|
Содержание курса
| Литература
Петрография с кристаллооптикой.
Геологический факультет МГУ, кафедра петрологии, тел. 939-11-64.
Автор – акад. РАН, проф. Маракушев Алексей Александрович.
Курс читается в 4 - 6 семестрах для студентов специальностей 011100 - геология и 011300
- геохимия.
Объем курса – для специальности 011100 – 188 часов, лекции – 80 часов, лабораторные занятия
108 часов, для специальности 011300 - 228 часов, лекции - 78 часов, лабораторные занятия - 150 часов.
Форма контроля. Прием описаний домашних шлифов, контрольные работы; экзамены в 4, 5, 6,
семестрах.
Аннотация. Курс дает представление о горных породах и их классификации и распадается на
три раздела, каждый из которых состоит из лекционной и лабораторной частей. I часть “Кристаллооптика и методы
кристаллооптических исследований породообразующих минералов”, II часть - “Космическая петрология и магматические
горные породы” и III часть - “Метаморфические горные породы”, включая породы импактного метаморфизма. Вторая и
третья части курса состоят из описательной петрографии, рассмотрения условий образования горных пород и связанных
с ними рудных месторождений, химизма процессов и роли флюидов.
Магматизм и метаморфизм тесно увязаны с геологическим развитием и главнейшими структурами земной
коры.
Вверх
Содержание курса.
Кристаллооптика и методы кристаллооптических исследований породообразующих минералов.
I. Основы кристаллооптики.
1.1. Оптические свойства минералов и их значение для диагностики и исследования особенностей
состава и структуры. Систематика минералов по оптическим свойствам. Оптическая индикатриса и ее положение относительно
кристаллографических элементов.
1.2. Поляризационный микроскоп, его устройство и подготовка микроскопа к работе.
1.3. Исследование минералов при одном николе. Размеры зерен, их форма и спайность. Относительная
величина показателя преломления. Шагреневая поверхность. Рельеф минерала. Световая полоска. Дисперсионный эффект
Лодочникова. Окраска минералов.
1.4. Исследование минералов в скрещенных николях. Интерференция световых волн. Цветовая номограмма
Мишель-Леви. Определение порядка интерференционной ораски в шлифе. Определение величины двупреломления. Правило
компенсации. Определение наименований осей оптической индикатрисы. Характер погасания, определение угла погасания.
Характер удлинения минерала. Плеохроизм и формула абсорбции.
1.5. Исследование минералов в сходящемся свете. Фигуры интерференции для различных сечений одноосных
и двуосных кристаллов. Определение характера дисперсии угла оптических осей.
2. Главнейшие породообразующие минералы (оптические свойства и их связь с составом).
2.1. Оливины и продукты их изменения.
2.2. Пироксены (ромбические и моноклинные). Продукты изменения пироксенов.
2.3. Амфиболы (тремолит, актинолит, зеленая и бурая обыкновенные роговые обманки, базальтическая
роговая обманка арфведсонит и др.).
2.4. Слюды (мусковит, биотит, флогопит).
2.5. Плагиоклазы, состав и законы их двойникования. Определение плагиоклазов по углам погасания
на ориентированных разрезах. Высоко- и низкотемпературные плагиоклазы. Определение плагиоклазов в микролитах.
Мирмекиты и антипертиты. Вторичные изменения плагиоклазов (соссюритизация, карбонатизация, альбитизация, эпидотизация,
серицитизация и др.).
2.6. Калиево-натриевые полевые шпаты: высоко- и низкотемпературные. Пертиты и их генезис. Вторичнве
изменения калиево-натриевых полевых шпатов.
2.7. Фельдшпатоиды (нефелин, лейцит).
Космическая петрология и магматические горные породы.
Введение.
Общие представления о горных породах и их классификация (осадочные, магматические, метаморфические).
Определение понятий "горная порода"и "петрография". Предмет и методы петрографических исследований.
Понятие об эндогенных и экзогенных факторах образования горных пород. Место петрографии в общем комплексе наук
о Земле. Исторические этапы развития петрографии.
I. Космическая петрология.
1.1. Происхождение химических элементов во Вселенной. Большой взрыв и связанный с ним синтез
самых легких элементов (H, He, Li, Be, B). Принципиальное разделение звезд на долгоживущие и короткоживущие. Термоядерные
реакции и нормальный синтез элементов (вплоть до Fe). Вспышка сверхновой и синтез тяжелых элементов.
1.2. Кометы. Строение и состав комет. Разделение комет на долгопериодические и короткопериодические.
Роль комет в расшифровке первичного вещества Солнечной системы.
1.3. Периферические планеты солнечной системы - Уран, Нептун и Плутон и их спутники.
1.4. Планеты-гиганты - Юпитер и Сатурн, их спутниковые системы, кольца. Современная вулканическая
деятельность спутника Ио. Первичное расщепление планет на хондритовые ядра и флюидные оболочки с отделением спутниковых
систем. Магнитные поля планет.
1.5. Пояс астероидов как главный источник метеоритов. Метеориты и их разделение на гелеоцентрический
и планетоцентрический типы. Хондриты, их типы (HH, H, L, LL, F, C, E), состав и структуры, правило Прайора. Ахондриты
(эвкриты, говардиты, диогениты, обриты, уреилиты), палласиты и железные метеориты, их состав и строение. Нормальное
и аномальное масс-фракционирование в метеоритах. Первичное расщепление планет на хондритовые ядра и флюидные оболочки
с отделением спутниковых систем. Магнитные поля планет. Роль метеоритов в расшифровке процессов расщепления материнских
планет на железное ядро (с водородом) и каменную оболочку. Алмазная минерализация в метеоритах как индикатор развития
их материнских планет в условиях высокого флюидного давления.
1.6. Планеты земной группы (Меркурий, Венера, Земля, Марс) и их спутники. Состав ядер, мантий,
первичных и обновленных кор планет. Поверхностная дегазация и потеря спутников планетами земной группы.
1.7. Луна, ее строение и состав. Разновозрастные формации лунных пород (лунные дуниты и перидотиты,
лейкократовые породы, лунные пироксениты) и приуроченность их к определенным структурам (поднятиям и депрессиям).
Лунный реголит и стекловатые породы как индикаторы былой эндогенной активности на Луне. Лунные метеориты.
2. Магматические горные породы.
2.1. Общие понятия о магме. Условия возникновения магмы. Магматические расплавы, их свойства
и строение. Первичные магмы и дифференциаты. Минералы магматических пород и их плавление под влиянием летучих
компонентов Н2О, Н2, СО2 (железо-магнезиальные силикаты, полевые шпаты, фельдшпатоиды,
кварц). Общие представления о диаграммах плавкости. Предельные и непредельные магмы. Влияние летучих компонентов
на кристаллизацию. Вулканическая и плутоническая фации изверженных пород. Кислотно-основное взаимодействие в магматических
расплавах. Процессы магматической дифференциации. Реакционные ряды минералов Боуэна. Ликвация магмы, ее роль в
формировании горных пород и связанных с ними рудных месторождений.
2.2. Минералого-петрохимическая систематика изверженных пород. Диаграммы SiO2 -
Na2O + K2O и выделение на них рядов горных пород по щелочности (низкой, нормальной, повышенной, высокой
и очень высокой) и мафическо-сиалическому отношению (оливиновые ультрамафиты и анортитовые породы; пироксеновые
ультрамафиты и битовнитовые породы; мафиты и лабрадоровые породы; лейкократовые мафиты; меланократовые сиалические
породы; сиалические породы; ультрасиалические породы). Ряды щелочности и агпаитности. Индекс Пиккока и выделение
по нему серий магматических пород (ультраизвестковые и известковые; щелочно-известковые; известково-щелочные;
щелочные).
2.3. Плутонические породы ультрамафитового ряда (дуниты и перидотиты, оливиниты, гарцбургиты,
лерцолиты, верлиты, пироксениты). Химический и минеральный составы, условия образования. Диаграммы хромшпинелидов.
Базит-гипербазитовое расслаивание и его рудогенерирующая роль. Дунит-гарцбургитовая хромитоносная ассоциация (офиолитовый
пояс Новой Зеландии, Кемпирсайский массив). Процессы серпентинизации в ультрамафитах. Дунит-верлитовая платиноносная
ассоциация. Кольцевые массивы (Кондерский массив), строение и оруденение. Стратиформные интрузивы (Бушвельд).
Гранатовые ультрамафиты. Алмазоносный магматизм.
2.4. Вулканические породы ультрамафитового ряда (меймечиты, кимберлиты, лампроиты, коматииты).
Коматииты, их состав, структуры и геологическое положение.
2.5. Плутонические породы основного состава (габбро, нориты, габбро-нориты, анортозиты, троктолиты,
кыштымиты). Титано-магнетитовое и ильменитовое оруденение в базитах. Роговообманковые габбро. Анортозиты и их
принципиальное разделение на два генетических типа (автономные и стратиформных интрузивов). Феннеровский тренд
развития базитового магматизма (на примере Бушвельда). AFM - диаграмма. Жильные породы основного состава (асхистовые
и диасхистовые). Алмазоносные эклогиты.
2.6. Вулканические породы основного состава, их структуры, текстуры, минеральный состав и геологическое
положение. Интрателлурическая кристаллизация вкрапленников в эффузивах. Разделение базальтов на гиперстеновый
и пижонитовый (толеитовый) типы. Трапповые формации.
2.7. Плутонические породы среднего состава (диориты, кварцевые диориты), минеральный состав,
структуры, геологическое положение. Жильные породы среднего состава.
2.8. Вулканические породы среднего состава (андезиты, андезито-базальты). Минеральный состав,
структуры, геологическое положение. Представления об андезитовом минимуме и андезитовой линии. Орогенный тренд
развития магматизма (Боуэновский).
2.9. Кислые плутонические породы (гранодиориты, плагиограниты, аляскиты, граниты). Представление
о гранитной эвтектике и роль кислотно-основного взаимодействия в смещении эвтектики. Щелочные граниты, сиениты,
граносиениты. Классификация гранитоидов по составу биотита в них. Граниты рапакиви, их состав и структура. Жильные
породы кислого состава. Пегматиты, их строение, типы и генезис. Оруденение в гранитных системах. Эндербиты и чарнокиты,
проблема происхождения гранитов. Магматическое замещение как главный механизм формирования гранитов. Граниты в
стратиформных интрузивах.
2.10. Вулканические породы кислого состава (дациты, риолиты, игнимбриты), состав, структуры и
геологическое положение. Геосинклинальный, раннеорогенный и позднеорогенный типы эволюции вулканизма. Формы залегания
кислых эффузивов. Переход эвтектических систем в ликвационные и механизм образования неоднородности основной массы
кислых эффузивов. Игнимбриты, их структура и происхождение. Обсидианы, перлиты, пехштейны.
2.11. Плутонические субщелочные и щелочные породы. Сиениты и нефелиновые сиениты. Выделение двух
главных типов нефелиновых сиенитов по величине коэффициента агпаитности. Якупирангиты, уртиты, ийолиты, их состав
и геологическое положение. Образование щелочных пород как результат магматического замещения ультраосновного субстрата
(Кондер, Хибинский массив). Апатитовое и лопаритовое оруденение в массивах щелочно-ультраосновной формации и его
происхождение. Карбонатиты (плутонические) и минерализация, связанная с ними.
2.12. Вулканические щелочные и субщелочные породы. Фонолиты, трахиты, их состав, структуры и
геологическое положение. Существенно фельдшпатоидные породы (лейцититы, нефелиниты). Вулканические карбонатиты,
их сопоставление с плутоническими аналогами. Гавайиты, муджиериты, тефриты, базаниты, шошониты, шонкиниты, их
состав и свойства.
2.13. Основные формационные типы магматических горных пород, связанные с режимами рифтогенеза,
орогенеза и незгенеза. Модель развития магматизма рифтовых зон. Магматизм океанических островов. Магматизм активных
континентальных окраин и островных дуг. Магматизм на платформах, тектоно-магматическая активизация древних платформ.
Метаморфические горные породы.
1. Связь метаморфизма с другими эндогенными явлениями - магматизмом и образованием месторождений
полезных ископаемых. Принципиальное отличие метаморфизма от диагенеза осадков, происходящего при простом погружении
осадков и превращении их в осадочные горные породы.
2. Развитие учения о метаморфизме от ранних концепций глубинных зон (Ван-Хайз, Грубенманн, Ниггли)
до современной концепции минеральных метаморфических фаций (Барроу, Голдшмидт, Эскола, Коржинский).
3. Физико-химические факторы метаморфизма: температура, литостатическое (всестороннее) давление,
определяемое глубинностью, и парциальные давления (химические потенциалы) летучих компонентов, участвующих в метаморфических
реакциях. Разделение метаморфизма (по направленности изменения минеральных парагенезисов) на прогрессивный и регрессивный.
4. Изменение состава пород при метаморфизме. Метаморфизм с существенным изменением содержания
летучих компонентов (H2O, CO2, O2 и др.), почти без изменения содержания других
компонентов (условно называется изохимическим). Метаморфизм с сущестенным изменением содержания не только летучих,
но и других компонентов (CaO, Na2O, K2O и др.) - аллохимический метаморфизм, инъекционный
метаморфизм, сопряженный с дебазификацией пород и их мигматитизацией (ультраметаморфизм), метасоматизм (метасоматоз),
его отличия от метаморфизма по термодинамическому режиму, определяемому характером протекания реакций минеральных
превращений.
5. Направленное (стрессовое) давление, его влияние на текстуры и структуры метаморфических пород,
скорости протекания реакций минеральных превращений, миграцию вещества, определяемую понятием “метаморфическая
дифференциация”. Дислокационный (катакластический) метаморфизм.
6. Геологические условия развития метаморфизма. Метаморфизм в контактах с лавами и интрузивами
различной глубинности (контактовый метаморфизм). Контакты с магматическими породами без проявлений метаморфизма
(так называемые “сухие” контакты). Ранний метаморфизм, контролируемый глубинными разломами (в офиолитовых складчатых
поясах и аналогичных структурах). Метаморфизм срединно-океанических хребтов. Метаморфизм, связанный с формированием
гранито-гнейсовых куполов и сходных с ними геоструктурных образований орогенных стадий развития складчатых поясов.
Региональный метаморфизм (зональный и однородный) и его систематика по режиму литостатического давления (глубинности).
Гранулитовый метаморфизм глубинных зон. Полиметаморфизм, обусловленный региональным развитием регрессивного метаморфизма
в гранулитовых комплексах в связи с их региональной мигматизацией. Диафторез (повторный низкотемпературный метаморфизм).
Импактогенез (формирование взрывных кольцевых структур на поверхности Земли).
7. Парагенезисы минералов метаморфических пород как показатели термодинамического режима метаморфизма.
Распределение изоморфных компонентов между минералами в зависимости от температуры и давления. Диаграммы состав-парагенезис
метаморфических пород и реакции между минералами, определяющие границы минеральных фаций. Зависимости парагенезисов
минералов переменного состава от температуры и давления (реакции смещенного равновесия). Минералогические термометры
и барометры.
8. Минеральные фации горных пород на диаграммах литостатическое давление (глубинность) - температура
для метапелитов и метабазитов. Систематика метаморфических пород по исходному составу и по количественным минеральным
соотношениям (для кварц-силикатных, карбонатных и железорудных пород).
9. Текстуры и структуры метаморфических пород - реликтовые (с приставкой “бласто”) и новообразованные
(бластические), характер изменения их под влиянием температуры и литостатического давления. Роль стрессовых напряжений
в формировании структур и текстур метаморфических пород.
10. Продукты метаморфизма глинистых отложений (метапелиты) и их фациальная систематика. Глинистые
сланцы, филлиты, слюдяные сланцы. Гнейсы и их разновидности. Контактовые роговики и их разновидности. Бухиты.
Метапелитовые мигматиты. Диаграммы состав-парагенезис метапелитов. Фации глубинности гранат-кордиеритовых пород:
приморская (роговиковая), ханкайская, алданская, сутамская.
11. Метабазиты и их фациальная систематика. Порфиритоиды, зеленые сланцы, амфиболиты и гранулиты,
гранатовые гранулиты и эклогиты. Диаграммы состав-парагенезис метабазитов. Фации глубинности гранатовых гранулитов
и эклогитов. Метабазитовые мигматиты.
12. Гипербазиты и продукты их метаморфизма. Карбонатные породы, силициты, железокремнистые породы.
13. Продукты аллохимического метаморфизма. Ранний геосинклинальный метаморфизм в офиолитовых
поясах. Эклогитовые, глаукофановые, пренит-пумпеллиитовые, пренитовые сланцы, цеолитсодержащие породы, спилиты
и альбитофиры. Аллохимический характер раннего метаморфизма, специфика его флюидного режима. Метаморфизм горных
пород, связанный с гранитизацией. Инъекционный метаморфизм и мигматиты (их главные типы, соотношения с собственно
метаморфическими породами).
14. Понятие о метаморфических формациях. Формации ранней догранитной стадии развития геосинклиналей.
Формации раннеорогенной (плагиогранитной) стадии. Формации орогенной стадии становления нормальных гранитов и
мигматитов. Специфика их развития в зависимости от типов геосинклинальных разрезов. Гранито-гнейсовые купола и
связанный с ними зональный метаморфизм. Контактовый метаморфизм.
15. Метасоматические горные породы. Магнезиальные и известковые скарны. Продукты кислотного выщелачивания
(грейзены и вторичные кварциты). Щелочные, основные и карбонатные породы, гумбеиты, фениты, железистые кварциты
с эгирином и щелочными амфиболами, альбититы, листвениты, березиты, хлоритовые, турмалин-хлоритовые и другие породы.
Связь метасоматоза и рудообразования. Стадии гидротермального процесса (ранняя щелочная, кислотная, поздняя щелочная)
и физико-химические условия их развития.
Заключение.
Обзор научных направлений в современной петрологии и их оценка с научно-методической точки зрения.
Основные направления дальнейшего развития петрографической науки.
Вверх
Литература.
- Маракушев А.А. Петрография. М., МГУ, 1993.
- Маракушев А.А., Бобров А.В. Метеориты и горные породы. М., Геол. ф-т МГУ, 1998.
- Петрография. Т. 1 - 3. М., МГУ, 1976, 1981, 1986.
Вверх | Содержание курса
| Литература
|
