4. Метаморфические горные породы
Метаморфические горные породы имеет жесткие кристаллизационные связи между минеральными зернами, т.е. являются скальными. Они образуются в результате преобразования (метаморфизма) из исходных пород любого происхождения (магматических, осадочных, других метаморфических пород).
Факторы метаморфизма:
- температура;
- давление;
- флюиды (растворы и газы, проникающие в породы).
Происходит перекристаллизация пород в твёрдом виде или пластичном без существенного плавления – это сложный процесс замещения одних минералов – жругими, более устойчивыми при новых термодинамических условиях.. Важная роль при этом отводится флюидам, которые способствуют реакциям замещения. минеральный состав метаморфических пород ранообразный, обусловлен широким диапазоном термодинамических условий и составом исходных горных пород. Типичными для метаморфических пород являются: гранат, тальк, хлорит, серпентин, серицит (слюда светлая), эридот, актинолит, ставролит, кианит (дистен), алмаз, пироп, пироксен. Изменяя свой минеральный состав, порода приспосабливается к изменившимся температре и давлению, т.е. термодинамическим условиям.
Давление увеличивается за счет давления вышележащих слоёв, давления движущейся магмы, при тектонических движениях земной коры. Температура увеличивается при погружении горной породы. С глубиной температура повышается в среднем на 30 на 1 км (так называемый геотермический градиент).
Температура возрастает также на контакте с очагом магмы.
В зависимости от условий образования метаморфические породы подразделяются на:
- регионально метаморфические (действующий фактор – температура и давление);
- контактово-метаморфические (действующий фактор – температура, гидротермы, флюиды);-
- дислокационно-метарморфические (действующий фактор – давление).
Возрастающее давление влияет на форму и ориентировку минералов, поэтому за счёт параллельного расположения вытянутых уплощенных или чешуйчатых минералов появляется сланцеватая текстура. Она може осложняться мелкими складками и называется плойчатая текстура. Текстура со слабо выраженной оринтировкой минералов называется гнейсовой. Кроме вышеназванных встречаются массивная, полосчатая, пятнистая текстуры.
Большинство метаморфических пород имеют полнокристаллическую структуру, реже встречается обломочная.
Определение наименования метаморфических пород можно провести согласно таблице 6.
Таблица 6 - Определитель метаморфических пород
Тип метаморфических пород по условиям образования |
Наименование горной породы |
Минеральный состав |
Структура |
Текстура |
Окраска |
регионально-метаморфические |
кварцит |
кварц |
полнокрсталлическая |
массивная |
серая, желтоватая |
кварц-слюдяной сланец |
кварц, серицит (слюда) |
сланцеватая |
светло-серая с зеленоватым оттенком |
||
графит-слюдяной сланец |
графит, кварц, слюда |
черная, стально-серая |
|||
хлоритовый сланец |
хлорит, эпидот, актинолит, кварц, плагиоклаз |
зеленая благодаря присутствию зелёных минералов (хлорит, эпидот, актинолит) |
|||
тальковый сланец |
тальк >75%, обычно 90%, хлорит, актинолит, кальцит |
зеленовато-белая |
|||
слюдяной сланец |
биотит, мусковит, кварц, плагиоклаз |
серая |
|||
гранито-гнейс |
кварц, плагиоклаз, биотит, мусковит, роговая обманка, гранат, кианит |
гнейсовая, полосчатая |
серая, желтая |
||
амфиболит |
роговая обманка, плагиоклаз, гранат, биотит, кварц |
сланцеватая, гнейсовая |
|
||
контактово-метаморфические |
мрамор |
кальцит |
массивная |
белая, примеси придают красную, желтую, зеленую, черную окраску |
|
метасоматит |
карбонаты (известняк), флогопит (слюда), диопсид. полевой шпат |
пятнистая, массивная |
серая различных оттенков |
||
скарн |
гранат, кальцит, магнетит |
массивная |
серая, пятнистая, полосчатая |
||
серпентинит |
серпентин, магнетит |
тёмно-зелёная, пятнистая |
|||
дислокационно-метаморфиче-ские |
тектоническая брекчия |
зависит от минерального состава исходных пород |
обломочная |
массивная, режеполосчатая |
|
Мрамор
Мрамор (с греч. «сияющий камень») — метаморфическая горная порода, Мрамор образуется при метаморфизме известняка, состоящего в основном из кальцита СаСОЗ. При перекристализации доломита CaMg(CO3)2 образуется мрамор доломитовый.
Минеральный состав — состоит из кальцита (карбоната кальция) или доломита (карбоната кальция и магния) или из обоих минералов. В мраморе почти всегда содержатся примеси других минералов, а также органические соединения. Примеси различно влияют на качество мрамора, снижая или повышая его декоративность.
Окраска мрамора также зависит от примесей. Большинство цветных мраморов имеет пёструю окраску. Оксид железа окрашивает его в красный цвет, высокодисперсный сульфид железа — в сине-чёрный, железосодержащие силикаты (особенно хлорит и эпидот) — в зелёный, лимонит (гидрооксид железа), карбонаты железа и марганца — в жёлтые и бурые тона. Серые, голубоватые и черные цвета могут быть обусловлены также примесями битумов или графита. Рисунок определяется не только строением мрамора, но и направлением, по которому производится распиливание камня. Цвет и рисунок мрамора проявляются после его полировки
Структура — полнокристаллическая зернистая
Текстура — массивная
Месторождения
Месторождения мрамора обнаружены во многих областях России. Самые крупные месторождения мрамора на Урале. Всего на Урале более 20 месторождений. Белый мрамор добывают в Айдырлинском и Коелгинском месторождениях, серый дают Уфалейская и Мраморская залежи, жёлтый поступает с Октябрьского и Починского карьеров, чёрный мрамор приносит Першинское месторождение, розово-красный камень дает Нижне-Тагильская залежь. На Алтае и в Западной Сибири известно свыше 50 месторождений мрамора. Пуштулимское месторождение дает тонкозернистый белый с красно-зелеными прожилками мрамор. Сиренево-розовый камень получают на Громатушинском месторождении. Серо-кремовый мрамор дает Петеневский карьер. В Красноярском крае расположено крупное Кибик-Кордонское месторождение, где более двадцати разновидностей белого, кремового, бледно-розового, оранжевого, жёлтого и зеленовато-серого мрамора.
Применение
В строительной практике «мрамором» называют метаморфические породы средней твёрдости, принимающие полировку (мрамор, мраморизованный известняк, плотный доломит, карбонатные брекчии и карбонатные конгломераты).
Мрамор используется как камень для памятников (монументальной скульптуры и надгробий), как штучный строительный камень для наружной облицовки и внутренней отделки зданий и в виде дроблёного и молотого камня, а также штучного (пильного) камня. Мраморные доски из чистого кальцитового мрамора применяют в электротехнике (панели приборных, распределительных, диспетчерских щитов).
Мраморная крошка и дроблёный песок используются в при изготовлении каменной мозаики и штукатурки, в качестве наполнителей бетона.
Мраморная мука находит применение в сельском хозяйстве.
Мрамор используется также для создания мозаичных композиций, рельефов и круглых изваяний (преимущественно однотонный мрамор, большей частью белый, реже — цветной или чёрный). '
Интересные факты
Единственное в России здание, полностью построенное из нешлифованного мрамора — железнодорожный вокзал в городе Слюдянка.
Кварцит
Кварцит — метаморфическая горная порода.
Минеральный состав - кварц 70-80 %, образуется за счёт метаморфизма кварцевого песка и песчаника. Примеси – слюды, полевые шпаты, гранат, хлорит, оксиды железа. Железистый кварцит называется джеспилит. Он образуется за счёт перекристаллизации железистых песчаников или кремнистых сланцев.
Окраска - белая до светло-серой, примесь железа окрашивает в красноватые оттенки
Структура – полнокристаллическая зернистая
Текстура - массивная, сланцеватая, пятнистая
Применение:
- для изготовления динаса;
- как флюс в металлургии;
- кислотоупорный материал;
- строительный материал (в том числе декоративный) камень;
- в виде щебня в строительстве, для покрытия полов, добавок к бетону
Амфиболит
Образуется в глубинных метаморфических зонах из базальтов, габбро, перидотитов. Амфиболит является довольно распространённой горной породой и характерен для метаморфических комплексов протерозойского возраста
Минеральный состав — в основном роговая обманка, примеси — плагиоклаз, гранат, эпидот, авгит, хлорит, гранат, диопсид, кварц, рудные минералы (ильменит, магнетит).
Окраска – тёмно-зелёная
Структура - полнокристаллическая зернистая
Текстура - гнейсовая, тонкосланцеватая
Сланцы
Сланцы – общее название для метаморфических пород наиболее слабых степеней метаморфизма.
В зависимости от минерального состава выделяют:
- сланцы кварц-слюдяные;
- сланцы кварц-гранат-слюдяные;
- сланцы слюдяные;
- сланцы кремнистые;
- сланцы глинистые;
- сланцы тальковые;
- сланцы углистые;
- сланцы графит-слюдяные
Окраска – серая различных оттенков, зеленоватая
Структура - полнокристаллическая зернистая
Текстура - сланцеватая
Метасоматит
Метасоматоз – разновидность контактового метаморфизма, когда изменения во вмещающих породах происходят под действием гидротермальных растворов и газов. Особенно сильно метасоматоз проявляется в карбонатных породах, которые превращаются в силикатные породы – скарны.
Минеральный состав — карбонаты (известняк, доломит).
В амфиболовых скарнах часто присутствуют халькопирит, золото, галенит, касситерит, сфалерит, тальк, флюорит, хризотил-асбест.
Окраска – серая различных оттенков
Структура - полнокристаллическая озернистая
Текстура - пятнистая, массивная
Гранито-гнейс
Типичная порода регионального метаморфизма.
Образуется в глубинных метаморфических зонах из базальтов, габбро, перидотитов. Амфиболит является довольно распространённой горной породой и характерен для метаморфических комплексов протерозойского возраста
Минеральный состав — примерно соответствует граниту: кварц, полевые шпаты, слюды, роговая обманка. Могут присутствовать гранат, кианит (дистен) и пр.
Окраска – серый, мясо-красный, желтоватый
Структура - полнокристаллическая озернистая
Текстура - полосчатая, пятнистая
Применение:
- для производства дорожного щебня
Яшма
Образуется при метаморфизме кремнистых пород органического происхождения (диатомит, трепел, опока), состоящих из опала, халцедона и кварца с примесью глинистых, алевритовых и песчаных частиц, зёрен глауконита и пр.
Минеральный состав — кварц, халцедон с примесью оксидов железа
Окраска – вишнёвая, красная, зеленая, желтоватая, часто пёстрая
Структура - полнокристаллическая тонкозернистая
Текстура - массивная
Серпентинит
Минеральный состав — серпентин, который является продуктом замещения оливина и пироксена, могут присутствовать незамещённые пироксен и оливин, тальк, магнетит, амфибол, гранат
Окраска – желтовато-зелёная, оливково-зелёная, черноватая, с красно-бурым оттенком. Встречаются полосатые, сетчатые и пятнистые окраски разных цветов, напоминающие змеиную кожу (отсюда название породы от лат. Serpentines – змеиный, рус. – змеевик)
Структура - полнокристаллическая чешуйчатая, волокнистая
Текстура - пятнистая, полосчатая
Применение:
С серпентинами связаны месторождение асбеста