Головні типи метаморфічних гірських порід

В основу класифікації метаморфічних гірських порід по­кладено ряд ознак, серед яких найважливішими є хімічний і міне­ральний склад, структура і текстура, а також види метаморфі­зму. Мінеральний склад дає змогу відновити тиск і темпера­туру метаморфізму; структурні і текстурні особливості –гли­бину і способи метаморфізму; хімічний склад – характер пер­винних порід.

Виходячи із вищенаведеного, в основу класифікації метаморфічних порід покладено типи метаморфізму (табл. 12.1).

Метаморфічні породи локального метаморфізму

Серед цієї групи метаморфічних гірських порід виділяють:

а) породи контактово-термального метаморфізму;

б) породи динамометаморфізму;

в) породи автометаморфізму;

г) породи контактового метасоматозу.

Породи контактово-термального метаморфізму. Се­ред цього типу порід виділяються глинисті сланці, слюдисті сланці, роговики і мармур.

Глинисті сланці – це щільна сланцювата глиниста по­рода, яка складається переважно з каолініту або інших глини­стих мінералів, гідрослюд, хлориту, а також кварцу, польових шпатів, карбонатів, органічних вуглистих речовин, а іноді су­льфідів заліза. Пористість породи 1-3%. Сланці не розмокають у воді.

Глинисті сланці утворюються в результаті ущільнення глин та їх частковій перекристалізації при зануренні на гли­бину. При подальшій зміні перетворюються у філіти або хло­ритові сланці. Породи найбільше характерні для геосинкліна­льних формацій.

Слюдисті сланці утворюються за рахунок глинистих сланців. Відрізняються вони від них більшим ступенем перекристалізації. До мінерального складу входять дрібні зерна (0,1-0,2мм) мусковіту, біотиту, кварцу, рогової обманки. Структури кристалобластові, текстури сланцюваті.

Глинисті і слюдисті сланці використовуються у будівни­цтві, в електротехнічній промисловості, а в подрібненому ста­ні – як наповнювач для бетону.

Роговики – тонкозерниста або прихованокристалічна контактно-метаморфічна гірська порода. Виникає при нагрі­ванні глинистих та інших тонкозернистих алюмосилікатних порід, які знаходяться в контакті з магматичними тілами в умовах глибин до 10 км.

В товщі роговиків переважно проявляється температур­на зональність. Високотемпературні піроксенові роговики, що містять кордієрит, андалузит, гіперстен, при віддаленні від контакту з магматичним тілом замінюються більш низькотем­пературними роговиками, в яких переважно присутні біотит, моноклінний піроксен, тощо.

Роговики переважно мають характерну рівномірно тонкозернисту роговикову структуру і масивну, плямисту або смугасту текстуру. Вони характеризуються переважно висо­кою міцністю, не мають промислового зруденіння, але є супу­тниками багатьох корисних копалин. Деякі різновидності ро­говиків використовують як облицювальний матеріал.

Мармур – повнокристалічна карбонатна гірська порода, утворена в результаті перекристалізації вапняку або доломіту. Переважно мармур містить велику кількість домішок інших мінералів та органічних сполук, які по-різному впливають на його якість.

Найбільшою міцністю і найкращою полірованістю хара­ктеризуються дрібнокристалічні мармури із зубчастим зв’язком зерен. Мармури характеризуються виключним різ­номаніттям забарвлення. Особливо цінними є білі однорідні мармури завдяки здатності пропускати світло на деяку глиби­ну і створювати відтінки.

Найважливішим промисловим показником мармуру є його блочність, тобто здатність до виколювання або випилю­вання із гірського масиву великих блоків, придатних для роз­пилювання на плити і виготовлення скульптурних виробів. Родовища мармуру численні і розробляються майже в усіх країнах. Найбільшою популярністю користується мармур Італії. На півночі Італії, в Алуанських Альпах, знаходяться то­вщі глибокометаморфізованих юрських карбонатних відкла­дів, де всі вапняки перетворені в білі або кольорові мармури. Видобувається мармур переважно в кар’єрах і рідко підзем­ним способом.

Мармур з давніх часів використовують для облицювання будинків та інтер’єрів, створення мозаїчних композицій, баре­льєфів тощо. Для скульптур здебільшого використовують од­нотонний білий мармур.

Метаморфічні породи динамометаморфізму. Породи динамометаморфізму представлені переважно катаклазитами, мілонітами та тектонічними брекчіями.

Катаклазити. Деформація гірських порід супроводжу­ється подрібненням або розтиранням мінеральних зерен чи їх агрегатів під впливом тектонічних процесів без зміни їх хімі­чного складу. Катаклазити виникають в зонах розломів гірсь­ких порід і є наслідком стресових тисків. Перетерта маса час­то містить хлорит, серицит та інші вторинні мінерали. Катак­лазити можуть утворюватися за рахунок будь-яких порід, од­нак переважно вони формуються в гранітах, діоритах, габро та

інших магматичних породах. Структури катакластичні, текс­тури реліктові, сланцюваті. У вулканогенних породах катаклаз призводить до утворення порфірових виділень.

Мілоніти – кластогенні породи, утворені при динамоме­таморфізмі в зонах розломів при перетиранні та розвальцюван­ні різних гірських порід по поверхні тектонічних розривів. За зовнішнім виглядом нагадують щільні конгломерати із заокру­гленими уламками мінералів вміщуючих порід та тонким мікробрекчієвим цементуючим матеріалом. Останній часто має стрічкову або смугасту текстуру завдяки переміщенню тонкого матеріалу вздовж зсувного порушення при насуванні блоків масивних порід, які переміщуються один відносно одного з утворенням тонкозернистої спресованої маси з характерними поверхнями дзеркального сковзання. З нових мінералів при стресових навантаженнях можуть утворюватися лусочки хло­риту, серициту, епідоту, альбіту, кварцу та інших мінералів. У вулканогенних породах утворюються порфіровидні виділення. Структура катакластична, текстури сланцюваті, іноді реліктові.

Тектонічні брекчії - це крупноуламкові гірські породи, які складаються із зцементованих кутуватих уламків різних гірських порід розміром понад 10 мм. Уламки можуть бути однорідними або різнорідними, різко відрізняючись від цеме­нту. В брекчії дуже часто присутній заповнюючий матеріал. Від катаклазитів і мілонітів відрізняються збереженням більш крупних уламків первинних порід, зцементованих більш дріб­нозернистим перетертим матеріалом цих же порід. Враховую­чи, що тектонічні порушення можуть служити шляхами про­никнення з більших глибин мінеральних розчинів, не виклю­чено, що цементуюча частина брекчії пов’язана саме з високомінералізованими розчинами.

Метаморфічні породи автометаморфізму. Серед цього типу порід найбільше розповсюджені грейзени, вторинні ква­рцити і серпентиніти.

Грейзени - гірські породи, що утворюються в процесі високотемпературного (300-550°С) метасоматозу і перекрис­талізації гранітоїдів за участю летких компонентів ( , , та ін.), що проходить у широкому діапазоні тисків при еволю­ції постмагматичних розчинів від лужних до кислих і пов’язаного з гранітними інтрузіями середніх і помірних гли­бин. Багато дослідників вважають грейзени продуктами при-контактного вилужування гірських масивів найбільш кислих гранітів в умовах середніх глибин.

Залежно від складу автометасоматичних розчинів утворюються різні грейзени. Головними мінералами гірської по­роди є кварц і слюда, топаз, флюорит, турмалін, берил, рутил. Деякі рудні мінерали в породі містяться в промислових кіль­костях (вольфраміт, молібденіт, вісмутин, пірит та ін.). Серед грейзенів відомі родовища руд вольфраму, олова, берилію, молібдену, миш’яку. При цьому родовища можуть бути не тільки серед гранітів та інших кислих порід, але й серед основних, ультраосновних і карбонатних порід, причому обов’язково на контактах з гранітами. Залягають грейзени у вигляді жил і неправильних ділянок всередині гранітних масивів, переважно в їх крайових частинах, а іноді в навколишніх породах.

Структура породи середньо - і крупнозерниста. Текстури переважно масивні.

Вторинні кварцити утворюються в результаті зміни вулканогенних порід кислого і середнього складу під дією поствулканічних розчинів. Головними компонентами вторинних кварцитів є кварц, діаспор, каолініт, а іноді рудні мінерали – сульфіди , , , та ін., які дуже часто утворюють промислові родовища. Іноді присутній корунд. Текстура однорідна, структура – кристалобластова.

Серпентиніти формуються на заключній стадії формування ультраосновних олівінових порід під впливом гідротермальних розчинів порівняно невисокої температури (менше 400С). Це переважно зони ендоконтактів первинних ультраосновних масивів, заміщених серпентином, який утворюється при взаємодії олівіну з гідротермальними розчинами на заключній стадії формування ультраосновних масивів.

Метаморфізовані породи складені здебільшого волокнистими агрегатами серпентину з реліктами олівіну та інших мінералів. Структури щільні тонкозернисті та волокнисті. Текстури переважно реліктові, неодноріднозернисті. З даним типом метаморфізму пов’язані основні родовища серпентину, а іноді й хроміту.

Метаморфічні породи контактного метасоматозу. Цей тип порід формується в зоні екзоконтактів переважно гранітних масивів в їх безпосередній близькості з вапняками або мармурами. Серед них найбільш поширеними є скарни.

Скарни – високотемпературні контактно-метасоматичні гірські породи, складені специфічними вапняковими або магнезіально-залізистими силікатами.

За механізмом перенесення речовини розчинами при скарноутворенні виділяються дифузійні скарни, які виникли при зустрічній дифузії в порових розчинах кремнезему і глинозему в один бік і лужно-земельних компонентів - в протилежний бік. При інфільтраційних скарнах перенесення речовини проводиться потоком порових розчинів.

За основним компонентом карбонатних порід, що входять до їх складу, розрізняють вапнякові, магнезіальні та магнезіальні скарни. Вапнякові скарни виникають переважно в умовах малих і середніх глибин (10-12 км) в постмагматичний етап на контакті вапняків з алюмосилікатними гірськими породами. Магнезіальні скарни утворюються при реакційній взаємодії доломітів із вторинною магмою або в умовах великих глибин (понад 10-12 км) при контакті з алюмосилікатними гірськими породами в післямагматичний період. Магнезіальні скарни складені переважно магнезіальними силікатами. Силікати мають метасоматичну зональність. Всі вони виникають і розростаються одночасно, утворюючи в сукупності так звану скарнову колону.

Скарни складають переважно контактові лінзоподібні і пластоподібні тіла, рідше трубоподібні і жильні тіла в карбо­натних та алюмосилікатних гірських породах. Товщини скар-нових тіл переважно декілька метрів, однак можуть бути су­марно збільшеними у випадку перемежованості силікатного і карбонатного матеріалу.

Із скарнами і скарноподібними породами часто пов’язані великі родовища руд Fe, Cu, Pb, Zn, W, Mo та ін., а також флогопіту, боратів та інших неметалевих гірських порід. Руди пе­реважно концентруються в одній із зон скарнової колони, найбільш сприятливої за складом для їх відкладання.