3. Классификация метаморфических горных пород

и флюида, каталитического влияния тех или иных компонентов и фаз. Все это делает определение границ между метаморфически­ми фациями достаточно сложной задачей, решение которой требу­ет комплексного подхода и не сводится к выделению изоград по ин­декс-минералам. Более строгим критерием служит смена полиминеральных парагенезисов с учетом многих осложняющих об­стоятельств. Вместе с тем картирование изоград остается эффектив­ным методом полевого изучения метаморфических пород, и при ра­зумном подходе карты изоград могут служить источником ценной информации о развитии метаморфических процессов.

3.3. Введение в парагенетический анализ. Диаграммы «состав-парагенезис»

Рис. 3.3. Треугольная диаграмма «состав-парагенезис» а, в, с — компоненты, мол.%, из кото­рых состоят кристаллические фазы А, В, С, D, E, F, G (а +в + с= 100%).Точ­ки, отвечающие составам кристалличе­ских фаз, соединены коннодами, кото­рые ограничивают области с разными минеральными парагенезисами

Выделение минеральных фаций требует специального изуче­ния устойчивых парагенезисов минералов, слагающих метамор­фические горные породы. Это направление исследований включа­ет детальные петрографические наблюдения под микроскопом, определение состава кристаллических фаз с помощью микроанали­заторов, термодинамический расчет минеральных равнове­сий, экспериментальные рабо­ты. Для графического изобра­жения результатов применяют диаграммы «состав—параге­незис», которые отражают взаи­мосвязь между валовым хими­ческим составом породы и минеральными ассоциация­ми, устойчивыми в условиях той или иной фации метаморфизма. Для этого используют равносто­ронний или прямоугольный треугольники, вершины кото­рых соответствуют 100%-ным содержаниям компонентов a, b и с (рис. 3.3). Если а + b + с= 100%, то на сторонах треугольника и внутри него

583

Часть ГУ. Петрография и петрология метаморфических горных пород

можно показать в виде точки состав любого минерала, состоящего из a b и с. При этом пропорции a,b и с должны быть выражены в мо­лекулярных процентах - долях от общего числа молекул, т.е. в ви­де отношений молекулярного количества a, b или с к сумме а+b+с. Таким образом, если на диаграммах состояния физико-химических систем составы фаз представляются в массовых процентах компо­нентов, то на диаграммах «состав-парагенезис» — в молекуляр­ных процентах.

Для каждой метаморфической фации характерны определенные устойчивые ассоциации (парагенезисы) минералов. Если составы всех этих минералов нанести на треугольник и затем соединить точки непересекающимися линиями — коннодами, то треугольная диаграмма «состав-парагенезис» будет разделена на несколько ма­лых треугольников, отвечающих тому или иному минеральному парагенезису. Точка, соответствующая химическому составу ис­ходной породы, попадает в один из малых треугольников, который характеризует минеральный парагенезис, относящийся к данной фации метаморфизма. Сравнивая диаграммы «состав—парагене­зис», построенные для разных фаций, можно наглядно проследить изменение минерального состава породы в ходе метаморфизма.

Реальные горные породы состоят более, чем из трех компонен­тов. Поэтому для изображения минеральных парагенезисов на тре­угольной диаграмме необходимы упрощения: часть компонентов следует исключить из рассмотрения, а другие — объединить в более сложные петрохимические параметры. На диаграммы «состав-па­рагенезис» обычно не наносят компоненты, которые образуют чи­стые фазы, например, SiO₂ в кварце или TiO₂ в рутиле, а также те компоненты, химический потенциал которых контролируется внешними факторами, например, Н₂О. Если компонент входит в состав только одного минерала (Р₂О₅ в апатите, Na₂O в альбите и т.п.), то его тоже можно исключить из рассмотрения и не наносить состав соответствующей кристаллической фазы на диаграмму. При построении диаграмм «состав-парагенезис» не учитываются также элементы-примеси (Ва, Sr и др.). Наконец, если та или иная кристаллическая фаза входит во все минеральные ассоциации, ее со­став не наносится на треугольник, и эта фаза указывается отдельно как общий элемент всех парагенезисов.

При парагенетическом анализе применяются различные треу­гольные диаграммы. До сих пор используют, например, диаграммы ACF и A′KF, предложенные в свое время П.Эскола.

584