Лекция 4. КАТАКЛАСТИЧЕСКИЙ МЕТАМОРФИЗМ
Катакластический мектаморфизм (динамометаморфизм) происходит в верхней части литосферы в условиях сильного однонаправленного давления (стресса), но при относительно низкой температуре. Поэтому этот тип метаморфизма вызывает интенсивные механические деформации пород. Продукты катакластического метаморфизма локализуются вдоль направлений тектонических нарушений (сбросов, надвигов, зон дробления и т.д.). Интенсивность метаморфических изменений ослабевает по мере удаления от зон разломов.
Влияние стресса оказывает разрушающее воздействие не только на породу в целом, но и на слагающие ее минералы. Породы разбиваются многочисленными трещинами, вдоль которых происходит смещение одних частей относительно других. Хрупкие минералы подвергаются дроблению, в то время как пластичные (слюды, хлорит, карбонаты) сминаются, гранулируются, в них возникают двойники скольжения. Все эти типы деструктивных нарушений возможны при низкой температуре, соответствующей фации зеленых сланцев. В более глубинных зонах, термодинамические условия которых соответствуют амфиболитовой фации наблюдаются иные изменения: деформации становятся пластическими и не сопровождаются механическим разрушением пород.
При воздействии одностороннего давления с сопутствующим нагреванием пород существенно изменяются не только текстурно-структурные особенности пород, но и их минеральный состав. Наиболее сильно реагируют на влияние стресса глинистые породы, который способствует образованию серицита, хлорита, агрегатов кварца за счет коллоидного кремнезема. При катаклазе полевых шпатов образуются мелкие зерна соссюрита и чешуйки серицита. За счет цветных минералов развивается тальк, хлорит, серпентин. В продуктах динамиметаморфизма, кроме перечисленных минералов, часто встречаются амфиболы, дистен, ставролит, силлиманит.
В результате катакластического метаморфизма возникают разнообразные породы (тектонические брекчии, катаклазиты, милониты, ультрамилониты, филониты), различия между которыми связаны со степенью раздробления и развальцевания.
Тектонические брекчиихарактеризуются присутствием остроугольных обломков различной величины, сцементированных мелкораздробленной массой, возникшей в результате более тонкого раздробления тех же пород. Последующие гидрохимические преобразования могут обусловить уплотнение породы путем залечивания пустот и трещин вторичными минералами (кварцем, карбонатами, хлоритом, халцедоном). К особому типу образований относятся эруптивные брекчии.В них связующая масса представлена магматическим материалом.
Катаклазированные породы и катаклазитыэто продукты начальной стадии изменения пород. В них наблюдаются раздробление хрупких и изогнутость пластических минералов, образование двойников скольжения. Сохраняются черты исходного материала, соответственно которому породы называют катаклазированными гранитами, катаклазированными габброи т.д. В катаклазитах наблюдается еще большее раздробление, но текстура остается однородной, отсутствует развальцевание и перекристаллизация.
Милонитывозникают при интенсивном стрессе. В отличие от катаклазитов, для милонитов характерна резко выраженная рассланцованность и полосчатость. В соответствии с текстурными особенностями и степенью раздробления выделяются грубо- (толщина полосок более 5 мм), тонкополосчатые милониты (толщина полосок 1-5 мм) и ультрамилониты - черные плотные породы, обладающие микрополосчатостью (толщина полосок - доли миллиметра) и образующие в милонитах полосы. По их наличию можно судить о направлении особо интенсивных движений. Весьма характерны линзовидные и веретенообразные очертания плосок, что связано с вращением зерен при деформации и движении породы.
Филониты –это породы, имеющие несколько плоскостей сланцеватости, косо располагающихся друг к другу. Сланцеватость подчеркивается субпараллельным расположением чешуек слюды и других пластинчатых минералов. Пластинчатые минералы часто располагаются косо по отношению к сланцеватости породы, что связано с их посттектонической кристаллизацией.
Для милонитов и филонитов весьма характерна флазерная структура.
Катакластический метаморфизм тесно связан с динамотермальным (контактовым) метаморфизмом. При этом характерной особенностью динамотермальных воздействий является формирование в породах тектонических узоров – текстурных особенностей, возникающих в результате мелких перемещений с неодинаковой скоростью в различных частях породы.
При пластических деформациях возникает анизотропия пород, вызванная переориентировкой слагающих ее минералов. Ориентировка при этом может быть двух видов: 1) некоторые минералы меняют свое положение в пространстве как единое целое, обусловливая ориентировку минерала по форме (слюды, хлорит, амфиболы); 2) переориентировка происходит путем скользящих движений вдоль определенных плоскостей внутри кристалла и возникает закономерная ориентировка по внутреннему строению (кварц, кальцит).
В зависимости от характера пластических деформаций возникают различные тектонические узоры пород, соответственно которым выделяются S-тектониты, В-тектониты и R-тектониты.
S-тектонитыобразуются при скользящих ламинарных движениях, которые происходят вдоль бесчисленного количества плоскостей, параллельных одному из круговых сечений эллипсоида деформации. При таком движении большинство минералов приобретают закономерное расположение относительно ориентирующего давления. Базовый пинакоид пластинчатых минералов (слюд, хлорита) располагается параллельно плоскости кристаллизационной сланцеватости. В особых случаях эти минералы могут быть ориентированы косо по отношению к кристаллизационной сланцеватости. В кварце происходит переориентировка по внутреннему строению, и оптические оси кварца располагаются перпендикулярно или параллельно к плоскости кристаллизационной сланцеватости. Таким образом, при пластической деформации, возникающей при рассматриваемом типе движений большинство или все минеральные зерна ориентированы одинаково.
В-тектонитытакже образуются при плоских деформациях - сплющивании. При этом типе происходят дифференциальные движения параллельно двум круговым сечениям эллипсоида деформации, и наблюдается две группы зерен, каждая из которых ориентирована по-своему.
R- тектонитыобразуются при вращательных (турбулентных) движениях. Для них характерно так называемое поясовое строение, когда нет одного и двух направлений ориентировки зерен. В таких случаях длинные оси минералов, например, [001] в амфиболах ориентированы перпендикулярно направлению движений.
Лекция 5. АВТОМЕТАМОРФИЗМ
Существует группа автометаморфических процессов, которые происходят под влиянием собственных минерализаторов в конце или после окончательного формирования магматической породы. Эти процессы происходят различно, в зависимости от фациальных условий метаморфизма и от состава исходного материала. Магматические породы иногда метаморфизуются во время окончательной консолидации под влиянием понижающейся температуры и освобождающихся минерализаторов, которые конденсируются в жидкость с растворением в ней различных компонентов на месте образования этих остаточных растворов.
Автометаморфизм представляет собой пневматолитово-гидротермальное явление, которое не может быть отделено от подобных, так как такие же процессы, наложенные на горные породы в более позднее время, неотличимы от автометаморфических. Выделяется три стадии автометаморфизма: 1) собственно магматическая, происходящая в остывающем магматическом теле при температуре выше 600 ºС; 2) пневматолитовая (600-374 ºС), происходящая при воздействии газовой фазы (летучих компонентов, выделившихся из магмы) на ранее образованные минералы и при отложении минералов из газовой фазы и 3) гидротермальная (ниже 374 ºС), происходящая в результате отложения минералов в открытых трещинах или порах пород из горячих водных растворов; при этом растворы часто химически взаимодействуют с ранее существовавшими минералами.