7.3. Ряды метаморфических пород

Регионально-метаморфичяеские породы подразделяются на две большие группы: 1) возникшие за счет осадочных пород и 2) возникшие за счет магматических пород. Внутри каждой группы взята исходная порода и охарактеризованы изменения, возникающие на различных ступенях регионального метаморфизма. Таким образом, получены ряды метаморфических пород.

Метаморфические породы, возникшие за счет осадочных пород

Глинистые породы на низшей ступени регионального метаморфизма проходят две стадии. Первой из них отвечает перекристаллизация первичных глинистых минералов (монтмориллонит переходит в хлорит, каолинит – в серицит). При этом индивидуализируются мелкие зерна кварца. В результате возникает филлит - тонкозернистая порода, состоящая их кварца, хлорита и серицита. Из-за примеси в глинах титана образуются скопления кристаллов рутила, из-за примеси бора образуется турмалин. Реликтовые акцессорные минералы представлены цирконом, апатитом и рудными минералами. В филлитах еще отсутствует метаморфическая дифференциация материала, и зерна кварца обрастают чешуйками серицита и хлорита. Структура филлитов гранолепидобластовая, иногда бластопсаммитовая. Сохранение первичной слоистости обусловливает появление полосчатой или линзовидно-полосчатой текстуры.

На второй стадии низшей ступени метаморфизма глин образуются серицитовые, хлоритовые, серицит-хлоритовые и хлорит-серицитовые сланцы, содержащие до 50% кварца. Если кварца более 50%, то он входит в название сланцев. От филлитов серицитовые и хлоритовые сланцы отличаются более крупнозернистым строением (размер зерен 0,2-0,4 мм) и резко выраженной метаморфической дифференциацией: полосы, сложенные кварцем. И полосы, состоящие в основном из серицита и хлорита. При этом структура различна: для кварцевых полос – гранобластовая, для серицитовых и хлоритовых – лепидобластовая. Текстура сланцев сланцеватая или плойчатая.

На средней стадии регионального метаморфизма за счет глинистых пород образуются слюдяные сланцы. Первичные глинистые минералы испытывают следующие превращения: монтмориллонит→хлорит→биотит; каолинит→серицит→мусковит. В слюдяных сланцах постоянно в разных количествах присутствует кварц. В качестве дополнительных минералов в слюдяных сланцах появляются ставролит, гранат, дистен. В случае примеси в глине органического вещества, в сланцах образуется графит. Наиболее типичные структуры слюдяных сланцев: порфиробластовая, пойкилобластовая, гранолепидобластовая и лепидо-гранобластовая. Текстуры сланцев: сланцеватая, полосчатая, плойчатая. При названии сланца следует использовать все минералы, кроме кварца, начиная с тех, которых меньше (например, гранат-ставролит-биотитовый сланец: меньше всего граната, больше всего биотита). В качестве акцессорных минералов присутствуют циркон, сфен, рутил, турмалин, апатит.

На высшей ступени регионального метаморфизма за счет глинистых пород возникают гнейсы. Существенным отличием по минеральному составу гнейсов от сланцев является наличие в гнейсах калиевого полевого шпата в количестве от 25 до 50-60% объема породы. Кроме этого в гнейсах постоянно присутствуют кислые плагиоклазы. Гнейсы, образовавшиеся за счет осадочной породы, называются парагнейсами. Для них типоморфными являются гиперстен, гранат (пироп-альмандин), кордиерит, силлиамнит. Гнейсы обычно имеют массивную и гнейсовидную текстуру. Структура гранобластовая, реже нематобластовая. Гранат содержащие гнейсы называются гранулитами. Если в гнейсах много слюды, то это слюдяные гнейсы. Возникновение калиевых полевых шпатов в гнейсах связано с гранитизацией. Слюдяные гнейсы – это также продукты гранитизации, наложенной на гиперстеновые, силлиманитовые, кордиеритовые гнейсы и на слюдяные сланцы.

Песчаные и алевритовые породы для прослеживания метаморфического ряда следует подразделять на: 1) кварцевые песчаные и алевритовые породы с кремнистым цементом; 2) кварцевые песчаные и алевритовые породы с глинистым цементом и 3) аркозовые породы с глинистым цементом.

Кварцевые обломочные породы с кремнистым цементом на низшей ступени регионального метаморфизма сменяются кварцитами с бластопсаммитовой или гетерогранобластовой структурой и сланцеватой текстурой. Иногда сохраняются реликтовые окатанные зерна кварца. Кроме того, иногда сохраняются осадочные ритмы тяжелых минералов.

На средней ступени регионального метаморфизма также образуются кварциты со сланцеватой или массивной текстурой и гетеробластовой или гомеобластовой структурой.

На высшей ступени регионального метаморфизма по-прежнему образуются кварциты, но гомеобластовой структурой и массивной текстурой.

Кварцевые обломочные породы с глинистым цементом подвергаются метаморфизму в виде сочетания двух процессов: метаморфизма глинистого вещества цемента и метаморфизму кварцевых зерен. На низшей ступени регионального метаморфизма образуются серицит-кварцевые, хлорит-кварцевые или серицит-хлорит-кварцевые сланцы, в которых кварца более 50% объема породы. Если в исходных породах было мало цемента, то образовавшийся при метаморфизме хлорит или серицит составляют не более 10-15% объема. То такие породы называются серицитовыми или хлоритовыми кварцитами. Дополнительные минералы представлены хлоритоидом, гранатом и андалузитом. Структура всех рассмотренных пород лепидогранобластовая, текстура сланцеватая.

На средней ступени регионального метаморфизма возникают слюдяно-кварцевые сланцы или слюдяные кварциты. Состав слюд зависит от состава глинистых пород. В качестве дополнительных минералов появляются ставролит, гранат и дистен.

На высшей ступени регионального метаморфизма образуются парагнейсы или полевошпатовые кварциты, если содержание полевых шпатов составляет менее 25% объема породы. В виде дополнительных минералов присутствуют гиперстен, кордиерит, гранат, силлиманит.

Аркозовые обломочные породы с глинистым цементом на низшей ступени испытывают перекристаллизацию цемента. Вследствие чего глинистые минералы переходят в хлорит и серицит. Обломочные зерна калиевого полевого шпата замещаются альбитом и серицитом. Первичный плагиоклаз тоже альбитизируется. В результате возникают серицит- или хлорит-альбитовые сланцы. Структура этих сланцев гетеробластовая лепидогранобластовая. Текстура полосчатая, сланцеватая.

На средней ступени регионального метаморфизма калиевый полевой шпат вновь не образуется, но сохраняется, поэтому за счет аркозовых обломочных пород возникают слюдяные парагнейсы.

На высшей ступени за счет аркозовых пород формируются парагнейсы с содержанием полевых шпатов от 25 до 50-60%. По количественному составу эти гнейсы близки к гранитам. В качестве дополнительных минералов встречаются гиперстен, кордиерит, грпнат, силлиамнит, иногда биотит. Парагнейсы имеют гранобластовую структуру и гнейсовидную текстуру.

Карбонатные породы при рассмотрении метаморфических рядов следует разделять на чистые породы и карбонаты, содержащие примеси.

Чисто карбонатные породы на низшей ступени регионального метаморфизма переходят в мраморы с гетерогранобластовой структурой, реликтами первоначального строения и сланцеватой текстурой. На средней ступени мраморы приобретают гомеобластовую структуру, а также массивную или сланцеватую текстуру. На высшей ступени мраморы имеют плотное мелкозернистое строение, гомеобластовую структуру и массивную текстуру.

Карбонатные породы, содержащие примеси преобразуются в силикатные мраморы, характеризующиеся появлением типоморфных минералов. На низшей ступени регионального метаморфизма мраморы содержат серпентин, тальк, хлорит, актинолит, тремолит, минералы группы эпидота, альбит. На средней стадии образуются силикатные мраморы с волластонитом, гроссуляром, роговой обманкой, плагиоклазом, флогопитом. На высшей ступени в силикатных мраморах присутствуют форстерит, диопсид, основные плагиоклазы, шпинель. Распределение различных минералов с силикатных мраморах полосчатое или линзовидно-полосчатое.