Файл: Чесноков, Б. В. Относительный возраст минеральных индивидов и агрегатов.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.10.2024
Просмотров: 76
Скачиваний: 0
|
|
|
|
|
|
|
СОДЕРЖАНИЕ |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Предисловие |
|
. |
. |
. |
. |
. |
|
. |
|
. |
. |
|
. |
. |
. |
. |
|
3 |
|
Общие сведения об относительном возрасте минералов и методика |
1 |
||||||||||||||||||
исследования |
|
................................................................................................. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Объекты изучения и содержание |
морфологического метода |
|
. |
■ |
‘I |
||||||||||||||
О возрастных соотношениях и условиях образования минералов |
. |
6 |
|||||||||||||||||
Полевые наблюдения и отбор проб |
|
|
. . . . |
|
. . . |
|
8 |
||||||||||||
Подготовка проб к лабораторному изучению |
. |
. . . . . |
. |
9 |
|||||||||||||||
Лабораторное |
изучение |
проб |
. |
|
|
. |
. |
|
. |
. |
. |
П |
|||||||
Одновременный |
рост |
минералов |
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
17 |
|||||
Индукционные формы на кристаллах н их номенклатура |
. |
. |
. |
17 |
|||||||||||||||
Механизм образования индукционных форм на кристаллах |
. |
. |
22 |
||||||||||||||||
Особенности наблюдении над индукционными формами |
|
|
33 |
||||||||||||||||
Использование |
индукционных |
форм |
при |
изучении механизма |
роста |
35 |
|||||||||||||
к р и с т а л л о в ............................................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
. . . . . . . |
|
||||||||||
Индукционные |
формы на сферолнтах |
|
|
|
37 |
||||||||||||||
Использование зональности кристаллов для установления одновре |
‘10 |
||||||||||||||||||
менности |
образования |
несонрикасающнхси |
индивидов |
|
. |
. |
. |
||||||||||||
Образование |
минералов |
в |
условиях |
последовательного свободного |
41 |
||||||||||||||
р о с т а ............................................................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Жилы заполнения открытыхт р е щ и н ....................................................... |
. |
. |
. |
. |
. |
. |
. |
|
41 |
||||||||||
Парастаипя |
и обрастания |
минералов |
|
|
47 |
||||||||||||||
Разновозрастные |
части |
кристалла |
|
. |
. |
. |
|
. |
. |
. |
. |
|
54 |
||||||
Пссонрнкасающпсся |
минеральные |
тела |
|
. |
. |
|
. |
. |
. |
. |
|
59 |
|||||||
Признаки замещения |
минералов |
|
. |
|
. |
. |
. |
|
. |
. |
. |
. |
|
GO |
|||||
Жилы з а м е щ е н и я ...................................................................................................... |
|
|
. |
. |
|
. |
. |
. |
|
. |
. |
. |
. |
|
G1 |
||||
Псевдоморфозы |
замещения |
|
|
|
|
03 |
|||||||||||||
Параморфозы |
и |
метамнктпые |
тела |
. |
. |
. |
. |
|
. |
. |
. |
. |
|
G8 |
|||||
Метакристаллы |
|
. |
. |
|
. |
. |
|
|
. |
. |
|
. |
. |
. |
. |
|
72 |
||
Минеральные тела, образованные при |
распиле |
|
тт рдых |
растворов |
83 |
||||||||||||||
Перекристаллизация минералов |
. |
|
. |
|
. |
. |
|
. |
. |
. |
. |
|
87 |
||||||
Перекристаллизацияи н д и в и д а ................................................................................ |
|
|
|
■ индивидом |
. . . |
|
88 |
||||||||||||
Перекристаллизация |
несопрпкасающпхся |
|
90 |
||||||||||||||||
Перекристаллизация |
соприкасающихся |
индивидов |
. . . . |
|
92 |
||||||||||||||
Список л и тер атур ы ................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
: . . |
101 |
Борис Исиентинпвич Чесноков
Относительный возраст минеральных индивидов и агрегатов
Редактор издательства М. Д. Мирзосва
Редактор М. Б. Бородасвская
Технический редактор Л. В. Дунаева
|
Корректор Т. Ю. Шульц |
|
|
||
Сдано в набор 30/V111 |
1973 г |
Подписано |
в печать 5/Х1 |
1973 г. |
Т-17485 |
Формат бОХЭО1/^ |
Бумага-№ 2 |
Печ. л. 0,5 |
Уч.-изд. л. 7,18 |
Издательство «Недра», 103633, Москва, К-12, Третьяковский проезд, 1/19
Московская типография № 32 «Союзмолмграфпрома» при Государственном комитете Совета Министров СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли. Москва, К-51, Цветной бульвар, д. 26.
Б. В. ЧЕСНОКОВ
ОТНОСИТЕЛЬНЫЙ
ВОЗРАСТ
МИНЕРАЛЬНЫХ
ИНДИВИДОВ И АГРЕГАТОВ
ИЗДАТЕЛЬСТВО « Н Е Д Р А »
Мо с к в а 1974
УДК 553.2
Чесноков Б. В. Относительный возраст минеральных инди видов и агрегатов. М., «Недра», 1974, с. 104
В книге дано систематическое описание критериев относи тельного возраста минералов. Критерии основаны на комплекс ном изучении морфологии минеральных индивидов и агрегатов (кристаллов, зерен, друз, зернистых агрегатов и других минераль ных тел). При изучении месторождений выделяются минералы ранние, одновременно образовавшиеся н поздние минералы. Све дения об относительном возрасте минералов имеют первостепен ное значение при решении задач практической геологии (особен но рудничной геологии) и при разработке вопросов теории рудообразования, а также при изучении ряда искусственных твердых материалов (синтетических кристаллов, металлов, шла ков, керамики, цемента и т. п.), а также минеральных тел не
земного происхождения. |
рекомендована широкому |
кругу геоло |
|
Книга |
может быть |
||
гов и студентов. |
101, список литературы — |
96 назв. |
|
Таблица 1, |
иллюстраций |
294—130 |
© Издательство «Недра», 19741 |
94—74 |
|
043(01)—74 |
|
ПРЕДИСЛОВИЕ
На основании изучения морфологии минералов можно оп ределить их относительный возраст, выделив минералы ранние, поздние и одновременно образовавшиеся. Сведения об относи тельном возрасте минералов используются при решении многих задач теоретического и прикладного характера.
Относительный возраст минералов представляет одну из главных проблем их онтогении, как особого раздела генетичес кой минералогии. Метод определения относительного возраста минералов, основанный на комплексном изучении их морфоло гии, называется морфологическим.
Методические работы в данной области сравнительно немно гочисленны. Большинство их выполнено исследователями.рудных месторождений и относится к изучению шлифов руд под микро скопом (Адамс и др., 1934; Edwards, 1947; Бетехтин и др., 1958;
Рамдор, 1962). Важные сведения о возрастных соотношениях минералов приведены в книге Д. П. Григорьева «Онтогения минералов» (1961).
В предлагаемой книге дано описание морфологических приз наков относительного возраста минеральных индивидов и агре гатов. Аморфные минеральные тела не рассматриваются.
Книга может быть рекомендована широкому кругу геологов, а также студентам. Ее могут использовать и специалисты, изучающие искусственные твердые материалы: синтетические кристаллы, металлы, шлаки, керамику, цементы и т. д., а также исследователи минеральных тел неземного происхождения.
При работе над книгой автор получал ценные советы и за мечания от Г. Н. Вертушкова, Д. П. Григорьева, Ю. М. Дашко ва, А. Г. Жабина, С. А. Руденко, В. Н. Сергеева, Н. П. Юшкина, П. Я- Яроша, которым вырахсает свою глубокую благодар
ность. |
таюке Г. И. Вилесову и |
Автор вырахсает благодарность |
|
А. А. Зверюге за рекомендации при |
составлении плана книги. |
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОТНОСИТЕЛЬНОМ ВОЗРАСТЕ МИНЕРАЛОВ
И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
ОБЪЕКТЫ ИЗУЧЕНИЯ И СОДЕРЖАНИЕ МОРФОЛОГИЧЕСКОГО МЕТОДА
Объектами изучения являются разнообразные минеральные тела, представленные отдельными индивидами и агрегатами.
Под индивидом понимается отдельный кристалл или кри сталлическое зерно, имеющие фазовые границы с окружающей средой. Агрегат представляет естественную совокупность сопри касающихся индивидов.
Определение относительного возраста минералов при помо щи морфологического метода основано на комплексном изуче нии таких явлений, как внешняя морфология минеральных тел, их строение (внутренняя морфология), общие размеры и раз меры их частей, положение тел и их частей в пространстве, ко личество (число) и содержание (в объемных или весовых про центах) тел в данном объеме пространства.
Изучение соотношений каждого индивида или агрегата с ок ружающими минеральными телами должно быть охарактери зовано в трех измерениях.
Особенности внешней и внутренней морфологии кристаллов и зерен минералов, а также минеральных агрегатов детально освещены в трудах Г. Г. Леммлейна [35], И. И. Шафрановско-
го {81, 82, 83, 84] и Д. П. Григорьева [14, 91].
Под внешней морфологией автором понимаются особенности (формы кристаллов и агрегатов, под внутренней — особенности строения, наблюдаемые внутри кристалла, зональность и сек- 'ториальность, полости растворения, залеченные трещины, гра
ницы между блоками и т. д.
В определении относительного возраста минералов оказыва ет помощь изучение и их размеров. Кроме внешних размеров индивидов приходится учитывать и размеры их частей: отдель
4
ных граней и ребер, зон и пирамид нарастания, разнообразных пор и включений.
Положение индивида или агрегата в пространстве характе ризуется следующим образом. Во-первых, даются сведения о координатах центра масс данного тела. Обычно такие коорди наты выбираются произвольно; своеобразными реперами при этом могут быть соседние минеральные тела или их части. Вовторых, необходимы сведения об ориентировке минерального тела относительно некоторого репера (окружающих минераль ных тел или их частей, вектора силы тяжести, магнитного ме ридиана или осей той или иной системы координат). В изучае мом минеральном теле выбирается направление (или несколько направлений) и определяется его ориентировка относительно избранного репера. В кристаллах такими направлениями обыч но являются кристаллографические оси. Сведения об ориенти ровке минеральных тел в пространстве нередко являются реша ющими при установлении относительного возраста минералов (нарастания кристаллов, эпитаксические срастания, реликты не замещенного кристалла в псевдоморфозах и т. д.).
Минеральные индивиды и агрегаты распределены в земной коре неравномерно, образуя области сгущения и разрежения. Изучение подобных аномалий позволяет получать определен ные сведения об относительном возрасте минералов.
При помощи морфологического метода определяется относи тельный возраст не какой-то «безличной» массы минерального вещества, а конкретных минеральных тел—индивидов, агрегатов пли их частей. Не только разные индивиды одного минерально го вида с этой точки зрения не вполне одновременны в одном и том же месторождении, но и каждый индивид состоит из ча стей, образовавшихся в разное время. Особенно осторожно сле дует говорить об относительном возрасте «минерального вида вообще», когда речь идет о месторождениях с очень сложной ис торией формирования (например, пегматитовых).
Так, в известных нефелино-полевошпатовых пегматитовых жилах в Вишневых горах на Урале циркон является акцессор ным минералом. Часть его кристаллов образовалась одновремен но с крупными зернами микроклина и нефелина, слагающими главную массу жильного тела. Это — «малакоиовый» тип цир кона бипирамидального облика — непрозрачные коричневатые кристаллы в форме {Ш }. Другая часть кристаллов циркона образовалась одновременно с крупнопластинчатым альбитом,, замещающим микроклин и нефелин, т. е. явным образом позже, «малакоиового» циркона. Это — более мелкие и более прозрач ные кристаллы в форме {111} со слабым развитием формы {221}. Наконец, наиболее поздние кристаллы циркона находят ся в участках поздних изменений пегматитов (главным образом, канкринитизации нефелина). Часть этих кристаллов образова лась одновременно с магнетитом и бетафитом [71]. Такие кри
5
сталлы прозрачные, красновато-коричневые, с примерно одина ковым развитием форм {111} и {221}.
При морфологическом изучении минералов необходимо учи тывать следующие общие закономерности.
1. Рост кристаллов, происходящий плоскими слоями, меха низм которого объясняется теорией Косселя и Странского, и рост спиральными слоями, объясняемый теорией дислокаций. Площади слоев, проявляющихся на кристаллах в виде граней (или их участков), могут быть самыми различными, вплоть до субмнкроскопических.
2. Все кристаллы имеют те или иные несовершенства (дефек ты), связанные с определенными условиями в их формирова нии. Последовательная смена этих условий отражается в харак тере и взаимоотношениях различных несовершенств кристалла, изучая которые можно восстановить последовательность и при роду явлений, их обусловивших.
Дефекты кристаллов можно классифицировать следующим образом.
Несовершенства внешней морфологии: неравенство граней одной простой формы; неполное число граней одной простой формы; скульптура граней; поверхности соприкосновения с дру гими телами; прочие дефекты (следы растворения, деформации и т. д.).
Несовершенства внутренней морфологии: секториальность; зональность; мозаичность; двойники; разнообразные включения, в том числе поры; разнообразные деформации; прочие дефекты (неоднородности состава и строения без четких границ и др.); структурные дефекты (вакансии, межузельные атомы, смещен ные атомы, примесные атомы, дефекты упаковки, краевые п винтовые дислокации, субмикроскопические блоки и т. д.)
3.Несовершенства изменяют симметрию минерального тела,
вчастности кристалла, поскольку они вызываются воздействи
ем окружающей среды, — особенности симметрии последней «отпечатываются» на формирующемся в данной среде минераль ном теле [84].
4. Морфология минеральных тел изменяется в тех случаях, когда силы, действующие на эти тела, превышают определен ный энергетический порог. Поэтому многие минеральные тела доходят до нас в практически неизмененном виде [14].
ОВОЗРАСТНЫХ СООТНОШЕНИЯХ
ИУСЛОВИЯХ ОБРАЗОВАНИЯ МИНЕРАЛОВ
Предлагается следующая классификация возрастных соот ношений минералов.
I.Соотношения одновременного роста: 1) свободного роста,
2)роста в твердой среде.
В
II. Соотношения последовательного роста: 1) свободного роста, 2) роста в твердой среде.
При заданных условиях можно определить возможные воз растные соотношения минеральных тел. Так, для двух тел А и Б при условии их роста по схеме зарождение — рост — оконча
ние роста (без возобновления |
|
Время |
|
||||||||
роста после |
|
окончания) |
воз |
|
|
||||||
можны следующие возрастные |
|
|
|
|
|
|
|||||
соотношения (рис. 1). |
|
1РА0 |
|
|
7 |
0 |
' |
||||
Представленные |
возраст |
2 РЛ |
|
|
8 РА0ПА |
|
|||||
ные соотношения можно раз |
3 Рв0 |
|
|
9 РА0ПБ |
|
||||||
делить на три основные груп |
* РБПА |
|
|
Ю Р60ПА |
|
||||||
пы, представляющие одновре |
'§ 0ПА |
|
|
н |
Рб0ПБ |
|
|||||
менный |
рост |
(7), |
последова |
6 щ |
|
|
|
|
|
||
тельный рост |
(2 и 4) и частич |
Рис. 1. Возможные возрастные со- |
|||||||||
но одновременный |
рост |
(ос- |
отношения |
(1—11) |
минеральных |
||||||
тальные соотношения). |
|
тел А и Б. |
рост А до начала роста Б, |
||||||||
Рост минеральных тел мо |
Ра — ранний |
||||||||||
— ранний |
рост |
Б |
до |
начала роста А, |
|||||||
жет быть свободным или |
про- |
О — одновременный |
рост |
А н |
Б, Па — |
||||||
-и су пгти ть r |
т н й п л п й |
погтр |
Ппн |
поздний рост А после окончания роста Е, |
|||||||
ИСХОДИТЬ |
В ТВбрДОИ |
среде, при |
—поздний |
рост |
Б |
после |
окончания |
||||
свободном |
росте |
растущая |
|
роста |
А |
|
|
||||
грань (или |
иная поверхность) |
|
|
|
|
|
|
удалена от ближайших твердых тел на «бесконечно большое»
расстояние по |
сравнению с радиусом действия поверхностных |
|
сил кристалла |
(рост в свободном растворе, |
расплаве или газе). |
В твердой среде растущая грань (или иная |
поверхность) нахо |
|
дится в соприкосновении с твердым телом. |
|
Различный характер соприкосновения минеральных индиви дов в условиях роста одного из них или совместного роста удоб нее рассмотреть на примере кристаллов. Соседние кристаллы могут соприкасаться по всей площади своих границ. Фактичес кая площадь касания их [19] в этом случае, по-видимому, близ ка к 100%. Такое соприкосновение осуществляется при затверде вании расплавов, при некоторых явлениях перекристаллизации и в ряде других случаев. В этом случае кристаллы или не от деляются друг .от друга, или же отделяются с большим трудом.
• При росте в растворе между кристаллами может сохранить ся (хотя бы в период роста) тонкая пленка раствора. Толщина ее в общем соизмерима с радиусом действия поверхностных сил кристалла. Если эта пленка непрерывна, то фактическая пло щадь касания соседних кристаллов равна нулю. При этом мо жет обеспечиваться относительно прочное сцепление между кристаллами, хотя часто они могут быть отделены друг от дру га без особых затруднений.
Условия роста и соприкосновения кристаллов весьма опре деленно сказываются на особенностях их морфологии. Напри мер, граница раздела двух одновременно растущих индивидов имеет разную форму в зависимости от фактической площади
7