4. Петрография некоторых распространенных метаморфических пород

нитах и граувакках образуются цеолиты, глинистые минералы, опал и халцедон. Среди цеолитов первыми появляются морденит Na₂Ca₂Al₆Si₉O₃₀*8H₂O, стильбит Na₂CaAI₂Si₆0₁₆-6H₂0, гейландит (Na,K)_2-3Al₃(Al,Si)₂Si₁₃O₃₆12H₂O. По мере повышения темпера­туры эти минералы, которые максимально богаты водой и кремне­земом, переходят в цеолиты с меньшим содержанием Н_?О и SiO₂: томсонит NaCajAljSijO^-5Н₂О, ломонтит CaAl₂Si₄0₁₂-4H₂0, аналь-цим NaAlSi₂O₆- H₂O. Метаморфические реакции приводят к появ­лению альбита, кварца и некоторого количества свободной воды:

морденит → ломонтит + альбит + кварц + Н₂0;

гейландит →ломонтит + альбит + кварц + Н₂О;

анальцим + кварц →альбит + Н₂О.

Точная диагностика цеолитов под микроскопом затруднена.

Цеолиты замешают кристаллы плагиоклаза, вулканическое стек­ло и цемент осадочных пород, а также заполняют миндалины и раз­виваются по трещинам.

Глинистые минералы представлены преимущественно смекти-том (под этим названием объединяют монтмориллонит Al₂Si₄O₁₀(OH)₂-4H₂O, нонтронит Fe₂Si₄O₁₀(OH)₂nH₂O и сапонит Mg₂Si₄O₁₀(OH)₂-4H₂O) и иллитом — смесью серицита и селадони-та (магниевого глауконита). При повышении температуры смектит превращается в хлорит, а иллит в мусковит. Глинистые минералы замещают главным образом вулканическое стекло и цветные мине­ралы.

Опал, который в ходе прогрессивного метаморфизма переходит в халцедон, обычно заполняет открытые трещины, поры выщела­чивания, миндалины.

В условиях пренит—пумпеллиитовой фации (H= 5-15 км, Т= 200-300 °С) цеолиты исчезают, уступая место прениту, пумпел-лииту, альбиту; дегидратация глинистых минералов приводит к об­разованию хлорита и мусковита, вместо опала и халцедона появля­ется кварц. Парагенезис пренит + пумпеллиит + хлорит + кварц устойчив в широком интервале давлений. В зависимости от исход­ного состава породы и интенсивности метаморфизма относительные количества новообразованных минералов могут меняться. Поро­ды, богатые пумпеллиитом и пренитом, имеют пятнистую окраску. Скопления пумпеллиита выделяются темными пятнами грязно-зе­леного цвета, а скопления пренита — светлыми пятнами. Под микро­скопом нередко можно различить несколько разновидностей пумпеллиита: буровато-желтую, зеленую, бесцветную. Бурый пум-

601

Часть ГУ. Петрография и петрология метаморфических горных пород

пеллиит обычно образует реликты, которые обрастают сростками кварца и слабоокрашенного пумпеллиита. Устанавливается после­довательность минеральных парагенезисов: бурый пумпеллиит + зеленовато-бурый хлорит → зеленый пумпеллиит + зеленый хлорит + кальцит → бесцветный пумпеллиит + кварц. Зеленовато-бурый хлорит относится к прохлориту, а зеленый — к клинохлору. Пренит обычно образуется позднее пумпеллиита в виде удлиненных таб­литчатых кристаллов, радиально-лучистых агрегатов и розеток.

Структуры и текстуры. Метавулканиты и метаграувакки цеоли-товой фации почти полностью сохраняют первичные структуры и текстуры. Избирательный характер замещения вкрапленников, обломков, миндалин, базиса вулканитов и цемента обломочных пород делает строение протолита даже более контрастным, осо­бенно на выветрелой поверхности образцов.

Для пород пренит-пумпеллиитовой фации характерна более полная метаморфогенная перекристаллизация. Агрегаты новообра­зованных минералов нередко группируются в пятна, дискордантные по отношению к первичному текстурному рисунку и элементам первичной структуры. Контуры вкраапенников в вулканитах стано­вятся менее определенными, миндалины с трудом отличаются от пу­стот позднего выщелачивания. Однако многие реликты строения протолита сохраняются, и первичный облик пород может быть ре­ставрирован вполне уверенно. Этому способствует отсутствие на­ложенной сланцеватости, свойственной другим метаморфическим породам.

Р-Т-Х условия метаморфизма. Преобразования, характерные для цеолитовой фации, развиваются на глубинах, не превышающих 5-15 км, при температурах не более 200-300 "С. Столь «холодный» метаморфизм во многом обусловлен циркуляцией водных раство­ров, представляющих собой захороненные морские воды. Взаимо­действие таких растворов с горными породами сопровождается вы­носом кальция и калия и привносом натрия. Метаморфические породы пренит-пумпеллиитовой фации формируются при несколь­ко более высокой температуре (Т= 200-300 °С) на глубине 5-15 км.

Как уже отмечалось, минеральные парагенезисы цеолитовой и пренит-пумпеллиитовой фаций образуются в присутствии водно­го флюида, практически не содержащего СО₂. Увеличение парци­ального давления углекислоты делает цеолиты, пренит и пумпелли­ит неустойчивыми, и вместо них при той же температуре и общем давлении возникает парагенезис кальцит + хлорит.

602

. ⁴- Петрография некоторых распространенных метаморфических пород

4.1.2. Глаукофановые и лавсонит-глаукофановые сланцы

Состав протолита. Исходные породы чаще всего представлены основными вулканитами. Кроме того, в составе протолита могут быть ультрамафиты и в редких случаях — глинистые и карбонатные осадки, кварц-полевошпатовые породы (песчаники, кислые вулка­ниты), а также железистые кварциты докембрийского возраста.

Геологические условия метаморфизма. Глаукофановые и лавсо­нит-глаукофановые сланцы, которые часто описывают под назва­нием голубых сланцев (цвет пород обусловлен окраской глаукофана), сосредоточены в узких зонах, которые протягиваются вдоль круп­ных тектонических швов, особенно вдоль региональных надвигов, горизонтальные перемещения по которым приводят к тектониче­ским перекрытиям и возникновению локальных зон повышенно­го давления. Деформации и метаморфизм развиваются на доороген-ных этапах эволюции подвижных поясов во время замыкания ранних вулканогенных и осадочных прогибов. Голубые сланцы, развитые по основным вулканитам и ультрамафитам, характерны для интенсивно дислоцированных офиолитовых поясов альпий­ского и уральского типов.

Зоны метаморфизма погружения с глаукофановыми и лавсонит-глаукофановыми сланцами прослежены вдоль систем фронталь­ных надвигов во многих подвижных поясах, в том числе на совре­менных островных дугах (Япония). Ярким примером подобных структур служат зоны голубых сланцев и сопряженных с ними ме­таморфических пород высокого давления на Полярном Урале. Как полагают, глаукофановые сланцы и другие метаморфические поро­ды высокого давления маркируют зоны субдукции, вдоль которых холодная океанская литосфера погружалась под края континен­тальных плит. Не исключено, что размещение глаукофановых и лав-сонит-глаукофановых сланцев контролируется не столько высо­ким давлением в гипотетических зонах субдукции, сколько путями интенсивной циркуляции натрийсодержащих водных растворов.

Минеральный состав метаморфических пород. Кроме глаукофана (иногда кроссита) и лавсонита, в минеральные парагенезисы входят пироксен, богатый жадеитовым (иногда эгириновым) миналом, фа­нат альмандин-спессартинового ряда, стильпномелан, фенгит, ара­гонит (вместо кальцита, который становится неустойчивым), альбит, кварц, а также сфен и рутил — продукты разложения первичных Ti-содержащих минералов; нередко сохраняются пумпеллиит, хло-

603