23.03.2018

Петрографические параметры выветривания пород под действием чистой воды


Выбор типов пород. Несмотря на разнообразие структур и состава эндогенных пород, составляющих приблизительно 25% поверхности Земли, число основных типов их довольно ограничено. Так, например, среди алюмосиликатных интрузивных пород с кристаллической структурой 80% составляют граниты, а среди вулканических пород с микролитовой структурой 98% приходится на долю базальтов. Эти породы, наиболее часто встречающиеся и наиболее типичные, как известно, резко отличаются по химическому составу. Таким образом, выбрав для эксперимента гранит (кислая порода) и базальт (основная порода), мы будем иметь два крайних члена классификации изверженных алюмосиликатных пород.

В качестве представителя промежуточного типа изверженных пород среднего состава была использована трахиандезитовая лава из Вольвика с типичной шлаковидной структурой. Основное внимание было сосредоточено на изучении характера изменений гранита и базальта; исследование трахиандезита носило второстепенный характер.

Петрографическое изучение образцов (табл. 1—3). Гранит. Макроскопически это обычный биотитсодержащий гранит серого цвета с равномернозернистой структурой, однако микроскопическое изучение показало, что плагиоклазы здесь преобладают над ортоклазом. Это позволило отнести породу к гранодиориту. Плагиоклаз представлен субидиоморфным олигоклазом с альбитовыми и периклиновыми двойниками; на контакте плагиоклаза и калиевого полевого шпата наблюдаются мирмекитовые вростки. Биотита много; он равномерно распределен в породе в виде субидиоморфных и даже идиоморфных пластинок примерно такого же размера, как размер зерен кварца и полевых шпатов (фото 1). Таким образом, гранодиорит гомогенен как минералогически, так и гранулометрически.

По полному химическому анализу породы (табл. 1) были рассчитаны породообразующие минералы и магматические параметры Ниггли (табл. 2). Полученные величины, а также кварцевое число Qz = 85,5 характерны для лейкократовой кислой породы.
Пересчет на минералы был произведен без особых затруднений. TiO2 вошел в состав ильменита, часть Fe2O3 пошла на образование магнетита; затем было рассчитано содержание биотита, на построение октаэдрического слоя которого пошла часть магния, Mn и остаток Fe2+. Остаток калия пошел на образование ортоклаза; затем был рассчитан плагиоклаз, в который вошли Na2O, CaO и остаток Al2O3. В результате была получена общая формула плагиоклаза (Si3,68Al0,32)О8Na0,68Ca0,32, соответствующая олигоклазу. Излишек кремнезема отвечает содержанию кварца. Общая сумма минералов, полученных в результате пересчета, составила 98%. Приведя состав к 100%, мы получили минеральный состав, который дан в табл. 3.
Индексы Юнга также характерны для лейкократовой породы с высоким содержанием кварца.

Базальт. Типичный платобазальт, плотный, афанитовый, черного цвета. Под микроскопом наблюдаются микролиты основного плагиоклаза типа лабрадора, зерна титан-авгита фиолетового цвета и трещиноватые вкрапленники оливина, погруженные в основную стекловатую массу бурого цвета (фото 2). Акцессорные минералы представлены магнетитом и апатитом.
Магматические параметры Ниггли характерны для мезократовой основной породы (Qz=39). При пересчете химического состава на минералы были получены вначале магнетит, санидин, лабрадор, затем по остатку СaO был рассчитан пироксен — диопсид, а также титан-авгит по SiO2, TiO2 и остатку Al2O3. Оставшийся SiO2, MgO и FeO дали содержание оливина. Если принять, что Mg и Fe2+ поровну распределены между авгитом и оливином, то мы получим минеральный состав, приведенный в табл. 3. Индексы Юнга типичны для мезократовой породы (55,1) (табл. 3).

Лава из Волъвика. Классическая вулканическая порода буро-серого цвета из лавового потока Нюжер (центральная Франция); структура породы ячеистая, шлаковидная. Под микроскопом видны микролиты олигоклаза и санидина, погруженные в стекловатую основную массу, содержащую зерна бурой роговой обманки, мелкие скопления магнетита и оливина (фото 3 и 4). Присутствие калиевого полевого шпата заставляет отнести эту породу к трахиандезиту. Ее магматические параметры характерны для лейкократовой породы, бедной кварцем. Коэффициент Qz Ниггли составляет 5,4, что соответствует породе (среднего) состава (табл. 2).
Применив такой же метод пересчета на минеральный состав, какой был использован в случае гранита и базальта, получим сначала магнетит, затем по содержанию K2O и Na2O санидин и альбит. Бурая роговая обманка была рассчитана по формуле гастингсита, так как высокое содержание в лаве Al2O3 указывало на присутствие амфибола с высоким содержанием алюминия. По остатку СaO был рассчитан анортит. Избыток SiO2 остался в виде свободного кремнезема.

В целом была получена сумма минералов, равная 99,4%, плагиоклаз состоял на 85 частей из альбитовой и на 15 частей из анортитовой составляющей, что отвечает олигоклазу (табл. 3).

В табл. 4 приведены характерные признаки трех типов пород, выбранных для основного эксперимента.
Заполнение цилиндра прибора обломками пород. Все породы были раздроблены на обломки примерно одинакового размера средним весом 10 г каждый. С поверхности каждого обломка с помощью щетки и струи воды были тщательно удалены мельчайшие частицы породы. Затем обломки высушивались и взвешивались. Цилиндр экстрактора «Сокслет» заполнялся плотно, до верхнего уровня (фиг. 2, фото 5).

Для определения емкости «удержания» воды в зоне колебания «уровня грунтовых вод», или, другими словами, объема воды в каждом сливе, цилиндры, предварительно заполненные обломками, заливались водой до уровня верхнего колена сифонной трубки, т. е. до уровня, на котором вода начинала поступать в нижнюю колбу-приемник.

Все полученные данные для каждого типа пород представлены в табл 5.





Яндекс.Метрика