Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное  учреждение

высшего профессионального  образования

«КУБАНСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ»  
 

   Геологический факультет

   Кафедра региональной и морской геологии 
 
 

Нефтегазогеологическое районирование и перспективы нефтегазоносности Прикаспийской НГП

   КУРСОВАЯ  РАБОТА

   по  “Нефтегазоносные провинции СНГ” 
 
 
 

Выполнил: студент IV курса

47-й гр.

И. Э. Гарипов

Проверил

                                                                Симхаев В.З. 

Краснодар 2010 
 
 

СОДЕРЖАНИЕ 
 
 

 

Гарипов Игорь Эдуардович. «Магматические горные породы и их классификация» (курсовая работа). 30 с., 7 рис., 9 источников.

ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ, ФРАКЦИОНИРОВАНИЕ, ЛИКВАЦИЯ, ПЛУТОНИЧЕСКИЕ  ГОРНЫЕ ПОРОДЫ, ВУЛКАНИТЫ, ЖИЛЬНЫЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ.

     Курсовая  работа состоит из введения, четырёх  глав и заключения.

     В работе представлены современные классификации  горных пород, рассмотрены их пути формирования и наиболее известные формы залегания. Также работа содержит информацию о магматических горных породах Кавказа. В каждой главе подведены итоги и сделаны выводы.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ

     В настоящее время ни одно из направлений  наук о Земле не может обойтись без знания вещественного состава  земной коры. Понимание горных пород, их состава, строения и свойств, физико-химических условий формирования необходимо не только геологам всех направлений, но и специалистам сопредельных наук. Горная порода представляет собой геолого-исторический документ; изучение пород позволяет выявить не только их состав и строение, но и историю их формирования. За последние годы наряду с традиционными методами изучения горных пород — полевыми геологическими работами, исследованием горных пород под микроскопом, химическими анализами — появилось много новых методик, позволяющих быстро и точно определить химические составы пород, физические свойства минералов и горных пород, содержание в них элементов-примесей. Аэрофотоснимки, в том числе и космические, способствуют выявлению геологического положения тел, их форм и размеров. С помощью геофизических методов может быть определена форма тел. Под электронным микроскопом можно наблюдать особенности строения вулканических стекол и мельчайших кристаллов, ранее недоступных для изучения. Точнейшие методы определения вещества не исключают оптического изучения пород. Особенно плодотворно их применение после детального микроскопического исследования пород, установления порядка кристаллизации минералов в породах, ассоциаций одновременно кристаллизующихся минералов, особенностей структур и текстур пород.

     Данная  курсовая работа включает описание горных пород и процессов их формирования. Рассматривает формы залегания и классификацию магматических горных пород. Также мы рассмотрим магматические горные породы на территории Кавказа.

    ГЛАВА 1 КЛАССИФИКАЦИЯ ГОРНЫХ ПОРОД

     Горные  породы представляют собой естественные минеральные агрегаты, которые образуются в литосфере или на поверхности Земли в ходе различных геологических процессов. Основную массу горных пород слагают породообразующие минералы, состав и строение которых отражают условия образования пород. Кроме этих минералов, в породах могут присутствовать и другие, более редкие (акцессорные) минералы состав и количество которых в породах непостоянны.

     До  использования поляризационного микроскопа горные породы изучались сначала визуально, а затем посредством лупы и химических анализов, методика которых была далека от совершенства. В этот период, в 1742 г. М.В.Ломоносов опубликовал геологическую работу «О слоях Земли», где выделил три генетических класса горных пород. Это были первичные (магматические) породы, вторичные или по другому хрупкие (т.е. осадочные, но не подвергшиеся диагенезу) и третичные, плотные (породы, подвергшиеся диагенетическим преобразованиям – песчаники, известняки, глинистые сланцы).

     Как самостоятельная наука петрография  возникла в 1858 году, когда английский естествоиспытатель Генри Клифтон Сорби (1826-1908) впервые применил поляризационный микроскоп для изучения тонких прозрачных срезов горной породы. Этот прибор продолжает оставаться одним из главных инструментов петрографов и в наши дни.

         Строение горных пород характеризуется структурой и текстурой. Структура определяется состоянием минерального вещества, слагающего

породу (кристаллическое, аморфное, обломочное), размером и формой кристаллических зерен или обломков, входящих в ее состав, и взаимоотношениями. Под текстурой породы понимают расположение в пространстве слагающих ее минеральных агрегатов или частиц горной породы (кристаллических зерен, обломков и др.). Выделяют плотную и пористую текстуру, однородную или массивную и ориентированную (слоистую, сланцеватую и др.) структуру.

     В основу классификации горных пород положен генетический признак. По происхождению выделяют: 1) магматические, или изверженные, — горные породы, связанные с застыванием в различных условиях силикатного расплава — магмы и лавы; 2) осадочные горные породы, образующиеся на поверхности в результате деятельности различных экзогенных факторов, различают обломочные, хемогенные и биогенные факторы; 3) метаморфические горные породы, возникающие при переработке магматических, осадочных, а также ранее образованных метаморфических пород в глубинных условиях при воздействии высоких температур и давлений, а также различных жидких и газообразных веществ (флюидов), поднимающихся с глубины.

     И так, горные породы формируются в литосфере или на поверхности Земли. Строение горных пород характеризуется структурой и текстурой. Структура определяется состоянием минерального вещества, размером и формой кристаллических зерен или обломков. Под текстурой породы понимают расположение в пространстве слагающих ее минеральных агрегатов или частиц горной породы. Все горные породы делятся на три типа: магматические, осадочные и метаморфические. Мы познакомимся с магматическими породами.

 

   ГЛАВА 2  МАГМАТИЧЕСКИЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

 

     Магматические горные породы образуются при полной или  частичной кристаллизации магматического флюидно-силикатного расплава (магмы) с потерей летучих компонентов. При быстром продвижении перегретой магмы к поверхности и резком отделении флюидов в поверхностных условиях иногда формируются вулканические стекла — обсидиан, также являющиеся разновидностью магматических горных пород.

2.1. Происхождение магматических горных  пород

     Многообразие магматических пород Земли объясняется разнообразными процессами дифференциации нескольких родоначальных магм. Ранее считалось, что процессы дифференциации удобно подразделять на докристаллизационные, протекающие в магме до начала процессов кристаллизации, и кристаллизационные, связанные с ее кристаллизацией. В настоящее время установлено, что подобное подразделение является искусственным, так как обычно эти процессы протекают в продолжение разных этапов кристаллизации магм.

     По  представлениям А. А. Маракушева, можно выделить три главных процесса магматической эволюции:

• кристаллизационная дифференциация
• эволюция расплава за счет взаимодействия с флюидами
• дифференциация при взаимодействии расплава с вмещающими породами.

Процессы  дифференциации магматических расплавов чрезвычайно сложны и подвержены влиянию многих физико-химических факторов; представления об их роли при формировании тех или иных пород во многом дискуссионны и значительно изменяются по мере появления новых экспериментальных данных и дальнейшего совершенствования петрологии как науки. Остановимся на некоторых процессах, которые, по современным представлениям, оказывают наибольшее влияние на образование различных типов магматических пород.

     Кристаллизационная  дифференциация признается всеми исследователями, однако ее универсальное значение в применении к некоторым образованиям (например, расслоенным интрузиям) теперь оспаривается многими учеными, выдвигающими иные теории происхождения таких ассоциаций. Как известно, в процессе кристаллизации магматического расплава не все минералы формируются одновременно — первыми, неравновесными с расплавом, выделяются наиболее основные плагиоклазы (рис. 2.2.), а среди меланократовых — наиболее магнезиальные минералы (оливины, пироксены). Благодаря фракционированию1 остаточный расплав приобретает по отношению к первичному иной состав и из него формируются различные горные породы. Пути фракционирования минералов могут быть неодинаковы. Наиболее обычным, доказанным экспериментальными работами и наблюдениями над природными объектами является гравитационная дифференциация, особенно ясно проявляющаяся в расплавах ультраосновного и основного составов. Цветные, минералы, выделившиеся из расплава первыми, отличаются повышенными содержаниями магния и являются более тяжелыми, чем остаточный расплав. По мере кристаллизации остаточный расплав изменяет свой состав. По сравнению с исходным он становится все более железистым. Кроме того, благодаря выделению минералов, в состав которых не входят летучие, он все более обогащается флюидами, что способствует понижению вязкости расплава и благоприятствует осаждению в нем минералов ранних стадий кристаллизации. Гравитационная дифференциация осуществляется в магмах незначительной вязкости и обычно свойственна ранним стадиям кристаллизации, когда объем кристаллической фазы подчинен объему остаточного магматического расплава.

     Исследования  последних лет, экспериментальные  работы с летучими компонентами позволили  пересмотреть прежние представления  о незначительной роли ликвации2 в петрогенезисе. Эксперименты, которые ранее проводились в сухих системах, показывали невозможность этих процессов в природных алюмосиликатных расплавах. В настоящее время экспериментально установлено, что несмесимость алюмосиликатных расплавов возникает в присутствии многих летучих компонентов, способствующих этому процессу,— водорода, воды, щелочных карбонатов, фторидов, фосфорных солей. Ликвация проявляется в расплавах благодаря неодинаковому химическому сродству фтора, водорода и других летучих к различным петрогенным компонентам. Таким образом, ликвация является одной из форм проявления флюидно-магматической дифференциации. В настоящее время многие исследователи признают большую роль этих процессов в формировании магматических пород, а еще тридцать—сорок лет назад большинство петрографов считали, что масштабы процессов ликвации в природе крайне незначительны и практически не сказываются на формировании разнообразных магматических пород.

     Происхождение базальт-гипербазитовых комплексов срединно-океанических хребтов, эвгеосинклиналей, островных дуг, рифтовых структур на континентах и в областях активизации континентальных платформ, по

А. А. Маракушеву, лучше согласуется с предположением о тотальном плавлении мантийного вещества, имеющего состав коматита (или пикрита), под воздействием восходящего потока флюидов с последующей жидкостной дифференциацией (флюидной ликвацией) на гипербазитовую и базальтовую магмы в динамических условиях подъема расплавов вдоль глубоко проникающих рифтовых зон.

     Главным фактором плавления мантийного вещества является воздействие сильно восстановленных существенно водородных флюидов, поднимающихся из глубинных геосфер (Маракушев, Перчук), отличающихся значительно более высокой температурой. Возникающие в результате общего плавления при высоком давлении коматитовые расплавы богаты флюидными компонентами (Н2, СО, СН4, N2, NO, H2S и др.), которые способствуют ликвации.

     В тех случаях, когда подобная магма  достигает в недифференцированном состоянии верхних горизонтов в  земной коре и длительное время находится под воздействием глубинных флюидов, препятствующих быстрой кристаллизации, расслоение ее на ультраосновную и основную части происходит в неглубоких магматических камерах, соответствующих расслоенным (стратиформным) интрузивам (как, например, Бушвельдский, Скергаардский, Садбери, группа Норильских и др.).  

     Ликвационная (флюидно-магматическая) природа расслоения этих интрузивов на нижнюю (гипербазитовую) и верхнюю (базитовую) части доказывается текстурными и структурными особенностями  гипербазитов (наличием в них сульфидных капель, иной последовательностью выделения минералов из расплава и т. д.), положением в них хромитового оруднения различного состава и многими другими признаками (Баскина, Павлов).

     Опираясь  на данные многочисленных современных экспериментальных работ, А. А. Маракушев  считает ликвацию одной из главных причин появления таких ассоциаций, как малоглубинные габбро-сиенитовые и щелочные фельдшпатоидные породы и гранитоиды.

     Значительное  число исследователей привлекает в  настоящее время ликвационную гипотезу для объяснения особенностей формирования такой широко распространенной породы, как игнимбриты, а также некоторых кислых вулканических пород повышенной щелочности. Этот механизм особенно убедителен, когда изучению подвергаются вулканические породы, так как благодаря быстрому отделению летучих от расплава происходит его интенсивное переохлаждение и ликвационные текстуры хорошо сохраняются и легко обнаруживаются по различной окраске закристаллизовавшихся стекол. Фракционирование расщепленных магм также способствует сохранению ликвационных соотношений.

     Другой  формой взаимодействия магм с флюидами являются процессы магматического замещения, которые являются ведущими при формировании коровых магм кислого и среднего составов. Магматическое замещение имеет инфильтрационный характер (т. е. идет при просачивании флюидов через горные породы).

     К третьему типу магматической эволюции — дифференциации при взаимодействии расплава с вмещающими породами —  относятся процессы ассимиляции  и гибридизма. В результате ассимиляции магмой вмещающих пород состав ее может значительно измениться. Чаще всего эти процессы отмечаются при химической неравновесности магмы и вмещающих пород. Гибридизм происходит при неполной переработке магмой вмещающих пород, поэтому в магматических породах часто сохраняются ксенолиты — более или менее интенсивно переработанные обломки вмещающих пород. Иногда ксенолиты переработаны столь интенсивно, что от них сохраняются лишь единичные разрозненные минералы, чуждые данной магматической породе,—ксенокристаллы. Процессы ассимиляции и гибридизма имеют диффузионный характер (диффузия ионов или атомов происходит через кристаллические решетки минералов и совершается очень медленно). Объем образующихся пород весьма невелик и приурочивается к зонам эндоконтакта интрузий. В результате этих процессов при внедрении нормальных гранитов в андезито-базальты, карбонатные породы или габброиды на контактах с ними появляются породы иного состава—гранодиориты, кварцевые диориты, диориты, а иногда даже габброиды. По наблюдениям В. С. Коптева-Дворникова, для гибридных пород характерны частые, быстрые незакономерные смены одних пород другими с границами, не имеющими связи с очертаниями самих интрузивных тел.