МЕТАМОРФИЧЕСКИЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

Основные отличительные особенности метаморфических пород следующие:

• присутствие специфических минералов, свойственных только метаморфическим породам (кордиерит, андалузит, дистен,силлиманит, некоторые гранаты, пироксены ряда диопсид-геденбергит, волластонит, эпидот-циозит, некоторые амфиболы,серпентин, тальк, хлорит и др.);
• ярко выраженная, за отдельными исключениями, параллельная текстура (кристаллизационная сланцеватость, или гнейсовидностъ) и
• своеобразные — так называемые кристаллобластовые — структуры, возникающие при процессах перекристаллизации.

Метаморфизм происходит на различных глубинах в земной коре в интервале температур от 100 до 900° под давлением от 100 до 10 тыс. атм, которое создается весом вышележащих толщ горных пород. В процессах метаморфизма принимают участие водные растворы, содержащие углекислоту, щелочные металлы и другие летучие и хорошо растворимые минеральные вещества.

В областях регионального метаморфизма в полной мере проявляется роль как температуры, так и давления. В ореолах контактового метаморфизма особенно ярко выражена роль теплового воздействия интрузивных тел. В зонах дислокационного метаморфизма (динамометаморфизма), наоборот, подчеркнуто действие давления.

Повышение температуры и давления способствует образованию минералов, содержащих меньше воды, относительно более тугоплавких и плотных (тяжелых). Такой метаморфизм называется прогрессивным. Изменения в метаморфических толщах, имеющие обратное направление, менее широко распространены в природе. Они именуются регрессивным (ретроградным) метаморфизмом, или диафторезом.

Метаморфические преобразования охватывают целые толщи, сложенные комплексом разнообразных, например глинистых, песчаных и карбонатных пород. Характер минералов — новообразований в каждой из них, естественно, различен и связан с химическим составом исходной породы. Однако в каждом конкретном случае эти минералы соответствуют относительно узкому интервалу температуры и давлений, при которых совершался метаморфизм толщи, т.е. условиям определенной метаморфической фации.

Выделяют две серии фаций в зависимости от характера метаморфизма — регионального или контактового.

В настоящее время принята следующая система фаций регионального метаморфизма:

1. Цеолитовая фация. Отвечает минимальным значениям температуры (100-200°) и давления (1-4 тыс. атм). Характерны новообразования цеолитов, альбита, адуляра и др.

2. Зеленосланцевая фация (100-350°, 2,5-6 тыс. атм.). Устойчивы хлорит, эпидот, тремолит, актинолит, тальк, серицит, альбит,кальцит, иногда биотит, гранат. Типичные представители — филлиты, известковые и другие сланцы, зеленокаменные породы, серпентиниты и т.д.

3. Альмандин-амфиболитовая фация (300-700°, 3-8 тыс. атм.). Устойчивы роговая обманка, средний плагиоклаз, гранат, кордиерит,ставролит, дистен, биотит, флогопит, мусковит, диопсид, иногда эпидот и др. Типичные представители: амфиболиты,кристаллические сланцы, гнейсы и мигматиты.

4. Гранулитовая фация (более 600°, 3,5-10 тыс. атм.). Включает метаморфические породы, сложенные главным образом безводными высокотемпературными минералами. Характерны пертитовый калиевый полевой шпат, средний и основной плагиоклаз, гранат,силлиманит, кордиерит, форстерит, гиперстен, диопсид, кальцит, скаполит и др. Типичные представители: силлиманитовые гнейсы,чарнокиты, некоторые мигматиты, форстеритовые и другие мраморы (кальцифиры).

5. Эклогитовая фация. Представлена эклогитами — бесполевошпатовыми породами, состоящими главным образом из пироксена и граната (пироп-альмандина), встречающимися редко, в частности в виде обломков в алмазоносных кимберлитовых трубках. Условия образования эклогитов не ясны. Многие исследователи считают, что они выносятся с очень больших (подкоровых) глубин земли, т.е. образовались при весьма высоких давлениях (более 7 тыс. атм.), но имеются и иные мнения.

Фации контактового метаморфизма перечислены ниже в порядке возрастания температуры:

1. Фация альбит-эпидотовых роговиков (200-350°) объединяет слабо метаморфизованные породы внешних частей приконтактовых зон интрузивных тел. По минеральным ассоциациям сопоставима с зеленосланцевой фацией с добавлением (при метаморфизмеглинистых пород) андалузита или кордиерита.

2. Фация роговообманковых роговиков (350-600°) в значительной мере аналогична альмандин-амфиболитовой. Характерны слюды (биотит, мусковит, флогопит), роговая обманка, кордиерит, андалузит, гранат и др., в карбонатных породах — диопсид, гроссуляр, волластонит, кальцит, кварц. Отвечает породам внутренних и промежуточных частей экзоконтактовых зон интрузивных тел.

3. Фация пироксеновых роговиков (550-750°) объединяет породы самых внутренних частей приконтактовых зон. Частично сопоставима с гранулитовой; отличается присутствием некоторых высокотемпературных, но менее глубинных минералов: андалузита, периклаза MgO и др.

4. Санидинитовая фация. Не имеет аналогов среди фаций регионального метаморфизма. Характеризует участки непосредственного соприкосновения осадочных пород с базальтами или диабазами, где очень высокие температуры (более 700°) сочетались с низкими давлениями. Устойчивы санидин, редкие известковые силикаты (мелилит и т.п.) и др.

Дислокационный метаморфизмприводит к изменениям главным образом структурно-текстурных особенностей пород. Минеральный состав продуктов динамометаморфизма в значительной мере зависит от состава исходных пород, а также от условий глубинности, в которых происходила их деформация. Новообразованные минеральные ассоциации могут соответствовать различным фациям регионального метаморфизма, чаще всего — зеленосланцевой.

Характерной особенностью метасоматических горных пород (метасоматитов) является закономерное сокращение числа породообразующих минералов в процессе формирования породы; отсюда широкое распространение среди метасоматитов пород, состоящих либо преимущественно из одного минерала, либо из двух, реже трех минералов в отличие от обычно многоминеральных метаморфических и изверженных пород. Свойственные метасоматитам полнокристаллическая структура и неоднородная текстура (полосчатая, сетчатая, участковая и т.п.) — признак, отличающий многие из них от пород иного происхождения.

Систематика метасоматитов весьма сложна и еще не вполне разработана. Граница между собственно метаморфическими и метасоматическими породами проводится далеко не всегда легко и четко, и в отношении некоторых типов пород (серпентиниты,зеленокаменные породы, пропилиты и др.) вопрос об их принадлежности к той или другой группе решается в достаточной мере условно.

Наиболее обычным является деление метасоматитов на две подгруппы: контактово-метасоматические породы и продукты гидротермального изменения пород.