Часть IV

Петрография

и петрология

метаморфических

горных пород

Оглавление

1. Факторы и типы метаморфизма 551

1. Факторы метаморфизма 551

2. Типы метаморфизма 559

2. Состав и строение метаморфических горных пород 569

1. Минеральный состав. Понятие о минеральном парагенезисе 569

2. Химический состав метаморфических пород как отражение природы протолита 570

3. Структуры и текстуры метаморфических пород 571

4. Механизм формирования структур и текстур метаморфических пород ...... 574

3. Классификация метаморфических горных пород 579

1. Минеральные фации метаморфизма 579

2. Критерии выделения минеральных фаций 579

3. Введение в парагенетический анализ. Диаграммы «состав—парагенезис» . .583

4. Систематика минеральных фаций метаморфизма 586

4. Петрография некоторых распространенных метаморфических пород 599

1. Породы метаморфизма погружения 599

2. Породы контактового метаморфизма 609

3. Породы прогрессивного регионального метаморфизма 613

5. Метаморфизм во времени и пространстве 625

1. Фациальные серии метаморфических пород 626

2. Метаморфические пояса и метаморфические эпохи 629

3. Специфика метаморфизма в докембрии 630

4. Металлогеническое значение метаморфизма 632

Заключение 633

Дополнительная литература 633

1. Факторы и типы метаморфизма

1.1. Факторы метаморфизма

Метаморфизм — это преобразование минерального состава и строения твердых горных пород под влиянием изменившихся внешних условий. Процесс сводится к перекристаллизации ранее существовавших минералов, их химическому разложению и взаи­модействию друг с другом с появлением новых устойчивых мине­ралов, структур и текстур. Нижний температурный предел мета­морфизма в недрах Земли принимается равным 100-200 "С, верхним пределом служит температура, при которой начинается частичное плавление (650—1000 °С). Выветривание пород и диагенез осадков, происходящие вблизи дневной поверхности при низкой темпера­туре, к метаморфизму обычно не относят.

Развитие метаморфических процессов прежде всего определя­ется изменением температуры и давления. Необходимым условием протекания метаморфических реакций является наличие флюид­ной фазы, представленной преимущественно водой и углекисло­той. Преобразование структуры, а в ряде случаев и минерального со­става пород может быть следствием тектонических деформаций. Своеобразные метаморфические процессы сопровождают удары о поверхность Земли крупных метеоритов

1.1.1. Температура

Температура (7) увеличивается с глубиной в соответствии с ге­отермическим градиентом, который вблизи дневной поверхности варьирует от 10 до 60°С/км, составляя в среднем 25-30 °С/км. Глуб­же геотермический градиент уменьшается так, что в основании континентальной земной коры (Н~ 40 км) температура не превы­шает 400-700 °С. Интервал температур, при которых происходит ме­таморфизм, с одной стороны, ограничен стационарной геотер-мой — кривой, описывающей фоновое распределение температур с глубиной, а с другой,— линией солидуса, имеющей отрицательный или положительный наклон в зависимости от степени насыщения водой (рис. 1.1). При избытке воды возможный температурный ин­тервал метаморфизма с глубиной сокращается до нуля, а в «сухих» условиях может достигать 400-700 "С на глубине около 40 км.

> ГУ. Петрография и петрология метаморфических горных пород

Рис. 1.1. Р-Tусловия метаморфизма

G — стационарная геотерма, S_p — солидус «сухого» гранитного вещества, S_w — со-

лидус гранита при насыщении расплава водой;

1 — область метаморфизма с участием водного флюида, 2 — область метаморфизма

без участия водного флюида

Нагревание пород вдоль стационарной геотермы может быть связано с их медленным погружением на ту или иную глубину; до­стижение более высокой температуры требует дополнительного нагрева под влиянием магматических тел или экзотермического эффекта тектонических деформаций и других источников тепла. Пе­регрев относительно стационарной геотермы возможен и в резуль­тате быстрого перемещения глубинных масс на более высокий гип­сометрический уровень. Если же породы, первоначально залегавшие на малых глубинах, погружаются настолько быстро, что не успева­ют достичь стационарного распределения температур, возникают отрицательные термические аномалии. Современные тектоничес­кие модели допускают ту и другую возможности. Например, подъ­ем глубинных нафетых масс в виде растущих мантийных диапиров предполагается в областях растяжения (спрединга), а пофужение от­носительно холодных пластин океанической коры считается ха­рактерным для зон субдукции.

552