Минералогия и петрография

В зависимости от параметров метаморфизма и минерального состава образующихся пород выделяют фации метаморфизма, понимая под этим термином совокупности горных пород, минеральный состав которых находится в равновесии при данных условиях метаморфизма. Фации метаморфизма – понятие, введённое Эскола (Eskola, 1915), для совокупности горных пород изоградного метаморфизма. Таким образом, метаморфическая фация — это породы, сформировавшиеся в определенных физико-химических условиях. Отнесение пород к той или иной метаморфической фации определяется ассоциацией новообразованных минералов (минеральным парагенезисом), поскольку в горных породах одинакового химического состава при одинаковых условиях развивается одна и та же минеральная ассоциация [1; 2].

Фация зеленых сланцев (зеленосланцевая). Данная порода формируется в толще земной коры под воздействием умеренных температур и давления. Зеленые сланцы, как правило, присутствуют в отложениях протерозойского и палеозойского возраста, нередко в сочетании с железистыми кварцитами. Чаще всего они представлены в виде вытянутых поясов. 

Цвет камня – зеленый или же сероватый. Текстура – сланцеватая, иногда полосчатая. В структуру зеленого сланца входят следующие минералы: 

1. Альбит. 

2. Хлорит. 

3. Кальцит. 

4. Актинолит. 

5. Эпидот. 

6. Лейкоксен и др. 

Под метаморфизмом понимают процесс структурного видоизменения твердого вещества под воздействием достаточно высоких температур и давления. В геологии также существует такое понятие, как фация. Это совокупность определенных метаморфических пород с примерно одинаковыми условиями их образования. Выделяют несколько видов таких фаций. Зеленосланцевая фация формируется при относительно низких температурах и среднем давлении. 

Фация зеленых сланцев (зеленосланцевая) представляет наиболее низкотемпературную ступень регионального метаморфизма и объединяет породы, сформировавшиеся в температурном интервале 250-550 °С при давлении от 1,5 до 3,5-4 кбар. Широкое развитие минералов зеленого цвета (хлорита, актинолита, серпентина, эпидота) определило название фации. Глинистые породы в фации зеленых сланцев преобразуются в филлиты и сланцы. Еще в процессе диагенеза глины уплотняются, обезвоживаются и превращаются в аргиллиты, отличающиеся от глин тем, что не размокают в воде.

«Типоморфный» - означает «типичная форма», потому что при изучении минералов первоначально использовался только анализ формы их выделения. 

А. Е. Ферсман, который ввел этот термин применительно к пегматитовому процессу, писал: «Типоморфные минералы — это минералы, которые занимают определенное место в геохимическом процессе, и потому отвечают тому, что в исторической геологии мы называем «руководящими ископаемыми». Они, подобно последним, определяют условия и время определенных фаз геохимического процесса». Всякое сравнение хромает, но до сих пор нет единого определения, что такое «типоморфизм» и «типоморфный» без этой ссылки на «руководящие ископаемые», - прежде всего потому, что понятие это, введенное для одного (пегматитового) процесса, распространилось затем и на другие минералообразующие процессы и стало включать не только сами минералы или их типичную форму, но и иные, причем разнородные, отдельные признаки, и арактеристичные, специфические явления [3].

Признаки, по которым с известным приближением можно установить состав, температуру образования или происхождение минералов, носят название типоморфных.

Минералы образуются в природе при определенных физико-химических условиях среды. Изменение этих условий, например, состава среды, приводит до известной степени к изменению состава минералов, что отражается на их цвете. Это можно наблюдать, на примере цинковой обманки. Наблюдения показывают, что более высокотемпературные цинковые обманки содержат железо и имеют черный цвет. Обычная цинковая обманка имеет коричневый цвет, а бесцветные или светло-желтые ее разности (безжелезистые, иногда с кадмием) являются низкотемпературными. Таким образом, по цвету цинковой обманки можно судить не только о ее составе (например, содержании железа), но приближенно и о температуре ее образования [3, c. 108].

Другим примером того, как зависит цвет минерала от его состава, а, следовательно, и от условий образования, могут служить гранаты. Гроссуляр (известково-глиноземистый гранат зеленого цвета) характерен для контактов с известняками, альмандин (железисто-глиноземистый гранат красного цвета) обычен для кристаллических сланцев и гнейсов, уваровит (изумрудно-зеленый хромовый гранат) встречается исключительно с хромистым железняком среди ультраосновных пород.

Минералы, обладающие типоморфными признаками, называются типоморфными минералами. Следовательно, цинковая обманка и гранаты — типоморфные минералы.

Слюда

Слюдой называют группу слоистых силикатов вулканического происхождения, образовавшихся путем кристаллизации. Некоторые виды появились в ходе метаморфизма горных пород. Отличительными характеристиками являются слоистое строение и высокая спайность.

Они имеют общую формулу: R1(R2)3 [AlSi3O10] (OH, F)2, где R1 = K, Na; R2 = Al, M, Fe, Li.

Слюда была известна еще в древности. Ее использовали в Древнем Египте, Римской империи, Греции, Китае и других государствах. Она применялась при изготовлении предметов быта, из нее производили оконные рамы, применяли для внутренней отделки храмов [4].

В России минерал добывают на севере страны и Сибири: Карелия, Кольский полуостров, Якутия, Иркутская область. Крупнейшими мировыми поставщиками также являются США, Канада, Индия, ЮАР и Бразилия. Добыча полезных ископаемых происходит как открытым, так и подземным способом. Наиболее популярные слюдоносные минералы – мусковит, флогопит, вермикулит. Мусковит занимает 90% мировой добычи, лишь 10% приходится на остальные.

Разновидности слюды

В зависимости от химических элементов, входящих в состав слюдоносных ископаемых, выделяют следующие разновидности:

- алюминиевые – парагонит и мусковит;

- железисто-магниевые – биотит, флогопит и лепидомелан;

- литиевые – циннвальдит, лепидолит и тайниолит.

Наиболее распространены четыре вида: мусковит, биотит, флогопит, лепидолит.

Мусковит - прозрачный или беловатый минерал; при наличии примесей он может менять цвет, приобретая желтый, розовый или зеленоватый оттенок. Биотит содержит настолько много железа, что он непрозрачен, и его цвет варьируется от коричневого или зеленого до черного. Флогопит имеет высокую степень прозрачности и желтоватый или коричневатый оттенок. Характерной чертой лепидолита является его гетерохроматическая природа; цвета варьируются от серого и желтого до сиреневого и фиолетового.

Алюминиевая слюда используется в радиотехнике и электротехнике в качестве электроизоляционного материала. Литиевая слюда обладает превосходными оптическими свойствами, поэтому его используют в стекольной промышленности для изготовления стекла. Железисто-магниевые используются в качестве изоляторов при производстве промышленных и бытовых изделий.

1. Магматические горные породы являются продуктами затвердевания огненно-жидких силикатных расплавов (магм), которые поступают из глубин Земли в верхние слои литосферы или на поверхность. В отечественной петрологической литературе термин «структура» обозначает особенности строения горной породы, определяемые степенью кристалличности и размерами, формой и взаимоотношением составных частей. Структура магматических пород определяется степенью кристаллизации, размерами и формой, а также соотношением составных частей.

2. Фация зеленых сланцев (зеленосланцевая) является наиболее низкотемпературную ступень регионального метаморфизма и объединяет породы, сформировавшиеся в температурном интервале 250-550 °С при давлении от 1,5 до 3,5-4 кбар. Этот вид горных пород широко используется в строительстве. Матовый блеск и светло-зеленый цвет также делают его очень популярным архитектурным украшением (как снаружи, так и внутри).

3. Типоморфные минералы – это минералы, которые образовались в определенной среде и времени, поэтому их присутствие может указывать на условия и время их образования. Признаки, которые могут быть использованы для предположительного отслеживания состава, температуры образования и происхождения минерала, называются типоморфные признаки. Типоморфные свойства и признаки минералов являются непосредственной демонстрацией условий их образования и особенностей окружающей среды, в которой они образовались.

4. Слюдой называют группу слоистых силикатов вулканического происхождения, образовавшихся путем кристаллизации. В зависимости от химических элементов, входящих в состав слюдоносных ископаемых, выделяют следующие разновидности: алюминиевые – парагонит и мусковит; железисто-магниевые – биотит, флогопит и лепидомелан; литиевые – циннвальдит, лепидолит и тайниолит. Физические и химические свойства слюды определяют сферу ее применения. Она широко используется как в промышленности, так и в быту. Гидроcлюдистые глинистые породы характеризуются преобладанием среди глинистых минералов гидрослюд, представленных почти всегда смесью различных типов гидрослюд. Гидрослюдистые глины широко распространены в континентальных и морских отложениях различного возраста. Широко используются в промышленности и сельском хозяйстве: в производстве керамогранита (иллит), тепло- и звукоизолирующих материалов и изолирующих материалов для ядерной энергетики (вермикулит), как калийное удобрение (глауконит).