друг от друга в

2 — 2,5

раза), практически

невозможно точно определить силу двойного лучепреломле-

ния. Вместе с тем, поскольку исследуются индивидуальные

зерна, а не их плотно прилегающие друг к другу агрегаты,

проще и достовернее изучается их форма — наличие или от-

сутствие кристаллографических элементов, характер огра-

ничения, сколов, тип поверхности и т.д. Поэтому, наряду с

обычными показателями — цветом, спайностью, показателем

преломления, осностью, знаком, углом IV, оптической ориен-

тировкой, угасанием и т.д., именно морфология зерен часто

является одним из важнейших диагностических признаков.

Одно из первых обстоятельных и полных описаний мине-

ралов в зернах было дано Г.Б. Мильнером (первые русские

издания — 1933 и 1934 гг., четвертое английское, значительно

переработанное и расширенное издание вышло на русском

языке в двух томах в 1968 г. (Мильнер, 1968)). Эти описания

стали классическими и во многом, и прежде всего в виде ил-

люстраций, использованы в изданиях отечественных авторов.

Среди них следует отметить уже упомянутые ранее книги

И.А. Преображенского и С.Г. Саркисяна (1954), Н.В. Логви-

ненко (1957, 1962), В.А. Наумова (1981, 1989), «Справочное

руководство...» (1958) и др. Из большого разнообразия обло-

мочных акцессорных минералов далее будут охарактеризо-

ваны лишь наиболее распространенные. Вслед за Г.Б. Миль-

нером многие отечественные авторы приводят описания от-

дельных минералов не по классификационным группам, а по

алфавиту названий. В таком же порядке они будут изложены

в настоящем пособии. В данном случае это тем более оправ-

дано, что список минералов весьма невелик и делить их на

группы и классы строгой минералогической систематики со-

вершенно нерационально.

2.2.2. ОПИСАНИЕ АКЦЕССОРНЫХ МИНЕРАЛОВ

Андалузит Al

[Si0

]0. Сингония ромбическая.

Оптические свойства: п

= 1,638—1,651, п

1,632 —

1,644,

= 1,629—1,640; п

— п

= 0,009 -

0,011.

Двуосный оптиче-

ски отрицательный, угол 2V =

75 — 86°.

Угасание прямое, уд-

линение отрицательное. Оптическая ориентировка: N

|| с,

Il Ь, N

а. Зерна обычно неправильной, угловатой и угло-

вато-окатанной формы; имеются также зерна в виде облом-

ков столбчатых и длиннопризматических кристаллов (рис. 2.3).

Бесцветный или окрашенный в серые, розовые, красные, зе-

леные цвета. Окрашенные разности обладают плеохроизмом

в розовых и кроваво-красных тонах. Обычны включения уг-

леродистого вещества, циркона, рутила и других минералов.

Андалузит образуется во многих метаморфических поро-

дах, контактово-метаморфических образованиях, реже гра-

нитах.

Апатит Ca

[P0

]

(0H, F, Cl). Кристаллизуется в гексаго-

нальной сингонии. Оптические свойства: п

= 1,633—1,667;

Рис. 2.3. Андалузит:

1 — 7

по Г.Б. Мильнеру (1968); 8-15 — по С.Г. Саркисяну и др. (Наумов,

1989): 8, 9 — бледно-розовые зерна неправильной формы; 10—15 — зерна с

включениями: 10, 11 — угольной пыли, 12 — пузырьков газа, 13—15 — цир-

кона и рубина

= 1,630—1,664; п

— л

0,003 — 0,007.

Показатели прелом-

ления и сила двойного лучепреломления изменяются в зави-

симости от преобладания гидроксила, фтора или хлора. Одно-

осный, оптически отрицательный, иногда аномально двуос-

ный с углом 2V до 10°. Угасание прямое, удлинение отрица-

тельное; N

Il с, N

= N

. В осадках встречается в виде зерен

округлой, удлиненной или овальной, иногда угловатой фор-

12 13 14 IS 16 17

Рис. 2.4. Апатит:

1 — 11

— обломочный апатит из четвертичных отложений:

1 — 3,

7, 11 — по-!

луокатанные и окатанные обломки; 4—6, 8 — включения в апатите; 9 — фи-

гуры травления; 10 — ограненный кристалл (по В.А. Полянину («Справочное

руководство...», 1958)); 12

— 20

— апатит карбона Львовской мульды (по;

Н.С. Варгановой (Логвиненко, 1957)); 21 — апатит майкопской свиты Азер-

байджана (по А.Г. Алиеву и др. (Логвиненко, 1957))

мы, а также призматических короткостолбчатых зерен,

иногда с пирамидальными окончаниями (рис. 2.4). Нередко

наблюдаются следы коррозии. Апатит обычно бесцвет-

ный, встречаются также желтые и бурые плеохроирующие

Таблица 2.5

Оптические свойства гранатов

.—·

Химический

Цвет в зернах

Показатель

Дисперсия

Минерал

состав

Цвет в зернах

преломления

Дисперсия

дльмандин

(SiO

)

Красный, розовый,

в мелких зернах

бесцветный или

слабо окрашенный

1,766-1,830

0,024

Андрадит

ISiO

Зеленый, желтый,

красный

1,865-1,895

Гроссуляр

(SiO

)

Желтый, буровато- 1,734-1,745 0,028

Гроссуляр

розовый, зеленый,

мелкие зерна поч-

ти бесцветны

Пироп

(SiO

)

Интенсивно-крас -

1,705-1,785

0,027

Пироп

ный, красно-фио-

летовый, розовый

Спессартин

(SiO

)

Розовый, красный,

бурый

1,795-1,815 0,027

Уваровит

(SiO

)

Зеленый 1,838-1,870

—

зерна. Очень часто зерна апатита содержат микровклю-

чения.

Апатит образуется во многих группах метаморфических и

магматических пород, но наиболее распространен в гранитах,

сиенитах и особенно в нефелиновых сиенитах.

Гранаты. Под этим названием объединяется ряд минера-

лов — силикатов с изолированными кремнекислородными

тетраэдрами. Состав и оптические свойства основных из них

приведены в табл. 2.5. Все гранаты кристаллизуются в куби-

ческой сингонии, т.е. оптически изотропны и с анализатором

черные, но иногда появляется аномальное двупреломление.

Встречаются в виде зерен разной степени окатанности — от

остроугольных до округлых. Излом неровный, полуракови-

стый, поверхность зерен часто черепитчатая, ступенчатая с

входящими углами (рис. 2.5, 2.6).

Характерными диагностическими признаками являются их

оптическая изотропия (полное угасание при введении анали-

затора), а также очень высокий показатель преломления. По-

следнее ведет к появлению сильной шагрени, очень четким

ограничениям зерен, по периметру которых наблюдается ши-

рокая темная каемка. Гранаты весьма обычны среди акцессо-

риев осадочных пород. Они образуются в ряде изверженных

и особенно метаморфических пород — в некоторых кристал-

лических сланцах, скарнах. Поскольку гранаты весьма устой-

чивы в зоне осадконакопления, они могут многократно пере-

hic

2.5. Гранаты:

о B.A. Полянину («Справочное руководство...», 1958): 1, 2, 5, 8 — ог-

° «енные зерна; J

4, 9, 16,

19 —

23 - фигуры разъедания и другие поверх-

^пстные дефекты; 6, 7 — окатанные зерна; 10—12, 15 — резко угловатые

йлоМКи; 13, 14 — зональность; 17, 18, 24 - гранат с включениями;

® _ J

Н.С. Варгановой (Логвиненко, 1957): каменноугольные отложения

дьвовской мульды

отлагаться, т.е. в изучаемую породу попадать при размыве

более древних осадочных же пород.

Дистен (кианит) Al

(SiO

)O. Кристаллизуется в триклинной

сингонии. Оптические свойства: п

= 1,727—1,734, п

= 1,720-1,723, п

= 1,712-1,718; п

- п

= 0,012 - 0,015.

двуосный, оптически отрицательный, угол 2V = 82

— 84°.

Уга-

сание косое - CN

на (100) = 27-30°, N

I (100). Удлинение

положительное. Морфология зерен во многом определяется

различием твердости в двух взаимно перпендикулярных на-

правлениях («ди» — двояко, «стенос» — сопротивляющийся;

дистен — «двутвердый»): она равна 4,5 параллельно длинной

оси на грани (100) и б на гранях (010) и (110), поперечных

удлинению, и соответственно взаимно перпендикулярным

расположением спайности по (100) и отдельности по (001).

Поэтому наиболее часто встречаются полуугловатые плоско-

призматические и удлиненно-пластинчатые зерна, нередко с

входящими углами (рис. 2.7, 2.8). Цвет дистена голубой, си-

ний, зеленый, желтый, иногда, в мелких зернах, он бесцвет-

ный. Интенсивно окрашенные зерна плеохроируют в фиоле-

тово-голубых и темно-голубых цветах.

Диагностическими признаками являются форма зерен, вы-

сокий показатель преломления, низкое двупреломление и ко-

сое угасание.

Дистен в осадочных породах — минерал обычный; мате-

ринскими для него являются метаморфические породы, осо-

бенно некоторые гнейсы и слюдяные сланцы.

Монацит (Ce, La, Th)[PO

]. Минерал кристаллизуется в

моноклинной сингонии. Оптические свойства: п

= 1,837

—

1,849, п

= 1,788-1,801, п

= 1,786-1,800; п

- п

= 0,049 — 0,051. Двуосный, оптически отрицательный, угол

2V = 6—19°, угасание косое, удлинение положительное.

Ориентировка оптической индикатрисы: CN

= 3

— 6°,

= 8-11°; N

Il Ь. Обычно встречается в виде округлых и

овальных хорошо окатанных зерен, реже — изометричных и

пирамидальных угловатых обломков и еще реже — хорошо

ограненных кристаллов (рис. 2.9). Цвет обычно желтый, бу-

рый, иногда монацит бесцветный. Окрашенные зерна слабо

рас. 2.6- Фанерозойские гранаты Англии (по Г.Б. Мильнеру, (1968)):

— кембрий — силур; 5—9 — карбон, Пермь; 10—15 — мезозойские

cii

16 — 21

— третичные пески; 22 — плиоценовые пески; 23 — леднико-

вые отложения; 24 — четвертичный береговой песок

ддеохроируют в желтых и зеленовато-желтых тонах. На по-

верхности нередки бурые пятна — продукты частичного раз-

дожения, в частности, в виде оксидов церия. Диагностиче-

скими признаками в зернах являются цвет, высокий показа-

тель преломления (темная каемка на краю зерна), высокая

интерференционная окраска и косое угасание (в отличие от

циркона).

В осадочных породах встречается весьма часто, куда попа-

дает главным образом из кислых и щелочных магматических

пород и пегматитов.

Роговая обманка NaCa

(Mg, Fe)

(Al, Fe)[AlSi

OiIj

(OH)

Сингония моноклинная. Оптические свойства: п

1,644 —

1,713, п

= 1,637-1,611, п

= 1,630-1,693; п

- п

= 0,014 -

026. Минерал двуосный, оптически отрицательный, угол

Vf =38-87°, CN

= 15-27°, CN

= 63-75°; N

|| Ь. Угасание

Рис. 2.7. Дистен (кианит).

а — по Г.Б. Мильнеру (1968); б — по А.Г. Алиеву и др. (Логвиненко, 1957): 1—

—

дистен с включениями: 1 — жидкости, 2-е пузырьками воздуха, 3 —

с пиритом, 4 — с гидроксидами железа, 5 — с углистыми частицами, 6-е

включениями других минералов — третичные отложения Азербайджана