Характеристика метаморфических горных пород

3.5.1 Породы катакластического метаморфизма

Среди продуктов катакластического метаморфизма по степени раздробленности выделяют тектонические брекчии, катаклазиты, милониты.

Тектонические брекчии представляют собой породы, состоящие из угловатых обломков разного размера, промежутки между которыми заполнены мелкораздробленным материалом. Структура пород – брек-чиевидная, текстура - массивная.

Катаклазиты состоят из угловатых обломков (более мелких, чем обломки тектонической брекчии), сцементированных перетертым материалом этой же породы. Для катаклазитов типична цементная структура, текстура массивная, иногда ориентированная.

Милониты — продукт дальнейшего перетирания и развальцевания породы с образованием полосчатых текстур. Полосчатость милонитов обусловлена наличием тонких слоев линзовидных обособлений менее раздробленного материала в тонкоперетертой массе. В зависимости от степени раздробленности выделяются милониты грубополосчатые, тонкополосчатые и ультрамилониты.

В названии деформированной породы должно быть отражено название первичной породы, если последняя может быть установлена. Например, катаклазит, образовавшийся за счет гранита - «гранитный катаклазит», «гранитный милонит» и т. д. Порода, представляющая собой результат дислокационного метаморфизма кислых эффузивов, называется порфироидом; основных и средних эффузивов — порфиритоидом.

2.5.2 Породы контактово-термального метаморфизма

Минеральный состав контактово-метаморфизованных пород изменяется от низкотемпературных гидроксилсодержащих ассоциаций, образующихся в удалении от контакта с интрузивным телом, кболее высокотемпературным ассоциациям в зонах ближайшего экзоконтакта [1,3,4]. Запрещенными минералами для всей группы являются: дистен, ставролит, жадеит, глаукофан и гранаты, содержащие более 20% пиропа.

Породы мусковит-роговиковой фации распространены во внешней зоне контактовых ореолов.

метапелитыв этих условиях преобразуются в темно-серые или черные пятнистые сланцы, представляющиесобой скопление чешуек серицита, хлорита, мелкие зерна эпидота, альбита и кварца. При дальнейшем повышении температуры пятнистые сланцы переходят в узловатые сланцы, содержащие различимые порфиробласты андалузита или кордиерита. Основная ткань этих пород состоит пз гранолепидобластовой мозаики мелких зерен кварца, плагиоклаза, роговой обманки, слюд, кордиерита, с зернами акцессорных минералов - магнетита, апатита, сфена. Текстура сланцеватая. Нередко сохраняются реликты первичной обломочной структуры породы.

Карбонатные породы превращаются в кристаллический известняк — мрамор, состоящий из мозаики равновеликих зерен кальцита, часто с доломитом, тремолитом, тальком, форстеритом.

Метабазиты преобразуются в темные, зеленовато-серые, тонкозернистые альбит –эпидот – (кордиерит) – актинолитовые породы часто с характерными реликтовыми структурами типа бластоофитовой, бластогаббровой, бластопорфировой, бластопсаммитовой. Отчетливо наблюдаются реликтовые миндалекаменные текстуры с миндалинами, выполненными зернистыми скоплениями кзарца, кальцита, альби-та и эпидота. Вулканическое стекло не сохраняется, замещаясь мелкочешуйчатым агрегатом хлорита или других слюдоподобных минералов.

Породы амфибол-роговиковой фации характерны для контактов с гранитными интрузивами или для средних частей экзоконтактовых ореолов габброидных массивов. Минеральной особенностью фации является устойчивое развитие обыкновенной роговой обманки, средних и основных плагиоклазов и появление диопсида. Запрещенными являются эпидот и доломит в сочетании с кварцем, а также хлорит в сочетании с кварцем и мусковитом. Критическими ассоциациями являются кварц – биотит – мусковит – плагиоклаз и андалузит – кордиерит – плагиоклаз. Образуются в этой фации роговики с характерной микрогранобластовой роговиковой структурой.

Метапелиты превращаются в темные, плотные роговики, состоящие из мозаики мелких неориентированных зерен кварца, полевых шпатов, слюд, на фоне которых часто выделяются порфиробласты биотита, андалузита или кордиерита. Нередко встречаются роговики, содержащие турмалин. Текстура пород массивная или реликтовая слоистая (полосчатая).

Карбонатные породы без примесей преобразуются в мраморы, а при наличии примесей — в известково-силикатные роговики (скарноиды), содержащие силикаты магния и кальция. Для скарноидов характерно исчезновение минеральной ассоциации доломит – кварц и появление ассоциаций доломит – тремолит – диопсид, доломит – форстерит – кальцит, форстерит – диопсид – кальцит – кварц. Структура пород гранобластовая. Текстура массивная или пятнистая.

Метабазиты превращаются в амфиболовые роговики с типичной ассоциацией роговая обманка – плагиоклаз. Если в исходных породах присутствовали оливин и пироксен, то происходит их перекристаллизация с образованием мелкозернистых агрегатов тех же минералов, локализующихся в пределах контуров первичных зерен. Структура пород гранобластовая, иногда нематобластовая. Текстура массивная.

Породы пироксен-роговиковой фации развитыво внутренних частях контактовых ореолов, они характертеризуются ассоциацией высокотемпературных минералов: пироксенов, силлиманита, волластонита, форстерита и калишпатов. К запрещенным минералам относятся: амфиболы, мусковит, эпидот, доломит и кальцит вместе с кварцем.

Метапелиты в условиях пироксен-роговиковой фации превращаются в темные, плотные, мелкозернистые андалузитовые, кордиеритовые, силлиманитовые роговики. Все эти минералы образуют довольно крупные идиобласты, беспорядочно расположенные в гранобластовой основной ткани породы кварц-биотит-полевошпатового состава. Текстура породы массивная, при наличии тонкой слоистости в исходной породе – полосчатая.

Карбонатные породы с примесями силикатов преобразуются в известково-силикатные роговики (скарноиды) бурого или зеленоватого цвета с характерной ассоциацией минералов: гроссуляр – диопсид – волластонит – кальцит. Эти породы похожи на скарны, от которых отличаются главным образом отсутствием существенных скоплений рудных минералов, а также четкой приуроченностью к контактовым ореолам, что для типичных скарнов не обязательно. Известково-силикатные роговики имеют, как правило, крупнозернистую, гетеробластовую или гранобластовую структуры со сложным рисунком - мозаичную, ситовидную, порфиробластовую и др. Текстура пород массивная, пятнистая.

Чистые известняки перекристаллизовываются в мраморы с гранобластовой структурой и массивной текстурой.

Метабазиты превращаются в плагиоклаз-пироксеновые роговики, состоящие из гранобластовой мозаики зерен лабрадора, зеленого диопсида, гиперстена, акцессорных минералов - магнетита, апатита, сфена. При метаморфизме магматических пород основного состава может появиться форстерит, в породах среднего состава - биотит.

3.5.3 Породы регионального метаморфизма средних давлений

Среди регионально-метаморфизованных образований продукты регионального метаморфизма средних давлений получили наиболее широкое развитие, они включают породы зеленосланцевой, эпидот-амфиболитовой, амфиболитовой игранулитовой фаций.

Породы фации зеленых сланцев характеризуются широким распространением гидроксилсодержащих минералов зеленого цвета: хлорита, актинолита, серпентина, эпидота. Запрещенными минералами являются: силлиманит, андалузит, альмандин и ставролит совместно с кордиеритом.

Глинистые породы в фации зеленых сланцев преобразуются в филлиты, состоящие из зерен кварца, серицита, хлорита, альбита, чешуек биотита. Макроскопически это темные, зеленовато-серые породы, с характерным шелковистым блеском за счет мельчайших чешуек серицита, развивающихся на плоскостях сланцеватости, что способствует появлению параллельной трещиноватости (кливажа), весьма характерной для этого типа пород.

Кварцевые песчаники в условиях зеленосланцевой фации преобразуются в кварцитовидные песчаники. При наличии кремнистого цемента происходит разрастание зерен кварца, вокруг которых появляются пылевидные частицы, позволяющие определить первичную форму зерен и назвать структуру бластопсаммитовой. При наличии в песчаниках глинистого цемента последний преобразуется в хлорит, биотит, серицит.

Карбонатные породы в зеленосланцевой фации превращаются в известковистые сланцы с устойчивой ассоциацией минералов: хлорит – кальцит – кварц или доломит – кварц. Наличие в первичной породе примесей глинистого, железистого, магнезиального материала приводит к образованию хлоритовых, тремолитовых, тальковых, известковистых сланцев. Структура пород гранобластовая или лепидобластовая. Реликтовые структуры слабо проявлены.

Основные и средние магматические породы и их туфы превращаются в зеленые сланцы альбит-эпидот-хлоритового состава. Для пород такого типа характерно наличие реликтовых структур.

Ультраосновные существенно оливиновые породы при условии притока водных растворов серпентинизируются, превращаясь в серпентиниты (змеевики), породы плотные, желтовато-зеленоватые, сланцеватые или массивные.

Породы эпидот-амфиболитовой фации характеризуются развитием более высокотемпературных минеральных парагенезисов, включающих роговую обманку, биотит, эпидот в ассоциации с олигоклазом и безводными силикатами (андалузитом, силлиманитом, ставролитом). Запрещенными минералами здесь являются хлорит и волластонит.

Глинистые породы в условиях эпидот-амфиболитовой фации превращаются в силлиманит (андалузит)-мусковитовые или ставролит-силлиманитовые кристаллические сланцы.Эти сланцы имеют цвет от темно-серого до светло-серого, структуру гомеобластовую мелко-, среднезернистую иногда с порфиробластами кристаллов андалузита, ставролита, граната и др. Структура породы обычно лепидобластовая, гранобластовая, порфиробластовая.

Кварцевые песчаники превращаются в кварцитовидные сланцы, состоящие из бластических зерен кварца.

Кварц-полевошпатовые породы (граниты, аркозовые песчаники), превращаются в слюдяные сланцы. кварц-мусковит-полевошпатового состава с гранобластовой, гомеобластовой структурой.

Из карбонатных пород образуются мраморы и силикатные мраморы, последние с типичной ассоциацией: кальцит – диопсид – тремолит или кальцит – диопсид – гроссуляр – кварц.

Породы ультраосновного и основного состава превращаются в амфиболиты – породы, существенно состоящие из роговой обманки и плагиоклаза с небольшим количеством эпидота, магнетита, сфена. Структура амфиболитов мелко- или среднезернистая, гранобластовая, часто нематобластовая. Текстура массивная или грубосланцеватая, линейная.

Породы амфиболитовой фации характеризуются появлением в своих парагенезисах калишпатов. Широко распространены кордиерит, ставролит, биотит и роговая обманка. К запрещенным минералам относятся хлоритоид, ставролит совместно с кварцем, эпидот с кислыми плагиоклазами, доломит с кварцем. В условиях амфиболитовой фации при высоком содержании воды в породе наступает частичное ее расплавление - анатексис с образованием гранитного расплава, что приводит к образованию мигматитов.

Мигматиты – породы характеризующиеся наличием тонких прожилков кварц-полевошпатового расплава в метаморфическом матриксе. Характер расположения этих прожилков позволяет выделить послойные, линзовые, ветвистые, сетчатые разности мигматитов.

Метапелиты в условиях этой фации переходят биотит-силлиманитовые парагнейсы, часто с порфиробластами граната, ставролита. Основная ткань породы содержит кварц, полевой шпат и большое количество биотита. породы кислого состава дают начало ортогнейсам.

Карбонатные породы преобразуются в мраморы и силикатные мраморы; существенными их компонентами являются: крупнозернистый кальцит, округлые зерна диопсида, иногда минералы из группы граната или эпидота совместно с основными плагиоклазами. Структура пород гранобластовая. Текстура обычно массивная.

Метабазиты преобразуются в амфиболиты — породы, состоящие главным образом из темно-зеленой роговой обманки и андезина. Под микроскопом наблюдается отчетливая субпараллельная ориентировка призматических кристаллов роговой обманки.

Породы гранулитовой фации характеризуются исчезновением всех гидроксилсодержащих минералов. Характерны ассоциации с гиперстеном (гиперстен - диопсид - кварц, гиперстен - гранат - ортоклаз, гиперстен — гранат - кордиерит - ортоклаз и др.). Запрещенными являются, кроме всех гидроксилсодержащих минералов, ставролит, андалузит.

Гранулиты породы мелкозернистые, светло- или темноокрашенные. Светлые гранулиты внешне похожи на граниты, их особенностью является наличие выделений кварца дискообразной формы, чередующегося с гранобластовыми обособлениями зерен кварца, полевого шпата, гиперстена, граната. Темные гранулиты состоят из плагиоклаза и гиперстена с альмандином и образуются при метаморфизме основных пород или мергелистых осадков. Структура гранулитов типично гранобластовая. Текстура иногда массивная, но чаще линзовидная или полосчатая.

3.5.4 Породы регионального метаморфизма высоких давлений

Все породы, отнесенные к этой группе, локализуются в глубинных относительно узких тектонических зонах и формируются в условиях очень широкого интервала температур и устойчиво высоких давлений.

Породы жадеит-лавсонит-глаукофановой фации образуются при наиболее низких температурах и характеризуется развитием различных сланцев, в которых может присутствовать глаукофан, лавсонит и жадеитовый пироксен в ассоциации с кварцем.

Породы глаукофан-альмандиновой фации и фации дистеновых гнейсов и амфиболитов схожи с породами эпидот-амфиболитовой и амфиболитовой фаций средних давлений, но в их парагенезисах появляются минералы специфические для высоких давлений. Например, вместо андалузита и силлиманита кристаллизуются дистен, глаукофан, омфацит и ряд других. Отмечается полное отсутствие парагенезисов с кордиеритом. Наиболее обычными породами этих фаций являются, соответственно, дистен-мусковитовые сланцы без калишпата и более высокотемпературные дистеновые гнейсы с кварцем и полевыми шпатами.

Породы эклогитовая фации – эклогиты (рис. 19), по химическому составу близкими к породам габбро-базальтовой группы, но отличаются от последних большим удельным весом.

а б

Рисунок 19. Эклогиты

а - кианитовый эклогит, состоящий из розового пиропа, бесцветных кианита и омфацита и акцессорного рутила, бластиты кианита обнаруживают предпочтительную ориентировку; б – диафторитовый эклогит - идиобласты розового граната окаймлены хлоритом, рутил обрамлен сфеном (диаметр поля зрения 3 мм)

Минеральный парагенесис эклогитов включает омфацит, рутил и гранат альмандин-пиропового ряда с количеством пиропового компонента обычно около 65-75%. В качестве второстепенных минералов могут присутствовать дистен, диопсид и ряд других. Полевые шпаты в эклогитах не встречаются.

Омфацит и гранат - главные компоненты эклогитов, определяющие внешний вид пород. Это породы средне-крупнозернистой структуры с основной тканью из травяно-зеленого омфаиита, в массе которого рассеяны многочисленные округлые порфиробласты буровато-красного граната. Текстура породы чаще массивная, но иногда кристаллы омфацита имеют линейную ориентировку. В условиях относительно низких температур и давлений в эклогитах наблюдаются признаки регрессивного метаморфизма – амфибол-плагиоклазовые келефитовые каемки вокруг граната и др. (рисунок )

Эклогиты залегают в виде изолированных тел среди регионально метаморфизованных пород гранулитовой, амфиболитовой и зеленосланцевой фаций, а также в виде ксенолитов в кимберлитах, базальтах, улыраосновных породах. По мнению Ф.Дж.Тернера, В.С.Соболева и других петрологов эклогиты образуются в верхних частях мантии и попадают в литосферу в результате тектонических или магматических процессов. Тогда эклогиты следует относить скорее к изверженным породам, чем к метаморфическим. Однако это не имеет принципиального значения, поскольку на границе кора-мантия магматические и метаморфические процессы настолькосливаются, что между ними невозможно провести границу.

3.5.5 Породы метасоматических процессов (метасоматиты)

Среди метасоматитов наибольший практический интере представляют адинолы, грейзены, вторичные кварциты, скарны, пропилиты, серпентиниты, листвениты.

Адинолы – продукт пребразования пелитовых пород на контакте с диабазами под воздейсвием натрово-щелочных постмагматических флюидов. Их минеральные парагенезисы включают главным образом альбит и кварц.Альбит обычно преобладает в породе, образуя скопления гранобласт или сферолиты. Основная масса представлена агрегатом мелких гранул кварца, среди которых могут присутствовать хлорит, серицит, кальцит. Текстура породы узловатая, массивная.

Грейзены – результатавтометаморфизма гранитов или контактово-метасоматических изменений вмещающих пород кварц-полевошпатового состава. Процесс грейзенизации сопровождается выносом из исходной породы щелочей, иногда глинозема и кремнезема и привносом летучих компонентов, содержащих Р, S, F, Cl, СО₂, ВН₃, Аs, соединения Sn, W, Мо, Fе, Рb, Li, Ве. Грейзены - лейкократовые светло-серые крупнозернистые породы, состоящие из кварца, мусковита или лепидолита, возможно также присутствие топаза, турмалина, апатита, флюорита, касситерита, вольфрамита, молибденита, пирита, арсенопирита и др. Структура породы лепидобластовая или гранобластовая с зубчатыми неровными очертаниями гранул кварца и лепидобласт слюды. Часто наблюдаются псевдоморфозы мусковита, кварца, турмалина и других минералов по полевым шпатам. Текстура породы массивная.

С грейзенами связаны промышленно важные оловянные, вольфрамовые и молибденовые месторождения.

Вторичные кварциты – результат пребразованиякислых эффузивов или пелитов под воздействием фумарольно-сольфатарных (вулканических) гидротерм. Минеральные парагенезисы этих пород включают кварц, серицит, алунит, каолинит, андалузит, корунд, пирофиллит и другие минералы. С вторичными кварцитами связаны месторождения серы, высокоглиноземистого сырья, золото-серебряные, сурьмяно-мышьяковые, медноколчеданные и др.

Скарны – продукты сложного взаимодействия контактирующих карбонатных и силикатных пород под воздействием гидротермальных растворов. Это темные, бурые, зеленовато-бурые известково-силикатные породы, очень разнообразные по внешнему виду. Скарны состоят в основном из пироксена (диопсида-геденбергита) и граната (гроссуляра-андрадита) количественные соотношения которых варьируют вплоть до образования мономинеральных гранатовых или пироксеновых разностей. В качестве второстепенных в этих породах отмечены везувиан, эпидот, скаполит, а также рудные минералы — магнетит, шеелит, молибденит, касситерит и другие. В зависимости от наличия или отсутствия рудных минералов выделяют «рудные» и «безрудные» скарны. Для скарнов характерны гетеробластовые, гранобластовые структуры, отличающиеся развитием идиобластовых индивидов граната. Текстура, как пвавило, пятнистая, обусловленная неравномерным кучным распределением минералов.

Видовые названия скарнов дают по господствующим в них минералам (диопсид-гранатовые, скаполит-гранатовые, эпидст-гранатовые скарны и т. п).

Со скарнами связаны промышленные концентрации магнетита, шеелита, молибденита, касситерита, сфалерита, галенита, редких и благородных металлов.

Пропилиты – результат автометасоматиских (под воздействием собственных остаточных флюидов) пребразований вулканитов среднего и основного ссстава. Процессы пропилитизации происходят на небольших глубинах и сопровождаются образованием комплекса низкотемпературных минеральных ассоциаций, включающих альбит, хлорит, эпидот, актинолит, кальцит, карбонат. При последующих изменениях пропилиты могут подвергаться цеолитизации, серицитизации. Характерно замещение альбита адуляром. Пропилитизированные породы являются поисковым признаком для выявления месторождений золота, серебра, свинца, цинка.

Серпентиниты или змеевики являются продуктом автометаморфической или гидротермальной переработки ультрабазитов, это плотные зеленовато-серые или темно-зеленые породы, состоящие в основном из листоватого или волокнистого серпентина. Некоторые разновидности этой породы используются в качестве декоративного и поделочного камня.

Листвениты – продукты гидротермальной переработки серпентинитов с образованием карбонатов и свободного кремнезема. Это массивные породы зеленого, реже белого и светло-желтого цвета, состоящие из взаимно прорастающих зерен кварца и карбоната с примесью зеленой хромсодержащей слюды – фуксита. Наличие лиственитов – поисковый признак на золоторудные и кобальто-медные месторождения.

Поиск по сайту: