М. И. Дубровский комплексная классификация магматических горных пород




НазваниеМ. И. Дубровский комплексная классификация магматических горных пород
страница1/38
Дата05.09.2012
Размер6.98 Mb.
ТипДокументы
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   38
МИНИСТЕРСТВО ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ


Комитет природных ресурсов по Мурманской области


Российская Академия Наук

КОЛЬСКИЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР

Геологический институт


М.И.Дубровский


КОМПЛЕКСНАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ МАГМАТИЧЕСКИХ ГОРНЫХ ПОРОД


Ответственный редактор профессор Н.Ф.Шинкарев


Апатиты 2002

MINISTRY OF NATURAL RESOURCES OF THE RUSSIAN FEDERATION


Committee on natural resources of the Murmansk region


Russian Academy of Sciences


KOLA SCIENCE CENTRE

Geological Institute


M.I.Dubrovsky


COMPLEX CLASSIFICATION OF MAGMATIC ROCKS


Editor-in-chief N.F.Shinkarev


Apatity 2002


Печатается по постановлению

Президиума Кольского научного центра Российской академии наук


УДК 552.2+552.3

Дубровский М.И.

Комплексная классификация магматических горных пород.

— Апатиты: Изд. Кольского научного центра РАН, 2002. -234 с.


Предлагаемая классификация учитывает многие свойства магматических горных пород: генетические, структурно-геологические, текстурно-структурные, минералогические и химические. В ней использованы следующие таксонные категории (в иерархическом порядке): тип, класс, отряд, группа, ряд, семейство, род, разновидность и индивид, со строго обоснованными и однозначными критериями выделения. Химический состав пород для классификации представляется в виде нормативных миналов, получаемых пересчетом оксидов по расширенной и детализированной методике CIPWD (D-Дубровский), алгоритм которой приведен в работе. На основе экспериментальных и теоретических фазовых диаграмм (flow sheet) показана четкая корреляция нормативных миналов (компонентов) и минералов (фаз) для пород без гидроксилсодержащих минералов и вполне удовлетворительная - с таковыми, что позволяет более обоснованно систематизировать породы с равноправным использованием минеральных и химических (минальных) составов, которые дополняют и контролируют друг друга. В работе приведен полный пакет классификационных таблиц и диаграмм. Графическое выражение зависимости различных параметров позволяет наглядно производить сопоставления большого количества данных на разных уровнях систематики магматических горных пород. Петрохимическая основа классификации может использоваться для систематики пород различного генезиса.

Ил. - 71, табл. - 92, библиогр. - 81 назв.


Рецензенты: профессор Г.Б.Ферштатер,

доктор геол.-минерал. наук А .А. Предовский


© Дубровский М.И., 2002

© Геологический институт КНЦ РАН, 2002

© Кольский научный центр РАН, 2002

Published by decision

of the Presidium of the Kola Science Centre Russian Academy of Sciences

UDC 552.2+552.3

Dubrovsky M.I.


Complex classification of magmatic rocks

- Apatity: Print. Kola Science Centre RAS, 2002. -234 p.


The suggested classification takes into account many features of magmatic rocks: genetic, stmctural-geological, texmral-structural, mineralogical and chemical. The following taxonomical categories (in hierarchical order) have been used in it: type, class, order, group, series, family, genus, individual and variety. The distinguishing criteria are well-grounded and unambiguous. The chemical composition and classification are represented as norm minals, obtained by calculation of oxides by the expanded and detailed CIPWD (D-Dubrovsky) technique, which algorithm is given in the work. On the basis of experimental and theoretical flow sheets a distinct correlation between norm minals (components) and minerals (phases) in rocks without hydroxile containing minerals is shown. In rocks with hydroxile containing minerals this correlation is rather satisfactoiy. That allows one to classify rocks with better grounds and equal use of mineral and chemical (minal) compositions, that complement and controle one another. Graphical representation of different parameters' relationship allows one clearly to compare a large amount of data at different levels of magmatic rock classification. The petrochemical basis may be used for classification rocks of different origin.

Fig. - 71, tabl. - 92, references - 81.


Reviewers:

G.B.Fershtater and A.A.Predovsky


© Dubrovsky M.I., 2002

© Geological InstituteKSC RAS, 2002

© Kola Science Centre Russian Academy of Sciences, 2002

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

  1. Введение 8

  2. Краткий обзор современных классификаций 13

  3. Физико-химические предпосылки создания рациональной комплексной
    классификации магматических горных пород 17

3.1. Физико-химические особенности породообразующей оксидной

системы 19

  1. Миналы - компоненты и минальные подсистемы оксидной системы ……………………………………………………………………... 21
    3.2.1. Алгоритм пересчета результатов химического анализа на

миналы - система пересчетов CIPWD 43

  1. Минералы-фазы магматических горных пород 77

  2. Эксперименты и интерпретация их результатов 85

  1. Система KAlSiO4(kp)-Mg2SiO4(fo)-SiO2(q)-H20 85

  2. Система Si02 (q)-NaAlSiO4(ne)-Mg2SiO4(fo)-Ca2Si04(cs)-H20 .. 98

3.4.3. Система SiO2 (g)-NaAlSiO4(ne)-KAlSiO4(kp)-Mg2SiO4(fo)-
Ca2SiO4(cs)-H20 108

3.4.4.Система SiO2(q)-NaAlSiO4(ne)-KAlSiO4(kp)-Mg2SiO4(fo)-
Fe2SiO4(fa)- А12O3(с)-Н2O 118

3.4.5. Минеральные ассоциации в нормативно-минальных
подсистемах 8-компонентной оксидной системы при
различных условиях водного давления 126

4. Комплексная классификация магматических горных пород 134

  1. Таксонные категории, их иерархия и критерии выделения 136

  2. Классификационная схема 150




  1. Классификация классов горных пород на уровне отрядов,
    групп, рядов и семейств 153

  2. Классификация магматических горных пород на уровне
    семейств, родов и индивидов (видов) 162

  3. Сопоставление результатов систематики магматических
    горных пород по схеме Петрокомитета и автора 167

5. Заключение 176

Литература 181

Приложение I: Таблицы 3.7-3.29 к разделу 3.2.1 186

Приложение II: Таблицы 3.40-3.50 к разделу 3.4.5 196

Приложение Ш: Таблицы 4.2-4.17 к разделу 4.2.1 206

Приложение IV: Рисунки 4.7-4.54 (классификационные диаграммы)

к разделу 4.2.2 220

Приложение V: Таблицы 4.18-4.42 (петрографические роды)

к разделу 4.2.2 . 246

Приложение VI: Таблица 4.43 к разделу 4.2.3 259


CONTENTS


Page

  1. Introduction 8

  2. Short review of present-day classifications 13

  3. Physical and chemical premises for making a rational complex classification

of magmatic rocks 17

  1. Physical and chemical features of the rock-forming oxidic system 19

  2. Minals - components and minal subsystems of the oxidic system 21

3.2.1. Calculation algorithm of chemical analysis results to minals -

schedule of calculation in the CIPWD system 43

3.3 Minerals-phases magmatic rocks 77

3.4. Experiments and interpretation of their results 85

  1. System KAlSi04(kp)-Mg2Si04(fo)-Si02(q)-H20 85

  2. System Si02(q)-NaAlSi04(ne)-Mg2Si04(fo)-Ca2Si04(cs)-H20 98




  1. System Si02(q)-NaAlSi04(ne)-KAlSi04(kp)-Mg2Si04(fo)-
    Ca2Si04(cs)-H20 108

  2. System Si02(q)-NaAlSi04(ne)-KAlSi04(kp)-Mg2Si04(fo)-
    Fe2Si04(fa)- А1203(с)-Н20 118

3.4.5. Mineral associations in norrnative-ininal subsystems of 8-component oxidic system under different water pressure conditions 126

4. Complex classification of magmatic rocks 134

  1. Taxonomical categories, their hierarchy and distinguishing criteria 136

  2. Classification system 150




  1. Classification of rock classes at the level of orders, groups series

and families 153

  1. Classification of magmatic rocks at the level of families, genera

and individuals (species) : 162

  1. Compariison of results for magmatic rock classification by
    Petrocommittee's system and the author's system 167

5. Conclusion 176

References 181

Appendix I: Tables 3.7-3.29 to section 3.2.1 186

Appendix II: Tables 3.40-3.50 to section 3.4.5 196

Appendix III: Tables 4.2-4.17 to section 4.2.1 206

Appendix IV: Figures 4.7-4.54 (classification diagrams) to section 4.2.2 220

Appendix V: Tables 4.18-4.42 (petrographic genera) to section 4.2.2 246

Appendix VI: Table 4.43 to section 4.2.3 259


Научное издание


Дубровский Михаил Иванович

КОМПЛЕКСНАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ МАГМАТИЧЕСКИХ ГОРНЫХ ПОРОД


Редактор Л.П.Волкова Технический редактор В.А.Ганичев


Лицензия ПД 00801 от 06 октября 2000 г.


Подписано к печати 24.12.2001

Формат бумаги 70x108 1/16.Бумага офсетная. Печать офсетная.

Гарнитура Times/Cyrillic

Усл.печ.л. 20.7. Заказ № 8. Тираж 200 экз.


Российская Академия Наук

Ордена Ленина Кольский научный центр им.С.М.Кирова 184209, Апатиты, Мурманская область, ул.Ферсмана, 14

  1. ВВЕДЕНИЕ


Необходимость в классификациях для таких наук, которые имеют дело с большим числом разнообразных объектов исследования, очевидна и не требует доказательства. На протяжении всей истории геологии исследователи занимались разработками различных классификаций, о чем более подробно можно узнать из работ (Заварицкий, 1956; Магматические горные породы 1983). Особый интерес проявлялся к магматическим породам, и их классификацией занимались корифеи геологической науки мирового масштаба. Более или менее обоснованные классификации магматических горных пород появились в середине прошлого века, когда для их изучения стал применяться микроскоп. И как отмечается в работе (Магматические горные породы 1983): "Классификации магматических пород с момента их появления развивались по двум различным и слабо увязанным направлениям: количественно-минералогическому и химическому. Это привело к появлению различных вариантов количественных минеральных и химических классификаций, отличающихся друг от друга по числу выделяемых классов пород и по положению границ между классами" (с.6). Естественно, имелись и имеются как сторонники минеральных принципов классификации, так и химических. Очевидно, что более рациональный подход к данной проблеме, который признается, вероятно, всеми геологами - это комплексное использование минерального и химического состава пород. Но попытки разработать такую комплексную классификацию магматических горных пород не увенчались успехом до настоящего времени. Как отмечается в работе (Магматические горные породы 1983), даже только для гранитов, при сопоставлении количественно-минеральной и химической классификации, не удалось достичь соответствия между ними. Считается, что причины этого кроются в том, что породы сходного химического состава часто имеют различный минеральный состав. Вместе с тем признается, что оба направления классификаций - количественно-минеральное и химическое - необходимы и должны быть взаимоувязаны.

Другой причиной, усложняющей разработку количественной классификации, называется отсутствие естественных границ между различными породами (Заварицкий, 1956). Тем не менее уже век назад были известны группы пород, четко различающиеся между собой: кислые и средние - гранитоиды, диоритоиды; основные -габброиды; ультраосновные - различные перидотиты; щелочные, известково-щелочные и т.д. Поэтому необходимо установить, на каком уровне различия-сходства происходит постепенный переход между породами, а на каком- существуют четкие естественные границы. И задача науки - объяснить это явление. Вполне понятно существование (наличие) большого количества классификаций магматических горных пород на основе минерального состава, структуры и текстуры и сторонников таких классификаций, поскольку в этом случае используются "лежащие на поверхности" свойства. Тем более, что в настоящее время имеется возможность экспрессно и довольно точно определять химический состав минералов микрозондовым анализом. Из минеральных классификаций особого внимания заслуживает классификация магматических горных пород Шэнда, основанная "на признании известной химической несовместимости среди породообразующих минералов" (Shand, 1931, р.50-51). Более подробно об этой классификации будет сказано в соответствующем разделе. Данная классификация с незначительными изменениями будет сопоставляться с петрохимической классификацией, для того чтобы создать комплексную минералого-химическую.

Из химических классификаций наиболее широкой известностью пользуются классификация Левинсон-Лессинга, система магматических норм Ниггли и нормативная система химических составов CIPW (Заварицкий, 1950; Четвериков, 1956; Ефремова, Стафеев, 1985; Cross et al., 1903). К сожалению, приходится констатировать, что к настоящему времени не существует более или менее приемлемой минерально-химической классификации. В той или иной мере химический состав использовался как дополнительная информация к минеральному составу. Были выделены минералы по насыщенности SiO2 и Аl2О3, которые использовались с целью установления границ между различными группами пород (Shand, 1927, 1949). Как отмечает А.Н.Заварицкий (1956), делались попытки получить данные для проведения таких границ путем статистического рассмотрения совокупностей разных горных пород. Однако эти попытки не дали существенных результатов и вряд ли дадут даже при современной компьютеризации, поскольку при разработке классификаций необходимо выявлять естественные границы, а не статистические. Там же, где этих "естественных" границ нет, их не сможет определить ни один статистический метод. Практически все создатели (разработчики) классификационных схем видели минералого-химические границы между определенными группами горных пород, но при этом не была предложена обоснованная номенклатура этих групп, их строгая соподчиненность, четкие объемы и границы, т.е. не были выделены таксонные категории и не была разработана их иерархия. В последнее время (Классификация и номенклатура 1981; Магматические горные породы 1983; Rock, 1981) исследователи склоняются к мысли о рациональном использовании таксонов, применяемых в биологии. Ниже мы покажем, как эти идеи реализуются на практике.

Из обзора истории создания классификационных схем (Заварицкий, 1956; Магматические горные породы 1983) складывается впечатление, что перебраны все варианты сочетания минерального состава и химического, выраженного в оксидах, а классификация, которая бы отвечала всем требованиям, предъявляемым к таким категориям разработок, так и не создана. Возникает естественный вопрос: возможно ли создание такой схемы, а если нет, то почему? По мнению автора настоящей работы, создание приемлемых химической и комплексной классификации горных пород, с использованием их химического состава в оксидном выражении, не представляется возможным, поскольку по содержанию оксидов нельзя однозначно провести границы между различными группами пород.

Попытка создания классификации горных пород на основе "нормативных минералов" CIPW также не увенчалась успехом вероятно потому, что создатели этой схемы не четко представляли, что отражает "нормативно-минеральный" состав породы и как он связан с минеральным составом. Дальше всех в разрешении данной проблемы продвинулся Шэнд (Shand, 1927, 1949). Он прекрасно понимал зависимость минерального (фазового) состава изверженных пород от химизма магмы и условий ее кристаллизации и подчеркивал, что классификация магматических пород может быть только физико-химической. Его идеи по делению пород на группы по степени насыщенности кремнеземом и глиноземом, а не по их содержанию, требуют более глубокого осмысливания и развития. Уровень знания его времени не позволил ему создать комплексную классификацию, но он изложил главные принципы такой классификации. Касаясь использования диаграмм Харкера и Гроута [(K+Na)-Si02], Шэнд, как отмечают Гиорсо и Кармайкл (1992), с характерным провидением возразил: "Для того чтобы химическая классификация имела какое-либо значение, она должна учитывать все молекулы, присутствующие в породе, а не одну единственную". Гиорсо и Кармайкл пишут: "Мало что изменилось по сравнению с началом века сейчас, когда он на исходе". И далее они приводят цитату из Шэнда (Shand, 1913): "Всякий, кто сможет создать систему, в которой химические и минералогические свойства будут удовлетворительно скоррелированы, решит величайшую проблему петрографии". (р.488), что относится и к сегодняшнему дню.

К настоящему времени разработаны основные принципы построения классификационных схем (Магматические горные породы1983, с.20):

а) каждая классификация должна быть целенаправленной;

б) критерии разделения должны обладать объективностью, легко наблюдаться и прилагаться ко всем объектам классификации;

в) все единицы подразделяемого сообщества должны найти в классификации свое строго определенное и единственное место;

г) каждое последовательное расчленение классифицируемого множества должно каждый раз осуществляться по единому признаку.

Тем не менее, нет классификации магматических пород, которая отвечала бы выше приведенным требованиям.

Автор данной работы проблемами классификации горных пород начал заниматься с 1968 г., поскольку для целей физико-химического моделирования процессов образования горных пород - главного научного интереса автора - также необходима их строгая классификация, так как прежде чем моделировать, нужно знать, что моделировать. Поэтому к решению рассматриваемой проблемы автор подошел с физико-химических позиций, позволяющих понять

генетическую сущность связи химического (компонентного) состава магмы и минерального (фазового) состава породы, которая образовалась из этой магмы, и использовать это в классификационных целях. В данной монографии рассматриваются вопросы классификации только алюмосиликатных магматических пород и не затрагиваются такие магматические породы, как карбонатиты и различные рудные образования. Тем не менее, новый алгоритм расчета (CIPWD) позволяет пересчитывать химические составы пород любого генезиса на нормативные составы, а последние использовать для их петрохимической систематики.

Предлагаемая работа является плодом многолетних раздумий, поисков и выбора рациональных вариантов и решений. Окончательное написание книги осуществлено в 1997 г. в Лаборатории магматизма и магматогенного рудообразования Геологического института Кольского научного центра РАН в рамках исследований по теме "Моделирование петрогенных систем с участием расплавов и флюидов (нефелиннормативные системы)".

В процессе исследований автор ощущал постоянную поддержку со стороны директора института акад. РАН Ф.П.Митрофанова и зав. лабораторией член-корр. РАЕН А.Н.Виноградова. Некоторые методические вопросы обсуждались с к.г.-м.н. В.Я.Евзеровым, чьи советы и замечания были учтены при написании монографии. Большую помощь в подготовке рукописи к печати оказали Л.И.Храмкова, Г.А.Гращенко, Е.Г.Балаганская и сотрудники оформительского бюро Геологического института. Автор выражает глубокую благодарность всем, кто оказывал ему помощь и содействие в работе.

В работе приняты следующие сокращения названий минералов:

А-Ат - щелочной амфибол

Аb- альбит

А-Срх - щелочной пироксен

Adr-андрадит

Aeg-эгирин

Ак- акерманит

Als – альсилит (Аl2SiO5)

Am - амфибол

An - анортит

Anl - анальцим

Ар - апатит

Arf - арфведсонит

Aug - авгит

Bt - биотит

Саn(Сrn) - канкринит

Сс- кальцит

Chr - хромит

Chl - хлорит

Cor(Crn) - корунд

Срх-клинопироксен

Crd - кордиерит

Cr-Sp - хромшпинелид

Di - диопсид

En - энстатит

Ер -эпидот

F(foid) - фельдшпатоид Fa - фаялит

Feak - ферроакерманит

Fe-mer - ферромервинит

Fo - форстерит

Fs - ферросилит

Fsp(feld) - полевой шпат

Gh- геленит

Gr- гранат

Gls(Gs) - стекло

Нbl- роговая обманка

Hd - геденбергит

Mi - микроклин

Мо - монтичеллит

Mt - магнетит

Mu(Ms) - мусковит

Na-mel - натриевый мелилит

Ne - нефелин

01 - оливин

Per - периклаз

Pf- перовскит

Р1 - плагиоклаз

Рhl - флогопит

Qtz - кварц

Ran -ранкинит

Rm - рудный минерал

Нт - гематит

Ilm - ильменит

К-Ат - калиевый амфибол

Kir - кирштейнит

Kls - кальсилит

Kfs - калиевый полевой шпат

Ку - кианит

Let - лейцит

Let1 - псевдолейцит

Lep- лепидомелан

Ln - ларнит

Mel - мелилит

Мег - мервинит


Ru - рутил

Sil - силлиманит

Sod(Sdl) - содалит

Sph(Tn) - сфен(титанит)

Spl - шпинель

Spr- серпентин

ss - твердый раствор

Тор - топаз

Ti-Mt - титаномагнетит

Wo - волластонит

Wu - вюстит

Zr- циркон

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   38

Похожие:

М. И. Дубровский комплексная классификация магматических горных пород iconМ. И. Дубровский комплексная классификация магматических горных пород
Графическое выражение зависимости различных параметров позволяет наглядно производить сопоставления большого количества данных на...
М. И. Дубровский комплексная классификация магматических горных пород icon1. Нескальные грунты. Определения. Характеристика грунтов
Классификация горных пород по происхождению. Характерные формы залегания горных пород. Привести примеры
М. И. Дубровский комплексная классификация магматических горных пород iconПредмет: География Класс: 6 Учебник: Герасимова Т. П., Неклюков Н. П. Учитель: Вагизова Ф. Г. Тема: Горные породы и минералы.
Цель: Сформировать представление о происхождении магматических, осадочных и метаморфических горных пород. Научить различать происхождение...
М. И. Дубровский комплексная классификация магматических горных пород icon2 физико-механические свойства горных пород
Знание свойств горных пород необходимо при интерпретации диаграмм геофизических исследований скважин. Без знания свойств горных пород...
М. И. Дубровский комплексная классификация магматических горных пород iconПрограмма-минимум кандидатского экзамена по специальности 25. 00. 04 «Петрология, вулканология» по геолого-минералогическим наукам
Настоящая программа базируется на основных разделах минералогии, а также вузовских дисциплинах, рассматривающих происхождение и методы...
М. И. Дубровский комплексная классификация магматических горных пород icon«механика горных пород и грунтов»
...
М. И. Дубровский комплексная классификация магматических горных пород iconЛекция 4 генетическая классификация месторождений
В соответствии с главными подразделениями геологических процессов и горных пород все месторождения полезных ископаемых подразделяются...
М. И. Дубровский комплексная классификация магматических горных пород iconРабочая программа учебной дисциплины основы петрофизики и разрушения горных пород
Одновременно с приобретением новых знаний студент в процессе изучения курса должен освоить навыки самостоятельного исследования теоретических...
М. И. Дубровский комплексная классификация магматических горных пород iconПрограмма спецкурса “структурогенез метаморфических горных пород” для студентов IV курса специальности «петрология» Составил
Цели преподавания курса: дать студентам-петрологам главнейшие сведения о структурах и текстурах метаморфических горных пород, механизмах...
М. И. Дубровский комплексная классификация магматических горных пород iconВопросы на зачет «физика пласта»: Классификация горных пород по происхождению. Классификация коллекторов
Вопросы брать через два. Ответы на вопросы с учебника или лекций не копировать один к одному, а переработать, т е дать свой вариант...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница