Породы регионального метаморфизма

ОПИСАНИЕ НАИБОЛЕЕ РАСПРОСТРАНЕННЫХ МЕТАМОРФИЧЕСКИХ ГОРНЫХ ПОРОД

Региональный метаморфизм происходит в широком диапа­зоне температур - - от 300° – 400° до 900° – 1000°С (при более высоких температурах начинается плавление пород). Давление изменяется от 3 – 5 до 10 – 15_*10⁸ Па. Увеличение температуры и давления приводит к росту интенсивности метаморфизма, т. е. к возрастанию степени переработки пород.

Породы различного исходного состава по-разному реагируют на изменившиеся физико-химические условия. Метамор­физм простых по химическому составу пород, таких, например, как кварцевые песчаники или известняки, заключается только в изменениях структуры и текстуры, а минеральный состав сохраняется почти не измененным.

Кварцевые песчаники, кремнистые и другие богатые крем­неземом породы при метаморфизме превращаются в кварциты,. которые состоят почти полностью из кварца и имеют полно­кристаллическую, обычно мелкозернистую структуру. Текстура в мономинеральных кварцитах массивная, но наличие глини­стой примеси в исходных породах может обусловить проявле­ние упорядоченности в расположении зерен и развитие слан­цеватой текстуры. Цвет кварцитов различен.

Аналогично метаморфизм карбонатных пород приводит к уплотнению, обезвоживанию и перекристаллизации исходного вещества, а минеральный состав сохраняется прежним. В этом случае продуктами метаморфизма являются мраморы. Они со­стоят из кальцита, обладают полнокристаллической структурой с различными размерами зерен и массивной текстурой. Нали­чие в исходных известняках прослоев с глинистыми, углеро­дистыми или другими примесями может вызвать появление-полосчатой текстуры. С первичными неоднородностями связано и разнообразие окраски мраморов.

При метаморфизме карбонатных железисто-магнезиальных пород и основных (частично и средних) магматических пород образуются соответственно пара- и ортоамфиболиты, сходные по строению и минеральному составу. Различить их при мак­роскопическом изучении не удается. Амфиболиты состоят глав­ным образом из роговой обманки и среднего плагиоклаза. По­роды обладают полнокристаллической структурой и, как пра­вило, сланцеватой текстурой. Для некоторых разностей типич­ны пятнистые окраски, возникающие в результате обособления цветных минералов.

Постепенное нарастание интенсивности метаморфизма пол­нее всего удается проследить на примере преобразования пер­вично-глинистых (пелитовых) пород. Одним из главнейших процессов, сопровождающих нарастающий метаморфизм, явля­ется все более глубокая дегидратация изменяемого вещества. Параллельно с нарастанием степени метаморфизма породы последовательно теряют капиллярную, гигроскопическую и кристаллизационную воду, позднее термодинамически неустой­чивыми становятся минералы, содержащие гндроксильные группы ОН^1–. Так, на стадиях наиболее глубокого преобразо­вания слюды постепенно замещаются полевыми шпатами.

К метаморфическим породам, возникшим за счет первично-глинистых пород и отвечающим сравнительно невысоким тем­пературам (100 – 250°С), но значительному ориентированному давлению, относятся филлиты, а также серицит и хлоритсодержашие сланцы.

Минеральный состав филлитов характеризуется появлением-мелких кристалликов слюд, указывающих на начало метамор­фического перерождения. Породы обладают полнокристалли­ческой мелкозернистой структурой, не различимой, как пра­вило, невооруженным глазом. Хорошо выражена сланцеватая (листовая) текстура, что определяет и название пород. Ха­рактерным признаком служит сильный шелковистый блеск на поверхностях сланцеватости, обусловленный ориентированным расположением кристалликов слюд.

Несколько более глубоко метаморфизованные породы пред­ставляют серицит (мелоккристалическая разновидность мусковита) – и хлоритсодержащие сланцы. Эти поро­ды отличаются от филлитов полной перекристаллизацией ис­ходных глинистых минералов, потерей всей кристаллизацион­ной воды и заметно большими размерами кристаллических зерен. В качестве породообразующих минералов наряду с хло­ритом и серицитом в породах часто присутствуют кварц и кар­бонаты (кальцит). Структура полнокристаллическая, средне-зернистая, текстура плотная, сланцеватая.

В условиях более высоких температур и высоких давлений за счет первично-пелитовых пород образуются кристаллические сланцы и гнейсы. В этой обстановке оказываются неустойчи­выми минералы из группы хлоритов, замещающиеся слюдами (слюдяные сланцы), а при дальнейшем нарастании температур и слюды частично теряют устойчивость (гнейсы).

Слюдяные сланцы состоят из кварца, слюды и небольшого количества полевого шпата. По преобладающей слюде разли­чаются мусковитовые, биотитов ые и дву слюдя­ные сланцы. Если в породах роль главного минерала иг­рает роговая обманка, то такие сланцы называются роговообманковыми. Для кристаллических сланцев характерны полнокристаллическая средне- и крупнозернистая структура и сланцеватая плотная текстура.

Гнейсы представляют породы, состоящие преимущественно из кварца, полевого шпата и слюд; меньшая роль принадле­жит амфиболам и пироксенам. Породам присущи полнокри­сталлическая средне- и крупнозернистая структура и гнейсовая (полосчатая) текстура.

Нарастание метаморфизма прослеживается и по изменению магматических пород. Общее направление метаморфических преобразований для первично-кислых и средних пород заклю­чается в переходе их на ранних стадиях в слюдяные сланцы, а затем в гнейсы. Для основных пород этот ряд представлен хлоритовыми и хлоритсодержащими сланцами, в которых на­ряду с хлоритом обычно присутствуют в больших количествах тальк, эпидот, актинолит (минералы класса силикатов). При глубоком метаморфизме слан­цы переходят в амфиболиты. Ультраосновные породы преобразуются в тальковые сланцы, а затем в серпентиниты. Серпентиниты – зеленые разных оттенков до черных породы со скрытокристаллической структурой и массивной текстурой, практически состоящие только из серпентина.

При ультраметаморфических условиях, характеризующихся сочетанием очень высоких температур и давлений, многие из перечисленных пород превращаются в грану литы – кварц-полевошпатовые породы, содержащие значительные количества гранатов (преимущественно пиропа); структура полнокристал­лическая, мелко- и тонкозернистая, текстура гнейсовидная.

Перечисленные выше породы представляют наиболее рас­пространенные в земной коре продукты регионального мета­морфизма, но далеко не исчерпывают всего их многообразия.