7950

4.2 Определитель метаморфических пород

Основные диагностические признаки, по которым производится определение наименования образцов горных пород: цвет, текстура, структура, отличительные (особенные) признаки, минеральный состав.

Цвет образца зависит от минерального состава и отражает условия образования горной породы. Присутствие в породе минералов хлорита, серпентина, эпидота обуславливает зеленый цвет. Черные, бурые, красноватые цвета, возможно, говорят о присутствии железистых минералов

– магнетита и гематита, графита и органического вещества.

Текстура при определении метаморфических горных пород является наиболее важным диагностическим признаком. Для метаморфических пород текстурный признак особенно важен, так как он наиболее отчетливо отражает условия, при которых происходило их преобразование. Этот признак существен также и при оценке физико-механических свойств пород, так как тип сланцеватых текстур и пространственное положение плоскостей сланцеватости необходимо учитывать при всех инженерногеологических и гидрогеологических выводах. Ниже приведена характеристика наиболее распространенных текстур метаморфических пород.

Массивная текстура характеризуется полной однородностью любого участка породы и поэтому изотропностью ее физико-механических свойств. Такая текстура возникает в результате перекристаллизации однородного материала при отсутствии направленного давления. Благоприятными условиями для развития массивных текстур являются глубинные зоны земной коры и экзоконтактовые ореолы интрузивных массивов.

Пятнистая текстура определяется неравномерным, кучным распределением минералов и возникает или при контактово-термальном метаморфизме пород, или в результате неравномерной миграции вещества при метасоматозе.

Полосчатая текстура обусловлена чередованием полос различного состава и структуры, образование которых может объясняться как наличием остаточной первичной слоистости исходных осадочных пород, так и результатом метаморфической дифференциации (перераспределения минералов при перекристаллизации).

Сланцеватые текстуры характеризуют обширную группу регионально метаморфизованных пород, формировавшихся при наличии направленного давления. В зависимости от ориентировки минеральных зерен среди сланцеватых текстур выделяются несколько разновидностей:

-параллельно-сланцеватая текстура определяется расположением пластинчатых или чешуйчатых минералов по параллельным плоскостям. Характерна для сланцев и гнейсов (рисунок 4.6 а).

-волнистая сланцеватость отличается наличием не плоских, а волнистых плоскостей сланцеватости, возникающих обычно в сильно деформированных сланцах низкотемпературных ступеней метаморфизма (рисунок 4.6 б).

31

-линейная текстура свойственна породам, в составе которых имеются удлиненные игольчатые минералы (роговая обманка, актинолит, силлиманит, дистен и др.), ориентированные взаимно параллельно (рисунок 4.6 в).

-очковая, или линзовидная, текстура характеризуется наличием крупных линзовидных зерен или агрегатов зерен кварца, или полевого шпата, так называемых «очков», которые выделяются на фоне сланцеватой основной ткани породы. Такая текстура свойственна некоторым гнейсам (рисунок 4.6

г).

Рисунок 4.6 – Типы сланцеватых текстур (по Н.А. Елисееву, 1956)

Среди структур метаморфических пород выделяются следующие главные типы: кристаллобластовые; реликтовые; катакластические.

В процессе перекристаллизации вещества исходной породы в твердом состоянии возникают вторичные, характерные для метаморфических горных пород структуры, называемые бластическими структурами. При полной перекристаллизации исходного вещества метаморфические горные породы приобретают структуру, называемую кристаллобластической.

Имеются метаморфические горные породы, характеризующиеся неполной перекристаллизацией вещества и сохранением следов прежней структуры исходных горных пород. В этом случае для обозначения новой структуры прибавляется слово «бласто» к названию первоначальной структуры.

Процесс перекристаллизации породы в твердом состоянии называется кристаллобластезом. Он обуславливает специфику структурных особенностей метаморфических пород, важнейшие из которых следующие:

- структура метаморфической породы может не отражать последовательность выделения минералов, характеризующую процесс кристаллизации из расплава, так как в условиях метаморфизма рост минералов происходит одновременно;

-в процессе роста минерал, имеющий большую силу кристаллизации, «очищается» от включений других минералов, «выталкивая» их за свои пределы;

-перекристаллизация обычно сопровождается растворением мелких зерен, что ведет к образованию равномерно-зернистых структур;

-метаморфические породы всегда полнокристаллические, в которых аморфное вещество и пустоты не сохраняются;

32

- если в процессе перекристаллизации порода не достигает полного равновесия, то в ней наряду с элементами новой структуры могут наблюдаться реликты строения исходной породы.

Среди структур метаморфических пород выделяются следующие главные типы: кристаллобластовые; реликтовые; катакластические.

Кристаллобластовая структура возникает в результате полной перекристаллизации породы. Классифицируются данные структуры по относительным размерам минеральных зерен, по форме и типам прорастаний.

По относительным размерам зерен кристаллобластовые структуры подразделяются на равномернозернистые (гомеобластовые) и неравномернозернистые (гетеробластовые). Среди гомеобластовых структур по форме зерен выделяются следующие разновидности.

Гранобластовая структура свойственна породам, состоящим из более или менее изометрических зерен, имеющих мозаичные округлые или неправильные зубчатые очертания (рисунок 4.7). Мелкозернистая разность такой структуры называется роговиковой. Гранобластовая структура характерна для роговиков, кварцитов, мраморов.

Рисунок 4.7 – Типы гранобластовых структур а – мозаичная структура, б – зубчатая структура

Лепидобластовая структура характеризует породы, состоящие из таблитчатых или чешуйчатые минералы. Типична для серицитовых, хлоритовых, слюдистых и других сланцев (рисунок 4.8).

Нематобластовая структура определяется наличием игольчатых или волокнистых минералов. Характерна для актинолитовых, силлиманитовых, дистеновых сланцев (рисунок 4.9).

Гетеробластовая, или порфиробластовая, структура характеризуется наличием относительно крупных зерен на фоне более мелкозернистой гомеобластовой основной ткани породы. Внешне такие структуры похожи на порфировидные структуры магматических пород. Чтобы подчеркнуть разную природу этих структур, для метаморфических пород употребляют термин порфиробласты (а не вкрапленники) и основная ткань (а не основная масса).

33

Катакластические структуры возникают в породе под действием направленного давления, вызывающего дробление породы, не сопровождающееся перекристаллизацией. Среди катакластических структур по степени раздробленности породы наиболее типичными являются брекчиевидная, цементная и милонитовая.

Брекчиевидная структура характеризует начальную стадию дробления породы. Минералы раздроблены неравномерно, между различными по величине угловатыми обломками находится небольшое количество мелкообломочного, местами перетертого материала (рисунок 4.10).

Цементная структура характеризует более высокую стадию дробления породы. Количество мелкообломочного перетертого материала увеличивается, он начинает цементировать разобщенные крупные обломки ненарушенной первичной породы.

Милонитовая структура свойственна наиболее высокой стадии дробления породы. Основная ткань породы состоит из тонкоперетертого материала, имеющего субпараллельную ориентировку. Нередко основная ткань породы бывает расслоена на существенно мономинеральные прослои, состоящие в случае милонитизации гранитов из кварца, полевого шпата и слюды (рисунок 4.11).

Реликтовые структуры характерны для пород, не претерпевших глубоких изменений, имеющих наряду с элементами новой структуры остатки структуры первоначальной породы. Для обозначения реликтовых структур употребляются термины, которые составляются из названия структуры исходной породы и приставки «бласто» или «класто». Приставка «бласто» говорит о наличии процессов перекристаллизации приведших лишь к частичному видоизменению структуры породы. Приставка «класто» указывает на то, что порода частично раздроблена.

34

Продолжение таблицы 4.2

37

Продолжение таблицы 4.2

38