Порфирит

Порфирит. Фото Камелот178

Камень порфирит — это скорее торговое название банных камней. Оно на слуху, люди интересуются, запоминают. При этом вообще же никто из специалистов не нисходит до объяснения, что порфирит — что-то вроде формы, которую при определенных условиях способны принимать различные горные породы. Это происходит и с основными, и с кислыми породами, но в случае с кислыми получается не порфирит, а порфир, его мы рассматривать не будем.

Вся нижеследующая статья — попытка разобраться в условиях и результатах приобретения разными горными породами порфировой структуры. Ошибки неизбежны, поэтому тех, кто считает себя более компетентным, просим оставить комментарий, хорошо бы доброжелательный, с прояснением сути ошибки. Мы примем его во внимание и поправим текст.

Происхождение камня

Как мы понимаем, существовала некоторая путаница в том, что называлось «порфиритом».

Сюда относились и палеотипные (подвергшиеся изменениям) эффузивные (излившиеся) горные породы (например, был базальт, его накрыло осадочными породами, под этими слоями он изменялся и превращался в базальтовый порфирит), и кайнотипные (неизменные) магматические интрузивные гипабиссальные (= магма заполнила трещины и полости на глубине до 2 км и там застыла сразу в виде порфирита).

Месторождения порфирита. Фото ООО Порфирит

Отсюда видно, что происхождение порфирита зависит от того, что в современной петрографии называется этим термином. Вроде бы сейчас оставили только кайнотипные интрузивные гипабиссальные. Тогда как палеотипные породы получили приставку «палео-» к своему названию. Но об этом позже.

Само название «порфирит» говорит о том, что названный так камень обладает порфировой структурой. Этот момент стоит прояснить. Порфировая структура может встретиться у разных по происхождению пород. Она может быть разной по размеру — от очевидной для невооруженного глаза до различимой только при сильном увеличении. При этом в любом случае будут наблюдаться крупные кристаллы одних минералов в окружении либо аморфной массы стекла, либо заместивших его минералов (последнее — результат изменений в палеотипных породах).

Возьмем случай со стеклом. Как получается так, что часть расплава кристаллизовалась, а часть застыла в виде стекла? Кристаллизация зависит от соблюдения условий по температуре и давлению. Первая фаза успела кристаллизоваться еще в расплаве, а второй до кристаллизации не хватило чего-то — может быть температура снизилась слишком быстро.

Подобное может происходить и в процессе движения магмы. Она может остывать потихоньку в глубине, что даст рост кристаллов при благоприятных условиях, а потом что-то вытеснит ее вверх, где температура ниже, и сформировавшиеся кристаллы останутся, а оставшийся расплав станет стеклом.

Еще одна причина — утрата флюидной части, то есть газы и пары жидкостей при подъеме магмы улетучиваются, она становится более вязкой, менее подвижной, в ней труднее формироваться кристаллам.

Форма залегания

Опять же, есть разница между палеотипными и кайнотипными порфиритами. Первые, будучи эффузивными, залегают потоками, куполами, покровами. Вторые прорываются в трещины и полости, иногда разрывают вмещающие породы. От этого образуются дайки, штоки и силлы.

Фото Потенциал-Недра

Если п. оказывается поблизости от поверхности и его количество делает рентабельной промышленную разработку, месторождение осваивается. На этой странице мы рассказываем о наиболее известных месторождениях порфирита, попутно давая их контактные данные.

Горная порода

А теперь самое сложное. Настало время привести в порядок представления о палеотипных и кайнотипных горных породах «порфирит» 🙂

В общем, есть «Петрографический кодекс России» от 1994 года, в котором решено:

1. Отказаться от разных наименований для кайнотипных и палеотипных пород одного состава (это относится к делению на кайнотипный долерит и палеотипный диабаз, теперь это долерит и палеодолерит).
2. Отказаться от двойных названий, например, «базальтовый п.» в пользу «палеобазальта», то есть «порфирит» из названия исчезает.

Согласно «Петрографическому кодексу России» (2008), «порфирит» остается только в названиях гипабиссальных интрузивных пород, имеющих порфировую структуру.

При этом (из «Петрографического кодекса» (1994)): если они не имеют собственного имени, то им присваивается имя сходной плутонической породы, плюс дефис и «порфир» или «порфирит» в зависимости от количества кремнекислоты.

Фракции порфирита. Фото Камелот178

Вот тут наша логика начинает давать сбой: если «базальт» — это излившаяся порода, а ее интрузивные аналоги — это долерит (гипабиссальный) и габбро (плутонический аналог), то «базальтовый порфирит» должен называться «палеотипным базальтом, палеобазальтом», а «долеритовый порфирит» — то ли «долерит-порфиритом», то ли «габбро-порфиритом». По «Кодексу» (1994) вроде «габбро-порфририт».

Однако «…вый порфирит» существовал в языке геологов где-то с полвека, и к нему привыкли. Привыкли настолько, что отвыкать не хочется. Поэтому и сегодня можно встретить названия подобного рода. Ниже мы делаем честную попытку расставить точки над «и».

Прилагательные, кстати, могли означать:

• минеральный состав фенокристаллов;
• сходство с другой породой.

Базальтовый порфирит

Выше мы уже не удержались от того, чтобы разложить именно базальтовый порфирит по полочкам петрографических кодексов. И сейчас лишь повторим, что если речь идет об эффузивном (излившемся) базальте, то «порфирит» в его названии отменяется, он может быть только «палеотипным базальтом» или «палеобазальтом».

Порфирит крупным планом. Фото Камелот178

Палеобазальт

Что характерно для палеобазальта? У него должны быть вкрапленники — это будут фенокристаллы светлого плагиоклаза, зеленого оливина или черного пироксена. Редко — фенокристаллы роговой обманки или ортопироксена.

Основная масса скрытокристаллическая, в то время как размеры вкрапленников могут широко варьироваться от совсем мелких (но различимых глазом) до нескольких сантиметров.

Обратите внимание на то, что основная масса уже не является вулканическим стеклом, это мелкие, но все же кристаллы. Основная масса состоит из того же плагиоклаза, клинопироксена, магнетита или титаномагнетита.

Габбро-порфирит

Габбро с порфировой структурой. Вкрапленники представлены лабрадором. Основная масса — микродиабазовая (под вопросом, корректно ли сейчас такое название), состоящая из основного плагиоклаза, моноклинного пироксена, иногда — гиперстена и магнетита.

Любопытно, что тут должно было присутствовать стекло, но микродиабазовая масса состоит из сформированных кристаллов! Либо это противоречие, либо мы что-то не до конца понимаем 🙂

Диабазовый

Словарь подсказывает, что «диабазовый порфирит» устаревший термин, под которым сейчас понимается полнокристаллический палеобазальт, следовательно, смотрите выше.

Источник фото здесь

Но мы все же не можем удержаться от того, чтобы не задуматься: а какая, собственно, разница между палеобазальтом и габбро-порфиритом? Получается, что только в генезисе. А по поводу того, куда девается вулканическое стекло из кайнотипических пород, один толковый петрограф пояснил, что оно нестабильное и со временем обязательно упорядочивается, приводя хаос в кристаллический порядок. Таким образом, время, растворы и прочие благоприятные условия обращают порфировые структуры в порфировидные.

У продавцов камня (http://oskolopalubka.ru/catalog/granitnje_slebj_slyabj/porfirit_diabazovjj) мы нашли следующие характеристики «диабазового порфирита»:

Минеральный состав:

Физико-механические свойства:

http://oskolopalubka.ru/uploads/files/sleb/sl6.jpg

Пироксеновый

«Пироксеновым» п. называется в том случае, если содержит кристаллы ромбического или моноклинного пироксена. Как видите, это название по минералу вкрапленника.

Пироксеновый порфирит чаще всего фигурирует в описании породы, которую продают для бань и саун. Также он упоминался в качестве удачного варианта петрургического сырья — из него льют каменные трубы, плитки для футеровки (!сферы применения плитки травертин представлены здесь), а также делают каменную вату.

Диоритовый

Диорит — порода нормального ряда. Это значит, что кремнезема в ней уже больше, чем в основных породах, что дает возможность появлению кварца, правда, в небольших количествах. В основном же диорит сложен плагиоклазом (до 60%), роговой обманкой (до 35%), остальное может быть пироксеном, биотитом, кварцем (если кварца от 5 до 15%, то это уже кварцевый диорит).

Так вот, диорит порой имеет порфировую структуру. Основная масса с неразличимыми невооруженным глазом кристаллами, но и вкрапленники совсем небольшие — 1-3 мм, состоящие из кристаллов плагиоклаза, роговой обманки и биотита.

Фракции порфирита. Фото Камелот178

Некоторые авторы называют диоритовый порфирит «палеоандезитом». Следует заметить, что андезит — это эффузивный аналог диорита (то есть состав один, условия застывания разные). Поэтому сейчас мы опять столкнемся с трудностью понимания.

Неизмененный андезит — кайнотипная порода. Измененный андезит — палеотипная, отсюда «палеоандезит». И он же оказывается диоритовым порфиритом. Следовательно, последнее является устаревшим названием. Но существует ли кайнотипный диорит с порфировой структурой? Мы понимаем то, как порфировая структура формируется, поэтому в принципе нам кажется вполне допустимым двухфазное остывание магмы в глубине, но прочитанные тексты не дают подтверждения или опровержения. А если это происходит на поверхности, то тогда это уже андезит…

Андезитовый

Ну вот, про андезиты говорится, что они сами по себе обладают порфировой структурой — все то же самое, что и выше: вкрапленники плагиоклаза, роговой обманки и пироксенов на фоне скрытокристаллической или микрокристаллической общей массы, в которой также присутствует стекло. Это неизмененный андезит.

Со временем он упорядочивается, а минералы в нем начинают замещаться. Причем это касается и вкрапленников, и общей массы. Темноцветные минералы вкрапленников, а также вулканическое стекло, присутствующее в общей массе, заменяется хлоритом, эпидотом и др. минералами. Плагиоклаз вкрапленников тоже меняется: становится менее прозрачным, лишенным блеска.

Так вот, здесь получается, что порфировая структура имеется у андезита изначально. Но по Кодексу его не следует называть «порфиритом», потому что это эффузивная порода. Следовательно, «андезитовый порфирит» — устаревший термин. Правильно говорить «андезит» и «палеоандезит», отмечая наличие или отсутствие минеральных замещений.

Кварцевый

«Кварцевый порфирит» — еще одно странное с точки зрения Кодекса словосочетание. По логике тут должен быть «порфир», потому что кварц не может выделяться из основных пород, для этого там не хватает кремнезема.

Конечно, можно сказать, что есть «диорит-порфирит кварцевый», но средние породы находятся как раз между кислыми и основными, что дает достаточное количество кремнезема для выделения кварца во временной перспективе.

Камень порфирит. Фото Камелот178

«Петрографический словарь» называет «кварцевым порфиритом» палеовулканические дациты. Сами дациты — это кислые породы, нечто среднее по количеству кремнезема между андезитом и риолитом (излившийся гранит).

Следовательно, вторичные изменения минерального состава приводят к выделению кварцевых кристаллов, а структура камня порфировая, отсюда химерический «кварцевый порфирит», потому что «кварцевые порфиры» закреплены в том же словаре за более широкой группой пород кислого состава.

Свойства

Теперь, когда вы получили некоторое представление о сложностях в понимании того, что называется «порфиритом», нам предстоит разобраться в «свойствах камня порфирита» 🙂

Минеральный состав

Как «среднее по больнице», о минеральном составе порфирита можно сказать следующее: это кристаллическая, в основном массивная, основная порода темного цвета (обычно темно-серого, серо-черного, черного или от серо-зеленого до зеленовато-черного), чаще всего содержащая вкрапленники светлого плагиоклаза (в андезине — лабрадорит) и/или темного пироксена (чаще всего в виде черного авгита), амфибола (зелено-черного или черного), реже — биотита и оливина. Вкрапленники находятся в плотной или мелкозернистой основной массе (часто с базальтовым составом).

Фракции камня порфирита. Фото Камелот178

Когда все или большинство вкрапленников состоят из плагиоклаза, то говорят о «плагиоклазовом порфирите», если же основная масса и вкрапленники состоят из роговой обманки, образованной (псевдоморф) из пироксена, то это так называемый «уралит», «уралитовый порфирит». Роговая обманка как вкрапленник дает «роговообманковый порфирит».

К «кварцевым порфиритам» следует относить породу с составом, соответствующим дациту, либо рассматривать ее только как старое обозначение дацита.

Плотность

Ну вот как назвать плотность пород с разным составом? Опять же, «среднее по больнице»: 1,45 г/см³. Если кому-то нужно точнее, то либо ориентируйтесь на плотность слагающих конкретный порфирит минералов, либо заказывайте лабораторное исследование плотности порфирита из своих образцов.

Текстура

Выше мы уже говорили о том, что горные породы с разным составом получили одинаковое обозначение, потому что у них была сходная структура, называемая «порфировой». В свою очередь она получила такое название из-за сходства с камнем, который имел багряный цвет и использовался для создания статуй и архитектурных элементов в Древнем Риме, Византии и т.д. У него тоже часто были белые вкрапленники.

Порфирит колотый. Фото Камелот178

Таким образом, текстура порфирита — это текстура булочки с изюмом. Где тестом может быть и стекло, и кристаллы, а сами кристаллы — от видимых только под микроскопом до различимых невооруженным глазом. Изюм (вкрапленники) же всегда будет крупнее кристаллов основной массы, но при этом его размер может колебаться от миллиметра до нескольких сантиметров.

Теплоемкость

Теплоемкость — это способность материала аккумулировать в себе инфракрасное излучение.

Если камень базальтового типа (содержит вулканическое стекло), то удельная теплоемкость порфирита составляет 0,83 кДж/кг*С°

Теплопроводность

В свою очередь теплопроводность — это количество тепловой энергии, которую материал пропускает через себя. Она противоположна удерживающей теплоемкости.

Теплопроводность этого камня составляет от 0,7 ккал. (Не забываем о том, насколько усредненные значения тут даются.)

Температура плавления

Минимальная температура его плавления составляет 1170 градусов. По пироксеновому порфириту есть данные от создателей минваты и литого камня. Они говорят, что температура плавления 1350 градусов.

Камень бутовый из порфирита. Фото ООО Порфирит

Удельный вес

Удельный вес порфирита 1,45-2,5 г/см3.

Чем хорош порфирит

«Хорошесть» — это адекватность задачам, которые приходится выполнять. Соответствие им. Скажем, если вы используете щебень из порфирита, то вас интересует его лещадность и прочность при динамических нагрузках (в дорожном строительстве). По лещадности он уступает габбро-диабазу, а по прочности имеет одинаковые с ним отличные показатели. Узнать больше о применении порфирита в разных сферах строительства можно из этой статьи.

Однако обычного пользователя чаще интересует, чем хорош порфирит в бане. Так как у нас есть статья на эту тему, то мы просто переадресуем интересующихся на нее.

Условные обозначения

Мы просмотрели самые разные карты, на которых геологи обозначают состав горных пород, и обнаружили, что единой формы условного обозначения порфирита не существует. Все зависит от его состава. В частности, ниже нами использовались условные обозначения из следующей книги (кроме первой картинки с обозначениями, она с реальной карты):

Приведем примеры того, как он может обозначаться: