2.3 Метаморфты тау жыныстары

Метоморфтік тау жыныстары Жердің, терең қойнауларындағы жоғары қызу мен күшті қысым, магма жапсарларындағы қызу мен газ, бұлардың әсерінен өзгеріп, қайтадан жаралған (грекше «метамор-фозис» — өзгеру) жыныстар тобын айтады. Бұлар слюда, хлорит, тәлк сияқты минералдарға бай болғандыктан, әдетте сұр жасыл түсті келеді және құрылысы әрдайым толық кристалды, тақталанған, бір бағытта параллель бейімделген пішінге көшеді.

Метаморфтік күш (қысым мен температура) өскен сайын тақтатас, филлит, кристалды тақтатас, гмейстер, амфиболиттер (темір, магний тотықтарына бай) жыныстар реті кұралады. Метаморфизм әсерінен кварцты құмтастан кварциттер, әктасты жыныстардан мәрмәрлар, көмірлі жыныстардан графитті жыныстар пайда болады. Магма жапсарында одан бөлініп шыққан су буы, әр түрлі газдар реакциясының әсерінен әктастардан скаргндар, балшық-кұмды жыныстардан мүйізтастар (роговик), бокситтен корунд жыныстары түзіледі. Өзін-өзі метаморфтау әсерінен базальт тұқымдастар амфиболиттерге, өте негізді жыныстар (дуниттер) серпентиниттерге (змеевиктерге) көшеді.

Метаморфтық тау жыныстары (грек. metamorpho – өзгеру), метаморфизм әсерінен пайда болады. Егер метаморфизмде бастапқы тау жыныстарының химиялық құрамы өзгеріске ұшырамаса, онда қалыптасқан Метаморфтық тау жыныстарын метаморфиттер, ал өзгеріске түскендерін метасоматиттер деп атайды. Метаморфтық тау жыныстары геологиялық қалыптасу жағдайына қарай катаклаздық, жапсар-термалық, аймақтық және метасоматоздық болады. Катаклаздық Метаморфтық тау жыныстары тектоникалық қозғалыстарға байланысты туатын қысымның әсерінен қалыптасады. Уатылу дәрежесіне қарай олардың тектоникалық брекчиялар,катаклазиттер, милониттер сынды түрлері пайда болады. Жапсар-термалық Метаморфтық тау жыныстарыинтрузиялардың сыртында жылудың әсерінен қалыптасады. Онда силикатты тау жыныстары мүйіз тастарға, карбонаттылар мәрмәрлерге, кремнийлілер кварциттерге айналады. Олардың минералдық құрамы бастапқы тау жыныстарының құрамы мен температурасына байланысты әр түрлі болып келеді. Аймақтық метаморфизмде жылудың, қысымның, ерітінділердің әсерінен тақтатастар, гнейстер, гранулиттер,амфиболиттер, мәрмәрлер, кварциттер, мигматиттер, эклогиттер қалыптасады. Оларға тақтатастық, сирек шомбал бітім, әркелкі түйірлі құрылым,кордиерит, андалузит, силлиманит, кианит, ставролит, омфацит, альмандин, пироп сияқты типоморфтық минералдар тән. Магмалық және шөгінді жыныстар жердің терең қабатына түссе немесе жаңадан көтерілген магмалық ыстық лебіне ұшыраса, олар қысым күшінің және ыстық лептің әсерінен әр турлі өзгерістерге ұшырап, өзінің бастапқы құрылыс түрін жоғалтады, сонымен қатар олардың минералдық және химиялық құрамы да өзгереді. Осындай өзгерістен пайда болған жыныстарды метаморфтық жыныстар деп атайды. Мысалы, әктас метаморфтық әсерден кристалданып, тығыздалып мәрмәрға айналады. Демек, мәрмәр — метаморфтық жыныс. Сазтастар әсерінен жаншылып, кристалды тақтатасқ а айналады. Граниттер мен құмтастар метаморфизм әсерінен жаншылып, кристалданып тақталанады, оны гнейс деп атайды. Габбро өзгергенде онанамфиболит атты жыныс шығады. Қазақстан жеріндегі де кембрийлік белдемдерінің кешендері эпидот – амфиболиттік, жасыл тастық фациялардың түзілу темп-раларына сәйкес орта, жоғарғы қысым жағдайларында пайда болғаны анықталған. Бұл кешендер белдеулік (Үлкен Қаратау, өлытау) және тең өлшемді Мақбел (Мақпал), Шу, Көкшетау көтерілімдері] болып бөлінеді.

Гнейстер — көбінесе кварц, дала шпаты және слюдалардан тұратын тақталанған жыныстар. Гнейс кұраушы минералдар оның тақтасына қарай реттеліп, қабаттар құрап іріктелген. Соның салдарынан кейде оның жол-жол таңдайлы түрлері болады. Ортогнейстер кебінесе граниттен немесе сол құрамды жыныстан пайда болады. Гранит пен гнейске ортақ түрлерін гарнитогнейс деп атайды. Парагнейстер көбінесе аркоз кұмтастарынан пайда болады. Гнейстер көбінесе ерте замандардағы тау жыныстары арасынан жиі кездеседі. Оларды кұрылыс материалы ретінде қолдануға болады. Кристалдытақ татастар . Тақтатастардыд метаморфтық кристалды түріне кіретіндер — слюдалы, хлоритті, талькты тақтатастар. Олардың құрылысы тақталы, кристалды келеді, парақтары сол тақтасына қарай жазылған. Осы минералдардын, түріне қарай слюдалы тақтатас хлоритті тақтатас, талькты 

тақтатас деп атайды. Сонымен қатар олардың арасында басқ а минералдардың да едәуір қоспалары болады. Мысалы, слюдалы тақтатаста кварц, дала шпаты, анар,турмалин, кейде графит,  хлоритті тақтатаста магнетит ,актинолит, эпидот, альбит т. б. кездеседі. Осы тақтатастардың кейде араласқ ан түрлері де ұшырасады. Кварцит — кварц түйіршіктерінің кварцті цементпен біріккен, сонымен қатар түтас кварцтан тұратын метаморфтық тығыз тау жынысы. Ол өте берік, өңдегенде әдемі тегістелетін қатты жыныс. Кварцит құрылыс ісінде қолданылады. Кварциттер арасында кейде темір кендері (гематит, магнетит) болады, оларды темірлі кварцит дейді. Кривой Рогтың, Курск облысының және Карсақпайдың темір кендері осындай темірлі кварциттен тұрады . Оның қайталама кварцит аталатын бір түрі бар. Ол — көбінесе майда кварц түйіршіктерінен құралған, қышқыл магмалық жыныстардың метасоматикалық алмасуынан пайда болған жыныс. Осы алмасуда гіайда болған, қайталама кварциттермен тығыз байланысты кендер Қазақстан жерінде көп кездеседі. Мысалы, Коңыраттың мыс кені, Семізбүғы корунд кені т. б. Роговиктер — микрокристалды шыны сияқты ақшыл сұр қатты тыгыз жыныс. Оның құрамында кварц, биотит, ортоклаз, магнетит, пироксендер, амфнболдар болады. Роговиктерді сазды тақтатастар мен жасыл түсті эффузивтердің гранитпен кездескен контактылық метаморфизмынан жаралады деп есептейді. Кей жерлерде роговиктер арасында түсті метал кендері де кездеседі. Мысалы, Алтайдағы полиметалл кендері көбінесе осы роговик арасынан табылады. Яшма. Кұрылысы және жаратылысы жағынан роговикке жақын яшма атты метаморфтық жыныс бар. Бірақ мұның минералдық құрамы көбінесе квард пен халцедоннан тұрады. Оның арасында аздаған гематит, эпидот, хлорит кездеседі. Яшманың әдемі түсті түрлерін көркемдік істерінде қолданады. Яшма Оралда, Қазақстанда (Алтайда) көп кездеседі. Скaрн — қоңырқай түсті, ірі кристалды контактылық метаморфизмда пайда болатын жыныс. Оның минералдық құрамы құрделі және өзгермелі келеді. Скарн минералдарына көбінесеанарлар, пироксендер, кальцит, магнетит, волластонит, эпидот т. б. жатады. Скарн арасында кейде едәуір ірі кендер: магнетит (Магнитогорск), мыс сульфиды (Урал), вольфрамит, шеелит, молибденит (Кавказ, Алтай, Орта Азия) кездеседі. 

Амфиболит көбінесе амфиболдар мен дала шпаттарынан тұратын метаморфтық тау жынысы. Құрамында анарлар, эпидот, пироксендер және биотит болады. 

Амфиболит габбромен диориттердің метаморфизмынан жаратылады, кейде магнезитті мергельден пайда болуы мүмкін. Метаморфизмның күшті жерінде амфиболиттер көбінесе ірі кристалды, тығыз, түсі қара қоңыр болып келеді; метаморфизмның әлсіз зонасында тақталанған қара сүр түсті болады. Мәрмәр — біркелкі кристалл түйіршікті, әктастың өзгеруінен пайда болған тығыз жыныс. Оның құрамы ылғи кристалды кальциттен тұрады, кейде арасында аздап кварц, анар, пироксен, дала шпаты кездеседі. Метаморфизм күшті әсер ететін жердегі мәрмәр ірі кристалды, сарғыш қызғылт түсті келеді; онан қашықтаған сайын майда кристалды кегілдір сұрғылт түске айналады.

3.2-кесте. Құрылықтық және мұхиттық жер қыртысында химиялық элементтердің үлесі (А.А.Ярошевскийдің есептеуі бойынша)

(табл.7)

Тип коры	құрылықтық	мұхиттық	тұтас
Масса 1024 г	22.32	6.14	28.46
SiO2	54.55	49.89	53.54
TiO2	0.855	1.381	0.97
Al2 O3	16.17	14.81	15.87
Fe 2O3	0.92	1.79	1.11
FeO	7.32	8.00	7.60
MnO	0.159	0.181	0.164
MgO	4.91	7.38	5.44
CaO	8.72	11.93	9.41
Na 2O	2.74	2.38	2.66
K 2O	1.32	0.23	1.09
P 2O 5	0.201	0.143	0.189
Cорг	0.07		0.06
CO2	1.14	0.42	0.99
SO3	0.063	0.010	0.052
S2-	0.049	0.001	0.039
Cl	0.068	0.004	0.055
F	0.025	0.002	0.020
H 2O	0.77	0.85	0.78
Сумма	100.056	100.002	100.039

4-дәріс. Тау жыныстарының жасы және геологиялық уақыт

4.1. Жердің жасы мен жылнамасын анықтаудың маңызы

4.2. Жердің абсолют жылнамасы

4.3 Кембрийге дейінгі кезеңде және палеозой эрасындағы Жер табиғатының эволюциялық дамуы

4.4 Мезазой және кайназой эраларындағы Жер табиғатының эволюциялық дамуы

4.1. Жердің жасы мен жылнамасын анықтаудың маңызы

Геология — тарихи ғылым, сондықтан оның негізгі мақсаттарының бірі — Жердің тарихын кезеңдерге жүйелеп, өткенді қайтадан қалыптастыру. Ал өткен геологиялық заман тарихының жалғыз ғана құжаты жыныс қабаттары. Кейінгілердің кезектес жүйелерін, бір-бірі мен арақатынастарын зерттейтін геология ілімінің саласын стратиграфия (латынша «стратум» — қабат деп атайды. Бұл табигаттың ұлы кітабы — жыныс қабаттарының қайсысы астында, қайсысы орта шенінде ал қандайы үстінде екенін анықтап және құрамына қарап, ол қабаттарды бір жерден келесі аймаққа қуалап жалғастырып отыруға мүмкіндік береді. Тау жыныстарының қабатталу заңдылығын 1669 жылы Николау Стено енгізді. Ол заңдылық — төмен жатқан қабаттың жасы кәрі, керісінше, үстіңгі қабат астыңғысынан гөрі жас. Сөйтіп, жыныс қабаттарының салыстырмалы (жас, көне) жасын айырамыз да бұл тәсілді салыстырмалы стратиграфия дейміз.

Шөгінді жыныстар ішінен өсімдіктер мен жан-жануарлардың тасқа айналған қалдықтарын табуға болады. Ал Ч. Дарвиннің эволюциялық іліміне сәйкес геологиялық тарихта ағзалар өзінің күнелту күресі жолына үнемі дамып, жетіліп отырады. Кейбір ағзалар тобы жер тарихының бір кезеңдерінде біржола өшіп, керісінше, жетілген басқа топтары өніп-өркендей бастаған. Ендеше өшкен флоралар (өсімдік дүниесі) мен жануарлар (фауна) қалдықтарына қарап, оларды жүйелей келе жыныс қабаттарының салыстырмалы жасын анықтауға болады. Осы тәсіл палеонтологиялық (грекше «палеос» — көне, ықылым, «онтос» — тірі жан, «логос» — ілім) не биостратиграфиялық әдіс деп аталады. Әдісті алғаш рет XVIII ғасырдың басында ағылшын инженері В. Смит ұсынды да, кейінірек әйгілі ғұламалар Ж. Кювье мен А. Броньяр дамытты. Әзірше бұл тәсіл салыстырмалы геохронологияның негізгі әдісі.

Сөйтіп, өсімдіктер мен жан-жануарлардың қалдықтарын жинастырып жүйелей, жіктей келе шөгінді (кейде жанартаулық ) жыныстардың кейінгі 700 млн жылда қалыптасқан салыстырмалы жасы анықталады. Палеонтологиялық әдісті қолданғанда ағзалар тобының барлығы бірдей жарай бермейді. Ол үшін, біріншіден, организм топтары геологиялық тарихта шамалы мерзімде ғана өсіп-өрбіп-өшуі керек; екіншіден, ондай топтар барлық мұхит-теңіздерде немесе құрлықтарда кең жайылуы керек. Осы талаптарға сай келетін топтарды жетекші қалдықтар деп атайды. Мысалы, теңіз шөгінділері ішіндегі ең жетекшілері — граптолиттер, иқааяқтылар, басаяқты моллюскалар, құрлық шөгінділер үшін — динозаврлар, құстар, адамзат тіршілігінің табы. Салыстырмалы жылнама жасау үшін микроағзалардің және өсімдіктердің спорасы мен тозаңдарының маңызы зор. Өйткені олар жыныстың кішкентай сынықтарынан да табылады.

Геологиялық замандардың жалғыз ғана құжаты — жыныс қабаттары. Алдымен соларды жіктеп, әр тізбегіне ірілерінен ұсақтарға (ірісінің бөлшектеріне) бағынышты келесі аттар қойылған: эон (зонотема), дәуір (жүйе), кезең, қабат (қабат); былайша айтқанда, ірі топтардың әрқайсысы жүйелерге, олар белімдерге, кейінгілер қабаттарға (қабаттарға) жіктеледі. Екінші тұрғыдан терілген қабат бөлшектерінің әрқайсысына сай олардың жаралған мезгілдері қажет. Сондықтан оларға дәлме-дәл мезгілдік (хронологиялық) терминдер: эуон, эра, дәуір, кезең, қабат (қабат) қолданылады: Тек мезгіл (уақыт) туралы сөз болғанда терминдердің екіншілері (эра, кезең, дәуір, ғасыр) қолданылады да қабаттар жөнінде әңгімелессек, бірінші реттердегілері пайдаланылады.

Жер тарихын екі эонға, ірі-ірі бес эраға бөледі. Олар: архей, протерозой, палеозой, мезозой, кайнозой. Атаулары жан-жануарлардың (грекше «зоон» — мақлұқат, тірі жан) даму сатыларына лайықты берілген: грекше — «архайос» — көне, ежелгі; «протос» — бірінші, алғашқы; «палеос» — байырғы; «мезо» — ортаңғы, аралық; «кайнос» — жаңа. Архей мен протерозой эраларын біріктіріп, кембрийге дейінгі (кейде палеозойға дейінгі, криптозой) эоны деп атайды. Өмірдің нақтылы қалдықтары табылатын палеозой, мезозой, кайнозой эраларын біріктіріп, фанерозой (грекше «фанерос» — анық, айқын) эоны деп атайды.

Одан көретініміз, мысалы, пермь жүйесі (кезеңі) таскемір кезеңінен жас, триас кезеңінен көне деген ұғым; төменгі таскөмір дәуірі орта, не жоғары тас-көмір дәуірінен ерте деген сөз.

Геохронологиялық шкаланың негізгі бөлімдері 1881 жылы Италияның Болонья қаласында II халықаралық геологиялық конгресте бекітілді. Шкала бойынша архей эрасы екіге бөлінеді: көне (3,5 млрд жылдан әрі) және кейінгі. Протерозой эрасы да осылайша екіге бөлінеді де, жоғары бөлігін рифей мен венд кезеңіне жіктейді.

Кезеңдерге көбінесе алғашқы рет оның жыныстар жүйесі табылып, толық егжей-тегжейлеп зерттелген жердің атын қояды немесе сол өлкенің көне тұрған тайпаларының есімімен аталады. Мысалы, Пермь облысы (губерниясы), ордовихтер мен силур тайпалары. Таскөмір мен бор жүйелері арасында көзге көп ілінген жыныстар атымен аталады.

Фанерозой эуоны 4 эраға, 12 дәуірге(жүйе) бөлінген. Олардың индексі (нышаны) атының латынша жазылуының бірінші әрпінен тұрады. дәуірлердің жынысын картадан тез ыңғайымен оқу (тану) үшін олардың әрқайсысының шартты бояулары бар (3.1-кесте).

Әр кезең (жүйе) әрі қарай екі не үш (төменгі, орта, жоғарғы) дәуірге (кезеңге) бөлінеді де олардың индексіне өзінің кезең таңбасының төменгі тұсынан 1, 2, 3 цифрлары қосылып жазылады. Мысалы, төменгі пермь дәуірі — Р₁ жоғарғы дәуірі — Р₂ немесе төменгі тас-көмір (С₁), орта таскөмір (С₂), жоғарғы таскемір (Сз) дәуірлері (бөлімдері). Кейінгілердің бояуы оларды біріктіретін кезеңдер бояуымен белгіленеді, тек төменгі бөлімін қою, жоғарғысын бозғылт қылып бояйды.

Геологиялық (стратиграфиялық) жылнама 4.1-кестеде келтірілген.

4.1-кесте. Геохронологиялық кесте

Эон (зонотема)	Эра	Дәуір (жүйе)	Кезең (бөлім)	Абсолюттік жасы		Индексі	Картадағы шартты бояу
				Басы және аяғы (млн жыл)	Ұзақтығы (млн жыл)
1	2	3	4	5	6	7	8
ФАНЕРОЗОЙ Ф (531±1)	Кайнозой –К 65 млн жыл шамасынд	Төрттік	Голоцен плейстоцен	1,7		Q	Көкшіл сұр
		Неоген	Плицен Миоцен	21	21	N	Ашық сары
		палеоген	Олигоцен Эоцен Палеоцен	65	42	P	Қою сары
	Мезозой –МZ 186 млн жыл шамасынд	Бор	Соңғы (жоғарғы) Ерте (төменгі)	135	70	К	Жасыл
		Юра	Соңғы (жоғарғы) Орта Ерте (төменгі)	190	55-60	1	Көк
		Транс	Соңғы (жоғарғы) Орта Ерте (төменгі)	230	40	Т	Күлгін
	Палеозой –РZ 284 млн жыл шамасында	Перьм	Соңғы (жоғарғы) Ерте (төменгі)	285	55	Р	Қызғылт қоңыр
		Таскөмір	Соңғы (жоғарғы) Орта Ерте (төменгі)	350	65	С	Сұр
	Палеозой -РZ	Девон	Соңғы (жоғарғы) Орта Ерте (төменгі)	405	55	D	Қоңыр
		Силур	Соңғы (жоғарғы) Ерте (төменгі)	435	30		Сұр жасыл
		Ордовик	Соңғы (жоғарғы) Орта Ерте (төменгі)	500	65	O	Шыны жасыл
Криптозой		Кембрий	Соңғы (жоғарғы) Орта Ерте (төменгі)	570	70		Көк жасыл
	Протерозой-ПR	Венд		680	110	V
		Рифей	Соңғы (жоғарғы) Орта Ерте (төменгі)	1650	970	R	Күлгін қызғылт
		Төменгі		2600	950	PR1
	Соңғы (жоғарғы)			3500	1200-нен артық		Қызғылт
	Архей-АR Ерте (төменгі)			3800-нен астам

Келесі, одан да кіші геохронологиялық (стратиграфиялық) бөлшектерді ғасыр немесе қабат деп атайды да олардың әрқайсысына жергілікті жағрафиялық ат қойылады. Мысалы, жоғарғы кембрий бөлімі біздің Қаратаудағы жер есімдерімен аюсоққан, ақсай, сондай-ақ тайпа атымен сақ, қазақ қабаттарына (ғасырларына) жіктеледі. Бояу принципі айтылғанға сай, таңбалары бөлім индексінің төменгі оң жақ тұсынан латынша жазылуының бірінші әрпінен (кейде 2 әріптен) құралады: мысалы, 5 - жоғарғы -кембрийдің сақ қабаты.

Палеомагниттік шкала. Жердің магнит полюстарының бағыты мен күшінің геологиялық тарихта ауытқып тұратыны жөнінде жоғарыда сөз болған. Магнит өрісі полярлық жайының өзгеруі жыныс ішінде «жазылып», «есінде» сақталып қалады. Полюстер бағытының айну кезеңдерін жүйелей келе палеомагниттік шкала да жасалады. Ол стратиграфиялық шкалаға қосымша көмекші ретінде, әсіресе мұхит түбіндегі магмалық жыныстарды жасына қарай жіктеу үшін қолданылады. 3.1-суретте палеомагниттік шкала да берілді. Онда қазіргідей дұрыс полярлы бағыт қара сиямен көрсетілген.