Минеральный состав магматических горных пород

Минеральный составмагматических горных пород в значительной степени определяется кларками элементов. Более всего в земной коре кислорода, кремния и алюминия (47, 29,5 и 8%). Поэтому естественно, что минералы, называемые силикатами и алюмосиликатами составляют в ней более 85,9%. Кислород при этом связывает другие элементы, находясь между ними. То есть, остальные элементы, как правило, соединяются в минералах не непосредственно с кремнием, а через кислород: кремний – кислород – металл. Атом кремния находится в тетраэдре (четырехграннике) и окружен четырьмя атомами кислорода. Образуется кремний-кислородный тетраэдр [SiO₄]^4-.

Третий по распространению элемент - трехвалентный алюминий - тоже образует тетраэдр [Al O₄] ^5-. Но алюминий соединяется через валентность лишь с тремя кислородами своего тетраэдра, поэтому валентность кислородного тетраэдра - 5. Алюмо- и кремнекислородные тетраэдры являются главными кирпичиками, из которых строится многообразие и, главное, основная масса минералов литосферы. Тетраэдры порой соединяются друг с другом через свободные «усы валентности». К этим же «усам валентности» присоединяются «навешиваются» и другие элементы - катионы. (табл. 8 и 9). Если катионов недостаточно, тетраэдры через кислород соединяются с между собой. Кремний четырехвалентен. К каждой валентной связи его присоединяется кислород, а через вторую валентность кислород связывается с другими элементами. Такой атом кислорода принадлежит сразу двум тетраэдрам, образуя сложные образования, напоминающие структуры органических соединений с четырехвалентным углеродом в основе. По степени насыщения катионами и характеру связи между тетраэдрами силикаты образуют ряд.

Островные силикаты, где тетраэдры между собой не связаны – группа оливина.

Кольцевые силикаты, где шесть тетраэдров образуют разобщенные шестиугольные кольца - берилл. Цепочечные силикаты, где каждый тетраэдр связан с двумя другими тетраэдрами, это группа пироксенов.

Поясные силикаты, где тетраэдры образуют шестиугольные кольца, которые объединяются в бесконечные ленты. Это - ленточные силикаты - роговые обманки, амфиболы.

Листовые силикаты, где тетраэдры образуют двумерную структуру, пластину, что определяет их способность расщепляться на тонкие пластинки. Каркасные силикаты, где все кремнекислородные тетраэдры соединены друг с другом и свободных валентностей нет, это - кварц SiO2. Если же половина или четверть кремнекислородных тетраэдров замещена алюмокислородными тетраэдрами, то образуются алюмосиликаты. Возникают дополнительные валентности, к которым присоединяются K, Na и Ca. Это – полевые шпаты: калиевые (ортоклаз и микроклин) и плагиоклазы (натрово-кальциевые). Они образуют 60 % земной коры, то есть почти две трети ее.

Выше говорилось об относительном единстве кларков в породах магматических и в породах осадочных. Напротив, их минеральный состав имеет кардинальные отличия. С точки зрения минерального состава общее у них, пожалуй, лишь то, что и те и другие сложены в основном твердым кристаллическим веществом – просторечии и те и другие – камни. А далее идут различия (табл.10). И в тех и в других породах есть кварц - наиболее устойчивый в стратисфере породообразующий минерал, в осадочных породах есть также и полевые шпаты, и мусковит, но все остальные минералы магматических пород на поверхности Земли неустойчивы и разрушаются.

Таблица 8.

Главнейшие микроскопически окрашенные породообразующие минералы магматических горных пород.

Таблица 9.

Главнейшие микроскопически бесцветные породообразующие минералы магматических горных пород

Самый распространенный в кислых породах полевой шпат (до 65%) становится источником глин - самых распространенных в стратисфере глинистых минералов (40-45%). Отсутствуют в магматических породах карбонаты - биогенные минералы - по сути дела умершие и окаменевшие живые существа.

Таблица 10

Средний минеральный состав в % магматических (Заварицкий, 1956) и осадочных (Кузнецов,1998) пород