Микроструктура горных пород - Rock microstructure

Микроструктура горных пород включает текстура из камень и мелкомасштабные скальные структуры. Слова «текстура» и «микроструктура» взаимозаменяемы, причем последние предпочитают в современной геологической литературе. Тем не менее, текстура все еще приемлема, потому что это полезный способ определения происхождения горных пород, их образования и внешнего вида.

Текстуры проникающий ткани горных пород; они встречаются по всей горной массе на микроскопическом, ручном образце и часто в масштабе обнажения. Это во многом похоже на слоения, за исключением того, что текстура не обязательно несет структурную информацию с точки зрения событий деформации и информации об ориентации. Структуры встречаются на шкале ручного образца и выше.

Анализ микроструктуры описывает текстурные особенности породы и может предоставить информацию об условиях образования, петрогенезисе и последующих событиях деформации, складчатости или изменения.

Осадочные микроструктуры

Описание осадочная порода микроструктура призвана предоставить информацию об условиях отложения осадок, то палео-среда, и происхождение осадочного материала.

Методы включают описание размера обломков, сортировки, состава, округлости или угловатости, сферичности и описание матрицы. Осадочные микроструктуры, в частности, могут включать микроскопические аналоги более крупных осадочных структурных особенностей, таких как перекрестность, синосадочные разломы, осадки наносов, перекрестная стратификация и т. д.

Зрелость

Зрелость осадка зависит не только от сортировки (среднее размером с зернышко и отклонения), а также сферичности, округлости и композиции фрагмента. Кварцевые пески более зрелые, чем Arkose или же Greywacke.

Форма фрагмента

Форма фрагмента дает информацию о длине перенос наносов. Чем более округлые обломки, тем больше они изношены водой или ветром. Форма частиц включает форму и округлость. Форма указывает на то, является ли зерно более ровным (круглым, сферическим) или пластинчатым (плоским, дискообразным, сплюснутым); а также сферичность.

Округлость

Округлость относится к степени резкости углов и краев текстуры. Фактура поверхности зерен может быть полированной, матовой или иметь небольшие ямки и царапины. Эта информация обычно лучше всего видна под бинокулярным микроскопом, а не в тонкий срез.

Сочинение

Состав обломков может дать ключ к разгадке происхождения отложений породы. Например, обломки вулканов, обломки кремней, окатанные пески имеют разные источники.

Матрица и цемент

Матрица осадочной породы и удерживающий ее минеральный цемент (если таковой имеется) являются диагностическими.

Диагенетические особенности

Обычно диагенез приводит к слабой плоскости напластования слоение. Другие эффекты могут включать сплющивание зерен, растворение под давлением и деформация субзерен. Минералогические изменения могут включать: цеолит или другой аутигенный минералы, образующиеся в низкосортных метаморфический условия.

Сортировка

Сортировка используется для описания однородности размеров зерен в осадочной породе. Понимание сортировки крайне важно для того, чтобы делать выводы о степени зрелости и продолжительности транспортировки осадка. Осадки сортируются по плотности из-за энергии транспортирующей среды. Токи высокой энергии могут переносить более крупные фрагменты. По мере уменьшения энергии более тяжелые частицы осаждаются, а более легкие фрагменты продолжают переноситься.^[1] Это приводит к сортировке по плотности. Сортировка может быть выражена математически с помощью стандартного отклонения частотной кривой размера зерен образца осадка, выраженного в виде значений φ (phi). Значения варьируются от <0,35φ (очень хорошо отсортировано) до> 4,00φ (очень плохо отсортировано).

Метаморфическая микроструктура

Изучение метаморфическая порода Микроструктуры нацелены на определение времени, последовательности и условий деформаций, роста минералов и наложения последующих деформаций.

Метаморфические микроструктуры включают текстуры, образованные в результате развития слоение и наложение слоений, вызывающих кренуляции. Отношения порфиробласты слоям и другим порфиробластам может дать информацию о порядке образования метаморфических комплексов или фации минералов.

Сдвиг текстуры особенно подходят для анализа микроструктурными исследованиями, особенно в милониты и другие сильно нарушенные и деформированные породы.

Слоения и кренуляции

На шлифе и в масштабе ручного образца метаморфическая порода может проявлять плоскую проникающую ткань, называемую слоение или расщепление. В горной породе может присутствовать несколько слоений, вызывающих кренуляция.

Выявление слоистости и ее ориентации - первый шаг в анализе слоистых метаморфических пород. Получение информации о том, когда образовалось слоение, необходимо для восстановления пути P-T-t (давление, температура, время) для породы, как отношения слоистости к порфиробласты является диагностикой того, когда образовалось слоение, и условий P-T, которые существовали в то время.

Диаграмма Флинна, показывающая степень вытянутости или линейности (L) в сравнении с уплощением или слоистостью (S)

Линии

Линейные структуры в горной породе могут возникать в результате пересечения двух слоистых слоев или плоских структур, таких как плоскость напластования осадочных пород и плоскость спайности, вызванная тектоническими факторами. Степень линейности по сравнению со степенью расслоения для определенных маркеров деформации в деформированных породах обычно наносится на диаграмму Флинна.

Пластичные микроструктуры сдвига

Благодаря пластичному сдвигу образуются очень характерные текстуры. Микроструктуры зон пластичного сдвига представляют собой S-плоскости, C-плоскости и C 'плоскости. S-плоскости или расслоение плоскости параллельны направлению сдвига и обычно определяются слюды или пластинчатые минералы. Определите развернутую длинную ось эллипса деформации. C-плоскости или cissalement плоскости образуют наклон к плоскости сдвига. Угол между плоскостями C и S всегда острый и определяет направление сдвига. Как правило, чем меньше угол C-S, тем больше деформация. Плоскости C 'наблюдаются редко, за исключением ультрадеформированных милонитов, и образуются почти перпендикулярно S-плоскости.

Другие микроструктуры, которые могут дать ощущение сдвига, включают:

сигмовидные вены
слюдяная рыба
повернутый порфиробласты

Магматическая микроструктура

Анализ вулканическая порода микроструктура может дополнять описание образца руки и масштаба обнажения. Это особенно важно для описания вкрапленники и фрагментарные текстуры туфы, как часто отношения между магма и морфология вкрапленников имеют решающее значение для анализа охлаждения, фракционная кристаллизация и размещение.

Анализ навязчивая порода микроструктуры могут предоставить информацию об источнике и генезисе, включая загрязнение магматических пород вмещающими породами и выявление кристаллов, которые могли быть накоплены или выпали из расплава. Это особенно важно для коматиите лава и ультраосновной интрузивные породы.

Общие принципы магматической микроструктуры

Магматическая микроструктура - это сочетание скорости охлаждения, скорости зародышеобразования, извержения (если лава ), состав магмы и его связь с тем, какие минералы будут зарождаться, а также физические эффекты вмещающих пород, загрязнения и особенно пара.

Текстура зерна

По текстуре зерен магматические породы можно отнести к

пегматитовый: очень крупные кристаллы
фанеритический: горные породы содержат минералы с кристаллами, видимыми невооруженным глазом, обычно интрузивные
афанитический: быстрое охлаждение, зарождение и рост кристаллов задерживаются, образуя однородную мелкозернистую породу
порфировидный: содержащий вкрапленники в порядке основная масса
везикулярный: содержит пустоты, образованные захваченным газом при охлаждении
стекловидное тело: стеклянный или же гиалиновый без кристаллов
пирокластический: порода, образованная обломками кристаллов, вкрапленниками и обломками горных пород вулканического происхождения.
равнозернистый: горные кристаллы все одного размера

Формы кристаллов

Форма кристалла также является важным фактором текстуры магматической породы. Кристаллы могут быть идиоморфными, субдиэдральными или безгранными:

Евгедральный или же автоморфный, если кристаллографическая форма сохраняется.
Субэдрический или же Субедральный, если сохранилась только часть.
Собор или же ксеноморфный, если кристаллы не имеют распознаваемых кристаллографических форм.

Скалы, полностью состоящие из идиоморфных кристаллов, называются панидиоморфный, а породы, полностью состоящие из субидиоморфных кристаллов, называются субидиоморфный.

Порфировая структура

Порфировая структура вызвана зарождением кристаллических узлов и ростом кристаллов в жидкой магме. Часто магма может выращивать только один минерал за раз, особенно если она медленно остывает. Вот почему большинство магматических пород имеют только один тип минералов-вкрапленников. Ритмичные кумулятивные слои в ультраосновной вторжения являются результатом непрерывного медленного охлаждения.

Когда порода охлаждается слишком быстро, жидкость замерзает в твердое стекло или кристаллическую основную массу. Часто потеря пара из магматической камеры вызывает порфировую структуру.

Заливы или «корродированные» края вкрапленников предполагают, что они резорбировались магмой, и может означать добавление свежей, более горячей магмы.Оствальдское созревание также используется для объяснения некоторых порфировых магматических структур, особенно ортоклаз мегакристический граниты.

Форма вкрапленника: последствия

Кристалл, растущий в магме, приобретает привычку (см. кристаллография ), который наилучшим образом отражает окружающую среду и скорость охлаждения. Обычно наблюдаются обычные вкрапленники. Это может означать «нормальную» скорость охлаждения.

Ненормальные скорости охлаждения возникают в переохлажденный магмы, особенно коматиите лавы. Здесь низкие скорости зародышеобразования из-за сверхтекучести предотвращают зародышеобразование до тех пор, пока жидкость не окажется значительно ниже кривой роста минерала. Затем рост происходит с огромной скоростью, предпочтение отдается тонким, длинным кристаллам. Кроме того, на вершинах и окончаниях кристаллов могут образовываться шипы и скелетные формы, поскольку рост благоприятен на краях кристаллов. Спинифекс или же дендритный текстура является примером этого результата. Следовательно, форма вкрапленников может дать ценную информацию о скорости охлаждения и начальной температуре магмы.

Сферолиты

Сферолитовая текстура является результатом охлаждения и зарождения материала в магме, которая достигла перенасыщения кристаллического компонента. Таким образом, это часто субсолидусный процесс в переохлажденных кислых породах. Часто два минерала срастаются в сферулите. Аксиолитический текстура возникает в результате роста сферолитов вдоль трещин в вулканическом стекле, часто в результате проникновения воды.

Графические и другие текстуры срастания

Сростки двух или более минералов могут образовываться по-разному, и интерпретация сростков может иметь решающее значение для понимания как магматической, так и охлаждающей истории магматических пород. Некоторые из многих важных текстур представлены здесь в качестве примеров.

Графический микрографическая текстура, и гранофировые текстуры являются примерами сростков, образовавшихся в процессе магматической кристаллизации. Они представляют собой угловатые срастания кварца и щелочной полевой шпат. Когда они хорошо развиты, сростки могут напоминать древнюю клинопись, отсюда и название. Эти срастания типичны для пегматит и гранофир, и они были интерпретированы как документальное подтверждение одновременной кристаллизации сросшихся минералов в присутствии силикатного расплава вместе с богатой водой фазой.

Сростки, образующиеся в результате распада, помогают в интерпретации истории охлаждения горных пород. Пертит это срастание Калиевый полевой шпат с альбит полевой шпат, образованный распад из щелочной полевой шпат промежуточного состава: грубость сростков пертита связана со скоростью охлаждения. Пертит типичен для многих граниты. Мирмекит представляет собой микроскопическое червеобразное (червеобразное) срастание кварца и богатого натрием плагиоклаза, обычного в граните; мирмекит может образовываться при разложении щелочного полевого шпата в результате распада и кремний переносится жидкостями в охлаждающих породах.

Оксиды железа и титана чрезвычайно важны, поскольку они несут преобладающие магнитные признаки многих горных пород, и поэтому они сыграли важную роль в нашем понимании тектоника плит. Эти оксиды обычно имеют сложную структуру, связанную как с распадом, так и с окислением. Например, ульвошпинель в магматических породах, таких как базальт и габбро обычно окисляется во время субсолидусного охлаждения с образованием регулярных срастаний магнетит и ильменит. Процесс может определить, какая магнитная запись унаследована породой.

Смотрите также

Список каменных текстур - Список текстурных и морфологических терминов горных пород
Список типов горных пород - Список типов горных пород, признанных геологами
Метаморфизм - Изменение минералов в ранее существовавших породах без плавления в жидкую магму
Структурная геология - Наука об описании и интерпретации деформаций земной коры.
Седиментология - Изучение природных отложений и процессов их образования
Петрология - Раздел геологии, изучающий происхождение, состав, распространение и структуру горных пород.
Будинаж - Структуры в скале, вызванные растяжением