Петрография магматических и метаморфических пород

порода петрография магма риолит

Рисунок 11 - Гранит



Аляскит (лейкогранит) - розовый гранит, состоящий из калиево-натриевого полевого шпата (более 90% от суммы полевых шпатов), кварца с малым количеством или отсутствием темноцветных минералов. Рудные минералы представлены ильменитом и магнетитом, акцессорные - апатитом, цирконом, флюоритом.

Трондьемит (плагиогранит) - светло-серая порода, содержащая кварца более 20% при полном отсутствии или содержании калиево-натриевого полевого шпата до 10% и резком преобладании плагиоклаза (от олигоклаза до андезина). Часто содержит наряду с биотитом, амфибол или мусковит, реже гранат и турмалин.

Адамеллит - порода, переходная от гранита к диориту, которая представляет собой сильно обогащенный плагиоклазом биотит-роговообманковый гранит или кварцевый монцонит. Кварц составляет порядка 10-50% от фельзических минералов, тогда как на плагиоклаз в составе полевых шпатов приходится порядка 35-65%.

Гранодиорит - зеленовато-серая полнокристаллическая порода, промежуточная между кварцевым диоритом и гранитом. Минеральный состав: плагиоклаз (андезин, реже олигоклаз), калиево-натриевый полевой шпат, кварц, слюда, биотит, моноклинный пироксен. Акцессорные минералы включают сфен, реже циркон, рудные - магнетит. Содержание кварца более 20% от суммы фельзических минералов. Отношение плагиоклаза к общей сумме полевых шпатов 65-90%.

Чарнокит - древняя гиперстеновая порода кислого состава, наблюдаемая в ассоциации с глубокометаморфизованными породами. Имеет близкие соотношения плагиоклаза и калиево-натриевых полевых шпатов (35-65% от общей суммы полевых шпатов) при содержании кварца 20-50%. Из темноцветных содержит гиперстен, реже гранат, диопсид и биотит.

Эндербит - разновидность натриевых чарнокитов, варьирующая по составу от плагиогранитов до диоритов с типоморфным минеральным парагенезисом. Плагиоклаз резко преобладает над калиевым полевым шпатом. Из темноцветных минералов присутствуют диопсид, биотит, амфибол, обычен гранат.

Гранит-рапакиви - порфировидный биотитовый или роговообманковый гранит, в котором порфировые выделения больших круглых кристаллов (овоиды) калиево-натриевого полевого шпата (обычно ортоклаз) обрастают каемкой плагиоклаза (обычно олигоклаз).

Кислые породы нормального ряда гипабиссальной фации являются химическими аналогами гранитов. Породы полнокристаллические. Структуры аплитовая или пегматитовая. Текстура массивная.

Микрогранит - аналогичен граниту, но отличается размером зерен (более мелкозернистая).

Гранит-порфир - отличается от гранита наличием порфировых выделений с зернами микроклина, плагиоклаза, кварца.

Аплит - мелко-тонкозернистая порода, состоящая из преимущественно бесцветных минералов (кварц и полевые шпаты). Мусковит и биотит весьма немногочисленны. Структура аплитовая.

Пегматит - гигантозернистая порода с неравномернозернистым строением. Обычно содержит большое количество минералов, обогащенным бором, фтором, водой, литием, редкими землями.

Кислые породы нормального ряда эффузивной фации также являются химическими аналогами гранитов. В их состав входят полевые шпаты, кварц, цветные минералы и стекло. Классификация проводится как по структурным признакам, так и по содержанию воды в стекле.



Рисунок 12 - Риолит

Риолит (липарит) (Рис. 12) - вулканический аналог лейкогранита. Афировая, порфировая от розовой через серую до коричневой и черной порода, содержащая во вкрапленниках плагиоклаз (олигоклаз, реже андезин), калиево-натриевый полевой шпат (санидин, ортоклаз), цветные минералы (биотит, пироксен (авгит), бурую роговую обманку), а также вулканическое стекло в количестве от 50 до 100%. Основная масса стекловатая или микрофельзитовая, реже сферолитовая.

Риолит-порфир - порода, содержащая во вкрапленниках плагиоклаз, калиевый полевой шпат и темноцветные минералы в неодинаковых количествах.

Кварцевый кератофир - альбитизированный порфировый риолит.

Обсидиан - порода, состоящая из черного, темного, серого или коричневого стекла риолитового, дацитового, редко базальтового состава с содержанием воды менее 1%.

Перлит - порода, состоящая из вулканического стекла с концентрически-скорлуповатым строением, которое содержит более 1% конституционной воды.

Пехштейн - аналогичен перлиту, однако с более высоким содержанием воды и инициацией кристаллизации стекла.

Пемза - чрезвычайно пористый стекловатый риолит. Обычно не тонет в воде.

Дацит - светло-серая, зеленовато-серая, реже темно-серая порфировая или афировая порода, содержащая во вкрапленниках плагиоклаз (резко зональный андезин), реже калиево-натриевый полевой шпат и темноцветные минералы (бурая, реже зеленая роговая обманка, моноклинный или ромбический пироксен, биотит). Рудные минералы представлены магнетитом, акцессорные - апатитом, редко цирконом, сфеном, гранатом, кордиеритом. Основная масса стекловатая, гиалопилитовая, при девитрификации фельзитовая, микрофельзитовая. Является эффузивным аналогом гранодиорита.

1.9 Субщелочные породы

В составе щелочных породы содержание K2O+Na2O составляет от 3-5 до 12-15%. Содержание кремнезема изменяется в пределах 52-65%. Породы имеют преимущественно средний состав. В минеральном составе появляются щелочные минералы (титан-пироксен, титан-биотит, микроклин, альбит) и первые фельдшпатоиды. Кварц содержится в небольших количествах или полностью отсутствует. Акцессориями являются апатит, циркон, сфен, магнетит, которые иногда содержатся в ураганных количествах. Субщелочные породы пользуются небольшим распространением и связаны или с крупными гранитоидными массивами в складчатых областях или образуют самостоятельные тела, в т.ч. в пределах древних щитов.

Щелочные породы интрузивной фации являются зернистыми, содержат 80--85% щелочных полевых шпатов и 10-20% щелочных цветных минералов. В минеральном составе преобладают микроклин, ортоклаз, анортит. Также присутствуют плагиоклазы (альбит или андезин-лабрадор), амфиболы (титан-амфиболы, арфведсонит и др.), пироксены (титан-авгит, эгирин). Гранаты представлены андрадитом. Возможно содержание или кварца, или нефелина. При этом следует отметить запрещенный парагенез двух указанных минералов. Структуры равномернозернистые (крупно- и среднезернистые), гипидиоморфнозернистые, трахитоидные с правильным удлинением кристаллов ортоклаза и цветных минералов. Текстуры массивные и реже такситовые.

Рисунок 13 - Сиенит

Сиенит (Рис. 13) - розовая, розовато-серая, реже черная различной зернистости порода, сложенная калиево-натриевым полевым шпатом 65-90% (ортоклаз, микроклин), плагиоклазом (андезин) (10-35% от суммы полевых шпатов), темноцветными минералами до 40% (титан-авгит, авгит, железистая роговая обманка, биотит), кварцем. Кроме того, в породе присутствуют титаномагнетит, апатит, циркон, сфен.

Нордмаркит - лейкократовая розовая, буровато-серая до лилово-серой, крупно-, средне-, мелкозернистая, равномернозернистая порфировидная порода с массивной и редко трахитоидной текстурой. Главными минералами являются анортоклаз, ортоклаз-пертит, микроклин-пертит, кварц, щелочные пироксены и амфиболы. Второстепенные минералы: плагиоклаз, биотит, магнетит, сфен, циркон, апатит, ортит, флюорит. Содержание плагиоклаза не более 10% от суммы полевых шпатов, а кварца - от 5 до 22% от суммы фельзических минералов. При появлении кварца в большем количестве переходит в щелочной аляскит.

Тенсбергит - розовая, красновато-розовая, розовато-серая, редко дло серой, разной зернистости, равномерно- или неравномернозернистая порода с массивной, трахитоидной, реже полосчатой текстурой. Главные минералы: анортоклаз, ортоклаз-пертит, эгирин, жгирин-авгит, авгит, титан-авгит, рибекит, арфведсонит. По составу породу ближе к щелочным.

Монцонит - розовато-серая, темно-серая полнокристаллическая порода, состоящая из плагиоклаза (35-65%), авгита, роговой обманки, биотита - до 40%, микроклина (40-70%) и кварца.

Альбитит - кристаллическизернистая порода, состоящая преимущественно из альбита (до 96%). Обладает аплитовой структурой. Обычно содержит кварц, мусковит, амфиболы, сфен, апатит, жадеит, натролит.

Кварцевый сиенит (граносиенит) - аналог сиенита с содержанием кварца выше 5%.

Щелочные породы гипабиссальной фации являются аналогами интрузивных пород. Отличаются от последних в основном структурными особенностями. Структуры микрогранитовые, трахитовые, гипидиоморфнозернистые, порфировидные.

Сиенит порфир - розовато-серая, светло-серая порода с порфировой текстурой сиенитового состава, основная масса которой кристаллическизернистая, хотя различима только под микроскопом.

Грорудит - эгириновый гранит или гранит-порфир.

Тингуаит - лейкократовая порода, состоящая и калиево-натриевого полевого шпата (46%), нефелина (34%), эгирина (21%), апатита (1%), иногда с биотитом и щелочным амфиболом. Близка к щелочным породам.

Лаурвикит - авгитовый монцонит, авгитовый сиенит или авгитовый сиенит с нефелином и содалитом.

Субщелочные породы эффузивной фации являются химическими аналогами сиенитоидов. Среди них известны как полно-, так и полукристаллические образования. Структуры ортофировые, трахитовые, витрофировые. Текстуры массивные, миндалекаменные, флюидальные миаролитовые.

Трахит - розового, розовато-серого и серого цвета порода, состоящая из плагиоклаза (андезин), калиево-натриевого полевого шпата (анортоклаз, санидин), клинопироксена (авгит, титан-авгит), биотита, редко ортопироксена (гиперстен), оливина, а также вулканического стекла или продуктов его девитрификации. Калиево-натриевый полевой шпат преобладает над плагиоклазом. Акцессорные минералы: магнетит, апатит, титанит, редко силлиманит, кордиерит. Вкрапленники составляют от 5 до 60%.

Кератофир - лейкократовая порода, характеризующаяся наличием таких вторичных минералов как альбит, олигоклаз, хлорит, эпидот и кальцит. Основная масса фельзитовая, сферолитовая, микролитовая.

Трахиандезит - порфировая или афировая порода, содержащая во вкрапленниках плагиоклаз (андезин), титан-авгит, реже гиперстен, амфибол, биотит, оливин, вулканическое стекло или продукты его девитрификации. Вкрапленники составляют от 5 до 40%. Акцессорные минералы: магнетит, титанит. Отличается порфировой, серийно-порфировой, афировой текстурой и пилотакситовой, микролитовой, гиалопилитовой структурой.

Трахибазальт - базальт, содержащий повышенное количество калия. Содержит титан-авгит, лабрадор или битовнит, санидин, иногда базальтическую роговую обманку, оливин, титанит.



1.10 Щелочные среднего состава

В щелочных породах содержание K2O+Na2O превышает 12-15%. Породы недосыщены CaO. По содержанию кремнезема они близки к средним с некоторым отклонением в сторону основных. Распространение пород невелико. Они приурочены либо к складчатым поясам, либо к древним щитам.

Щелочные породы среднего состава интрузивной фации обычно зернистые. В их составе преобладают нефелин, щелочные цветные минералы (эгирин, арфведсонит, титан-авгит, эгирин-авгит), биотит, а также щелочные полевые шпаты (ортоклаз, микроклин, альбит, анортоклаз, пертиты). Структуры пород гранитовые, в которых нефелин выполняет ту же роль, что и кварц в нормальных гранитах. Текстуры гранитовые, полосчатые, трахитоидные

Нефелиновый сиенит - фельдшпатоидный сиенит с нефелином в качестве преобладающего фельдшпатоида. Состоит из щелочного полевого шпата, нефелина, щелочных пироксенов и амфиболов, иногда биотита, кальцита, а также редких минералов: цирконо- и титатносиликатов. Из акцессорных минералов могут присутствовать рудные минералы, сфен, апатит.

Миаскит - лейко- и мезократовый средне- и крупнозернистый нефелиновый сиенит с неяснополосчатой, гнейсовидной текстурой. Состоит преимущественно из микроклин-пертита, нефелина и лепидомелана. Могут присутствовать амфибол, плагиоклаз, содалит, канкринит, рудный минерал, апатит, циркон.

Фойяит - амфиболовый или пироксеновый нефелиновый сиенит, нередко агпаитового типа с трахитоидной структурой. Состоит из ортоклаза (до 60%), нефелина (20-30%), щелочного амфибола, эгирин-авгита, эгирина, титан-авгита, псевдолейцита, содалита и др. фельдшпатоидов.

Хибинит - равномерно-крупнозернистый нефелиновый сиенит, состоящий из микроклин-пертита (44%), нефелина (33%), эгирина и арфведсонита (20%), эвдиалита, титанита, иногда лампрофиллита.

Среди щелочных пород среднего состава собственно гипабиссальная фация не выделяется. Единственным представителем эффузивной фации является фонолит. Это вулканическая лейкократовая порода порфировой или афировой структуры. Состоит из щелочных полевых шпатов, нефелина, содалита, гаюина, нозеана, анальцима, канкринита, лейцита, щелочного пироксена и/или щелочного амфибола. иногда биотита и оливина. Основная масса плотная с преобладанием нефелина или анортоклаза. Стекло встречается редко и в небольшом количестве. Среди фонолитов известны породы, которые по низкому содержанию кремнезема скорее должны быть отнесены к основным породам.

1.11 Щелочные породы основного состава

Щелочные породы основного состава также пересыщены щелочами. Они бедны кремнеземом, зато богаты окислами железа и магния. В минеральном составе преобладают основные плагиоклазы, калиево-натриевые полевые шпаты, нефелин, лейцит, моноклинные пироксены. Вторичными минералами являются эпидот, альбит, цеолиты, СаО. Второстепенными минералами являются биотит, амфибол, оливин. В качестве акцессориев присутствуют сфен, апатит, ильменит, титан-магнетит. В некоторых случаях содержание акцессорных минералов может быть ураганным. Структуры пород среднезернистые и гипидиоморфнозернистые. Текстуры массивные, такситовые. Для авгита характерен сильно выраженный идиоморфизм. Породы этой группы встречаются также редко и характерны для тех же геодинамических обстановок, что были указаны выше для щелочных средних пород.

Эссексит - порода серой, иногда пестрой окраски с хорошо различимыми удлиненными кристаллами серовато-белого плагиоклаза, а в промежутках - розоватого ортоклаза и бесцветного нефелина. Присутствуют столбчатые выделения темноцветных минералов.

Шонкенит - темная равномернозернистая порода габброидного облика. Чаще встречаются средне- и мелкозернистые разновидности, однако известны крупнозернистые и пегматитовые. Отличительной особенностью состава является отсутствие плагиоклаза и ведущая роль калиевых минералов - псевдолейцита и ортоклаза. Структура породы определяется резким идиоморфизмом пироксена.

Тералит - темно-серая или серая явно кристаллическая порода с равномернозернистой, реже массивной текстурой, со структурой различной зернистости, шлирово-такситовой. Состоит из плагиоклаза (лабрадор-битовнит), клинопироксена, нефелина, оливина, апатита и титан-магнетита. Могут присутствовать некоторые другие фельдшпатоиды.

Щелочные породы эффузивной фации отличаются от вышеперечисленных интрузивных аналогов структурами, которые оказываются типичными для базальтов.

Щелочной базальт - полный эффузивный аналог эссексита.

Тефрит - эффузивный аналог тералита. Похож на базальт с серой, иногда темной до черной, основной массой, тонкозернистой, иногда плотной с вкрапленниками плагиоклаза, пироксена, оливина и реже нефелина или анальцима. Характерна массивная или миндалекаменная текстура. В минеральном составе присутствуют плагиоклаз, моноклинный пироксен, оливин, фельшпатоиды. Могут присутствовать щелочной полевой шпат, амфибол, биотит. Акцессории: апатит, титан-магнетит.

Авгитит - витрофировая порода, в бурой стекловатой массе которой содержатся вкрапленники авгита и магнетита. Иногда в ее состав входят также оливин, нефелин, биотит.

Лимбургит - оливиновый гиаломеланефелинит. порода содержит повышенную концентрацию нефелина и оливина.

Хотя для пород данной группы представители гипабиссальной фации не обособляются, к последним условно относят группу лампрофиров. Эти породы отличаются низким содержанием кремнезема, но высоким содержанием щелочей и алюминия. В минеральном составе породы много биотита, амфиболов, меньше пироксенов. В тех разностях, которые сильно обеднены кремнеземом, присутствуют нефелин, анальцим, лейцит. Вместе с тем, сред лампрофиров выделяют не только щелочные, но также субщелочные и даже нормальные разновидности. Порода полнокристаллическая, состоит из лейкократовых и меланократовых минералов с одинаковой степень идиоморфизма. Часто имеет порфировидное строение. Классификация лампрофиров сложна. Выделяется очень большое количество их разновидностей, из которым рассмотрим лишь некоторые.

Минетта - зеленовато-серый, темно-серый порфировидный лампрофир, содержащий во вкрапленниках биотит. Основным минералом является также калиево-натриевый полевой шпат. Могут присутствовать оливин, авгит, амфибол, реже плагиоклаз. Апатит и магнетит принадлежат к числу акцессориев.

Вогезит - лампрофир, состоящий из калиевого полевого шпата, обычно ортоклаза и амфибола, реже пироксена, авгита. Иногда эта порода содержит плагиоклаз. Во вкрапленниках присутствуют только темноцветные минералы. Общее их количество составляет до 35%.

Камптонит - лампрофир, состоящий из амфибола (баркевикит, керсутит), титан-авгита, оливина и/или биотита. В основной массе присутствуют лабрадор, амфибол, пироксен с подчиненным количеством щелочного полевого шпата и фельдшпатоидов. В состав могут входить щелочные полевые шпаты, фельдшпатоиды, апатит, рудные минералы, кальцит, цеолиты.

Мончикит - лампрофир, содержащий во вкрапленниках оливин, пироксен (авгит, титан-авгит), биотит и/или амфибол (баркевитит, керсутит). В кристаллической основной массе присутствуют анальцим, амфибол, пироксен, биотит, апатит, редко нефелин, содалит, канкринит, лейцит, гаюин.



2. ПЕТРОГРАФИЯ МЕТАМОРФИЧЕСКИХ ПОРОД

2.1 Факторы и типы метаморфизма

Процессы метаморфизма пользуются широким распространением в земной коре. Хотя они концентрируются в зонах активного контакта литосферных плит, чаще всего с режимом сжатия или сдвига, их проявление фиксируется также в пределах платформенных областей, испытывающих погружение, сопровождающееся накоплением большой массы осадочного материала. Метаморфизм - это разнообразные эндогенные процессы, с которыми связаны те или иные изменения горных пород в их структуре, минеральном и химическом составе, которые протекают в условиях, отличных от первоначальных условий формирования изменяемых пород. Следует отметить, что подверженными метаморфизму могут оказаться как осадочные (чаще всего), так и магматические породы. Более того, неисключен и повторный или даже многократный метаморфизм ранее уже метаморфизованных геологических образований. В процессы метаморфизма, тем не менее, не входят выветривание, цементация, диа-, ката- и метагенез осадочных пород, процессы плавления. Наиболее принципиальным является проведение разграничения между осадочным процессом и метаморфизмом. Для этого выбран такой критерий как появление аутигенного мусковита. Его присутствие в породе является характерным признаком инициации метаморфических процессов. Процессы метаморфизма могут протекать без привноса вещества (достаточно редко) или с его привносом и обменом с окружающими геологическими комплексами. Это наиболее распространенный случай. Иными словами, проведение четких разграничений между изохимическим и аллохимическим метафорфизмом не вполне оправданно, хотя следует отличать аллхохимический метаморфизм от метасоматоза, где обмен веществом протекает быстрее и в большем объеме.

Основными факторами метаморфизма являются температура, давление, а также некоторые специфические внешние воздействия. Наиболее эффективным фактором является температура. При разогреве исходных пород от 90 до 13000С начинается протекание реакций, в результате которых происходят структурные, а затем и минеральные преобразования породы. Безусловно, их степень зависит от величины разогрева. Однако существенным катализатором реакций является вода. Ее роль в метаморфизме особенно выше для осадочных комплексов, т.к. они изначально содержат воду в той или иной форме. Давление (гидростатическое или стрессовое) также способствует глубоким преобразованиям пород. Прежде всего, оно нарушает их структуру и текстуру, однако способно привести и к минеральному перерождению. Следует учитывать, что при увеличении давления, особенно в зонах подвижек по сдвиговым шовным зонам, происходит одновременный рост температуры. К числу других факторов следует относить падение метеоритов. В результате бомбардировки исходной породы происходят ее глубокие преобразования, хотя их механизм и природа остается до сих пор неясной. Например, детальное изучение пород непосредственно ниже огромного кратера Чиксклаб, образовавшегося в результате метеоритного удара 65,5 млн лет назад, показало, что многие слои пород, в т.ч. осадочные, практически не несут следов изменения, вызванных ударом и гигантским взрывом с созданием огромных давлений и выделением гигантских объемов энергии. Следует также отметить, что метаморфизм горных пород практически всегда сопровождается деформацией. Более того, нередко именно исходная деформация (например, в режиме коллизии или вдоль зоны субдукции) и является причиной проявления метаморфизма. В большинстве случаев на протекание метаморфических процессов воздействие оказывают одновременно и температуры, и давления, и химизм среды. Т.к. температуры распределяются в толще земной коры закономерно относительно глубину (эта закономерность определяется температурным градиентом). То же самое справедливо и для давлений. В этой связи выделяют три основных категории метаморфических процессов:

метаморфизм низших стадий: давление 0-6 кбар, температура 0-4000С, глубина 0-20 км,

метаморфизм средних стадия: давление 0-12 кбар, температура 120-8200С, глубина 0-40 км,

метаморфизм высоких стадий: давление 0-12 кбар, температура 470-10000С, глубина 0-40 км.

В зависимости от факторов и причин метаморфизма выделяется несколько его типов:

автометаморфизм (изменение вмещающих пород под действием расплавов, которые в них и из них образуются, с одновременным изменением заново кристаллизующиеся породы из самих расплавов),

контактовый метаморфизм (изменение вмещающих пород на контактах с интрузиями, равно как и самих этих контактов и внутренних частей интрузивов),

динамометаморфизм (изменение пород в результате одностороннего стрессового давления, которое возникает, как правило, в плоскостях смещения крупных шовных зон с латеральными перемещениями соседних блоков),

импактный (ударный, шоковый) метаморфизм (изменение коренных пород в результате метеоритных ударов).

региональный метаморфизм (в той или иной степени глубокое преобразование комплексов пород в обстановке общерегиональной деформации в орогенных зонах) (Рис. 14),



Рисунок 14 - Изменение пелитовых пород при региональном метаморфизме

метасоматоз (различной степени преобразование исходных пород при существенном переносе вещества, которое, как правило, осуществляется за счет флюидов; в последнее время этот тип метаморфизма стали связывать с зонами океанического дна и режимом раздвига литосферных плит),

метаморфизм захоронения (преобразование осадочных толщ на платформах при значительном погружении и быстром накоплении более молодых толщ под действием веса последних),

метаморфизм высоких и ультравысоких давлений (преобразование горных пород в зонах субдукции при погружении одной литосферной плиты под другую и затягивании комплексов пород в зону контакта),

ультраметаморфизм (исключительно глубокое преобразование первичных пород с инициацией плавления и пропитыванием породы образующимся расплавом).

Долгое время контактовый метаморфизм противопоставлялся динамометаморфизму как реализующийся за счет выделения тепла интрузиями в противовес давлению. Однако самыми новейшими исследованиями установлено, что максимальная температура контактового метаморфизма существенно меньше температуры интрузии. Только непосредственно на самом контакте расплава и вмещающей породы может быть достигнута температура, соответствующая половине разности температуры интрузии и температуры окружающей среды плюс последняя. Следовательно, иные процессы, а не только кондуктивное уравновешивание может объяснить широкие ореолы вокруг интрузий. Речь может идти, например, о потоке латентного тепла горения и т.д. Проблема объяснения широких контактовых ореолов может решаться аналитически путем т.н. моделирования реалистических интрузий.

2.2 Минеральный состав, текстуры и структуры метаморфических пород

Минеральный состав метаморфических пород определяется исходным составом изменяемых пород, привносом/выносом вещества, а также степенью и типом метаморфизма. Главными породообразующими минералами метаморфических пород являются полевые шпаты, кварц, слюды (биотит и мусковит), амфиболы, пироксены (гиперстен, диопсид, авгит), оливин, кальцит, доломит, серпентин, хлорит, актинолит, серицит, гранат, дистен, андалузит, силлиманит, ставролит, кордиерит, везувиан, волластонит, глаукофан. Надо также учитывать, что в число основных минералов могут попасть любые минералы, которые в большом количестве содержались в исходной породе и по каким-либо причинам не были уничтожены.

Текстуры и структуры метаморфических пород определяются текстурами и структурами исходной породы, характером метаморфизма и происходящих минеральных преобразований. Например, кристаллический сланец и даже гнейс может наследовать слоистый характер осадочной породы, за счет которой он сформировался. Среди основных типов текстур выделяют:

массивные (однородное распределение минералов),

пятнистые (неравномерное распределение минералов),

полосчатые (послойное, полосчатое распределение минералов),

сланцеватые (параллельная или субпараллельная ориентация пластинчатых и чешуйчатых минералов).

Среди сланцеватых текстур различают также несколько подтипов: параллельно-сланцеватые, волнисто-сланцеватые, линейные, очковые (линзовидные, гнейсовидные).

Из текстурных, а, точнее сказать, структурно-геологических признаков метаморфических пород следует отметить кливаж.

Структуры всех метаморфических пород можно охарактеризовать как кристаллобластовые. Они определяются кристаллизацией в твердом состоянии. При этом такие структуры не могут отражать порядок кристаллизации как в магматических породах. Кристаллобластовые структуры также характеризуются участием и деформацией или коррозией минералов первичной породы. Рол отдельных минералов в структуре метаморфических пород описывается т.н. кристаллобластическим рядом Тернера. Согласно ему, все минералы объединяются в группы в зависимости от того, насколько их зернам свойственна идибластность. Наибольшей идиобластностью обладают рутил, сфен и магнетит, чуть меньшей - турмалин, дистен, ставролит и гранат, а наибольшая ксенобластность свойственна скаполиту, кордиериту, полевым шпатом и, особенно, кварцу.

Структуры метаморфических пород подразделяются на три категории: кристаллобластовые (грано-, лепидо-, нематобластовые, пойкило-, смешанные), катакластические (брекчиевидная, цементная, милонитовая) и реликтовые (бластопорфировая, бластогранитовая, бластопсаммитовая и т.п.). Гранобластовая структура характеризуется тем, что все ксенобласты в агрегате или в породе более или менее изометричны. Отличается от гомеобластовой непостоянством размера примыкающих друг к другу зерен. Очертания последних могут быть округлыми, полиэдрическими, зубчатыми. Игольчатые и чешуйчатые минеральные зерна в породе отсутствуют или составляют несущественную часть породы. Для лепидобластовой структуры свойственно то, что все образующие минеральный агрегат кристаллобласты имеют пластинчатую, чешуйчатую, или листоватую форму. Термин может быть использован при любой ориентировке породообразующих минеральных пластин. Нематобластовая структура отличается тем, что все образующие минеральный агрегат кристаллобласты, обычно представленные амфиболами, имеют форму удлиненных призм. Термин может быть использован при любой ориентировке последних. Пойкилобластовая структура - весь агрегат сложен крупными ксенобластами одного минерала с более или менее распределенными включениями идиобластов другого минерала. При этом пойкилобласты выделяются своими размерами или выдержанными формами. Брекчиевидная структура характеризует начальную стадию дробления породы. Цементная структура отражает более глубокое дробление. Милонитовая структура свойственна для пород тонкоперетертых, в которых минералы имеют субпараллельную ориентировку. Бластопорфировая структура свойственна для пород, частично измененных метаморфизмом, но сохранившим свою реликтовую порфировую структуру. Бластогранитовая структура в огнейсованной или рассланцованной породе устанавливается по распознаваемой реликтовой гипидиоморфной структуре, тогда как комплекс новообразованных минералов близок по составу к граниту. Бластопсаммитовая структура - перекристаллизованная в процессе метаморфизма псаммитовая структура, обычно распознаваемая по частично сохранившимся минеральным зернам или их очертаниям, определяемым по закономерностям распределения пылевидных включений в цементе и в измененных обломках.



2.3 Классификация и основные типы метаморфических пород

Наиболее логичным представляется провести классификацию метаморфических пород отдельно для каждого из типов метаморфизма, перечисленных выше. К сожалению, реализовать этот принцип полностью невозможно, т.к., как уже говорилось, состав метаморфических пород находится в сильной зависимости от исходного состава подвергшихся изменению геологических комплексов. В этой связи остается рассмотреть эмпирически выделяемые метаморфические породы, а затем связать их с определенным типом и фацией метаморфизма и исходным составом.

Кристаллический сланец (Рис. 15) - порода с полнокристаллической структурой, слагаемая либо только темноцветными минералами, либо темноцветными минералами и полевыми шпатами, либо темноцветными минералами и кварцем.

Рисунок 15 - Кристаллический сланец

Филлит - плотная серая и темно-серая с шелковистым блеском порода, состоящая из кварца, серицита, иногда с примесью хлорита, биотита и альбита. В зарубежных классификациях филлит рассматривается как промежуточная порода между двумя генерациями кристаллических сланцев. Ее формирование связано с преобразованием глинистых сланцев.

Амфиболит - порода, состоящая из амфибола, плагиоклаза и минералов-примесей. Текстуры массивные и сланцеватые, структуры - нематобластовые, гранобластовые. Состав амфиболов колеблется в широких пределах, плагиоклаз чаще всего соответствует андезину. Образование амфиболитов происходит чаще всего за счет изменения основных и ультраосновных магматических пород и мергелистых осадочных пород.

Гнейс - относительно крупнозернистая порода, состоящая из кварца, калиевого полевого шпата, плагиоклаза и цветных минералов. Содержание полевых шпатов более 20%. Отчетливо выражена параллельно-сланцеватая, часто полосчатая текстура, преобладают гранобластовые и порфиробластовые структуры. Гнейсы могут формироваться как за счет глубокого изменения осадочных, так и магматических пород, включая граниты.

Мигматит - полиметаморфическая порода, в которой макроскопически устанавливаются две части: более древний субстрат, имеющий состав и структуру различных метаморфических пород, и новообразованный жильный материал, чаще всего гранитного, аплитового, пегматитового состава и структуры, реже диоритового, сиенитового и габбрового состава.

Гранулит (Рис. 16) - мелко- и среднезернистая порода, существенно полевошпатовая, с кварцем или без него. Темноцветные минералы обычно не содержат гидроксильной группы. Наиболее характерен среди них гранат. Структура гранобластовая, текстура гнейсовидная. массивная.

Роговики - порода ореолов, которая состоит из кварца, слюд, полевых шпатов, граната, андалузита, силлиманита, реже амфибола, пироксена и других минералов. Обладает массивными, иногда пятнистыми текстурами. раковистым изломом и своеобразными гранобластовыми (роговиковыми) структурами.

Рисунок 16 - Гранулит

Скарн - порода ореолов, сложенная реакционными минералами, в которых участвуют компоненты замещаемых пород и растворов. В общем виде это силикаты кальция, магния, железа и марганца. Для скарнов характерно присутствие карбонатов. Образование скарнов связано с преобразованием карбонатных пород.

Сланец зеленый - порода, состоящая из хлорита, эпидота, кварца с примесью карбонатов, альбита, актинолита и некоторых других минералов.

Сланец голубой (глаукофановый) - порода, состоящая из глаукофана, жадеита, кварца, лавсонита и других минералов.

Кварцит - порода, состоящая преимущественно из кварца (70-100%) с примесью полевых шпатов, слюд, талька, силлиманита и других минералов. Формирование кварцитов происходит за счет преобразования псаммитовых и кремнистых осадочных пород или обогащенных кварцем магматических пород (как правило, эффузивных).

Мрамор - равнозернистая метаморфическая порода гранобластовой структуры, состоящая главным образом из кальцита с примесью других карбонатов и представляющая собой перекристаллизованный известняк. Биогенные компоненты последнего обычно не сохраняются. Формирование мраморов происходит за счет изменения карбонатных осадочных пород.

Празинит - зеленый сланец, в котором роговая обманка, эпидот и хлорит находятся примерно в равно количестве. Часто это порода прошедшая неоднократный метаморфизм. Разные исследователи по-разному проводят различием между зелеными сланцами, амфиболитами и празинитами. Образование празинита связывают с преобразованием исходных основных магматических пород. Термин имеет устойчивое обращение в т.н. альпийской геологии.

Эклогит - порода, состоящая преимущественно из пироп-альмандин-гроссулярового граната и омфацита (жадеит-диопсидового клинопироксена). Состав пироксена (до 40% жадеитового компонента) является типоморфным признаком породы. Структура аллотриоморфнозернистая, гранобластовая.

Грейзен (метасоматит) - порода ореолов, состоящая в основном из кварца и слюд с примесью топаза, флюорита, турмалина, берилла, рутила, а также касситерита, вольфрамита, молибденита и других рудных минералов.

Брекчия - порода состоит из обломков размером более 1 см.

Катаклазит - порода состоит из обломков размером менее 1 см.

Милонит - порода состоит из обломков, которые не различимы макроскопически.

Псевдотахилит - порода состоит из обломков, измельченных до стекловатой массы.

Импактит - сильно преобразованная порода с обломками исходной породы, стеклом и такими специфическими минералами как коэсит, лонсдейлит, стишовит и др., которые образуются при высоких температурах и давлениях. Обычно эта порода состоит из обломков и матрикса.

Для некоторых из перечисленных пород (особенно часто для гнейсов) проводят различия между теми из них, которые сформировались за счет магматических образований (ортогнейсы), и тем, которые сформировались за счет осадочных образований (парагнейсы).

Результатом автометаморфизма являются как магматические образования, так и собственно метаморфические, к каковым относятся некоторые зеленые сланцы, грейзены, амфиболиты.

При контактовом метаморфизме возможно образование роговиков или скарнов. Последние формируются при внедрении интрузии в карбонатные породы. Выделяется несколько фаций контактового метаморфизма:

эпидот-альбит-роговиковая (температуры до 3000С),

роговообманково-роговиковая (температуры 300-5500С),

пироксен-роговиковая (температуры 550-8000С),

санидин-роговиковая (температуры выше 8000С).

При динамометаморфизме происходит формирование брекчий-катаклазитов, милонитов и псевдотахилитов. По мере увеличения давления растет и степень перетертости исходной породы. Иногда в пределах зон проявления данного типа метаморфизма наблюдаются минеральные новообразования (кальцит, кварц, рудные минералы).

Результатом импактного метаморфизма являются импактиты, состав обломков которых находится в прямой зависимости от состава исходной породы.

Наиболее сложно проявление регионального метаморфизма. В зависимости от температур и давлений выделяется несколько его фаций, описывающих степень интенсивности преобразования исходной породы. Следует отметить, что название фации необязательно соответствует названию конкретной породы. Так, например, кристаллические сланцы могут формироваться и в амфиболитовой фации, что больше зависит от состава исходной породы.

Голубосланцевая фация (температуры 200-4000С, давления 5-15 кбар): характерный минерал - глаукофан; характерные породы - голубые сланцы.

Зеленосланцевая фация (температуры 250-5500С, давления 2-14 кбар): характерные минералы - слюды (преимущественно мусковит), хлорит, эпидот; характерные породы - зеленые сланцы, кристаллические сланцы, празиниты, филлиты, кварциты, мрамора. Нижняя граница фации проводится по появлению мусковита или актинолита.

Амфиболитовая фация (температуры 550-7500С, давления 2-14 кбар): характерные минералы - слюды (преимущественно биотит), гранаты, плагиоклазы, полевые шпаты, амфиболы, ставролит, кианит; характерные породы - кристаллические сланцы, амфиболиты, кварциты, мрамора, гнейсы. Нижняя граница фации проводится по появлению ставролита или граната и эпидота.

Гранулитовая фация (температуры 750-9500С и более, давления 2-14 кбар): характерные минералы - гранаты, силлиманит, пироксены; характерные породы - гранулиты, гнейсы, мрамора. Нижняя граница фации проводится по появлению ортопироксена или граната и кордиерита.

Рисунок 17 - Классификации фаций регионального метаморфизма и их индексация (a - петрологическая, b - тектоническая)

В настоящее время для фаций регионального метаморфизма используется две классификации - петрологическая и геодинамическая (тектоническая). В результате используется сложная система обозначения фаций с различными градациями (Рис. 17). Более того, традиционно выделяется два метаморфических стиля, имеющих собственные наименования - барровский и бучанский. Первый из них характеризует последовательность от наиболее низких к средним и более высоким ступеням метаморфизма (зеленосланцевая-амфиболитовая фация) при относительно низких давлениях, тогда как второй в настоящее время связывается с зональностью контактового метаморфизма.

Процессы метасоматоза приводят к формированию грейзенов, хотя скарны по сути также являются скорее метасоматическими образованиями, нежели контактово-метаморфическими. В грейзенах по удалению от подводящего канала, по которому циркулируют растворы, наблюдается следующая минералогическая зональность: зона кварца - зона кварца и глинозема - зона кварца и турмалина - зона кварца и топаза - зона кварца и флюорита - зона кварца и мусковита.

В результате метаморфизм захоронения могут формироваться порода, свойственные для начального регионального метаморфизма, т.е. для его низшей зеленосланцевой стадии. Хотя часто данный тип метаморфизма не приводит к полному изменению типа пород и оказывает наибольшее влияние на органическое вещество.

Метаморфизм высоких и ультравысоких давлений, напротив, способствует формированию специфических пород - эклогитов. Они появляются при температурах от 4000С и более и давлениях свыше 14-15 кбар. Появление в составе породы коэсита, который является типоморфным минералом, свидетельсвует о давлениях до 28 кбар.

Ультраметаморфизм способствует наиболее глубокой проработке исходной породы, при которой начинается ее частичное плавление. В результате образуются такие породы как мигматиты, а также начинается формирование гранитов.

При анализе процессов метаморфизма наиболее важным представляется реконструкция термобарических параметрах, которые отображаются на диаграммах с указанием направления протекающих процессов. Если температура и давление формирования исходной минеральной ассоциации породы меньше в сравнении с температурой формирования новой ассоциации, то говорят о прогрессивном метаморфизме, а в обратном случае - о регрессивном (диафторез). Вместе с тем, характер метаморфизма может меняться в ходе реализации процесса. В настоящее время большое внимание уделяется таким вопросам как реологическое течение и канальное проявление метаморфизма, что в большей степени характерно для его регионального типа.



СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Дмитриев С.Д. Основы петрографии. Иркутск, Изд-во Иркутского ун-та, 2006. 303 с.

2. Добрецов Н.Л. и др. Фации метаморфизма. М., Наука, 1970. 432 с.

3. Маракушев А.А. Петрология метаморфических горных пород. М., Изд-во МГУ, 2013. 321 с.

4. Петрографический словарь. М., Недра, 2001. 496 с.

5. Половинкина Ю.И. Структуры и текстуры изверженных и метаморфических горных пород. М., Недра, 2006. Ч. 1, 2 (Ч. 2 - Т. 1,2). 240 с., 424 с., 272 с.

Размещено на Allbest.ru