Метаморфические горные породы: структура текстура, формы залегания.

Метаморфические горные породы — горные породы, образованные в толще земной коры в результате изменения (метаморфизма) осадочных и магматических горных пород вследствие изменения физико-химических условий. Благодаря движениям земной коры, осадочные горные породы и магматические горные породы подвергаются воздействию высокой температуры, большого давления и различных газовых и водных растворов, при этом они начинают изменяться.

Метаморфизм это сложное физико-химическое явление, происходящее в земной коре, обусловленное комплексом воздействия температуры, давления и химически активных веществ.

Температура резко повышает скорость химических реакций и интенсивность процессов перекристаллизации. Интервалы температур от З00-400°С до 900-1000°С. Это важнейший фактор метаморфизма, влияющий на процессы

 

 

минералообразования и формирования метаморфических горных пород.

Давление – второй фактор метаморфизма, различают два типа этого фактора:

Геостатическое давление – создается массой вышележащих толщ горных пород, способствует реакциям, проходящим с сокращением объема твердой фазы и уменьшением пористости, увеличением плотности породы. Повышается температура плавления минералов. Нормируются породы с однородной, массивной текстурой.

Направленное давление (стресс) вызывается тектоническими движениями в земной коре. Оно проявляется в деформациях торных пород и приводит к изменению их структурно-текстурных особенностей. Минералы в породе теряют свою начальную ориентировку, образуются сланцеватые текстуры. Стресс оказывает каталитическое действие на процессы минералообразования, ускоряя или замедляя их.

Различают следующие типы метаморфизма в зависимости от преобладающих факторов:

Ультраметаморфизм – изменение первоначальных горных пород путем их расплавления и перекристаллизации, встречается реже всего.

Изохимические изменения – без изменения химического состава материнских горных пород.

Метасоматические изменения – значительнее изменения химического состава горной породы за счет приноса и выноса магмы, растворов, паров и газов.

По особенностям пространственного размещения к масштабам процесса различают два типа метаморфизма – локальный и региональный.

Локальный метаморфизм приурочен к тектоническим разломам, контактам с

интрузивными телами, пликативными дислокациями. Здесь породы связаны постепенным переходом с неметаморфизированными толщами. Локальный метаморфизм делится на контактовый (в пределах ореолов химического и термального воздействия интрузий на вмещающие породы) и катакластический (динамометаморфизм) – проявляется при преобладании направленных давлений, когда усилия сжатия превышают прочность пород на сжатие.

При контактовом метаморфизме возникают скарны, грейзены, вторичные

кварциты, к которым приурочены месторождения полезных ископаемых - олово, вольфрам, молибден, золото. При катакластическом метаморфизме образуются брекчии, катаклазиты, лимониты.

Региональный метаморфизм проявляется на обширных участках и в глубине земной коры, охватывая большие объемы пород. Здесь осуществляются изохимические метасоматические процессы. Образуются сланцы, гнейсы, кварциты, мраморы, амфиболиты, гранулиты, эклогиты. Региональный метаморфизм связан с интенсивным складкообразованием, подъемом магматических масс и термальных растворов.

На больших глубинах проявляется плутонический метаморфизм – изменением горных пород на значительной глубине при высоких давления и высоких температурах.

При макроскопическом описании метаморфических горных пород описывают цвет, структуру, текстуру, тип метаморфизма, описание дополняют значениями плотности и прочности.

Цвет метаморфических горных пород определяется их минералогическим составом. Для пород массивной текстуры свойственны светлые тона (белый, розовый, красный и т.п.). Сланцеватые породы чаще окрашены в темно-зеленый, темно-серый и черный цвета, светлые разности встречаются реже.

 

Структуры метаморфических пород могут быть реликтовыми, остаточными, что характерно для пород слабой степени метаморфизма – глинистых сланцев, ортогнейсов и др. Структура бывает: (табл.10.)

Текстура метаморфических пород как и структура может быть остаточной (унаследованной) и вторичной. Первая была присуща породам до их метаморфизма, вторая возникла при метаморфизме. Для большинства метаморфических пород свойственна сланцеватая текстура. Сланцеватость напоминает слоистую текстуру осадочных горных пород, но ее происхождение связано не с осадконакоплением, а с давлением.

 

 

Рис.10. Текстуры метаморфических пород.

а – вторично-полосчатая; б – плойчатая; в – птигматитовая; г – сланцеватая; д – развальцевания; е – брекчирования; ж – будинажа; з – просечковая.

 

Полосчатая текстура возникает в процессе пластичной деформации неоднородных по составу, часто первично слоистых руд (рис10.а).

Плойчатая текстура возникает как результат пластичной деформации руд, сминаемых в мелкие складки различной амплитуды, интенсивности и ориентировки (рис.10.б).

Интересной разновидностью складчатой текстуры является птигматитовая. Последняя характеризует строение минеральных прожилков, рассекавших ранее горную породу и смятых вместе с ней в складки под влиянием метаморфических преобразований (рис.10.в).

Сланцеватая текстура характеризует строение метаморфически преобразованной руды, минеральные индивиды которой приобрели ориентированное положение, согласное с общей ориентировкой минеральных агрегатов. При раскалывании подобной руды она хорошо выявляет взаимно-параллельные поверхности,

 

 

называемые плоскостями сланцеватости. Сланцеватость может совпадать или не совпадать с ориентировкой первичной слоистости руды или породы (рис.10.г.).

Текстура развальцевания возникает в результате уплощения, изгибания и раздавливания отдельных хрупких минеральных агрегатов, находящихся в массе более пластичных.Последняя характеризует положение наиболее хрупких составляющих рудного вещества в виде округлых или чечевицеобразных обособлений в пластичной минеральной массе (рис.10.д.).

Текстура брекчирования возникает в рудах, подвергшихся интенсивной хрупкой деформации. Она характеризует строение руды, состоящей из обломков различных размеров, формы и состава (рис.10.е.).

Текстура будинажа возникает в рудах, имеющих неоднороднослоистое строение и подвергшихся интенсивному дислокационному метаморфизму. В результате складкообразования или сильного одностороннего сжатия в таких рудах происходит нарушение сплошности хрупких слойков, их разрыв с последующим облеканием образовавшихся обломков веществом соседних слойков, состоящих из более пластичного материала (рис.10.ж.).

Просечковая текстура характеризует строение слоистой или неоднородно-полосчатой руды, рассеченной короткими, быстро выклинивающимися трещинками, ориентированными вкрест или под углом к направлению полосчатости. Часто подобные трещинки, рассекая один из слойков, быстро затухают и выклиниваются при переходе в соседние. Подобные трещинки обычно минерализованы веществом, заимствованным из метаморфизованных руд или горных пород (рис.10.з.).

 

 

Таблица 4

Классификация метаморфических горных пород (по В.А. Заварицкому)

 

 

Таблица 5

Структуры метаморфических пород.

 

 

Формы залегания метаморфических пород.

Так как исходным материалом метаморфических горных пород являются осадочные и магматические породы, их формы залегания должны совпадать с формами залегания этих пород. Так на основе осадочных пород сохраняется пластовая форма залегания, а на основе магматических — форма интрузий или покровов. Этим иногда пользуются, чтобы определить их происхождение. Так, если метаморфическая порода происходит от осадочной, ей дают приставку пара- (например, парагнейсы), а если она образовалась за счёт магматической породы, то ставится приставка орто- (например, ортогнейсы).

В слоистых метаморфических толщах образуются специфические формы, среди которых наиболее характерны тектонические линзы или будины (от франц. boudin — колбаса), мигматиты, птигматиты.

Тектоническое линзование, или будинирование, происходит в слоях хрупких или твердых пород, залегающих внутри пластичных. При сдавливании толщи под нагрузкой вышележащих пород или в результате стресса пластичные породы текут и разрывают включенный в них хрупкий или менее пластичный слой либо на изолированные куски, либо на линзовидные части, часто соединенные тонкими шейками (рис. ).

Мигматитами называются метаморфические породы, состоящие из слоев гнейсов или кристаллических сланцев, чередующихся со слоями гра-нитоидного кварц-полевошпатового материала. Обычно мощность перемежающихся слоев в мигматитах колеблется от нескольких миллиметров до 1—3 см (рис.). Если кварц-полевошпатовые прожилки изгибаются, резко изменяют мощность, приобретая несогласное, секущее положение по отношению к общей слоистости, образуются формы, названные птигматитами (рис.)

Рис..Будина (тектоническая линза) кварц-полевошпатовой массы в слоях слюдистых сланцев.

Рис..Мигматиты, пересеченные жилой кварцполевошпатовой породы.

Рис..Птигматитовые жилки.

 

 

 

Источники информации:

 

1. Андреева Е.Д., Кононова В.А., Свешникова Е.В., Яшина Р.М., Магматические горные породы. Щелочные породы. Том 2. Москва, издательство "НАУКА", 1984.- 416 с.

2. Белов С.В., Петрография магматических и метаморфических пород. Литология: Учебное пособие. Издательство МГОУ, 2008.-80с.

3. Богатиков О.А., Магматические горные породы. Том 6. Эволюция магматизма в истории Земли. Издательство: Москва: "Наука" ,1987.-438с.

4. Добровольский В.В., Геология: Учеб для студ. высш. учеб. заведений. – М.: гумманит. изд. центр ВЛАДОС, 2003.- 320.: ил.

5. Дэли Р.А., Магматические горные породы и их происхождение. Часть 2. М.: Государственное техническое издательство, 1920. - 223с.

6. Емельяненко П.Ф., Яковлева Е.Б. Петрография магматических и метаморфических пород. Изд-во МГУ, 1985, 248 с.

7. Заварицкий В.А. Петрография. Часть 1. Изверженные горные породы. Л.: ЛГИ, 1969. 118 с.

8. Кузнецов В.Г., Литология. Осадочные горные породы и их изучение. Учеб. пособие для вузов. — M.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2007. — 511с.

9. Маракушев А.А., Бобров А.В., Метаморфическая петрология: Учебник, Издательство: МГУ, 2005 год. 256с.

10. Музафаров В.Г., Минералогия и петрография. Издательство «Просвещение», Москва 1964. 169с.: ил.

11. Заварицкий В.А. Петрография. Часть 2. Осадочные и метаморфические горные породы. Л.: ЛГИ, 1969.- 159 с.

12.http://edu.dvgups.ru/METDOC/ITS/OSNFUN/INJ_GEOL/METOD/IZUCH_MINER/Kvash_15.htm

13. http://www.neftepro.ru/publ/1520

14.http://www.gubkin.ru/faculty/geology_and_geophysics/chairs_and_departments/geology/1467.php?print=Y

 

15.http://edu.dvgups.ru/METDOC/ITS/OSNFUN/INJ_GEOL/METOD/IZUCH_MINER/Kvash_9.htm