Горных пород.

Основные отличительные признаки метаморфических

Метаморфические горные породы

Метаморфические горные породы возникают в результате преобразования ранее существовавших осадочных, магматических, а также метаморфических пород, происходящего в земной коре под воздействием эндогенных процессов. Эти преобразования протекают в твердом состоянии и выражаются в изменении минерального, а иногда и химического состава, структуры и текстуры пород.

Метаморфизм происходит под воздействием высокой температуры и давления, а также вследствие привноса и выноса вещества высокотемпературными растворами и газами. По преобладанию тех или иных факторов в ходе преобразования выделяется несколько различных типов метаморфизма,

1. Региональный метаморфизм вызывается высоким неравномерным давлением и высокой температурой и охватывает большие пространства. Этот процесс сопровождается перекристаллизацией и развитием новых минералов в условиях расплющивания и пластического течения горных пород, что приводит к появлению наиболее характерной для метаморфических образований ориентированности (параллельному расположению) минеральных частиц. Таково происхождение большинства метаморфических пород.

2. Динамометаморфизм возникает под воздействием давления в условиях невысоких температур и заключается в интенсивном дроблении горных пород и минеральных зерен без существенной их перекристаллизации.

3. Контактовый метаморфизм обусловлен действием высокой температуры, паров и растворов, связанных с внедрением магматического расплава. Он проявляется вдоль границ магматических тел и имеет местное значение в преобразовании вмещающих пород, изменении их структуры, текстуры и состава.

4. Пневматолитовый и гидротермальный метаморфизм развивается при интенсивном привносе в породу новых веществ горячими водными растворами и газовыми эманациями, поднимающимися из остывающего магматического очага. При этом происходит изменение не только минерального, но и химического состава пород.

При очень интенсивном привносе новых веществ и замещении первичных минералов химически активными веществами возникает особый вид метаморфизма – метасоматоз.

 

Главнейшее отличие метаморфических пород от магматических и осадочных заключается в их минеральном составе, а также структурных и текстурных особенностях.

1. По минеральному составу метаморфические породы состоят лишь из минералов, устойчивых в условиях высоких температур и давления. К ним относится большинство минералов магматических пород: кварц, альбит и другие плагиоклазы, калиевый полевой шпат (микроклин), слюды – мусковит и биотит, роговая обманка, пироксен (авгит), магнетит, гематит, а также характерный минерал осадочных пород – кальцит. Кроме того, в метаморфических породах распространены минералы, типичные только для них, – серицит, хлорит, актинолит, тальк, серпентин, гранат, графит и др.

2. Структура. Метаморфические породы обладают кристаллической структурой,причем особенно характерны листоватая, чешуйчатая, игольчатая и таблитчатая формы зерен, реже породы зернисто-кристаллические. Имеются также слабометаморфизованные скрытокристаллические и переходные разности, содержащие участки первичных пород некристаллического строения. По величине зерен различают крупнокристаллическую структуру (диаметр частиц >1 мм), средне- (0,25-1 мм) и мелкокристаллическую (<0,25 мм).

3. Текстурные особенности относятся к важнейшим отличительным признакам метаморфических пород.

По взаимному расположению и типам зерен выделяются следующие текстуры: сланцеватая с параллельным расположением чешуйчатых или таблитчатых минералов (рис. 20, а): гнейсовая – с параллельным расположением таблитчатых минералов при малом содержании чешуйчатых частиц (рис. 21, а); полосчатая – с чередованием полос различной толщины и различного минерального состава; волокнистая – с вытянутыми примерно в одном направлении волокнистыми и игольчатыми минералами; очковая – с рассеянными в породе более крупными овальными зернами или агрегатами, обычно выделяющимися по цвету (рис. 20, б); плойчатая – в случае присутствия в породе очень мелких складок (рис. 21, б), беспорядочная – с неориентированным расположением зерен обычно округло-неправильной формы; массивная – в случае прочного сложения породы при плотном, связаном соединении минеральных зерен (текстура породы может быть при этом также полосчатая, беспорядочная или гнейсовая).

 

Рис. 20 Текстуры метаморфических горных пород:

а – сланцеватая (кристаллический сланец), б – очковая (гнейсы).

 

 

Рис. 21 Текстуры метаморфических горных пород:

а – гнейсовая (гнейсы), б – плойчатая (кристаллический сланец).

Породы регионального метаморфизма.В зависимости от состава и структуры исходных пород при региональном метаморфизме возникают определенные виды метаморфических пород, которые по мере увеличения температуры и давления претерпевают закономерные изменения состава, структуры и текстуры. При этом формируются характерные ряды пород, представляющих собой последовательные этапы преобразования исходной породы.

Особенно значительные изменения испытывают глинистые породы. Еще в процессе диагенеза глины уплотняются, обезвоживаются и превращаются в аргиллиты, отличающиеся от глин тем, что они не размокают в воде. На начальной стадии метаморфизма в условиях низких температур под воздействием тектонического давления аргиллиты претерпевают рассланцевание(динамометаморфизм) и превращаются в аргиллитовые сланцы. В глинистом материале возникают скопления мельчайших зерен кварца, микроскопические чешуйки слюды (серицита) и хлорита, кристаллы пирита, углистые частицы. Сланцы обычно сохраняют окраску исходных глин. При возрастании количества кристаллических частиц порода твердеет, превращаясь в кровельные, или аспидные сланцы.

Дальнейшее усиление метаморфизма, связанное с повышением температуры приводит к полной перекристаллизации глинистого вещества с образованием филлитов. Они состоят из тонкочешуйчатой массы серицита, хлорита и кварца. При повышении температуры и дальнейшем увеличении давления филлиты переходят в кристаллические сланцы. В зависимости от состава исходных глин и температурного режима это могут быть слюдяные, хлоритовые или хлорит-слюдяные сланцы. Кристаллические сланцы часто содержат также гранаты, графит, образующийся из углистого вещества, и другие минералы.

На самой высшей стадии метаморфизма глинистые породы превращаются в гнейсы. Вместо хлорита и слюды, которая сохраняется в небольшом количестве, в гнейсах преобладают полевые шпаты – микроклин и плагиоклаз, широко развит кварц, присутствуют биотит и мусковит, иногда амфиболы, пироксены гранаты. По минеральному составу гнейсы близки к гранитам, от которых отличаются ориентированной гнейсовой текстурой.

Существенно иные породы формируются при метаморфизме песчаников. Кварцевые песчаники с кремнистым цементом при метаморфизме превращаются в кварциты. Они состоят целиком из неправильных зерен кварца, которые иногда почти неразличимы (сливные кварциты). Кварцевые песчаники с глинистым цементом преобразуются в слюдяно-кварцитовые сланцы с тонкими прослойками слюды по сланцеватости. Аркозовые песчаники, богатые зернами полевого шпата, переходят сначала в кварцитовидные песчаники, а при высокой степени метаморфизма – в гнейсы, отличающиеся более равномерной зернистостью и повышенным содержанием кварца. Гнейсы и сланцы, образующиеся при метаморфизме осадочных пород (глин и песчаников), называются парагнейсами и парасланцами.

Известняки при перекристаллизации переходят в мраморы. Последние состоят из кальцита, имеют зернисто-кристаллическую структуру и обычно массивную, иногда неясную полосчатую текстуру. Характерна белая или светло-серая окраска.

Кремнистые породы – опоки, яшмы – преобразуются в мелкозернистые кварциты, отличающиеся весьма равномерной слабо различимой зернистостью.

В результате метаморфизма кислых и средних магматических пород – гранитов, диоритов и других – формируются гнейсы и слюдяные сланцы. В отличие от аналогичных пород, возникающих при метаморфизме осадочных образований, они носят название ортогнейсови ортосланцев.

Продуктами изменения габбро и базальтов на низшей стадии метаморфизма являются зеленые сланцы, сложенные хлоритом, эпидотом, актинолитом и альбитом. Далее они переходят в амфиболиты– массивные крепкие породы сланцеватой или волокнистой текстуры темно-серого (до черного) цвета, состоящие из роговой обманки и плагиоклаза. На высшей ступени метаморфизма амфиболиты переходят в гранатовые амфиболиты и эклогиты. Эклогиты образуются при очень высоких давлениях, поэтому они характерны для глубоких зон метаморфизма.

Ультраосновные породы (дуниты, перидотиты) превращаются в змеевики (серпентиниты) и тальковые сланцы.

Породы динамометаморфизма.Под действием тектонического давления возникают тектонические брекчии и милониты.

Тектонические брекчии образованы угловатыми или линзовидными обломками раздробленных первичных пород самой различной величины, сцементированными мелкораздробленным материалом тех же пород. Для них характерно отсутствие слоистости и однообразие состава обломков.

Милонитыпредставляют собой породы, состоящие из мелкоперетертого материала первичных пород. Текстура их сланцеватая тонкополосчатая, нередко очковая.

Породы контактового метаморфизма.Контактовый метаморфизм выражается преимущественно в интенсивной перекристаллизации пород, протекающей под действием высокой температуры без заметного участия давления. Поэтому для возникающих в ходе этого процесса пород, носящих название роговиков. Роговики – очень крепкие мелкозернистые породы массивной текстуры, в которых иногда встречаются крупные кристаллы отдельных минералов. Песчано-глинистые породы переходят в биотитовые роговики, состоящие из кварца и биотита, а также полевого шпата, магнетита, граната и др. Основные и средние породы на контакте с гранитными интрузиями преобразуются в амфиболовые роговики, сложенные амфиболом и плагиоклазом. Карбонатные породы превращаются в известково-силикатные роговики. Карбонатные породы могут переходить и в мраморы, если метаморфизм протекает без привноса вещества. Цвет роговиков определяется окраской господствующих минералов. Обычно они серые, черные или темно-зеленые.

Породы пневматолитового и гидротермального метаморфизма.При этом типе метаморфизма формируются скарны и грейзены. Скарны возникают на контакте карбонатных и интрузивных пород в результате контактово-метасоматических процессов, протекающих при воздействии послемагматических растворов. Эти породы имеют важное практическое значение, так как к ним приурочены месторождения многих полезных ископаемых – меди, железа, полиме­таллов, молибдена, вольфрама, олова. Главные породообразующие минералы скарнов — пироксены, плагиоклазы, крабонаты и рудные минералы.

Грейзеныобразуются за счет гранитов или песчано-глинистых пород. Они состоят из кварца и светлой слюды имеют крупнокристаллическую структуру.