Породоутворюючі мінерали метаморфічних гірських порід

 

Мета роботи: вивчення головних мінералів, які входять до складу метаморфічних гірських порід

Завдання роботи:

- знати головні породоутворюючі мінерали метаморфічних порід;

- знати мінеральний склад, структури і текстури метаморфічних порід;

- вміти за оптичною характеристикою визначати мінерали у метаморфічних породах.

Теоретичні положення

Група гранату

За кристасталічною структурою гранати відносяться до групи острівних силікатів, які утворюють декілька ізоморфних рядів. Кристалізуються гранати в кубічній сингонії, їх кристали мають характерну форму - тетрагонтриоктаедри, ромбододекаедри або комбінації цих форм. Мінерали цієї групи мають подібні фізичні властивості: склянний блиск, відсутність спайності, висока твердість (6,5-7,5), велика густина - 3,15 - 4,3 г/см³. Макроскопічно найбільш поширені гранати розрізняють в основному за кольором, який відображає особливості хімічного складу мінералів.

 

Таблиця 13.1 - Характеристика мінералів групи гранатів

 

Мінерал	Хімічна формула	Колір у зразку
Піроп	Mg3AL2[SiO4]3	Червоний, темно-червоний
Альмандин	Fe3AL2[SiO4]3	Буро-червоний, рожево-жовтий
Спесартин	Mn3AL2[SiO4]3	Рожевий, жовто-бурий
Гросуляр	Ca3AL2[SiO4]3	Від безкольорового до коричнево-бурого, частіше блідо-зеленого
Анрадит	Ca3Fe2[SiO4]3	Від зелено-жовтого до чорного, частіше буро-червоного
Уваровіт	Ca3Cr2[SiO4]3	Смарагдово-зелений

 

Як відмічалось, гранати утворюють ізоморфні ряди, проміжні члени яких трапляються частіше, ніж крайні.

Під мікроскопом у прозорих шліфах гранати безкольорові або слабозабарвлені в жовтуватий або рожевий колір. Зерна мають круглу ізометричну або неправильну форму, інколи ідіоморфні у вигляді правильних шести- або восьмикутників.

Показники заломлення гранатів набагато вищі від величини показника заломлення канадського бальзаму, тому зерна цих мінералів мають різко виражений рельєф і шагреневу поверхню.

Як кристали кубічної сингонії, гранати оптично ізотропні, але кальцієві різновиди нерідко володіють помітним подвійним променезаломленням (до 0,012) і навіть полісинтетичною двійниковою будовою (зональне погасання).

Вивчення гранатів у шліфах зазвичай не викликає труднощів, але більш точна діагностика - встановлення складу, потребує детального його вивчення, і в першу чергу, визначення величини показника заломлення.

Установлена чітка залежність між хімічним складом гранатів і значенням n, а також такими параметрами як їх густина (табл.2).

 

Таблиця 13.2 - Оптична характеристика мінералів групи гранатів

 

Мінерал	Показник заломлення	Густина, г/см^3	Забарвлення у шліфі
Піроп	1,714	3,58	Рожевий, червонуватий
Альмандин	1,830	4,32	Прозорий, рожевий
Спесартин	1,800	4,19	Буруватий
Гросуляр	1,734	3,59	Безкольоровий
Анрадит	1,887	3,86	Жовтуватий, безкольоровий
Уваровіт	1,860	3,90	Зелений

 

Знання хімічного складу гранатів необхідно при вирішенні генетичних питань - визначення точних величин температури і тиску у зонах метаморфізму.

Зерна гранатів часто вміщають численні включення мінералів, які входять разом з ним до складу породи - кварц, біотит, польові шпати, рудні мінерали і т.д. При руйнуванні гранати заміщаються хлоритом, карбонатами, рідше біотитом і деякими іншими мінералами.

Мінерали групи гранатів як породоутворюючі характерні для різних метаморфічних порід: кристалосланців, гнейсів, скарнів та ін. У складі магматичних порід вони належать до другорядних компонентів, але досить часто трапляються гранатовміщувальні граніти і пегматити.

Силіманіт - Al[AlSiO₃] - високотемпературний мінерал, який дуже часто зустрічається в породах контактового і регіонального метаморфізму (роговиках, кристалосланцях, гнейсах та ін.). Макроскопічно визначається важко, оскільки утворює окремі дрібні і тонкі кристали, або щільні зростки субпаралельно орієнтованих кристалів. Під мікроскопом діагностується досить легко.

Силіманіт кристалізується в ромбічній сингонії, у прозорих шліфах безкольоровий. Зерна його ідіоморфні і мають в одному січенні довгу призматичну або навіть голкувату форму, в іншому - ромбовидну, близьку до квадратної. Для мінералу характерна досконала спайність в одному напрямку. Тріщини спайності проходять вздовж довгого боку зерен паралельно до граней призми. Показники заломлення коливаються від 1, 654-1,660(n_p) до 1,6730-1,683 (n_g), сила подвійного променезаломлення невисока (0,020-0,022), погасання рівномірне, пряме, видовження завжди додатнє (cNg=0⁰), кут оптичних осей 2V додатній і невеликий (20-30⁰).

Зрости тонких волокнистих кристалів силіманіту називаються фібролітом. У шліфах такі агрегати мають сіруватий колір (високий рельєф завдяки значному показнику заломлення). При руйнуванні силіманіт спочатку по тріщинах спайності, а потім по всьому зерну заміщується серицитом і глинистими мінералами.

Дістен (кіаніт) - Al₂[SiO₄]O - типовий мінерал кристалічних сланців і деяких інших, менше поширених, метаморфічних порід. Зустрічається у природі у вигляді довгих плоских кристалів, блакитного, синього, інколи білого або сірого кольору; має спайність у двох напрямках. Характерною особливістю є значна різниця у твердості: вздовж довгого боку кристалів 4-5, а в перпендикулярному напрямку - 7.

У шліфах дістен безколірний або слабкозабарвлений у блакитний колір, але без плеохроїзму, трапляється часто у вигляді ідіоморфних зерен - призматичних або таблитчастих. Крім тріщин спайності по першому (100) і другому (010) пінакоїдах, які проходять під кутом близько до 90⁰, у нього спостерігається віддільність по третьому пінакоїду (001). Дістен кристалізується у триклінній сингонії, показники заломлення - n_g=1,727-1,734, n_m=1,721-1,723, n_p=1,712-1,718, сила подвійного променезаломлення невисока -)=0,012 - 0,016; мінерал двохосний, оптично від'ємний, кут 2V- великий (80-83⁰). Характер погасання і знак видовження у різних розрізах різний. У січеннях з найбільш досконалою спайністю погасання майже пряме (0-3⁰) і видовження додатнє, а там, де спайність трохи гірша, кут погасання складає 27-37⁰ і видовження від'ємне.

У дістена часто спостерігаються двійники - прості і полісентитичні з включенням різних мінералів.

Андалузит - Al₂[SiO₄]O - характерний для порід контактового і регіонального метаморфізму, що утворилися з піщано-глинистих (роговики, вторинні кварцити, слюдисті сланці та інші). Макроскопічно в зразках мінерал визначається важко, так як вміщається у породах у вигляді дрібних кристалів.

Великі кристали трапляються дуже рідко.

Кристалізується андалузит у кубічній сингонії, утворюючи короткостовпчаті кристали з добре розвинутими гранями ромбічної призми. У повздовжніх січеннях ідіоморфні зерна мають вид видовженого прямокутника, а в поперечних - ромба, близького до квадрата з чіткими тріщинами спайності під кутом 89⁰.

Оптичні властивості андалузиту такі: у шліфах мінерал безкольоровий або слабо і нерівномірно забарвлений у рожевий або зеленуватий колір і має плеохроїзм від блідо-рожевого (по Np) до блідо-зеленого або майже безкольорового по (Ng); величина показників заломлення і сили подвійного променезаломлення змінюється залежно від домішок Fe⁺³ і Mn⁺³ n_g=1,638-1,650, n_m=1,633-1,644, n_p=1,629-1,640,)=0,09 - 0,011; кут оптичних осей дорівнює 80-85⁰, оптичний знак від'ємний; погасання пряме, у січеннях паралельних граням призми зі спайністю в одному напрямку, видовження від'ємне.

Під мікроскопом можна спостерігати різновидність андалузиту - хіастоліт, що включає багато непрозорих вуглистих частинок.

Андалузит належить до стійких мінералів, має високу твердість (7,5 за шкалою Мооса), досить високу густину - 3,16 - 3,20 г/см³, при хімічних змінах заміщається серицитом.

Ставроліт. Мінерал відноситься до силікатів. Його хімічний склад FeAl₄x[SiO₄]₂O₂(OH)₂. Завдяки ізоморфним заміщенням Fe⁺² і Mg, Fe⁺³ і Al та ін., забарвлення у ставроліту змінюється від темного червоно-бурого до світлого, жовто-бурого і буровато-чорного. Зміни у хімічному складі впливають на оптичні властивості особливо на величини показників заломлення. Кристалізується ставроліт у ромбічній сингонії, утворюючи стовпчасті короткопризматичні кристали, які часто зростаються у хрестоподібні двійники.

У шліфах ставроліт має форму зерен призматичної, ромбовидної, рідше шестикутної форми. Трапляється мінерал і у вигляді неправильних зерен. Спайність ставроліта недосконала в одному напрямку і через те більшість січень не спостерігається зовсім. Мінерал відноситься до забарвлених, плеохроює від оранжево- або золотисто-жовтого (по Ng) до блідо-жовтого, майже безкольорового (по Np).

В зернах спостерігається чіткий рельєф і шагренева поверхня (n_g=1,743-1,762, n_m=1,735-1,738, n_p=1,734-1,752). Сила подвійного променезаломлення невисока -)=0,009 - 0,016 (інтерференційне забарвлення до жовтого першого порядку). Як правило, ставроліт містить велику кількість різних включень (кварц, гранат, рутил, рудний мінерал і ін.).

Ставроліт типовий мінерал кристалічних сланців, зустрічається разом з гранатом, дістеном, силіманітом, кварцем, мусковітом і деякими іншими мінералами. Як правило, розмір зерен ставроліту у декілька разів крупніший від інших мінералів.

Кордієрит. За кристалохімічними особливостями мінерал відноситься до острівних силікатів кільцевої структури. Його хімічний склад виражається формулою (Mg, Fe)₂Al₃[Si₅AlO₁₈].

У шліфах кордієрит безкольоровий, але якщо вміщає включення, наприклад, циркон, то навколо них спостерігаються лимонно-жовті плеохроїчні ореоли.

Зерна мінералу переважно неправильної форми, спайність спостерігається рідко і має вид декількох перерваних тріщин на все зерно.

Оптичні константи кордієриту коливаються, що пов"язано зі зміною його хімічного складу n_g=1,527-1,578, n_m=1,524-1,574, n_p=1,522-1,558;)=0,005-0,018, кут оптичних осей сильно коливається за величиною і знаком (від 39⁰ до +76-90⁰). Така зміна оптичних властивостей дуже ускладнює його мікроскопічні визначення, через те для точної діагностики приходиться використовувати ренгеноструктурний аналіз.

Інколи визначення кордієриту полегшується наявністю продуктів зміни - хлориту, серициту, тальку. Такі змінені кордієрити називають пінітами.

Кордієрит - типовий мінерал високоглиноземних (багатих на Al₂O₃) метаморфічних порід - кристалічних сланців, гнейсів, гранулітів.

Кальцит - CaCO₃ - відноситься до групи карбонатів. У магматичних породах він найчастіше - епімагматичний, так як утворюється в процесі зміни моноклінних піроксенів, рогової обанки, основних плагіоклазів, заповнюючи пустоти і тріщини в ефузивних породах. Значну роль він виконує в метаморфічних породах, інколи складаючи їх повністю (мармури, скарни та ін.).

Макроскопічно у зразках породи він легко визначається за характерною реакцією з 10% HCl, коли виділяється вуглекислий газ (CO₂), порода шипить. Кальцит має світле, блакитне забарвлення, добре помітну досконалу спайність по гранях ромбоедра.

Кальцит коисталізується у тригональній сингонії. Добре огранені кристали зустрічаються у тріщинах, пустотах, а в породах мінерал зазвичай спостерігається у вигляді зерен неправильної форми, близької до ізометричної. У шліфах кальцит безкольоровий, форма зерен неправильна "лапкоподібна", у дрібних зернах розміром менших 0,1 мм тріщини спайності в одному, двох або трьох напрямках. Характерна особливість кальциту, як і інших мінералів цієї групи висока сила подвійного променезаломлення (n_o-n_e=0,172), якій відповідає інтерференційне забарвлення - біле вищого порядку (перламутрове).

Кальцит оптично одноосний, від"ємний, показник заломлення - n_o=1,658, n_e= 1,486. Звичайному променю відповідає чіткий додатній рельєф і шагренева поверхня(n_min!n_kб), а незвичайному, велечина якого менше - слабкий, від"ємний рельєф і слабо виражена шагрень. Це служить причиною явища, яке називається псевдоабсорбцією і має подібність з плеохроїзмом. У великих зернах кальциту часто спостерігаються полісентетичні смугасті двійники.

Група епідоту

У різних метаморфічних породах в певних кількостях (до 20-25 %) трапляються клиноцоїзит і епідот, а також цоїзит - як правило другорядний компонент, який часто формується по плагіоклазах основного складу (лабрадору, бітовніту та анортиту). Інші мінерали групи епідоту або трапляються в якості акцесорних і складають у породах 1-2 % і менше (ортит), або відносяться до числа рідкісних (п"ємоніт).

Клиноцоїзит, епідот і цоїзит зовні дуже подібні. Вони мають одинакову досконалу спайність в одному напрямку, в другому - недосконалу, близькі значення твердості (6-7) і густини (3,25-3,7 г/см³). У породах правильні кристали майже не спостерігаються, а утворюють суцільні дрібнокристалічні маси, або окремі зерна.

Забарвлення мінералів залежить від хімічного складу - сіре, жовто-буре, зеленувато-сіре, але найчастіше зелене з різними відтінками (оливково-зелене, жовто-зелене, фісташково-зелене і ін.). Наявність у породі великої кількості мінералів групи епідоту часто визначає її колір у зразках.

Клиноцоїзит - Ca₂Al₃[SiO₄][SiO₂]O(OH) і епідот - Ca₂Fe⁺³ Alx[SiO₄][Si₂O₇]O(OH) острівні силікати, вони утворюють ізоморфний ряд мінералів, у яких змінюється Fe⁺³ і відповідно міняються їх оптичні властивості (табл. 3).

 

Таблиця 13.3 - Оптичні властивості мінералів групи епідоту

 

Мінерал	Забарвлення у шліфі	Характер плеохроїзму	Показники заломлення	)=ng-np	Кут 2V,градус	Оптичний знак
	ng	nm	np
Клиноцоїзит	Безкольо- ровий	-	1,690	1,674	1,670	0,005	14-90	+
Цоїзит	-	-	1,734	1,725	1,715	0,015	14-90	+
Епідот	-	Забарвлені різновиди мають плеох-роїзм від жовто-зеленого до безкольорового	1,797	1,784	1,751	0,049	65-90	-

 

Клиноцоїзит та епідот кристалізується у моноклінній сингонії.

Під мікроскопом у шліфах спостерігаються у вигляді видовжених, таблитчастих або неправильної форми зерен, інколи утворюються радіально променисті зростки; спайність у двох напрямках під кутом 65⁰, причому в одному напрямку - досконала, а в другому - недосконала. Кут погасання від 0⁰ до 25-30⁰. Його величина і знак видовження залежать від того, з яким напрямком спайності змінюється кут.

Характерна особливість мінералів групи епідоту - наявність аномального інтерференційного забарвлення. Особливо помітне воно в цоїзиту (тускле сіро-синє, жовто-буре), у клиноцоїзиту - виражене слабше - (густі жовті і оранжево-жовті кольори), а в епідоту особливо яскравими стають червоні, малиново-червоні і зелені відтінки. Як породоутворюючі мінерали вони характерні для порід регіонального метаморфізму (амфіболітів, хлоритових сланців та ін.).

Група хлоритів

До цієї групи відносяться понад 25 змінних за хімічним складом алюмосилікатів з шаруватою структурою. Особливості умов формування - низькі температури і тиски, тісний зв'язок з гідротермальними процесами, обумовлюють високий вміст у них води. Загальна формула хлоритів - (Mg,Fe⁺²,Fe⁺³,Al)₁₂ [(Si,Al)₈O₂₀](OH)₁₆. У хлоритів спостерігається декілька видів ізоморфізму, що приводить до значних змін всіх властивостей цих мінералів.

У породах різного генезису хлорити мають різне значення. У магматичних породах вони, як правило, поряд з іншими епімагматичними, формуються по залізовміщуючих мінералах - біотиту, роговій обманці, моноклінних піроксенах і плагіоклазах основного складу, заповнюють пустоти і тріщини в ефузивних породах. У метаморфічних породах хлорити також часто відіграють роль вторинних мінералів, разом з тим можуть трапляються в асоціації з альбітом, епідотом, кальцитом і іншими мінералами.

Ряд мінералів групи хлоритів утворюється в екзогенних умовах і входить до складу осадочних порід.

Приводимо загальну характеристику хлоритів, оскільки для їх точної діагностики необхідно знати точно хімічний склад.

Хлорити кристалізуються у моноклінній сингонії, мають подібний як у слюд вигляд, але їх листочки більш пружні, часто утворюють зростки та агрегати. Мають досконалу спайність в одному напрямку, забарвлення зелене, інколи темно-зелене майже чорне.

У шліфах хлорити можуть бути забарвлені, з добре вираженим плеохроїзмом або безкольорові, показники заломлення коливаються від 1,56 до 1,66, сила подвійного променезаломлення не вище 0,015. Для більшості хлоритів характерні аномальні кольори інтерференції з тусклим темно-синім, фіолетовим, оливково-бурим і іншими кольорами. Всі хлорити двохосні, але кут оптичних осей (2V) невеликий, а інколи і близький до 0⁰.

Пенін - найбільш поширений із хлоритів, має плеохроїзм від синє-зеленого або безкольорового до жовто-зеленого, показники заломлення у межах 1,56-1,58, сила подвійного променезаломлення не більше 0,005, кут оптичних осей невеликий, від"ємний, але може бути і додатній. Найбільш важлива діагностична ознака - аномальне інтерференційне забарвлення - синє і фіолетове.

Дуже близький до пеніна і другий мінерал з групи хлоритів - клинохлор. Він відрізняється завжди додатним знаком оптичних осей та аномальним брудно-жовтим або зелено-сірим кольором інтерференції.

Делесит також належить до забарвлених мінералів і в шліфах має плеохроїзм від безкольорового або слабозабарвленого у жовтуватий або зеленуватий колір до зеленого або оливково-зеленого, показники заломлення дещо вищі, ніж у двох попередніх хлоритах (1,598-1,602), сила подвійного променезаломлення рівна 0,005, кут оптичних осей близький до 0⁰, аномальні кольори інтерференції такі ж як у клинохлора. Долесит має характерні для нього зростки радіально-променистої будови - сфероліти.

Серпентин і тальк. Серпентин і тальк - це продукти зміни магнієвих силікатів - олівіну і піроксенів. Вони утворюються в умовах низькотемпературного регіонального метаморфізму при глибоких змінах ультраосновних та основних магматичних порід, коли відбувається заміщення олівіну та піроксенів серпентином. В окремих метаморфічних породах вони відіграють роль породоутворюючих мінералів. На відміну від безводних олівіну і піроксенів у серпентину з'являється гідроксильна група.

У шліфах серпентин і тальк безкольорові або світло-буро-зелені, волокнистої або пластинчастої будови з показниками заломлення від 1,532 до 1,574. Кольори інтерфиренції низькі - сірі, білі інколи блідо-жовті. За типом структури визначеної електронно-мікроскопічним або рентгеноструктурним аналізом, виділяють декілька різновидів серпентину: хризотил, антигоріт, серпофіт, лізардит і бастит. Зокрема хризотил двохосний, кут 2V_Ng=10-90⁰.

Тальк за оптичними константами близький до мусковіту і серициту. Для точної його діагностики необхідно визначити показник заломлення (n_g=1,589-1,600, n_m=1,589-1,594, n_p=1,539-1,550). Якщо такої можливості немає, необхідно орієнтуватися на мінеральні асоціації з іншими мінералами, а інколи і на характер його виділення по тріщинах, по периферії зерен).

 

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.

 

Контрольні запитання

1 Які мінерали за кількісним вмістом називаються головними, другорядними та акцесорними?

2 Які групи мінералів найбільш поширені у метаморфічних гірських породах?

3 Чи відбивається хімічний склад гранатів на їхніх оптичних властивостях?

4 Які оптичні властивості є найбільш важливими при діагностиці гранатів у шліфах?

5 Охарактеризуйте тип погасання та оптичну орієнтировку у кристалах силіманіту.

6 У яких породах силіманіт є складовою частиною?

7 Що називаємо "фібролітом"?

8 У яких межах коливаються величини показників заломлення у дістена?

9 Чи володіє дістен плеохроїзмом?

10 Яке погасання має дістен?

11 Назвіть головні оптичні властивості андалузиту.

12 Яку форму мають зерна андалузиту у шліфах?

14 Дайте оптичну характеристику ставроліту. Чи володіє спайністю, у скількох напрямках і яка ступінь її досконалості?

15 Назвіть мінерали, на які під мікроскопом подібний кордієрит.

16 Який мінерал із групи карбонатів є найбільш поширений?

17 Назвіть оптичні властивості, характерні для мінералів групи карбонатів?

18 Яку роль виконує кальцит у різних гірських породах?

19 Що є основною причиною псевдоабсорбції?

20 Назвіть мінерали групи епідоту, які часто виконують роль породоутворюючих компонентів.

21 Які ознаки є найбільш надійними при діагностиці мінералів групи епідоту у шліфах?

22 Продуктом руйнування яких мінералів є хлорит?

23 Який характер має шагренева поверхня і рельєф у хлориту, оскільки його показник заломлення 1,56-1,66.

24 Дайте оптичну характеристику серпентина і тальку, у яких породах вони є найбільш поширеними?

25 Яке значення мають акцесорні мінерали?

26 Дайте оптичну характеристику апатиту, сфену, рутилу і турмаліну.

27 Охарактеризуйте оптичну характеристику флюориту.

28 Які оптичні властивості є найбільш характерними для рудних мінералів?

 

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 15