КВАРЦСОДЕРЖАЩИЕ ПОРОДЫ. ЯШМА.

II Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

КВАРЦСОДЕРЖАЩИЕ ПОРОДЫ. ЯШМА.

Каштанова И.Н. 1
1МКОУ "Еманжелинская СОШ", 10 класс
Зяблицев М.А. 1
1МКОУ "Еманжелинская СОШ"
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
 Оглавление

Введение.

3

1. Характеристика кварцсодержащих пород.

4

1.1. Понятие о горных породах и их свойства.

4

1.2. Классификация горных пород.

7

2. Яшма – как кварцсодержащая порода.

12

Выводы.

17

Библиографический список.

18

Введение

Рельеф Челябинской области в основном сложен магматическими, осадочными и метаморфическими горными породами.

Одним из основных (главных) минералов входящих в состав той или иной горной породы является кварц.

В связи с этим я считаю, что изучение кварцсодержащих пород является актуальным.

Цель работы состоит в том, чтобы составить полную характеристику кварцсодержащих пород Южного Урала.

Задачи:

  1. Проанализировать литературу о кварцсодержащих породах, в том числе Южного Урала.

  2. Составить характеристику кварцсодержащих пород.

  3. На основе анализа геологических и физических карт выявить закономерности кварцсодержащих пород на Южном Урале.

1. Характеристика кварцсодержащих пород

1.1. Понятие о горных породах и их свойства

Горными породами называют минеральные агрегаты определенного состава и строения, залегающие в земной коре, в виде тел определенной формы и сформированные в результате геологических процессов.

Каждая горная порода определяется по следующим свойствам или характеристикам: минеральный состав (породообразующие минералы), химический состав и строение. Изучение минерального состава дает ответ на вопрос, из каких составных частей (минералов) сложены горные породы.

Структура – это особенности строения горных пород, вызванные размером, формой и взаиморасположением минеральных индивидов. Структура горных пород объединяет те особенности строения, которые связаны с размерами, формой и взаимными отношениями составных частей породы. Таким образом, при изучении структур необходимо обращать внимание на размер зерен. Структура очень важна как классификационный признак, свидетельствующий об условиях образования породы. Структуры подразделяются по:

1.Степени кристалличности:

  • Полнокристаллическая – породы образуются на большой глубине, при медленном остывании, нет стекла, порода состоит только из кристаллических зерен;

  • Неполнокристаллическая – порода застывает на небольшой глубине, присутствуют, и кристаллы и стекло;

  • Стекловатые – при быстром охлаждении магмы, преобладает стекло;

2. По абсолютным размерам зерен:

  • Явнокристаллические (фанеритовые) – зерна видны невооруженным глазом:

  • Гигантозернистая – более 50 мм;

  • Крупнозернистая – 50-5 мм;

  • Среднезернистая – 5-1 мм;

  • Мелкозернистая – менее 1 мм.

  • Скрытокристаллические (афанитовые) – зерна видны только под микроскопом.

3. По относительным размерам зерен:

  • Равномернозернистая – размер зерен одного и того же минерала примерно одинаков;

  • Неравномернозкрнистая:

  • Порфировидная – на фоне равномернозернистых зерен выделяются крупные зерна – порфировые зерна;

  • Порфировая – наличие хорошо образованных порфировых вкрапленников, погруженных в афанитовую массу.

4. Главнейшим элементом структуры является форма зерен минералов. Различают зерна:

  • Изометричные – развитые равномерно во всех направлениях;

  • Таблитчатые – толщина меньше ширины;

  • Призматические – длина преобладает над шириной.

Один и тот же минерал в зависимости от условий образования может получить различные облики кристаллов;

Текстура – это особенности строения горной породы, вызванные взаиморасположением минеральных агрегатов. Текстуры определяются распределением в породе (равномерным или неравномерным) различных минералов, ориентировкой удлиненных или уплощенных минералов относительно друг друга, наличием или отсутствием в породе пустот или, как иногда говорят, степенью заполнения пространства минеральными зернами, слагающими породу. Выделяют:

  • Массивная (однородная) текстура – минералы распределены в породе равномерно, уплощенные и удлиненные зерна ориентированы беспорядочно; условия образования породы, во всех точках занимаемого ею пространства были одинаковы;

  • Шлировая (такситовая) текстура – минералы распределены в породе неравномерно; например, в ней имеются участки (шлиры), обогащенные цветными минералами. Шлиры могут иметь различное происхождение – концентрация продуктов ранней кристаллизации, вплавление магмой обломков вмещающих пород. Встречается только в интрузивных породах;

  • Полосчатая текстура – в породе имеются полосы различного минерального состава, чередующихся между собой. Набор минералов может быть одинаковым, но их содержание в различных полосках – различны;

  • Ориентированная (директивная, параллельная, гнейсовая) текстура – уплощенные или удлиненные зерна ориентированы в породе субпараллельно (более или менее параллельно). Предполагают, что ориентировка возникла в процессе кристаллизации магмы при действии на неё в это время ориентировочного давления.

В излившихся породах текстуры выделяются по наличию или отсутствию пустот, их размерам и заполнены они или свободны. Пустоты образовались вследствие наличия в лаве газов. Различают:

  • Пористая текстура – наличие пустот;

  • Миндалекаменная текстура – пустоты заполнены минералами гидротермального происхождения;

  • Плотная текстура – без пустот.

В метаморфических породах особенно распространены:

  • Сланцеватая текстура – характеризуется тем, что порода распадается на тонкие плитки или пластинки. Она является следствием расположения минералов плоскими поверхностями параллельно друг другу;

  • Очковая (линзовая) – представлена более иди менее округлыми или овальными агрегатами среднесланцеватой массы породы;

  • Пятнистая – при наличии в породе участков (пятен), отличающихся по цвету, составу, устойчивости к выветриванию;

  • Полосчатая – чередуются сравнительно тонкие полосы, различающиеся по цвету, минеральному составу, обычно и по структуре;

  • Плойчатая – когда под влиянием стресса порода собрана в мелкие складки;

  • Катакластическая – отличается раздроблением и деформацией минералов;

1.2. Классификация горных пород

Минеральный состав, строение – структура и текстура, зависят от условий образования, поэтому горные породы подразделят на следующие три большие группы: магматические, осадочные и метаморфические.

Магматические. Как показывает само название, магматические породы образуются в результате остывания и кристаллизации магмы.

По условиям образования магматические породы подразделяются на интрузивные (глубинные), эффузивные (излившиеся) и жильные. Отличительный признак интрузивных пород – полная раскристаллизация; породы всегда массивные: пор, пустот, миндалин в них не бывает. Это обусловлено их образованием в недрах земной коры в условиях больших давлений, температур и длительного времени.

Для эффузивных – характерны порфировые, неполнокристаллические, стекловатые структуры и пористые или миндалекаменные текстуры. Такой облик они приобретают благодаря формированию вблизи или на поверхности суши или на дне водного бассейна.

Осадочные. Это горные породы, которые возникли в близи земной поверхности или на земной поверхности. Выделяют: обломочные, хемогенные и биогенные осадочные горные породы.

Обломочные породы различают по размеру:

  • Крупнообломочные – более 10 мм;

  • Среднеобломочные – от 10 до 0,5 мм;

  • Мелкообломочные – менее 0,5 мм.

В обломочных породах обломки будут представлены обломками различных горных пород.

Хемогенные. Горные породы, которые образовались при выпадении солей из насыщенных водных растворов или в результате химической реакции.

Биогенные. Образуются за счет скопления остатков животных и растительных организмов. Они имеют органогенную текстуру – видны остатки организмов: биоморфная, плотная, микропористая, слоистая; структура – мелко-скрытозернистая.

Метаморфические. Метаморфические породы образуются в результате воздействия высоких температур и давления на ранее существовавшие горные породы. Кроме того изменения часто происходят и за счет проникновения в них горячих водных и газовых растворов, несущих в себе различные химические соединения, что приводит к изменению минерального состава и внешнего облика.

Во всех этих группах горных пород можно выделить кварцсодержащие породы, которые являются наиболее распространенными на территории области. Среди них выделяют следующие: магматические – гранит, липарит, пегматит и кварцевый порфир; осадочные – песок, песчаник, конгломерат, диатомит и опоки; метаморфические – кварциты, гнейсы, яшма (Таблица №1).

Таблица 1

Характеристика кварцсодержащих пород Южного Урала

Класс и название горной породы

Цвет и минеральный

состав

Строение

Возраст

Распространение на тер-

ритории области

(структуры) и форма

залегания

текстура

структура

1

2

3

4

5

6

Магматические горные породы

Интрузивные

Гранит

Светлый, серый, розовый, желтый; кварц – 25-35%, полевой шпат – 50-60%, слюда – 10%; SiO2 – 75- 65% кислые.

Массивная

Полнокристаллическая, порфировая

Палеозой

Восточно-Уральское

поднятие,

залегают в виде

батолитов,

штоков

Интрузивные

Пегматит

Белый, желтый, розовый;

кварц – 30%,

полевой шпат – 40%,

биотит – 10%; кислые

То же

Гигантозернистая,

крупнозернистая

То же

То же, жилы

Эффузивные

Липарит

Светло-серый, красный;

кварц – 30%,

полевой шпат – 40%;

кислые

Массивная, флюидальная,

полосчатая

Афировая, порфировая

То же

То же,

потоки, лакколиты

Эффузивные

Кварцевый порфир

Красный, серый;

кварц – 30%,

полевой шпат – 40%; кислые

Массивная, флюидальная

Порфировая, скрытокристаллическая

То же

То же, потоки, лакколиты,

штоки, жилы

Осадочные горные породы

Обломочные

Песок

Белый, серый, желтоватый

и другой; кварц,

Рыхлая,

несцементиров.,

размер от 2мм

до 0,1, окатанные и

неокатанные

-

Палеоген - неоген

Повсеместно, пласты,

линзы

1

2

3

4

5

6

Среднеобломочные

Песчаник

То же,

Цемент карбонатный, либо глинистый, либо кремнистый

Плотно-слоистая

Разнозернистая:

от 0,25 до 2 – 5 мм

Палеозой,

наиболее молодые

неоген-четвертичные

отложения

Западно-уральская зона складчатости,

Зауральское поднятие,

пласты

Хемоорганические

Диатомит и опока

Светлые, серые

разных оттенков, опал, кварц,

глинистые минералы

Плотно-тонко-

пористая

Скрытозернистая

Палеоген

Зауральское поднятие,

переслаиваются с

песками и глинами

Метаморфические горные породы

Кварциты (разновидности таганаит или авантюрин)

Светлые, белые, серые,; кварц, за счет

примесей гематита и

слюд иногда розоватые

до красных – разновидности таганаит

Массивная, сахаровидная, в обнажении плитчатая

Явнокристаллическая от мелко - до крупнокристаллической

Протеразой

Центрально-Уральское

поднятие,

слагает в основном

наиболее высокие

хребты области, а также

каменные реки - курумы

Гнейсы

Светлые –

гранито-гнейсы

Массивно- полосчатые, гнейсовидные

Явно -, мелко-средне кристаллические; с хорошо видимыми столбчатыми, либо чешуйчатыми, либо призматическими кристаллами

Архей

То же

Яшма

Красная (гематит),

розовая (гранат),

зеленая (эпидот, хлорит);

кварц

Массивная, полосчатая, брекчевидная, флюидальная и др.

Скрытозернистая

Девон - пермь

Магнитогорский

синклинорий;

пласты, линзы

2. Яшма – как кварцсодержащая порода

Яшма занимает первое место среди поделочных камней (5) и относится к цветным камням первого класса (8). С каменного века яшма использовалась как орудие труда, поделочный и магический камень. Яшма удивляет людей разнообразием своих рисунков и картинок, которые обусловлены своеобразным сочетанием окраски, текстуры и структуры. Существуют различные точки зрения об их образовании (1,2,4,5,7,9).

Яшмы имеют разнообразную окраску: розовую разных оттенков от кремовой до персикового и почти красноватого, от сургучно-красного до коричневого, зеленую разных оттенков, от серо-зеленого до грязно-зеленого через фисташкого-оливковый.

Результаты всестороннего микроскопического изучения яшм приведенные в монографии Н.М.Дружининой (4), показали зависимость окраски яшм от наличия акцессорных минералов-красителей (Табл.2), которые присутствуют в яшмах в виде тончайших зерен. Интенсивность окраски отдельных слойков или частей яшм зависит от концентрации минералов-примесей и количества реликтов радиолярий. Наличие последних свидетельствует о том, что исходным веществом или существенным компонентом яшм были органогенно-кремнистые пелагические илы.

Таблица 2. Зависимость окраски яшм от минералогического состава (4,7).

Окраска яшмы

От чего зависит

1

Желтый

Тончайшая пылевидная примесь гематита

2

Розовая разных оттенков до коричневого

Значительная примесь граната

3

Фиолетовая или темно красно - свекольная до сургучно-красной

Значительные количества гематита

4

Голубовато - зеленая, оливково - зеленая

Примеси эпидота и хлорита

5

Ровно зелено - серая, травяно-зеленая

Примеси пумпеллиита и клиноциозит

     

6

Зеленовато - туманная

От волокнистых зерен актинолита, пеннина

7

Зеленовато - синяя

Примесь асбесто – видного амфибола

8

Черная, фиолетово - черная

Тонкая примесь магнетита

9

Серовато - голубая

Актинолит, гранат, зерна эпидота

Так как яшмы имеют в целом одинаковую мелко-скрытозернистую структуру агрегатов, то разнообразие их текстур обусловлено не размером и ориентировкой зерен, а минеральным составом и именно наличием и количественным соотношением минералов-примесей. Именно такие минеральные агрегаты придают разную окраску и создают, в целом, узорчатость, рисунок и пейзажность яшм, формируя разнообразные текстуры (Табл.3).

В целом в яшмах преобладают массивные, полосчато-слоистые текстуры, которые образовались в результате послойного отложения осадков разного химического состава. В некоторых породах слоистость осложнена микроскладчатостью, которая указывает на течение и сползание еще не затвердевшего осадка на дне водоема. В других слоистость осложнена концентрическими текстурами типа конкреций и желваков с трещинами усыхания, которые образовались в стадии диа-катагинеза. В некоторых обнаружены текстуры осветления типа «рыбьей чешуи»- и типа «солнца», которые формировались, скорей всего, в стадии метагенеза, поскольку они пересекают первичную слоистость.

В породах наблюдаются трещины, которые либо разбили яшмы на остроугольные обломки, либо просто пересекают яшмы вкрест и согласно слоистости. Трещины заполнены кварцем и халцедоном, иногда яшмами вышележащих слоев. Такие брекчиевые и катакластические текстуры возникли на стадии ката- и метагенеза.

Таблица 3

Текстуры яшм, выделенные в соответствии с классификациями А.Н.Игумновым, В.С.Шальных (8) и Н.М.Дружининой (4).

п.п.

Название текстуры

Характеристика текстур

Стадии образования

1

Массивная

Сплошные ровные тона часто стально-серого либо светло-желтого цвета

Седиментогенеза

2

Полосчатая (ленточная) или слоистая

Тонкое и изящное чередование лент разной окраски и толщины с контрастными или размытыми расплывчатыми границами

Образовались в результате послойного отложения осадков -седиментогенеза

3

Коломорфная («кружевная»)

Округлые тела (сферолиты) в виде одиночных или связанных в кружевные цепочки

Седиментогенеза

4

Конкреционная

Желваки и стяжения

с трещинами

«высыхания»,

залеченные кварцем

Связана с

формированием

конкреций в

постседиментационну

ю стадию

5.

Инкрустационная

Мелкие стяжения и

ажурные слоистые

агатовидные

отложения

кремнезема

Седименто-

диагенетическая

6.

Концентрическая

Кольца

искривленные,

разорванные, смятые

и т.п.

Образовались

вследствие кольцевого

расслаивания геля -

ката-диагенетическая

7.

Плойчатая

Причудливые

волнообразные

изгибы -

микроскладки

Образовались в

результате сползания

и смятия верхних

слоев донного осадка -

метадиагенетическая

8.

Флюидальная

(«течения»)

Тонковолокнистая

слоистость,

напоминающая

окаменевшую массу

течения

Ката-диагенетическая

9.

Брекчиевая или

конгломератовая

Остроугольные или

слабоокатонные

обломки пород и

минералов,

сцементированные

кварцем,

кремнистым

веществом

Образовалась в

результате дробления

яшмы и ее

дальнейшего

цементирования -

ката-метагенетическая

10.

Брекчиевидная

Пестрая очень

мозаичная окраска

Тоже

11.

Катакластическая

Преобладание «залеченных» трещин, которые

рассекают яшму в

одном направлении

Образовались при дроблении яшм и их последующей

цементации

Выводы

1. Изучив кварцсодержащие породы можно сделать вывод, что образовавшиеся в протеразое метаморфические породы, как кварцит, слагают самые высокие хребты Южного Урала. Магматические породы, образовавшиеся в палеозое, напротив более разрушены и накрыты осадочным чехлом. Разрушившись, кварциты, образовали песчаники, которые в свою очередь, разрушившись, образовали песок. Гранит также образовывал песок. Песок мог образовать песчаник неогеновых отложений. Это свидетельствует о том, что происходит своеобразный круговорот кварца.

2. Изучение строения и окраски яшм позволило определить их происхождение. Разнообразие текстур и узорчатости яшм связано, прежде всего, с их окраской, которая зависит от минерального составаразных частей агрегатов породы. Слоистые, полосчатые, кружевные ичастично конкреционные и плойчатые текстуры возникли на стадиинакопления осадков, на дне океанов (седиментогенеза)

В стадию диа-катагенеза образовались плойчатые, флюидальная (или течения), конкреционно-желваковые с трещинами усыхания текстуры.

В стадию метагенеза возникли катакластические и брекчиевидные.

3. Окончательное становление яшм во всей их красоте и многообразии происходило в стадию метагенеза. Таким образом, яшмы следует относить к метаморфическим породам с хорошо сохранившимися реликтами осадочных текстур.

Библиографический список

  1. Геологический словарь. - М., Недра, 1978, с.448

  2. Годовиков А. А. Минералогия - М., Недра, 1975, с. 153.

  3. Доминова A.M. Породообразующие минералы. - М., «Высшаяшкола», 1974, с.205.

  4. Дружинина Н.М. Генезис Южно-уральских яшм. - Научное издание- Екатеринбург, 2000.

  5. Заварицкий А. И. Изверженные горные породы. /Ответственный редактор академик А. Г. Бетехтин. М.:Издательство Академии наук СССР, 1961, с. 480.

  6. Киевленко Е. Я. Геология месторождений поделочного камня. - М.,Недра, 1976.

  7. Кравцова Л.И., Чукашева М.Н. Кристаллооптика. - Свердловскийгорный институт им. В.В. Вахрушева, 1966.

  8. Крежевских Ю.Г. Яшмы Урала - яшмы России. - Екатеринбург,2002.

  9. Миловский А. В. Минералогия и петрография. Учебник для техникумов. – 5-е издание переработанное и дополненное. – М.: Недра, 1985, с. 432.

  10. Семенов Б.В. Яшма - Свердловск, Ср.- Урал. Кн.изд-во, 1979.

  11. Ферсман А.Е. Занимательная минералогия. - М., Детская литература,1975, с.308.

  12. Ферсман А. Е. Избранные труды. Том 4./Ответственный редактор доктор геолого-минералогических наук Д. Г. Сердюченко. Издательство Академии наук СССР. М.:1960, с. 744.

8

Просмотров работы: 795