Несколько практических советов при изучении породообразующих минералов

08.12.2016

Из сравнительно редких минералов я привел те, которые можно считать, и должно иногда первичными и которые могут поэтому характеризовать или указывать на происхождение осадочных пород как пластических осадков, из тех пли других изверженных или других первичных пород. Только в конце XVIII столетия, можно сказать, начался иной подход к изучению осадочных пород, чем было до этого. Англичанин Вильям Смит первый обратил внимание на то обстоятельство, что осадочные породы можно различать по содержащимся в них окаменелостям. Это было в конце XVIII в. Как это бывает обычно с новыми идеями, утверждения Смита были встречены презрительным пожиманием плеч, а спустя некоторое время, наоборот, совершенно оставили петрографическое изучение пород и принялись характеризовать их только по окаменелостям, довольствуясь во всех случаях простым, и часто неверным названием: песчаник, глинистый сланец, мергель и прочее. Достаточно было назвать, что такая-то порода юрская или кембрийская, для того чтобы на этом успокоиться. Только в начале XX столетия началось настоящее изучение осадочных пород сначала во Франции (Cayeux), а главным образом в Великобритании, так что круг замкнулся опять в той же стране. Произошло это потому, что Великобритания — небольшая сравнительно, как остров, страна и обладает большим количеством ученых, а потому она изучена так хорошо, как ни одна из других капиталистических стран. Там знают все породы — как они залегают и где они залегают. В силу этого именно там-то и можно было начать изучение осадочных пород, рассчитывая, по минеральным обломкам последних сделать заключение о тех породах, путем размыва которых получились осадочные породы.
В Великобритании знают все островные граниты и все свойства этих гранитов и все редчайшие минералы пород и т. д. Так чтo здесь иногда по минералам и по тяжелым порциям какого-нибудь песка или песчаника можно совершенно определенно говорить, откуда, путем размывания каких пород, этот песчаник произошел, и каким образом — в каком направлении — продвигался кластический его материал. Конечно, для таких исследований и выводов приспособлены только те страны, которые изучены в петрографическом отношении самым подробным образом. Собственно говоря, теперь завершается тот круг, который начался в пауке в конце XVIII и начале XIX столетия. В это время Доломьё и Флориан де Бельвю — французские геологи — для изучения изверженных пород поступали таким же образом, как мы теперь поступаем с осадочными, т. е. мололи эти породы в тонкий порошок и рассматривали их под микроскопом (не поляризационным). Теперь мы подходим к тому моменту, когда недостаточно описывать породы по шлифам, недостаточно изучить один или два шлифа, а для того чтобы делать те или иные генетические заключения из изучения осадочных пород, необходимо изучать детально и изверженные породы, покрывающие страну: путем детального изучения мельчайших минеральных особенностей всех пород, покрывающих страну, можно почти всегда вывести, откуда получились те или иные осадки. Поэтому неудивительно, что скоро может быть и мы будем молоть граниты и исследовать их тяжелые порции, для того чтобы по редким минералам, встречающимся в песчаниках и аллювиальных отложениях, можно было бы судить, откуда и как получились эти осадочные образования. При детальном минералогическом изучении пегматитов совершенно обязательно не ограничиваться только одними шлифами, а изучать тяжелые фракции, полученные из больших образцов. Исходя из этого, я вам и упомянул несколько таких характерных, но первичных минералов, хотя и чересчур иногда редких, чтобы вы не пропустили чего-нибудь характерного и при изучении осадочных пород. Упомянуть все сколько-нибудь важные минералы в пределах того времени, которое было мне уделено, я, естественно, не мог (целью моей было подробно охарактеризовать главнейшие из петрологически-важных минералов); поэтому и ограничился главнейшими минералами и характернейшими из очень редко встречающихся минералов. Кроме того, я часто совсем не останавливался на химизме минералов, потому что имел в виду породообразующие минералы в том смысле, как они ведут себя под микроскопом.
Конечно, многое важное для специалиста мной при изложении опущено, сообразно той цели, которую я имел в виду, поэтому же я не приводил и ссылок на текущую литературу, из которой, помимо указанных вначале справочников, я приводил вам сведения. Подробности и все другие сведения найдут себе место в русском справочнике.
В заключение позволю себе привести несколько советов, которые, судя по моему опыту относительно некоторых совершенно неверных данных, приводимых иногда в литературе и легко проверяемых по имеющимся в этой же литературе данным, будут для вас очень полезны, в чем я совершенно убежден и все более удостоверяюсь из своего большого педагогического опыта и немалой консультационной деятельности.
Прежде всего относительно определения самых распространенных минералов — плагиоклазов. В своем месте было уже указано, что двойниковые законы этих минералов имеют различное распространение, причем частота повторения различных законов совершенно неодинакова. Как это доказано статистически и легко связывается с кристаллографическими свойствами этих минералов, наиболее часто встречается закон альбитовый _|_ (010), затем идут карлсбадский [001], сложный _|_ [001] || (010), встречающийся и как равнодействующий и самостоятельно, и, наконец, периклиновый [010], характерный по частоте встречи для метаморфических, особенно сланцеватых, и частью гидротермальных плагиоклазов, но редко находимый как самостоятельное образование, в изверженных, особенно интрузивных породах (Лодочников). Остальные двойники редки, и, например, манебахские двойники _|_ (001), сравнительно частые для существенно-калиевых полевых шпатов, в плагиоклазах встречаются, пожалуй, без преувеличения можно сказать, на сотню один раз, а бавенские, иногда встречаемые в калишпатах, на тысячу один-два раза (я измерил более тысячи плагиоклазов и бавенский закон встретил только два раза, и то в обоих случаях это имеет место в породах порфировой структуры). При определении двойникового закона необходимо иметь в виду указываемые данные опыта прежде всего.
Во-вторых, надо не упускать из виду, что закон определяется только в том случае, если известно взаимное положение двойниковой оси В2 и плоскости шва P: если B2 перпендикулярно P — закон будет нормальный, или граневой; он обозначен на новейшей диаграмме В.В. Никитина сплошными черными линиями; если B2 лежит в шве P, то закон будет осевой (параллельный реберный), или сложный. Осевые законы обозначены на диаграмме синими линиями, сложные — красными. В случае нормального закона, двойниковая ось есть _|_ к кристаллографической плоскости, служащей швом двойника; иначе говоря, координаты двойниковой оси являются в то же время и гномостереографическими проекциями плоскости шва, т. е. рациональной кристаллографической плоскости плагиоклаза. Поэтому на диаграмме приводится много черных кривых, дающих координаты плоскостей ограничения плагиоклазов по отношению к трем взаимно перпендикулярным осям индикатрисы, а не координаты двойниковых законов.
Наконец, при определении двойникового закона и состава плагиоклаза можно руководствоваться еще и тем, что в нормальной, неизмененной, магматической породе все плагиоклазы, за исключением, конечно, зональных, где в зонах составы различны, имеют один и тот же состав. Больше того, если вы попробуете проверить мое утверждение, го убедитесь, что если координаты первого измеренного вами двойника отклоняются от соответственной кривой, то то же самое будет получаться и в других измеренных плагиоклазах той же породы и на ту же часто величину. Что касается соответствия оптических данных химическому составу плагиоклазов, то надо иметь в виду, что для учета точности этого соответствия материала очень мало, вследствие чего каждый новый автор приводит несколько отличные кривые, и эти кривые в действительности надо представлять в виде полос в 4—6° толщиной, а не тонких кривых, как это дается на диаграммах. Я уже не говорю о том, что при современных оптических исследованиях состава плагиоклазов количество ортоклазовых молекул не может быть учтено.
[Показано, что оптическая ориентировка плагиоклаза зависит не только от его состава, но и от условий образования. Образующиеся при высокой температуре плагиоклазы, имеющие неупорядоченное расположение Si и Al, на диаграммах дают иное расположение точек, а соответственно и кривых для определения их состава, нежели низкотемпературные (упорядоченные) плагиоклазы. При быстром охлаждении пород неупорядоченность полностью или частично сохраняется, поэтому для водяно-прозрачных плагиоклазов эффузивных пород следует пользоваться такими диаграммами. Однако в полнокристаллических породах может частично сохраняться неупорядоченность и определение нужно было бы провести по каким-то промежуточным кривым. Разница в определении плагиоклаза по «низкотемпературным» и «высокотемпературным» диаграммам иногда достигает десяти номеров и именно с этим обстоятельством нужно связывать значительную часть расхождений, которые подчеркивает в своем руководстве В.Н. Лодочников. Полевые шпаты — фазовые взаимоотношения, оптические свойства, геологическое распределение.]
Основываясь на только; что сказанном, разберем несколько примеров. Пусть для двойниковой оси B2 мы получили следующие координаты: B2Ng = 22°, B2Np = 86° и, следовательно, B2Nm = 68,5°. Так как знаки координат нам неизвестны, то мы получили собственно четыре точки. Для того, чтобы исследователь никогда не забывал об этом обстоятельстве, В. В. Никитин очень удачно придумал изображать диаграммы на одном квадранте окружности, где совмещены все четыре квадранта с относящимися к ним кривыми. По вышеприведенным координатам мы получаем точку, лежащую почти в одинаковом расстоянии от четырех законов: двух черных — _|_ (021) и _|_ (010), одного синего — [010] и одного красного — _|_ [100] || (001). Решить вопрос по какому закону построен двойник на основании только взятых выше данных невозможно, но вы видите из диаграммы, что состав плагиоклаза будет соответственно №43, №41, №39 или № 38 (точка не легла ни на одну из четырех кривых, и в этом случае следует опустить перпендикуляры на каждую кривую, чтобы получить точки на последней), т. е. вы можете свободно писать, что у вас андезин около № 40, и это будет совершенно справедливо.
Однако, что это не всегда так и что иногда очень важно определить закон двойника, показывает случай, когда вы получаете координаты B2Np = -22°, B2Ng = -88,5° и определите, что перед вами либо закон [100], либо [001] || (010). Первый закон очень редкий дает № 51, второй, сравнительно частый, сложный закон третьей оси во втором пинакоиде, дает № 28. Если вы правильно работаете и нанесли шов двойника, то по координатам этого шва M (полюса его) = (010) найдете для № 28 и № 51 совершенно различные цифры на кривой альбитового закона и однозначно найдете номер плагиоклаза.
При измерении двойников плагиоклаза совершенно обязательно следует нанести полюс двойникового шва. Положим, что полюс шва у вас совпадает, или почти совпадает с двойниковою осью. В таком случае вы должны отбросить все законы, кроме черных, и получится, следовательно, либо _|_ (010) и №41, либо _|_ (021) и № 43, так что на основании пункта 394 вы должны будете писать — _|_ (010) № 41, — и это даже в том случае, если точка легла бы гораздо ближе к закону _|_ (021), чем к закону _|_ (010). В случае крайнего скепсиса, не желающего считаться ни с какими данными, кроме лично полученных, вы можете, приведя координаты и соотношения между B2 и P, сказать, что у вас либо закон _|_ (010), либо _|_ (021) (последний закон, повторяю, для не крайних скептиков, весьма мало вероятен). Ho может оказаться, что у вас, кроме плоскости шва, присутствует еще какая-либо плоскость ограничения или даже плоскость спайности под углом к плоскости шва. В этом случае придется расстаться и с допустимым крайним скепсисом, если вы измеряете хоть сколько-нибудь аккуратно. А именно, пусть для полюса спайности вы получили PNm = 27°,5 и PNp = 79°,5 [№ 42 по кривой _|_ (001)], и это показало бы вам совершенно определенно, что вы должны были бы вашу точку расположить не в первом квадранте диаграммы (см. диаграмму II Никитина — полный круг), а в третьем, где линии закона J_ (021) вовсе нет. Правда, точка P может дать по координатам 27°,5 и 79°,5 № 5 закона _|_ ( 001) [третий квадрант диаграммы], но тогда вы должны были бы смотреть кривую двойникового закона в первом квадранте диаграммы II и получили бы очень сильное отклонение от кривой (010) и номер плагиоклаза, меньший нулевого (?), или № 43 по _|_ (021), что дало бы, как видите, для одного и того же зерна плагиоклаза № 5 по одному закону и № 43 по другому, что, очевидно, опять-таки невозможно и т. д. и т. д. Итак, вы видите, как иногда привлечением в рассмотрение новой плоскости, если, конечно, она имеется в виде спайности или ограничения, вопрос разрешается однозначно.
Второй пример. Пусть вы получили координаты: B2Nm = 34°, B2Ng = 75° и, следовательно, B2Np = 60°, причем двойниковая ось лежит в шве, т. е. обязаны смотреть либо синий, либо красный закон, но не черный. По синему [001] координаты дают № 36, а по красному № 62. Основываясь на сказанном и подчеркнутом в п. 396, вы можете сразу выбрать закон и номер, если это у вас не первое измерение, по которому вы получили уже для другого зерна той же породы, скажем, № 59. В таком случае у вас, очевидно, будет №62 по _|_ [001] || (010), а не №36 синего закона. Ho вы не должны измерять таких плагиоклазов, где хотя бы приблизительно нельзя было бы установить координат плоскости шва, а в таком случае, если у вас действительно № 62, вы получите для координат шва M — (010) (самый обычный шов) MNg = 33° и MNp = 71°; если же у вас № 36 — MNg = 17° и MNp = 87,5° (или цифры, близкие к приведенным). Опять, следовательно, результат совершенно определенный.
Третий пример, заимствованный из одного, недавно вышедшего петрологического сочинения. B2Ng = 76°, B2Np = 56° и B2Nm = 37° [? — 37,5 — В.Л.]. Соотношений между швом и двойниковой осью не приводится, так как для автора это безразлично; на следующей странице (для другого измерения) имеется такой пассаж: «отвечает № 58 закона _|_ [010]» [читай _|_ (010), так как BNg = 33° — В.Лю] «или (?1 — В.JI.) закона [010]». Вследствие указанной причины у автора получается из вышеприведенных координат «закон (021) или _|_ (100)»; первый возможен, как указывалось, в исключительно редких случаях, второй также встречается, пожалуй, реже манебахского. А если принять, что эти координаты относятся к довольно частому закону _|_ [001 ] || (010), то получим (см. диаграмму) № 58, что вполне отвечает первому измерению автора в том же шлифе, давшему № 56.
Из того же источника — опять-таки характерный пример такого рода ошибок — четвертый и последний пример. Приводится — B2Ng = 61,5е, B2Nm = 28,5° и, следовательно (61,5° + 28,5° = 90°), B2Np = 90°, «что отвечает двойниковому закону _|_ (021) и плагиоклазу № 33». Здесь, прежде всего, надо отметить, что при B2Np = 90° закон становится неопределенным, и можно писать с одинаковым правом:
и a) B2Ng = 61,5°, B2Nm = 28,5°, B2Np = 90°, и
b) B2Ng = 28,5°, В2Nm = 61,5°, B2Np = 90°,
причем, так как В2 необходимо перпендикулярна B2, то, если в первом случае закон граневой (автором опять не указано взаимное расположение B2 и шва), то во втором он таковым быть не может, и наоборот. Теперь, если принять во внимание, что точность определения ±2° и иметь также в виду указания конца пункта 396. то найдем; что гораздо вероятнее в случае а) закон манебахский, тогда случай b) даст закон периклиновый, или случай b) закон альбитовый, тогда случай a) _|_ [100] || (010). Словом, в отношении этого последнего примера надо сказать, что никакого ровно доказательства, что закон действительно _|_ (021) не приводится, хотя в таких случаях, как я указывал, они совершенно обязательны. Иначе, на основании всех наших сведений относительно сравнительной распространенности различных двойниковых законов, гораздо вероятнее закон альбитовый даже в случае отклонения координат на 6—8°, чем не доказанный закон бавенский, хотя бы точка совершенно совпадала с линией последнего.
Угол оптических осей для определения состава плагиоклазов не имеет почти никакого значения.
Если вам надо определить состав плагиоклаза не очень точно, то можно поступать следующим образом. Выбрав полисинтетический (это обязательно!) двойник, поставьте шов параллельно нити креста, найдите ось индикатрисы ближайшую шву, т. е. получающуюся при повороте зерна от только что указанного положения на угол не больше 30—35°. Если это окажется ось Ng, го таким же образом найдите ось Ng2 для второго индивида, и тогда половина углового расстояния между вашими осями даст как раз B2Ng, и номер плагиоклаза вы определите по альбитовому закону. Способ очень хорош в смысле простоты проверки: получив на сетке координаты B2, вы по правилам совмещает B2 с осью I федоровского столика и смотрите в микроскоп: при правильности ваших определений шов сам собой установится параллельно нити креста и придет в совмещение с плоскостью оптической оси микроскопа, а различие в интерференционной окраске индивидов двойника исчезнет и не будет возобновляться при наклонах около оси I. Ho к этому способу можно прибегать или в том случае, если одно зерно в данном шлифе вами уже измерено, или если у вас имеется достаточный навык и практика в определении плагиоклазов. Больше того, после ста-полутораста измерений глаз уже сразу начнет отличать лабрадор от андезина и от битовнита и т. д. На указанный способ определения при небольшом навыке уходит всего 5—8 минут; при достаточном навыке 3—5 минут.
В заключение о плагиоклазах считаю нужным, на основании многочисленных наблюдений над работой начинающих, сделать еще несколько предупреждений.
Ни под каким видом, если вы работаете без помощи опытного в этом деле ученого, не начинайте учиться методу Федорова на плагиоклазах до № 40. Вследствие частой неопределенности получающихся данных, вследствие чисто геометрических, не поддающихся вашей воле, причин, можно поручиться, как это мной и наблюдалось, что не очень настойчивый работник просто махнет рукой на метод, не дающий в первое время работы никакого удовлетворения по неопределенности и кажущейся неточности получаемых результатов [ср. 5-й абзац вступления, 1]. Дело в том, что всякие измерения требуют искусства, тем более измерения, производимые, например, с сложным геодезическим инструментом, теодолитом. Федоров же называл сначала свой метод — и более правильно как раз теодолитным. Никто не станет возражать, что для более или менее точной теодолитной работы требуется известная тренировка, а. приступая к федоровскому методу, начинающие — и большие и малые — ученые хотят сразу научиться работать так, чтобы работа доставляла удовлетворение. При начале работы — и это совершенно несомненно — вы будете работать (с плагиоклазами) в среднем с точностью до 3—4°. Взгляните теперь на диаграмму В. В. Никитина для плагиоклазов альбитового закона до № 40. Вы сразу увидите, что координата B2Np для всех более низких номеров менее 86°, достигая этой цифры только для этого номера 40. Что это значит? Это значит, что в альбитовых двойниках этих номеров оси NpI и NpII делают всего 2(90—86) = 8° между собой. И это, как видно из диаграммы, является максимумом, а для номеров примерно от 2 до 35 оси Np в различных индивидах двойников делают углы всего в 2—4° (B2Np = 89—88°). В действительности же, как указывалось, линии диаграммы являются полосами, так что нередко — о причинах ниже — B2NpI и B2NpII для указанных номеров совпадают или почти совпадают. Припомните теперь вышеуказанную первоначальную точность вашей работы. Что должно получиться в результате? Для нахождения положения двойниковой оси B2 вы должны соединить одноименные оси двойника и теоретически получить на сетке точку. Конечно, совершенно понятно, что если бы вы ее действительно получили, то это было бы только случайностью: ведь ваши точки (на сетке) NpI и NpII должны отстоять всего друг от друга максимум на 8°, вы работаете с точностью до 3—4°, и, следовательно, даже в наиболее подходящем случае (плагиоклаз № 40) дугу большого круга, соединяющую NpI и NpII, вы должны будете провести через точки (Np), отстоящие максимум на (8°—2-3°)-2°. Ясно, что у вас эта дуга может пройти почти по любому направлению — даже в этом наиболее подходящем случае — а потому вы получите вместо точки треугольник, в конце концов, любого размера! Конечно, если над вами нет опытного наблюдателя, такие результаты вас не удовлетворяют, и работа сделается противной, и — если нет очень большой настойчивости, федоровский метод («изящнейший, безупречный, блестящий» по характеристике многих заграничных ученых) для вас пропал.
Все предыдущее, надеюсь, сделалось для вас понятным — и геометрия, и особая настойчивость, и необходимость учиться методу на плагиоклазах выше сороковых номеров. Взгляните еще раз на кривую альбитового закона для №№ 50—70; здесь все оси Ng, Nm и Np индивидов двойника отстоят друг от друга соответственно на 27—37°, 11—23° и 25—27°, а потому кривые, соединяющие сравнительно далеко отстоящие одноименные точки, будут по необходимости — геометрической — проводиться точнее, и вы сами увидите, что треугольники, после пятого или десятого вашего измерения, превратятся почти что в точки! Никакого подтверждения правильности вашей работы вам не потребуется — вы сами будете непосредственно видеть удовлетворительность своих результатов, ибо крохотные треугольники сами по себе для вас самих показательны. He забывайте только — еще раз повторяю — что кривые диаграммы есть нечто среднее, и поэтому нисколько не смущайтесь, если полученные, после такого несомненно удовлетворительного измерения, точки лягут в 3°, даже 5—7°, от кривой диаграммы. Для того чтобы и эти отклонения были менее вероятны, первые измерения основных плагиоклазов лучше всего производить в габбровых породах; в быстро остывающих породах, например, в базальтах, диабазах, порфиритах — особенно, если они стекловаты, имеются всегда почти внутренние напряжения в остывающем и остывшем агрегате, а всякое натяжение может повлиять на ориентировку. Поэтому же не следует в начале работы измерять и зональные плагиоклазы, а они как раз реже всех указанных пород наблюдаются в габбро. И еще один совет относительно выбора объектов: крупных зерен следует избегать, ибо они очень часто оказываются (вдруг после наклонов, и потому сразу не заметно) неоднородными.
После измерений пятка-другого небольших зерен основных плагиоклазов в габбровых породах (конечно, не в измятых, где плагиоклазы гаснут волнисто), можно перейти к измерениям в кислых плагиоклазах. Вы уже будете иметь известную уверенность в работе, и потому ни большие треугольники (это несмотря на противоположное утверждение Берека все же суть треугольники погрешности, если, как в кислых плагиоклазах, не примешиваются геометрические причины), ни отклонения от кривых диаграммы вас уже не будут смущать и не отравят вашей работы. Помимо чисто механических причин — напряжения при отвердевании, молекулярные натяжения в зонально построенных слоях одного зерна, наличие многих включений, давление на породу — на отклонения оказывают влияние конечно, примеси и прежде всего K2O. доходящей в среднем почти до 1,5% для плагиоклазов, затем BaO, SrO и пр. Если при появлении федоровского метода можно еще было полагать, вследствие недостаточности фактов, что он не отвечает требуемой точности (напомню, что Шустер брал для углов погасания на определенных плоскостях средние из нескольких десятков измерений), то в настоящее время такие заявления, впрочем, исключительно редкие, обусловливаются незнанием лиц, это утверждающих, о самом предмете утверждения; как раз федоровский метод совершенно недвусмысленно показал, что корреляция между оптикой и химизмом плагиоклазов, во всяком случае, не такова, чтобы можно было гоняться за минутами или одним-двумя градусами, чтобы можно было предполагать, что подобные, скажем, «отклонения» (от чего?) можно однозначно связать только с химизмом. А для чего, в конце концов, как не для легкого определения химизма, мы делаем наши измерения? Иногда бывает совершенно очевидно — вы сами убедитесь в этом, когда после тренировки перейдете к измерению плагиоклазов в порфиролитах — что отклонения в 5—7° обусловлены исключительно механическими (см. выше) причинами.
Только после измерения двух-трех десятков плагиоклазов можно перейти к измерениям других минералов — калишпатов, амфиболов, авгитов, оливинов и т. д.
Как наиболее точно устанавливать оси индикатрисы, чтобы получить удовлетворение от работы? Предположим, что каким-либо известным вам путем вы нашли координаты оси Ng индикатрисы N = 341° и H = 17° вправо. Наклоняйте шлиф в любую сторону около оси I и чуть-чуть выводите ось из положения N = 341° в ту или иную сторону, наблюдая, при каком наклоне резче и скорее всего происходит нарушение темноты. Наклоняйте теперь снова около оси I и следите не нарушилась ли темнота еще более. Остановите наклон около оси I в этом положении и выведите вращением около оси N зерно на освещение, а затем тем же вращением в обратную сторону подходите к темноте. Положим вы получите N = 339°. При том же наклоне около I вращайте далее зерно в сторону темноты и выводите его на освещение, а затем обратным движением подходите к кажущемуся вам полному затемнению.
Положим, что вы остановили теперь на 342°, подходя к темноте очевидно, с другой стороны. Среднее 1/2 (339 + 342) = 340,5° и даст вам выправленную координату N = 340,5°. Теперь увеличением, а затем уменьшением наклона около оси H (17°) следите, наклоняя около оси I, при каком наклоне темнота сильнее всего нарушится. Подходом с двух сторон, т. е. увеличением и уменьшением найденного вами H = 17°, вы точно так же, как для координаты N, найдете два предела и среднее из них, скажем, N = 1/2 (15 + 18°) = 16,5°; эти полученные подходом с двух сторон координаты N = 340,5° и H 16,5° (вправо) наносите на принятое изображение. Можно быть уверенным, что при таком способе работы вторая, точно так же определенная ось ляжет в пределах точности 2—3° на дугу, соответствующую первой оси, и вам придется, следовательно, изменить координаты всего на 1.5 или 1°, чтобы совпадение было полное, что, должен сказать, совершений обязательно делать, чтобы ошибки не накоплялись. При небольшом навыке в методе вы вскоре заметите, что вам или вовсе не приходится подправлять графически результаты или делать такие произвольные подправки всего на доли градуса. Если кроме того, вы с самого начала уяснили себе на кварце, где одна темнота всегда для любого сечения сохраняется, что такое эта сохраняющаяся темнота, то работа постепенно — сначала с плагиоклазами, начиная от основных — начнет вам приносить, по определенности получаемых результатов, удовольствие, так что вы даже станете скорее измерять больше того, что необходимо, чем забросите метод.
При измерении амфиболов, пироксенов и оливинов не смущайтесь, что вам не удается ось Nm точно установить на темноту; это невозможно и на самом деле, потому что всякий раз. как в трубе микроскопа окажется одна из оптических осей, должно действительно наблюдаться некоторое прояснение темного до того поля: у этих минералов наблюдается заметная дисперсия оптических осей, обусловливающая это просветление (если с осью I совпадает ось Nm, то как известно, наклоном около I можно привести в трубу микроскопа оптические оси).
В результате метод Федорова до тех пор является сугубо время-потребляющим (и времяотравляющим), приносящим мало пользы и кажется недостаточно точным, пока вы не затратите на науку и искусство двух-трех десятков самостоятельных измерений плагиоклазов. Я всегда предупреждаю своих учеников, что после занятий со мною им придется затратить еще часов пятьдесят на самостоятельную работу. Если же не располагаете таким количеством времени, лучше не приступать к изучению метода. Только после такой тренировки вы станете удивляться, как можно работать без этого метода человеку, очень дорожащему своим временем и в то же время осторожному, поэтому боящемуся ошибиться и ненавидящему неопределенные результаты. Недавно один серьезный английский работник напечатал в английском минералогическом журнале, что до знакомства с методом Федорова он почти никогда не был строго убежден, что перед ним периклиновый, а не альбитовый закон. Как раз на это указывал сам Е. С. Федоров в одной из своих работ.
При определении амфиболов необходимо приводить из легко получаемых в шлифах констант: 1) цвет и плеохроизм, 2) схему абсорбции, 3) характер удлинения, 4) дисперсию оптических осей и, если имеется, осей эллипсоида (р и) и 5) угол оптических осей (точнее, т. е. сложением, а не удваиванием). Углы погасания и дву-преломление достаточно определять, если у вас мало времени, грубо приблизительно. Хорошая константа для роговых обманок преломление, но и его достаточно определить на плоскости призмы, т. е. определить ±0,002—3 величины Ng' и Np'. Если определены угол 2V и двупреломление, то Ng' и Np', а не оси индикатрисы, вполне достаточны. Угол погасания достаточно определить на разрезе с наиболее высокой интерференционной окраской.
Для пироксенов очень важной константой является угол 2V и угол погасания cNg. Во всех случаях имеет смысл приводить первую величину только в том случае, если она получена сложением или же во всяком случае оговаривать, как она получена. Я предложил уже давно обозначать углы, получаемые сложением, со знаком впереди цифры угла, например +80°, а получаемые удвоением — со знаком позади цифры, например 85°. Указания М. Berek на безразличие того, как определен угол, совершенно не верны: при удваивании ошибка всегда удваивается, при сложении может получиться полная компенсация; при удваивании нельзя поручиться при точности федоровского метода за ошибку, меньшую 5—6° в определении угла 2V.
В биотитах необходимо указывать цвет и величину угла 2V (приблизительно — т. е. «около 5°», «меньше 10°» и т. п.), а также двупреломление.
Во всех случаях работы по федоровскому методу поправку на преломление надо производить только при установлении какой-либо определенной, т. е. только одной плоскости: например, плоскости кругового сечения, той и другой в двуосных веществах, плоскости NgNp или какой-либо другой, плоскости шва, спайности и т. д.; для получаемых наклонов препарата около оси H поправка для осей индикатрисы не нужна. Поправка на двупреломление нужна, но при этом надо знать угол 2F, иначе говоря, поправка должна производигься не так, как это изложено у В. В. Никитина; до сих пор мы всегда определяли Ng — Np меньше, чем в действительности, если имелись заметные наклоны осей I и II федоровского столика.
Ни в коем случае не оставляйте без подробного описания, с учетом количественно-минералогического состава не вычисленного, а подсчитанного под микроскопом, те породы, для которых у вас будет сделан полный химический анализ, чтобы этот последний не пропал почти даром. Если бы даже у вас было несколько подобных пород, для которых вы дали полную общую характеристику, порода анализированная все таки должна описываться отдельно и чем подробнее, тем лучше. В настоящее время очень редко приходится анализировать породу только для того, чтобы иметь возможность назвать ее. Анализ обыкновенно делается или для возможно полной характеристики породы, или для установления химического единства пород данной изверженной провинции. В последнем случае очень хорошо было бы качественно определять в породах магматической провинции редкие элементы. Такие определения служат безусловно наиболее убедительным доказательством принадлежности пород к одной и той же петрографической провинции; гораздо доказательнее определить присутствие в трех, скажем, породах, какого-либо редкого элемента, например, молибдена или ванадия, даже в виде следов, чем сделать пять анализов обычных и легко определяемых под микроскопом пород, окислы которых можно соединить плавными кривыми для всех этих пород. Я не сомневаюсь, что петрологи скоро обратятся к спектрографическому анализу, как наиболее убедительному средству в этом отношении.
Кроме того, имея на руках анализ породы, вы легко можете проверить свои определения. В примечании к п. 92 указывалось, как легко восстановить с помощью анализа пропущенный при исследовании нефелин. Самый яркий пример связи химизма и минералов породы вы будете наблюдать ежедневно. Гранит — сиенит — диорит — габбро, наичаще встречающиеся породы, имеют в качестве видовых минералов биотит для первой, амфибол для второй и третьей и пироксен для четвертой (родовой минерал), и это сообразно тому, что гранит богат щелочами (биотит) и беден CaO, а по направлению к габбро щелочи уменьшаются и CaO увеличивается, в связи с чем роговая обманка, сменяющая биотит, заменяется, в свою очередь, в габбро более богатым CaO минералом — пироксеном; сверх этого и плагиоклазы становятся более богаты анортитом по направлению к габбро, — олигоклаз (гранит) олигоклаз-андезин (гранодиорит, диорит и сиенит) лабрадор до анортита (габбро).
Кроме того, здесь же имеет силу и физико-химизм: габбро при прочих одинаковых условиях — порода, формирующаяся при наиболее высокой температуре. Важность физико-химических условий бросается резко в глаза при изучении пород порфировых, особенно витрофировых, где, как это ясно следует из диаграммы рис. 15, плагиоклазы вкрапленников значительно основнее в эффузивных аналогах, чем в зернистых интрузивных породах; выделение вкрапленников происходит при более высокой температуре. С законами же физической химии можно тесно связать и другие особенности витро-фировых пород, но об этом — место в петрологии. Я бы только хотел обратить ваше внимание, что с физико-химической точки зрения главнейшие минералы пород можно разбить на две группы: I. Существенно калиевые полевые шпаты, альбит, олигоклаз, кварц, биотит и амфибол (частью) и II. Андезин (частью), лабрадор до анортита, пироксены и оливин. С этой точки зрения альбит и альбит-олигоклаз гораздо ближе стоят к кварцу и ортоклазу, или даже биотиту, чем к остальным плагиоклазам.
При изучении тяжелых фракций минералов, особенно если величина обломков и кристалликов превышает 0,05 мм, необходимо: по-моему, изготовлять шлифы из части получаемых порошков. В настоящее время изучение осадочных пород сводится не только к механическому анализу, но иногда и к механическому же исследованию. Достаточно иметь хороший набор жидкостей и хорошо двигать кремальерку микроскопа, чтобы изучать осадки. Одна к а, это далеко не так. При изучении осадков имеет значение буквально каждая мелочь, а константы являются далеко не мелочью. Часто приводится много цифр, а эти цифры относятся к неизвестному объекту вроде «зеленой роговой обманки». Зеленая роговая обманка, кроме преломления, имеет помимо других еще одну очень важную константу — угол 2V Или, например, в легких порциях определяется плагиоклаз только по преломлению. Представим себе, что преломление, как иногда это бывает для №№ 15—35, не отвечает ориентировке. Разве такой плагиоклаз не стоил бы, по крайней мере, столько же в виде характерного минерала, как, например, ставролит. Специалисты утверждают, что 100 г породы достаточно для седиментографического анализа. В таком случае можно взять 200—300 г даже килограмм породы, но изготовить шлиф и получить константы для минералов на федоровском столике. Иначе приходится верить на слово впервые выступающим авторам, а это едва ли можно рекомендовать. Вспомним, с какими важными геологическими проблемами связывается иногда нахождение того или иного минерала, прибавлю, с теми или иными константами. Надо также всегда иметь в виду, как это указано в самом начале, что коноскопический метод не так прост, как это представляется не совсем сведущим людям. Особенно это касается исследований над зернами в 0,02—0,01 мм величиной и мельче, когда минералы обычные дают в + николях небольшую разность хода, в связи с чем положительный минерал может дать эффект отрицательного или наоборот. Я считаю нужным остановиться на этом и указать, что регресс нигде, где это можно, недопустим, а пользование только одной коноскопией большей частью является для русских ученых несомненным регрессом в отношении частиц с диаметром, большим пяти сотых мм; кроме названий минералов почти ничего не приводится, а доказательством являются ведь только константы. Вам, ученикам учеников Е.С. Федорова, не полагается быть легко вооруженными в борьбе за истину.
Я только что упомянул величину зерен — «0 02—0,01 мм величиной и мельче». Более мелкие, чем 0,01 мм, зерна можно наблюдать с пользой для дела и без самообмана! только для минералов с сравнительно высоким двупреломленисм, и имейте в виду, что для зерен величиной ниже 0,005 мм оптические определения не могут дать сколько-нибудь достойных доверия результатов. Я уже несколько раз выше повторял, что в шлифах обычной толщины — 0,03 мм — ни характеру коноскопической фигуры, ни тем более знаку доверять нельзя, если у минералов двупреломление ниже 0,006. При величине зерна в 0,005 мм результатам коноскопического исследования можно еще верить, следовательно, если двупреломление — соответственна больше 0,03/0,005*0,006 = 0,036? Судите сами, какие минералы остаются, если вы исключите все те, у которых двупреломление менее 0.036?
Итак, при описании минералов тяжелых (и легких) порций полагается приводить:
1) константы, измеренные на федоровском столике (частиц и кристаллов 0,05 мм), а также:
2) форму зерен и кристаллов; для последних грани и их развитие;
3) размеры по двум или даже трем направлениям; вариации;
4) строение — однородное, неоднородное, зональное, двойники и пр.;
5) цвета с подробным их распределением и изменением;
6) сохранность и прочие особенные или не часто повторяющиеся свойства минералов. Это же, понятно, надо делать и при описании минералов из пород, покрывающих большие пространства. Один английский петрограф указывает, что из 12 шлифов породы ни в одном не была обнаружена роговая обманка, которую, однако, можно было наблюдать во всех тяжелых порциях этой породы, добытых из массы ее в 60 г.