Дислокационный (катакластический или динамо) метаморфизм.

Региональный метаморфизм

Контактовый метаморфизм

Первый непосредственно связан с внедрением магмы в земную кору. Вмещающие породы испытывают при этом со стороны магмы воздействия различного характера. Прежде всего, благодаря высокой температуре внедрившегося магматического расплава возникают процессы перекристаллизации, которые могут затронуть в той или иной мере все минералы. Одновременно горные породы испытывают сильное воздействие со стороны газов и паров воды, выделяющихся из магмы, что ведёт к химической перестройке многих минералов осадочной толщи. Чем крупнее интрузия, тем большее количество тепловой энергии приносит она с собой и тем шире контактовых эффектов.

По данным учёных (В.С. Соболева), температурный интервал, в котором происходит типичный контактовый метаморфизм, заключается в пределах 550-900С^о. При этом исходные глинистые и песчано-глинистые породы при метаморфизме переходят в роговики, обладающие плотным зернистым строением и состоящие из кварца, слюды (главным образом биотита), андалузита, силлиманита и других минералов.

В карбонатных породах, известняках и доломитах, в контактовой зоне большое значение приобретают процессы метасоматоза, протекающие при воздействии подвижных постмагматических растворов. В результате обычно карбонатные (осадочные) породы превращаются в скарны - породы переменного состава, состоящие в основном из известково-железистых силикатов. Со скарнами бывают связаны различные рудные месторождения - железные, медные, свинцово - цинковые, вольфрамовые и другие.

Типичным рудным минералом контактовой зоне является магнетит. Изменение горных пород происходит также при воздействии высокотемпературных растворов, образующих путём конденсации водяных паров магмы и несущих с собой различные компоненты. Указанный процесс изменения называют гидротермальным метаморфизмом. С ними связано образование различных жил в трещинах горных пород и приуроченных к ним ряда ценных полезных ископаемых. Часто гидротермальный метаморфизм связан с пневматолитовым (газовым). Примером может служить грейзен - пневмалитово - гидротермальная изменённая порода кислого состава, в которой полевой шпат под воздействием перегретых растворов и газообразных компонентов разлагаются и за счёт них образуются кварц и слюда.

Региональный метаморфизм - это глубинный метаморфизм, проявляющийся на огромных площадях вне явной зависимости от интрузий, местной тектонической обстановки.

Он связан с подвижными зонами земной коры, где земная кора испытывает в течении длительного времени погружение, мощные толщи осадочных пород опускались на значительную глубину и оказывались в зоне высокого петростатического давления и высокой температуры. Особенно это касается древнейших, архейских и протерозойских толщ, когда Земля обладала большим запасом тепла, и геотермический градиент в земной коре был значительно больше, чем в настоящее время. При региональном метаморфизме осуществляется и изохимические и метасоматические процессы.

Формирующиеся при этом породы отличаются большим разнообразием - сланцы, гнейсы, кварциты, мраморы, амфиболиты, гранулиты, эклогиты. В обстановке регионального метаморфизма процессы преобразования пород могут достигать максимальной интенсивности, приобретая характер ультраметаморфизма. Он обычно протекает на большой глубине в пределах складчатых областей, где термодинамические условия допускают частичное или полное переплавление пород. Полное переплавление исходных пород приводит к образованию гранитной магмы. Это явление обычно связано с переплавлением гранито-гнейсов и осадочных пород, химический состав которых отвечает гранитах. Гранитизация - процесс химического и минерального изменения пород любого состава с превращением их в граниты. Здесь исходная порода обязательно проходит стадию магматического расплава.

Дислокационный метаморфизм - связан с тектоническими движениями земной коры, вызывающими процессы складкообразования и разрывные нарушения.

Изменение горных пород происходит главным образом в верхней части земной коры под влиянием одностороннего давления, определённо ориентированного - так называемого стресса. При этом изменяется структура горных пород. Старые (первоначальные) структуры разрушаются, возникают новые и ясно выраженной ориентировкой минералов. Хрупкие минералы раздробляются, истираются, пластичные минералы деформируются с образованием сложных полисинтетических двойников. В некоторых минералах изменяется ориентировка оптических осей.

Внешним выражением воздействия динамометаморфизма на породу служит, в частности, сланцеватость: порода приобретает способность раскаливаться на тонкие плитки, что вызвано появлением в породе либо очень мелких, но однообразно ориентированных трещин, либо определённой ориентировкой минеральных зёрен и это называется кристаллизационная сланцеватость.

Динамометаморфизм может проявляться не только в перекристаллизации породы, в сланцеватости и т.д., но также и в дроблении породы, в разрушении минералов. Такой тип изменений получил наименование катакластического динамометаморфизма. Горные породы, несущие следы дробления, называются катакластическими, например катакластические динамометаморфизма. Горные породы, несущие следы дробления, называются каткластическими, например катакластические песчаники, граниты и др. При сильном дроблении порода превращается в брекчию с угловатыми обломками. При ещё более значительном измельчении породы и сильном истирании частиц образуются светлые рассланцованные породы, называемые милонитами. Горные породы, несущие признаки динамометаморфизма, объединяются под общим названием тектонита.

Таким образом, метаморфические горные породы образуются в земной коре из магматических и осадочных горных пород. Путём их глубокого изменения и преобразования под влиянием высокой температуры, давления, горячих растворов и газовых компонентов; при этом происходит сложный процесс перекристаллизации минералов и горных пород; замещения одних веществ с другими, разрушение старых (первичных) структур и образование новых и т.д. Сами метаморфические породы также могут быть вновь перекристаллизованы, если они попадают в соответственные термодинамические условия.

Структура метаморфических горных пород называется бластическими. Если порода полностью перекристаллизована, то их структуру называют кристаллобластической. Текстура характеризуется: сланцеватая, полосчатая, очковая, массивная и т.д. При сланцеватой текстуре зёрна минералов в породе, имеют пластинчатую и удлинённую форму и располагается взаимопараллельно. При полосчатой текстуре наблюдается чередование более или менее тонких параллельных полос различного минералогического состава, отличающихся часто и по цвету.

Очковая текстура отличается наличием «очко» - округлых или нескольких удлинённых образований, среди остальной мелко- и тонкозернистой массы породы. При массивной текстуре полосатость, как правило, отсутствует. И тогда метаморфические породы характеризуются однородным сложением.

Сланцеватые текстуры свойственны разнообразным метаморфическим сланца, полосчатая и очковая - чаще всего гнейсам, массивна - мраморам, кварцитам, роговикам. Главнейшие метаморфические породы:

Филлиты - скрыточешуйчатые тонкосланцевые метаморфические породы, с шелковистым блеском на плоскостях сланцеватости. Цвет зелёный, серый, красный, чёрный в зависимости от примесей. Они состоят из кварца и слюд с примесью хлорита, альбита и иногда зёрен гранита. Отсутствуют в них глинистые минералы.

Слюдистые сланцы - являются горными породами более высокой степени метаморфизации в сравнении с филлитами и состоят из слюд и кварца с примесью других минералов. Иногда в них преобладает биотит, иногда - мусковит.

Тальковые сланцы - тонкосланцеватые метаморфические породы, состоящие главным образом из чешуек талька с примесью кварца, хлорита, слюды. Эти породы мягкие и жирные на ощупь. Образование связано с изменением ультраосновных магматических пород.

Хлоритовые сланцы - состоят из хлорита. Чешуйчато - сланцеватой текстурой. Цвет - зелёный, светло - зелёный до черновато - зелёного. Они образуются за счёт изменения магматических пород основного состава.

Гнейсы - состоят из полевых шпатов и кварца (мало слюды, амфиболы). Характерная особенность гнейсов - это полосчатая текстуры. Они образуются из осадочных (парагнейсы), и из магматических пород (ортогнейсы).

Мраморы - крупно, средне и мелкозернистая полнокристаллическая порода. Цвет от белого до серого, желтоватого, розоватого и т.д.

Кварциты- зернистая порода, состоящая из прочно сцементированных зёрен кварца. Образуются из кварцевых песков и песчаников (с включением слюд, хлорита)

В заключении отметим, что с метаморфическими породами связано много важных полезных ископаемых, особенно с пневмалитово- гидротермальными формами метаморфизма. Месторождения железа, меди, ванадия и других часто связано с теми метаморфическими фациями, которые характеризуются высокими температурами и давлениями. Метаморфические фации более поздних стадий часто ассоциируют с возникновением месторождений цветных и редких металлов. Процессы метаморфизма, протекающие в контактовых зонах магматических тел или вблизи жил, сопровождаются концентрацией многих ценных минералов.

Контрольные вопросы:

1. Какова цель изучения метаморфических пород?

2. Как образуются метаморфические породы?

3. Приведите основные разновидности метаморфических горных пород.

4. Какие изменение претерпевают горные породы при метаморфизме?

5. Какие породы относятся при дислокационном метаморфизме?

6. Глинистые слои при метаморфизме превращаются на какие породы?

 

 

Литературы:

1. Якушева А. Ф. «Общая геология». М. Недра 1988.

2. Мельничук В. И. «Общая геология». М. Недра 1989.

3. Ершов В. В. «Основы геологии». М. Недра 1986.

4. Иванова М. Ф. «Общая геология». М. Недра 1974.

5. Панюков П. Н. «Основы геологии». М. М. Недра 1978.

 

Лекция № 14