Mineralogia Si Petrografia Granitelor

=== 7d2ea5ef87ca31ae320cdd79dd91e92385ec7ae9_519579_1 ===

UNIVERSITATEA ALEXANDRU IOAN CUZA

FACULTATEA DE GEOGRAFIE ȘI GEOLOGIE

SPECIALIZAREA GEOCHIMIE

LUCRARE DE LICENȚĂ

MINERALOGIA ȘI PETROGRAFIA GRANITELOR

COORDONATOR ȘTIINȚIFIC

APOPEI IONUT

ABSOLVENT

PASCU LIVIU

IAȘI

2017

CUPRINS

INTRODUCERE

Motivarea alegerii temei

În alegerea acestei teme a stat dorința de a prezenta principalele caracteristici mineralogice și petrografice ale granitelor. Acest lucru nu poate fi realizat fără cunoașterea în detaliu a tuturor proprietăților fizico-chimice ale acestei roci, o bună parte dintre acestea pot fi cunoscute prin intermediul microscopului petrografic.

Scopul lucrării

Principalul scop al acestei lucrări este acela de a face o sinteză în ceea ce privește mineralogia și petrografia granitelor. Obiectivele prezentei lucrări de licență sunt în număr de două și vor fi prezentate împreună cu principalele activități.

Obiectele lucrării și activități corespunzătoare

O1: Studierea nomenclaturii granitelor utilizând cărți și lucrări de specialitate;

O2: Studierea macroscopică și microscopică (la microscopul petrografic) a unor granite din colecția muzeului de mineralogie și petrografie „Grigore Cobâlcescu” din cadrul Departamentului de Geologie, Iași.

Prezentarea capitolelor

Lucrarea este structurată în 4 capitole, după prezenta introducere, primul capitol va prezenta nomenclatura granitelor. Capitolul 2 va face o analiză a metodelor și aparatelor utilizate în munca de laborator în studiul petrografic și mineralogic ale granitelor. Rezultatele cercetării vor fi prezentate în capitolul trei iar în capitolul patru vor fi prezentate discuțiile legate de problematica studiului petrografic și mineralogic al granitului. Lucrarea se va încheia cu concluziile de rigoare și bibliografie

Metodologie

Realizarea lucrării a presupus utilizarea mai multor metode de cercetare, observare și studiu de specialitate, lucrul în cadrul laboratorului de geologie în paralel cu studiul bibliografic de specialitate.

Analiza a implicat studierea diferitelor segmente de rocă utilizând aparatura specifică laboratorului de geologie. S-a avut în vedere studierea structurii și a texturii rocilor granitice, elementele componente ale acesteia, dar și proprietățile fizice (greutate, densitate, etc.) și a celor chimice (reacția cu diferiți compuși).

Comparația a fost utilizată pentru a realiza a analiză de tip comparativ dintre diferitele tipuri de granite din diferite locuri de pe Glob, studiul imaginilor și a structurii văzută și analizată prin intermediului microscopului.

Capitolul I

NOMENCLATURA GRANITELOR

Primele încercări de clasificare a granitelor de la mijlocul secolului XIX, au ținut cont de criteriile structural și mineralogic. Astfel, în anul 1855, Cotta grupează rocile după compoziția mineralogică și structură și tot în aceeași perioadă Roth, clasifică rocile din punct de vedere chimic. Rosenbusch va clasifica rocile eruptive în trei grupe în funcție de zăcământ în efusive, filoniene și plutonice.

Baza clasificărilor moderne vor fi făcute însă la începutul secolului XX, odată cu îmbunătățirea instrumentelor de cercetare. În această perioadă (anul 1902) este elaborată norma CIPW, care este utilizată și în prezent. Astfel, unul dintre cei care au participat la elaborarea acestei norme, Johansen, va realiza o clasificare laborioasă în clase, familii, în funcție de conținutul de cuarț, feldspați și feldspatoizi.

După clasa de minerale dominante au fost separate patru grupe de roci: silicatice, carbonatice, oxidice, sulfurice. Pentru că rocile oxidice și sulfurice nu sunt considerate minereuri nu s-a încercat clasificarea acestora. Pentru rocile silicatice, în anul 1967 și apoi 1972, Albert Streckeisen va realiza o schemă de clasificare adoptată în anul 1973 de către Uniunea Internațională a Științelor Geologice (IUGS). Din punct de vedere structural rocile se împart în două mari categorii: faneritice (roci de adâncime sau plutonice ) și afanitice (roci de suprafață sau vulcanice). Pentru rocile silicatice se utilizează compoziția mineralogică modală (participarea volumetrică).

Rocile ultrabazice se clasifică în funcție de participarea, în procente de volum a mineralelor din grupul M (silicați fero-magnezieni). În tabelul 1.1 este prezentată detaliat nomenclatura rocilor silicatice faneritice și afanitice corespunzătoare.

Tabel 1.1 Nomenclatura rocilor silicatice faneritice și afanitice, conform recomandărilor IUGS (1996)

În figura 1.3 este prezentată diagrama TAS a rocilor vulcanice conform IUGS. Este una dintre cele mai bune scheme pentru clasificarea rocilor vulcanice bazată pe procentajul de alcalini și silice. Linia dintre foinide și basanite-tephrite se datorează faptului că sunt necesare alte tipuri de criterii de clasificare. Basanitele dețin olivină normativă de peste 10%, tephritele sub 10%, trahitele au cuartz sub 20%.

Fig.1.3 Diagrama TAS a rocilor vulcanice

Norma sau compoziția mineralogică normată este utilă atât pentru clasificarea rocilor dar mai ales pentru încadrarea rocilor la una dintre următoarele categorii:

a) Roci suprasaturate în silice (conțin cuarț și hipersten normativ);

b) Roci saturate în silice (conțin hipersten și olivină);

c) Roci subsaturate în silice (conțin olivină și feldspatoizi).

Rocile magmatice

Cea mai sumară clasificare chimică a rocilor magmatice se bazează pe conținutul în SiO2. Rocile sunt grupate în patru categorii:

Roci acide (SiO2, peste 63%);

Roci intermediare (SiO2, 52-63%);

Roci bazice (SiO2, între 45-52%);

Roci ultrabazice (SiO2, sub 45%).

Această clasificare are caracter restrictiv de aceea sunt utilizați în mod deosebit termenii de acid, intermediar, bazic și utrabazic, în consecință rezultă urmează clasificarea:

Magme acide- gratinoide (riolite, dacite);

Magme intermediare (andezite-riolite);

Magme bazice (bazalte-gabbrouri);

Magme ultrabazice (peridotite- komatiite).

După conținutul de MgO se pot separa: boninite, roci picritice, picrite, komatiite, meimechite

I.Grupa granitelor alcali-feldspatice

A. Roci plutonice

Granitele alcali-feldspatice: sunt roci faneritice, deschise la culoare, constituite în principal din cuartz și feldspat alcalin; reprezintă 10% din totalitatea feldspaților; prezintă următoarele varietăți:

1. În funcție de mineralul mafic predominant:

Granit alcali-feldpatic cu biotit;

Granit alcali-feldpatic cu muscovit;

Granit cu egirin;

Granit cu riebeckit;

Granit cu egirin și riebeckit.

2. Alaskit: este un granit alcali-feldspatic, lipsit total sau aproape total de M; constituit din felspat potasic și cuarț.

B. Roci hipoabisice și filoniene

Aplit alcali-felspatic: rocă leucocrată, micro la mediu granulară, allotrimorfă, fără M;

Pegmatit alcali-felspatic: rocă filoniană, cu structură macro la gifgantogranulară, formată prin criastalizare din soluții magamatice reziduale

C. Roci vulcanice sau efusive

Riolite alcali-feldspatice: roci afanitice, frecvent porfirice, alcătuite din A, Q și sticlă vulcanică

Varietățile sunt reprezentate de: sticle vulcanice (obsidian, piatra ponce) și comendit-pantellerit.

II. Grupa granitelor

A. Roci plutonice

Granitele sunt roci faneritice, deschise la culoare, constituite în principal din Q (cristale anhedrale), A (culoarea este roșie în general dar și roz, gălbuie, albă sau mai rar verde- amazonit) și P (cristale sub-hedrale), M (biotit, muscovit), Ma (zircon, apatit).

Granitele pot fi:

1. Funcție de materialul mafic: granit cu biotit, granit cu muscovit, granit cu două mice, granit cu amfibol și biotit, granit cu amfibol, granit cu piroxen;

2. Granit de Rapakiwi: ovoide de ortoză roșii înconjurate de o bandă albă sau verzuie;

3. Adamellit: intermediar între granite și granodiorite;

4. Charnokit: granit cu piroxen rombic;

5. Aplogranit: granit leococratic;

6. Apogranit: granit albitizat;

7. Sienogranit: cu A (65-90% din totalul feldspaților);

8. Monzogranit: cu A (35-65% din totalul feldspaților).

B. Roci hipoabisice și filoniene

1. Aplite granitice: sunt constituite din Q, A, P.;

2. Pegmatite granitice: constituite din Q, A, P și prezintă minerale rare;

3. Microgranite porfirice: au acceași compoziție cu granitele, însă prezintă structură holocristalină porfirică.

C. Roci vulcanice sau efusive

Riolitele: sunt roci afanitice, frecvent porfirice, alcătuite din Q, A, P și/sau sticlă vulcanică de un chimism diferit. Masa fundamentală este hialină, hipocristalină, mai rar holocristalină; fenocristalele sunt reprezentate prin Q (corodate magmatic), A (ortoză, anortoză), P (oligoclaz), foarte rar M (biotit); mai sunt aceleași ca în rocile de adâncime.

II. METODE ȘI APARATURĂ

Studiul secțiunilor subțiri a fost făcut cu ajutorul microscopului petrografic, modelul Meiji ML 9400 (vezi fig.2.1-2.2) din dotarea Departamentului de Geologie, Facultatea de Geografie și Geologie din cadrul Universității “Alexandru Ioan Cuza”.

Secțiunile lustruite au fost studiate folosind lumină transmisă, utilizând următoarele obiective: 4x, 10x și 20x. Au fost studiate 12 secțiuni lustruite, urmărindu-se identificarea structurii și a caracteristicilor texturale dintre acestea ori cu alte minerale (exemplu cuarz, feldspat și plagiclaz).

Echiparea unui laborator de geologie trebuie să fi conformă cu standardele calitative superioare ale cercetării științifice din zilele noastre și mai ales să corespundă nevoilor de cunoaștere ale studenților și să devină un complex de lucru eficient.

Fig.2.1-2.2 Microscopul Meiji ML9400 (stânga) și secțiunea a granitului de Sierra de Guadarama, sursa: phys.org

Echiparea laboratorului de geologie este următoarea: Seturi de secțiuni subțiri și eșantioane pentru toate grupele importante de roci. Microscoape optice polarizante, binoculare (lumină incidentă și reflectată) Meiji 9400. Microscop trinocular Meiji 9700 cu cameră video. Microscoape cu lumină polarizată, tip AMPLIVAL pol.u. – Karl Zeiss Jena (vezi fig.2.3) . Microscoape cu lumină polarizată, tip LABOVAL pol.u.

Fig.2.3-2.4 Microscop de laborator Karl Zeiss Jena (stânga) și stereomicroscop OPTIKA, sursa: https://www.zeiss.ro/corporate/home.html

Stereomicroscop cu aparat de fotografiat, Karl Zeiss Jena. Stereomicroscop OPTIKA SZM 45T2 (vezi fig.2.4). Refractometru TOPCON. Spectroscop de absorbție în vizibil, cu prismă de mână. Balanță hidrostatică. Microdurimetru. Lampă cu UV. Scintiloscop cu contor Geyger-Muller. Separator izodinamic Frantz. Măsuțe de integrare. Măsuță universală. Lupe. Colecție de eșantioane de minerale, roci și minereuri (> 3000 bucăți). Colecție de secțiuni subțiri (> 3500 bucăți). Colecție de secțiuni subțiri lustruite (> 200 bucăți).

Utilizarea acestui instrumentar se face pentru următoarele analize:

Analize mineralogice – diagnosticare și determinare minerale;

Analize petrografice;

Analize pietre prețioase și semiprețioase;

Studii de mineralogie tehnică;

Analize minereuri.

Există de asemenea și un laborator de prelucrarea materialului mineralogic, petrografic și geochimic. Facilitățile oferite sunt: instalație de tăiat probe de roci și minerale, cu disc diamantat, tip MINOSECAM. Mașină de șlefuit și lustruit probe de roci, de minerale și de mineralizații, tip MINOSUPAN. Mașină de șlefuit sectiuni subțiri și șlifuri, cu disc. Moară de concasat cu fălci. Moară de concasat cu bile. Mojar electric cu bile și cu două cupe de agat. Mojar electric cu tijă și cupă de agat. Accesorii, materiale și reactivi.

Principala destinație a unui laborator de prelucrare a materialului geologic este pregătirea probelor pentru analize chimice, instrumentale, mineralogice, petrografice.

III. REZULTATELE CERCETĂRII

IV. DISCUȚII

CONCLUZII

BIBLIOGRAFIE