Вопросы к экзамену по курсу "Петрография с кристаллооптикой" МЕТАМОРФИЗМ

А.А.Маракушев.(файл Quest doc) (2007г).

1. Метаморфические породы их систематика и номенклатура.

2. Представление о глубинных зонах метаморфизма и концепция минеральных фаций.

3. Факторы метаморфизма и метасоматоза.

4. Соотношение метаморфизма и магматизма.

5. Соотношение между диагенезом, метаморфизмом и метасоматозом.

6. Структуры и текстуры метаморфических пород.

7. Петрохимическая систематика метаморфических пород. 8.. Минералогическая систематика метаморфических пород. 9. Мигматиты и связанные с ними породы.

10 Роговики.

11 Метаморфическая дифференциация, ее отличия от аллохимического метаморфизма.

12 Дислокационный метаморфизм.

13 Минералы - признаки фаций разных давлений (значение координационных чисел элементов). 14.Отличия орто- и пара-метаморфических пород.

15 Понятие о виртуальных инертных компонентах и внутренних степенях свободы применительно к метапелитам. Правило фаз.

16 Метаморфические минералы и минеральные фации метапелитов. 17 Высокотемпературные мета пелиты и фации их глубинности.

18 Метапелиты ередпетемпературного метаморфизма, их разделение в аспекте глубинности. 19. Гранат-кордиеритовые гнейсы и их разделение по субфациям глубинности.

20 Гранито-гнейсовые купола.

21 .Слюдяные сланцы.

22 Гнейсы метапелитового состава.

23 Кварциты и высокоглиноземистые породы.

24 Глинистые сланцы и филлиты.

25.Виртуальные инертные компоненты и правило фаз применительно к метабазитам.

26 Метаморфические минералы и минеральные фации метабазитов.

27.Высокотемпературные метабазнты, их разделение по фациям глубинности.

28.Глаукофансланцевый метаморфизм.

29 Продукты метаморфизма ультрабазитов

30.зеленокаменные породы и зеленые сланцы.

31. Амфиболиты и пироксен-плагиоклазовые породы.

.32.Гранатовые амфиболиты.

33.Метабазигы низкой температуры и низкого давления.

34. Виртуальные инертные компоненты применительно к эклогитовой минеральной фации.

35.Метаморфизм ранних этапов развития подвижных областей.

36.Орогеппып метаморфизм и его связь с гранитизацией.

37.Францисканская формация, ее состав и зональность.

38.Метаморфические парные пояса.

39.Соотношение метаморфизма и гранитизации.

40.Метасоматические породы. Стадии метасоматических процессов.

41 Скарны и их типы.

42. березиты листвениты и гумбеиты

43 Грензены, вторичные кварциты, пропилиты, аргиллизиты.

44.Метасоматоз и рудообразование.

45.Критерии выявления протолита метаморфических горных пород (минералогические,

петрографические, геохимические и др.) 46.Фациальиые серии метаморфических горных пород.

47.Подвижность химических -элементов при метасоматозе. Особенности процессов десиликации. 48.Импактный метаморфизм.

.49.Строение астроблем и представления об их происхождении. 50.Метакарбонатпые породы.

51 .Основы физико-химического анализа парагенезисов минералов (правило фаз, диаграммы фазового соответствия и соетав-парагенезисы).

5.Соотношение между диагенезом, метаморфизмом и метасоматозом.

Формирование осадочных пород связано пород с воздействием на осадки поверхностных факторов – температуры, давления, возрастающих в меру общего геотермического градиента при их погружении в ходе накопления слоистых толщ. Этот процесс формирования осадочных пород называется диагенезом.

В отличие от метаморфизма диагенез не связан с тектоническими дислокациями и внедрениями изверженных пород, сопровождаемыми подъемом ювенальных флюидов и термическими аномалиями. Метаморфизм и диагенез имеют существенную область перекрытия по температуре, так что литогенетические преобразования осадков по сравнению с преобразованиями метаморфическими могут происходить при одинаковой с ними и даже более высокой температуре. Этим объясняется сходство глубоко преобразованных осадков и слабометаморфизованных пород по парагенезисам минералов. При низкотемпературном метаморфизме нередко возникают ассоциации хлорита с серицитом или мусковитом, свойственные слюдяным сланцам, филлитам, глинистым сланцам и другим породам и широко распространенные в катагенетических осадочных отложениях.

Осадочные и метаморфические породы лучше всего отличаются по текстурам и геологическим условиям залегания.

Диагенез и метаморфизм отличаются так же по физико-химическим условиям развития. При погружении осадков на глубину без тектонических дислокаций давление вышележащих слоев передается на осадок полностью и не диффириенцировано по фазам, в результате чего межзерновые водные растворы в нем находятся под давлением, одинаковым с литостатическим на твердые фазы, или очень близки к нему.

В отличие от осадочных метаморфические породы, как и магматические, возникают в результате действия глубинных процессов, отражающих общую миграцию вещества ходе геоструктурного развития земной коры. К ним относятся химическое воздействие ювенильных флюидов, давление температура, имеющая аномальный характер. Метаморфические горные породы образуются на месте осадочных и изверженных пород при воздействии на них глубинных флюидов, температуры и давления путем перекристаллизации в твердом состоянии.

Метаморфическая перекристаллизация минералов называется бластезом. Скорость подъема температуры отражается на зернистости метаморфических пород. В контактах с интрузивами и лавами на небольшой глубине флюидное воздействие на породы кратковременно и особенно интенсивно. В этих условиях возникают очень тонкозернистые породы с роговиковой структурой. Глубинные метаморфические породы отличаются от роговиков относительно более крупнозернистой структурой.

Поскольку метаморфизм происходит под воздействием фильтрующих флюидов, химический состав пород в ходе метаморфизма изменяется в отношении всех компонентов в меру из растворимости и химической специфики флюидов. По нарастающей степени этого изменения состава различают изохимический и аллохимический типы метаморфизма и метасоматоз. Метасоматоз всегда имеет локальное распространение и вызывается воздействием на горные породы гидротермальных растворов высокой химической агрессивности, благодаря чему в ходе метасоматической переработки горных пород существенно изменяется их химический и минеральный состав, с уменьшением числа минералов, вплоть до образования мономинеральных разновидностей. Это объясняется подвижностью многих компонентов при метосамотозе. Метасоматоз обычно происходит без изменения общего объема горной породы и поэтому непосредственно не зависит от литостатического давления нагрузки.

7.Петрохимическая систематика метаморфических пород.

Метаморфизм горных пород происходит под воздействием восходящих флюидных потоков и сопровождается изменением их химического состава, что затрудняет восстановление первичной природы метаморфических пород по петрохимическим признакам. В составе пород при метаморфизме, прежде всего, существенно изменяется содержание флюидных компонентов, которое обычно возрастает при регрессивном метаморфизме и снижается при прогрессивном. Сопоставление химических составов трудно производить. Поэтому химические анализы пород часто приводятся в пересчете их на безводное вещество (% по массе) или представляются в числах атомов на 50 атомов кислорода (эквивалентная формула породы), что раскрывает возможности строгого сопоставления состава горных пород и облегчает построение петрохимических диаграмм.

Большинство метаморфических образований, относимых к ряду парапород, хорошо сопоставляется с теми или иными осадочными аналогами.

Например, кварциты находятся главным образом в полях силицитолитов и богатых кварцем аркозов и граувакк; кварцито-гнейсы также дают широкие вариации содержания щелочей, благодаря чему их поле частично перекрывает поля граувакк и аркозов. Кварц-слюдяные и слюдяно-полевошпатовые сланцы и гнейсы формируются по хемогенным глинистым осадкам. Закономерное положение занимают мрамора, кальцифиры и пироксен-плагиоклазовые породы. Однако часть пород попадает в зону перекрытия осадочных и магматических образований. Это относится, прежде всего, к эклогитам, амфиболитам, зеленым сланцам и порфиритоидам, затем к части сланцев и гнейсов.

Метапелиты – продукты метаморфизма глинисто-кремнистых пород (парапорода).

Метабазиты – метаморфические породы, производные магматических пород, а так же аналогичных им по составу осадочных пород.

Метаульторабазиты – породы ультро-основного состава, происхождение связано с метаморфизмом ультро-основынх пород, богатых магнием, кальцием, железом.

Метакарбонатные породы – производные осадочных отложений карбонатного состава – мрамора.

Метасиллициолиты – богаты кремненземом – 90%-100% кварциты.

Высокоглиноземистые породы – наждаки, корундиты, марундиты.

8.Минералогическая систематика.

Породообразующие метаморфические минералы при самом общем подходе к ним подразделяются на 4 группы: какрасные алюмосиликаты, представленные полевыми шпатами и фельдшпатоидами, прочие силикаты (слюды, амфиболы, пироксен), оксиды (кварц, магнетит, гематит, корунд) и карбонаты (кальцит, доломит и др.).\

Систематика метаморфических пород по минеральному составу наиболее общего плана (относительно обобщенных минеральных групп, таких как силикаты, п.ш, темноцветные минералы, карбонаты, кварц, рудные минералы). Она охватывает регионально-метаморфические породы (гнейсы, амфиболиты, сланцы, кварциты), но очевидно, что ее можно распространить и на контактово-метаморфизованные породы (роговики).

В основу систематики положен принцип выделения групп горных пород по преобладанию в их составе минералов того или иного типа – п.ш (гнейсы и лейкократовые сланцы), кварца (кварциты, вацито-гнейсы и кварцито-сланцы), слюд и темноцветных минералов (сланцы, амфиболиты), карбонатов (мрамора), рудных минералов (магнетитовые и гематитовые руды).

Кварциты – содержание кварца не менее 50%.

Джеспелиты – породы представленные переслаиванием тонкозернистых кварцевых и магнетит-гематитовых агрегатов, а более крупные их аналоги называются – итабиритами.

Эвлизиты – высокожелезистые существенно силикатные породы.

Гнейсы – породы, состоящие из кварца, полевого шпата и темноцветных минералов.

Порфироиды- продукты низкой степени метаморфизма кислых вулканитов.

Амфиболиты – биминеральные роговообманковые-плагиоклазовые породы.

Порфиритоид – слабометамерфизованная вулканическая порода основного состава с реликтовыми порфировыми структурами или мендалекаменными текстурами.

Зеленые сланцы – низкотемпературные образования, сложенные хлоритом, актинолитом, эпидотом, альбитом, кварцем и карбонатом.

Мрамора – карбонатные породы более 50% карбоната.

9.Мигматиты и связанные с ними породы.

Мигматиты развиваются в глубинных зонах орогенных складчатых поясов. Мигматит – порода, состоящая из гнейсового субстрата, измененного под влиянием своеобразного флюида, названного ихором и тонко пронизывающего его инъекционного гранитного материала. (инъекционные гнейсы).

Образование мигматитов связано с преобразованием инъекций гранитов в гнейсы с явлением магматического замещения (гранитизации) при участии флюидов, которыми вызывается интенсивное изменение инъецируемых гнейсов (развитие биотита, кварца, замещение плагиоклаза калиевым полевым шпатом с образованием характерных антипертитовых текстур), приближающее их состав к составу развивающихся гранитов. Разнообразие текстурных разновидностей инъекционных гнейсов в общем укладывается в два крайних типа – артерииты – с четко обособленным жильным материалом и небулиты, в которых гранитный материал не обособляется от субстрата, наследуя его текстурные особенности и минералогический состав.

Инъекционный метаморфизм всегда имеет ярко выраженный аллохимический характер, сопровождаясь привносом кремния и щелочных металлов, преимущественно калия. При этом в породах значительно возрастает отношение железа к магнию, уменьшается содержание кальция и других оснований.

Изменения химизма пород при гранитизации, сводящиеся в целом к приближению их состава к гранитам, выражаются в ряде минеральных замещений. Новообразованными являются минералы, характерные для гранитов: кварц, кислый плагиоклаз, калиевый полевой шпат, биотит, реже роговая обманка. В породах основоного состава происходит уменьшение основности плагиоклаза до андзина и олигоклаза. Пироксены основных пород замещаются роговой обманкой и биотитом.

Мигматиты:

1. Артерииты – мощные

2. Агматиты – бесформенные

3. Глыбовые

10.Роговики.

Контактовый метаморфизм характеризуется обратной корреляцией литостатического давления и температуры. Это объясняется снижением температуры магматизма с глубиной при переходе от вулканической фации к субвулканической и плутонической, что определяется возрастанием с глубиной флюидного давления в потоках трансмагматических флюидов, сопровождающих магматизм и оказывающих на него доминирующее влияние.

Благодаря их воздействию температура магматизма с глубиной понижается, причем особенно эффективно под влиянием водного компонента флюидов, тогда как само литостатическое давление оказывает на магматизм обратный эффект, способствуя не понижению его температуры, а наоборот – повышению. Соответственно и температура роговиков, умеренная в контактах с глубинными плутонами (600-700), существенно возрастает с переходом к малоглубинным интрузивам и субвулканическим телам, в контактах с которыми температура метаморфизма может превышать 1000 градусов, что ведет к образованию базитовых роговиков, в которых происходит парциальное плавление минералов по границам их зерен и образуется кислое стекло.

В целом контактовые роговики образуются в широком температурном интервале примерно от 300 до 1100 градусов. Общей особенностью продуктов контактового метаморфизма является их формирование при низких давлениях и быстрой смене температуры, нарастающей по мере приближения к контактам.

Известно, что с кислыми и щелочными магматическими породами контактовые ореолы имеют большую мощность и метаморфизм выражен интенсивнее, чем в контактах с ультраосновными и основными породами. Это связано с большим количеством флюидов, содержащихся в кислых и щелочных магмах.

Наиболее типичной структурой роговиков является гранобластовая (роговиковая), в качестве разновидности которой выделятся сотовая, так же типична порфиробластовая, в которой порфиробласты представлены кордиеритом, андалузитом, ГРАНАТОМ, диопсидом, роговой обманкой.

Наряду с составом и температурой внедряющихся магматических расплавов минеральный состав роговиков определяется химизмом вмещающих пород, подвергающихся метаморфизму. Наибольшим разнообразием характеризуются контактовые образования, формирующиеся по породам глинистого и базитового состава, то есть отвечающие двум главнейшим петрохимическим типам метаморфических пород – метапелитам и метабазитам.

Роговики метапелитового состава в последовательности возрастания температуры подразделяются на ряд фаций: андалузит - биотитовую, магнетит - кордиеритовую, гиперстен - кордиеритовую и санидинитовую.

К наиболее низкотемпературным продуктам контактового метаморфизма относятся узловатые и пятнистые сланцы.

Роговики метабазитового состава возникают в случае повышенного содержания кальция во вмещающих породах, подвергающихся контактовому метаморфизму. Это плотные черные породы, состоящие из плагиоклаза и темноцветных минералов, главнейшими из которых являются биотит, актинолит, роговая обманка и пироксены.

В зависимости от температуры контактового метаморфизма и в определении мере от состава исходных пород выделяются следующие типы роговиков, сменяющих друг друга по мере роста температуры:

1) плагиоклаз-слюдяные (600-670 градусов)

2) плагиоклаз-биотит-роговообманковые 670-720

3) плагиоклаз-пироксен-роовообманковые 720-860

4) плагиоклаз-двупироксеновые 860-1050

5) ларнитовые и спурритовые роговики ( с кальцием) 900-1100 градусов