Контрольні запитання

1 Що Ви розумієте під “метаморфізмом”?

2 Які гірські породи називаються метаморфічними?

3 Які головні фактори обумовлюють метаморфізм?

4 Які мінерали входять до складу метаморфічних порід?

5 Які типи структур і текстур характерні для метаморфічних порід?

6 Які типи метаморфізму Ви знаєте?

7 Які зони регіонального метаморфізму і метаморфічних фацій Ви знаєте?

8 Охарактеризуйте породи локального і регіонального метаморфізму.

9 Практичне значення метаморфічних гірських порід.

Лабораторна робота № 14 акцесорні мінерали

Мета роботи: вивчення найбільш поширених у природі акцесорних мінералів

Завдання роботи:

- знати, які мінерали за кількісним вмістом відносяться до акцесорних;

- вміти за оптичними властивостями визначати під мікроскопом акцесорні мінерали.

Теоретичні положення

Мінерали цієї групи в природі не трапляється у значних кількостях, вони складають у цілому менше 1 %, але в окремих випадках вміст їх різко зростає і тоді вони відіграють роль породоутворюючих. Зерна акцесорних мінералів часто мають правильні кристалографічні обриси, що обумовлено їх високою кристалізаційною здатністю. Розмір зерен дуже дрібний - соті або десяті долі міліметра, тому визначати у них такі оптичні властивості, як вісність, оптичний знак, кут 2V досить важко. Найбільш часто трапляється серед акцесорних мінералів нижчеописані.

Циркон - ZrSiO₄, кристалізується в тетрагональній сингонії, утворює видовжені зерна з біпірамідальними контурами. Розмір їх найчастіше не перевищує 0,1 мм. Крім окремих зерен циркон часто утворює включення в породоутворюючих мінералах - біотиті, роговій обманці, кордієриті і ін.

У шліфах циркон безкольоровий, інколи жовтуватий або рожевий, з дуже високим рельєфом і шагренню, (n=1,923-2,01), інтерференційні кольори третього і четвертого порядку (=0,0444-0,062), погасання пряме, часто має зональну будову, особливо у метаморфічних породах; одноосний, додатній.

Апатит - Ca₅(F,Cl)[PO₄]₃ гексагональної сингонії, у магматичних породах спостерігається у вигляді витягнутих призматичних або голкуватих зерен, у метаморфічних у вигляді округлих або неправильної форми зерен.

У шліфах апатит безкольоровий з тонкими чіткими гранями (n=1,630-1,655), низькими сірими або світло-сірими кольорами інтерференції першого порядку (=0,005-0,007), прямим погасанням, від'ємним видовженням, одноосний, оптично від'ємний. Останні оптичні властивості часто через малі розміри визначити досить складно. Апатит досить стійкий мінерал і продукти його розкладання невідомі.

Сфен (титаніт) - CaTi[SiO₄]O, як домішки може вміщати Fe, Al, Mn, Tr, F та інші елементи, що впливає на забарвлення мінералу у зразках. Кристалізується сфен у моноклінній сингонії, чітко виражені кристали мають призматичну або таблитчасту форму. У шліфах зерна мають ромбовидне або клиноподібне січення, бувають зерна неправильної форми, інколи у зростках з рудними мінералами. Мінерал має спайність, але її видно рідко і тільки у великих, більше ніж 0,5мм зернах.

Сфен належить до безкольорових у шліфах мінералів, але завдяки високим значенням показників заломлення (n_g=1,975-2,054, n_p=1,888-1,913) він здається сіруватим, а інколи жовтуватим або буровато-сірим (різко виражена шагрень). Ще одна особливість сфену - високе інтерферанційне забарвлення - біле вищого порядку (=0,090-0,140). Інколи спостерігається двійникове погасання.

При руйнуванні титановміщаючих мінералів - сфену, біотиту, амфіболів, ільменіту і ін. утворюється тонкозернистий, майже непрозорий агрегат зерен у складі яког є сфен, рутил або брукіт. Він називається лейноксен. У відбитому світлі лейкоксен - білий, жовтуватий і подібний до шматочків вати.

Рутил - TiO₂ трапляється в інтрузивних породах, переважно кислих та середніх за вмістом кремнезему, а також у метаморфічних породах - амфіболітах, еклогітах та ін. Досить часто тонкі гілочки рутилу у вигляді зростків-двійників, розміщених під кутом 60⁰ одних до інших, утворюються при зміні титановміщуючих мінералів.

Рутил, як правило, спостерігається у вигляді дрібних зерен, розміром у соті і десяті долі міліметра і дуже рідко представлений більш великими зернами. У шліфах рутил забарвлений у буро-червоний або жовто-бурий колір, часто майже непрозорий через широкі темні контури, що пов'язано з високим рельєфом.

Показники заломлення високі: n_е=2,899-2,901, n_о=2,605-2,613, інтерференційне забарвлення дуже високе (=0,286-0,296), але внаслідок інтенсивного власного забарвлення мінералу воно майже невидиме і з увімкненим аналізатором рутил так виглядає, як і при одному ніколі.

Як мінерал тетрагональної сингонії, рутил має пряме погасання. Дрібні його кристали голкуватої форми спостерігаються як включення у кварці, у таких випадках добре видно його високе інтерференційне забарвлення.

Турмалін - мінерал зі складним і змінним хімічним складом, який відноситься до кільцевих боратосилікатів, що утворюють ізоморфні ряди. Найбільш поширені представники цих рядів дравіт -NaMg₃Al₆[Si₆O₁₈][BO₃]₃(OH,F), шерл - (Na,Ca) Fe²⁺Al₆[Si₆O₁₈][BO₃]₃(OH,F) та ельбаїт - Na(Li,Al)₃ Al₆x [Si₆O₁₈][BO₃]₃(OH,F).

Кристалізується турмалін у тригональній сингонії, утворюючи стовбовидні, витягнуті призматичні або голкуваті кристали, які часто зростаються у променисті агрегати - "турмалінове сонце".

Хімічний склад мінералів відбивається на їх забарвленні як у зразках, так і в шліфах під мікроскопом. Зокрема, макроскопічно дравіт - зелений, шерл - чорний, ельбаїт - ніжно-рожевий.

Забарвлені турмаліни у шліфах мають чіткий плеохроїзм у видовжених розрізах: дравіт від блідо-жовтого або світло-бурого до безкольорового; шерл - від зеленого або синього до рожево-бурого, інколи забарвлення зональне або плямисте, ельбаїт - від майже безкольорового до блакитного або червоного.

Спайності мінерали не мають, але як правило, спостерігаються тріщини віддільності, орієнтовані перпендикулярно до граней призми. Всі турмаліни одноосні, від'ємні, погасання пряме, видовження від'ємне.

Показники заломлення і сила подвійного променезаломлення змінюються залежно від хімічного складу турмаліну (табл. 4).

Таблиця 4 - Оптичні властивості мінералів групи турмаліну

Оптичні властивості	Дравіт	Шерл	Ельбаїт
n0	1,635-1,661	1,655-1,675	1,640-1,655
ne	1,610-1,632	1,625-1,650	1,615-1,620
=n0-ne	0,021-0,026	0,025-0,034	0,017-0,024

У шліфах турмалін можна сплутати з біотитом або роговою обманкою. Щоб цього не відбулося, потрібно пам'ятати, що, по-перше, вміст у породі турмаліну завжди дуже незначний (долі або одиниці %), по-друге, він не має спайності, по-третє, турмалін при плеохроїзмі набирає найбільш темного забарвлення, коли довга грань кристалу перпендикулярна до напрямку коливань світла у поляризаторі, а біотит має дуже темне забарвлення у момент, коли промені світла коливаються паралельно довгій грані, або спайності. Від рогової обманки турмалін відрізняється прямим погасанням і вісністю.

Турмалін - типовий мінерал пегматитових жил, рідше зустрічається у гранітах; серед метаморфічних порід, у яких спостерігається цей мінерал, можна назвати грейзени, вторинні кварцити, метеморфізовані гранітоїди.

Флюорит - CaF₂ досить рідко трапляється як акцесорний мінерал в інтрузивних породах з підвищеним вмістом лугів, але характерний для пегматитів та особливо грейзенів.

Флюорит - мінерал оптично ізотропний, так як кристалізується у кубічній сингонії. У прозорих шліфах флюорит безкольоровий, його показник заломлення набагато менший ніж у канадського бальзаму (n=1,434) через те у мінералу добре виражений від'ємний рельєф та сильна шагрень. Для флюориту характерна досконала спайність у чотирьох напрямках, але у шліфах можна спостерігати три системи тріщин під кутом 60⁰ одні до других. Від'ємний рельєф та відсутність інтерференційного забарвлення дозволяє досить легко визначити флюорит під мікроскопом.

Із рудних мінералів найбільш поширені у магматичних породах магнетит, ільменіт, титано-магнетит, гематит і пірит. Діагностика цих мінералів проводиться за спеціальною методикою і за допомогою спеціального рудного мікроскопа, так як у шліфах вони непрозорі. Можна скористатися і поляризаційним мікроскопом, обладнаним спеціальною приставкою (опак-ілюмінатором).

Вивчаючи породи у прозорих шліфах попереднє визначення рудних мінералів проводять у відбитому світлі, спрямовуючи світло на шліф зверху. Якщо у паралельному світлі рудні мінерали всі одинакові (чорні, непрозорі), то у відбитому вони мають різний колір, або відтінки, що дозволяє їх розрізняти. Зокрема магнетит у відбитому світлі стального, сірого кольору, інколи з червонуватим відтінком; ільменіт - сірувато-білий трохи жовтуватий, він зазвичай оточений білими ватоподібними продуктами руйнування - лейкоксеном; титано-магнетит у відбитому світлі сірий і дуже подібний на магнетит, але на відміну від нього при змінах заміщується лейноксеном; гематит - сталево-сірий з сильно вираженим металічним блиском, тонкі пластинки цього мінералу просвічують червоно-кривавим кольором; пірит - світло-жовтий або золотисто-жовтий з металічним блиском.