Содержание

Введение

Среди силикатов, особое значение имеют полевые шпаты и слюды, составляющие более 50% массы минералов земной коры и около 30% массы минералов осадочных пород. В данной работе рассматриваются вторичные изменения слюд.

Целью является: описание стадиального преобразования слюд, в частности мусковита и биотита.

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

Ø Выявить особенности строения и свойства слюд

Ø Охарактеризовать стадию диагенеза слюд

Ø Описать стадию катагенеза слюд

Ø Описать стадию метегенеза слюд

Особенности строения и свойства слюд

Слюды являются типичными представителями силикатов со слоистой структурой. Основой строения этой структуры являются два элемента: кремнекислородные тетраэдры и алюмогидроксильные октаэдры. Каждый из них, соединяясь с однотипными элементами, создает свои элементарные слои-сетки: триоктаэдрические и диоктаэдрические, обусловленные параллельным расположением.

Если октаэдрические позиции заняты только или в подавляющем большинстве трехвалентными катионами Al, Fe+3, Cr и др., то могут быть заняты лишь две позиции, такие минералы называются диоктаэдрическими. Если октаэдрические позиции заняты преимущественно Fe, Mg, Zn, Ni, Cu, Mn, и другими двухвалентными катионами, то вместо двух трехвалентных атомов в них могут быть фиксированы тремя атомами, что позволяет такие минералы называть триоктаэдрическими. Резкой границы между диоктаэдрическими и триоктаэдрическими минералами нет, но есть постепенный переход при широком изоморфизме.

Наиболее распространенным представителем диоктаэдрических слюд является мусковит KAl2[AlSi3O10](OH)2, так как октаэдрические места в решетке заняты двумя катионами Al +3 (или его аналогов). Он встречается как в самых низкотемпературных, так и в высокотемпературных метаморфических породах, главным образом метапелитах. Повышенное суммарное содержание железа и магния является качественным показателем повышенных давлений при метаморфизме. Характерный минерал фтористого метосоматоза – образуется за счет полевых шпатов, андалузита, кордиерита. (см.прил. рис.1)

К типичной триоктаэдрической слюде относится биотит K (Mg, Fe)3[Si3A1О10] [OH, F]2, формирующийся в широком диапазоне химических и термодинамических условий, входит в состав разнообразных гнейсов и кристаллических сланцев, а также метасоматических образований, является составной частью контактовых роговиков. Состав биотита контролируется, главным образом, химическим составом породы (красновато-бурый- Ti, зеленый-Fe+3, черный – Fe+2, Fe+3 ) и, в меньшей степени, условиями метаморфизма. Наиболее индикаторной является тенденция увеличения содержания титана в биотите по мере роста температуры метаморфизма. Существует непрерывный ряд биотита – флогопит, условная граница между ними отвечает соотношением Mg: Fe<2:1

Благодаря изоморфизму мусковита, К замещается Na, Rb, Cs, Ba, Al - V,Mg,Fe,Mn, Li,Cr,Ti, в нем всегда содержатся небольшие количества магния и железа, а в биотите K замещается Na, Fe2+ - Mn, и Al - Li.

По своим физическим свойствам и морфологии слюды очень близки между собой. Они кристаллизуются в моноклинной сингонии, образуют пластичные и таблитчатые агрегаты, каждая табличка которых имеет гексагональный облик.

Стадия диагенеза

Слюды широко распространены в природе; как породообразующие они входят в состав многих изверженных пород и кристаллических сланцев, участвуют также в формировании осадочных толщ. В последних слюды – обломочные или аутигенные.

Слюды обломочного происхождения чаще всего мусковит, реже биотит встречается в песках, песчаниках, аркозах и грауваках, благодаря устойчивости к химическому воздействию. Биотит широко распространен в составе терригенных примесей многих осадков и осадочных пород. Находясь в пелитовой фракции, они обладают большой податливостью к всевозможным трансформациям, начиная от ранних этапов диагенеза.

Стадиальные преобразования биотита (по мере усиления степени эпигенеза – от начального к глубинному) в песчаниках и алевролитах начинаются с изменения большей части листочек и чешуек биотита, присутствующих в породе. Листочки биотита при гидратации и окислении сначала буреют, приобретают веерообразные, гармошковидные, червеобразные формы или структуры «столбики монет». Расщепляются вдоль спайности, а при дальнейшем разложении в зоне гипергенеза нередко полностью или частично обесцвечиваются в связи с удалением железа; постепенно теряют щелочи, давая переходы через гидрослюды и вермикулиты в каолинит. В возникающем гидробиотите обычно остаются лишь реликты исходного минерала в виде волокон или чрезвычайно тонких пластинок, большая часть первичного биотита преобразуется в гидрослюду и вермикулит. Гидратизация иногда сопровождается выделением тонких иголочек рутила.

Подобный характер изменений в зоне седиментации имеют и мусковит-парагонитовые и литиевые слюды. Факторами их разложения являются не только химические процессы (влияние кислорода, воды, главным образом органических кислот и др.), но и механическое истирание, приводящее к разрушению кристаллических решеток. Биотиты со значительным содержанием титана в зоне выветривания (или еще в гипогенных условиях) нередко замещаются непрозрачным (в отраженном свете ватовидным или фарфоровидным) лейкоксеном.