Метаморфические горные породы

Метаморфические горные породы - результат преобразования пород разного генезиса, приводящего к изменению первичной структуры, текстуры и минерального состава в соответствии с новой физико-химической обстановкой.

1. Представление о метаморфизме. Типы метаморфизма.

Метаморфизм - (преобразование) – существенные изменения минерального состава, структур и текстур горных пород, происходящие в земной коре под воздействием эндогенных процессов в условиях высоких температур и давления при участии химически активных веществ (флюидов).

Объект метаморфизма – ранее сформировавшиеся магматические и осадочные горные породы.

Факторы – высокие температуры, давление и химически активные вещества. Температура может достигать тысячи и более градусов. Давление бывает общее (гидростатическое – всестороннее, зависящее от глубины в земной коре) и ориентированное, одностороннее (стресс). Величина давления может достигать 5 кбар. Химически активными веществами (флюидами) являются пары воды, хлора, фтора, различных кислот. Постепенность нарастания интенсивности факторов метаморфизма позволяет наблюдать все переходы от первично осадочных или магматических пород к образующимся по ним метаморфическим породам.

Область проявления – пояс (зона) метаморфизма, расположенный в земной коре на глубине от 800 м до 15-20 км.

Типы метаморфизма.

В зависимости от ведущего фактора выделяют следующие типы метаморфизма: контактовый, катакластический (динамометаморфизм), региональный метаморфизм.

Рисунок - Типы метаморфизма. 1Зоны: 1 – диагенеза и эпигенеза, П – катакластического метаморфизма, Ш – контактового метаморфизма, 1У-УП – зоны регионального метаморфизма: 1У – нижней ступени, У – средней ступени, У1 – высокой ступени, УП – плутонического метаморфизма.

Диагенез и эпигенез представляет собой дометаморфическое изменение пород (уплотнение, дегидратация, превращение осадка в породу).

Катакластический метаморфизм (динамометаморфизм) характеризуется интенсивным односторонним давлением (стрессом).

Область проявления – узкие (сотни метров), протяженные (десятки, сотни километров) полосовидные участки (зоны), приуроченные к разрывным нарушениям, по которым происходят подвижки в массивах горных пород, сопровождающиеся их дроблением.

Продукты – катаклазиты, тектонические брекчии, глины трения – результат разрушения (дробления пород). Если давление всестороннее (гидростатическое), то такой метаморфизм называют динамометаморфизмом.

Контактовый метаморфизм развит в зонах, примыкающих к массивам интрузивных пород.

Факторы – высокие температуры (200 -1000), химически активные вещества при относительно низком давлении.

Область проявления – узкие (сотни метров) зоны вокруг интрузивных массивов (см. рис). Различают термальный метаморфизм при котором известняки превращаются в мраморы, аргиллиты – в роговики и контактово-метасоматический (при действии высоких температур и флюидов известняки и мергели превращаются в скарны).

Риcунок - Область проявления контактового метаморфизма. 1 – известняки, 2 – аргиллиты, 3 – интрузивный массив, 4 – зона контактового метаморфизма, 5 – скарны, 6 – роговики.

Региональный метаморфизм. Область проявления – пояс метаморфизма, расположенный в земной коре на глубине 800-20000 м. и охватывающий значительные регионы (Урал, Забайкалье). Факторы – высокие температура и давление, величина которых возрастает с глубиной. В зависимости от величины температуры и характера давления в поясе метаморфизма различают 4 зоны:-

Верхняя зона с низкотемпературной ступенью метаморфизма.

Температура – 200-450^о, при высоком гидростатическом давлении. Находится в земной коре на глубине 1-8 км. В этих условиях происходит частичная перекристаллизация отложений с сохранением многих реликтов исходных пород. Например, в глинистых сланцах сохраняются реликты аргиллитов, в зеленых сланцах – кислых магматических пород.

Средняя зона (среднетемпературная ступень). Перекристаллизация пород происходит при температурах порядка 450-800^о в условиях совместного влияния гидростатического и одностороннего давления (стресса). Располагается в земной коре на глубинах 8-12 км. В таких условиях сохраняются только самые устойчивые минералы – кварц, и часть полевых шпатов. Продуктами такого метаморфизма являются кварциты, мраморы, слюдяные сланцы.

Нижняя зона с высокотемпературной ступенью метаморфизма.

Температура достигает 800-1000^о, характерно высокое гидростатическое давление при слабо выраженном одностороннем. Эта зона располагается в земной коре на глубинах от 12 до 20-30 км. В таких условиях реликты исходных пород обычно не сохраняются. Продуктами метаморфизма являются кварциты, мраморы, гнейсы, амфиболиты.

Зона плутонического метаморфизма характеризуется (в отличие от предыдущих зон) тем, что в ней в условиях очень высоких температур (свыше 1000^оС) и сильного гидростатического давления происходит расплавление исходных пород с образованием мигматитов (гранито-гнейсов с полосчатой текстурой).