Активной континентальной окраины

Рис.6.10 .Типы и условия метаморфизма при субдукции

Рис.6.11 .Широкий спектр Р~ Т условий приводит к образованию различных по составу и структуре метаморфитов даже в случае одинаковых ис­ходных пород

Рис.6.12.Минералы-индикаторы степени метаморфизма

Минеральные ассоциации, образующиеся при метаморфизме, устойчивы только в определенных интервалах темпера­тур и давлений.Процесс регионального метаморфизма может иметь прогрессивную и регрессивную направленность, превращаясь в особых случаях в уль­траметаморфизм. Прогрессивный метаморфизм развивается в условиях повышения Р-Т параметров и выражается в появлении более высокотемператур­ных минеральных ассоциаций вместо существовавших ранее низкотем­пературных. Регрессивный метаморфизм, или диафторез, включает минеральные преобразования, вызванные приспособлением магматических или ме­таморфических пород к новым условиям более низких ступеней мета­морфизма,

и характеризуется замещением высокотемпературных мине­ралов низкотемпературными. Образующиеся в этом случае продукты метаморфизма называются диафторитами.

Рис.6.13. Метаморфический сланец и складки течения, возникающие при метаморфизме высоких ступеней.

Рис. 6.14. Преобразование известняка в мрамор и кварцевого песчаника в кварцит

Смотри фильм»кварцевый песок-кварцит»Ctrl+щелчок

Региональный метаморфизм-ведущий процесс преоб­разования осадочных, магматических и метаморфических пород в ре­зультате погружения их на ту или иную глубину или тектонического скучивания в коллизионных зонах, охватывающий крупные террито­рии (регионы) и характеризующийся выдержанностью или слабой из­менчивостью физико-химических условий по простиранию.

Факторами регионального метаморфизма являются: давление от 1-2 до 20-25 кбар, температура, варьирующаяся от 250-300 до 1000-1100 ⁰С, а также воздействие воды и углекислоты, содержащихся в ис­ходных породах и способствующих ходу химических реакций. Преоб­разование пород, происходящее на глубине без существенного плавления и метасоматоза, сопровождается перекристаллизацией и развитием но­вых минералов в условиях расплющивания и пластического течения вещества, что обусловливает появление наиболее характерной для ме­таморфических образований ориентированности (параллельного рас­положения) минеральных зерен.

Региональный метаморфизм имеет широкое площадное распространение; им затронуты огромные по объему толщи архейского и протерозойского возраста, а также значи­тельная часть фанерозойских образований. Этот подтип регионального метаморфизма играет определяющую роль в формировании слоев континентальной коры. Выделяется также метаморфизм высоких давлений,Он характерен для зон субдукции и коллизии,где при тектонических движениях возникают высокие давления, приводящие к образованию таких высокобарических минералов, как жадеит, глауко-фан, дистен, омфацит и др.

Рис..6.15.Индикаторы ступеней регионального рметаморфизма

Смотри фильм»стадии метаморфизма»Ctrl+щелчок

Наиболее распространенными породами регионального метаморфизма являются сланцы, зеленые сланцы, кристаллические сланцы, гнейсы, амфиболиты, мраморы, кварциты. Они залегают в форме слоев, линз и слоистых толщ, обычно интенсивно деформированных, смятых в слож­ные складки.

Рис.6.16 .Основные типы метаморфических пород

Зеленые сланцы представляют наиболее низкую ступень метамор­физма и характеризуются ассоциацией низкотемпературных мине­ралов: хлорита, альбита, актинолита, эпидота, кварца, серицита. По преобладанию тех или иных минералов различают хлоритовые, эпи-дот-актинолитовые, серицит-хлоритовые и другие разновидности.

Породы обладают сланцеватой текстурой, тонко- или мелкозернис­той структурой; в них часто сохраняются реликтовые структуры. В несколько более высокотемпературных условиях формируются слю­дяные, силлиманит (андалузит)-мусковитовые и ставролит-силлима-нитовые сланцы.

К кристаллическим сланцам относятся породы средней и высокой ступеней метаморфизма (амфиболитовой и гранулитовой фаций), об­ладающие сланцеватой или гнейсовидной текстурой, мелко- и средне-зернистой структурой. В их состав могут входить плагиоклаз, роговая обманка, биотит, пироксены, гранаты, эпидот и некоторые другие ми­нералы. Отсутствуют, по крайней мере в числе главных минералов, кварц и калиевые полевые шпаты.

Под гнейсами понимаются породы средней и высокой ступеней мета­морфизма, по минеральному составу близкие к гранитам, то есть обога­щенные полевыми шпатами и кварцем. Из цветных минералов могут при­сутствовать слюды, роговая обманка, пироксены, гранаты, дистен, силлиманит и некоторые другие. Породы имеют гнейсовую текстуру, мел­ко- или среднезернистую лепидогранобластовую структуру. Гнейсы, не содержащие калиевого полевого шпата, получили название плагиогнейсы.

В зависимости от первичной природы исходных пород различают пара- и ортопороды. При метаморфизме осадочных пород возникают парагнейсы и парасланцы, за счет магматических пород образуются ортогнейсы и ортосланцы.

Амфиболиты — меланократовые', зернисто-кристаллические поро­ды с массивной или беспорядочной текстурой, сложенные в основном роговой обманкой при подчиненной роли плагиоклаза. Могут присут­ствовать пироксены и гранаты.

К мраморам относятся метаморфические породы, содержащие не менее 50 % карбонатов. По составу они подразделяются на кальцито-вые, кальцит-доломитовые, доломитовые. При содержании от 5 до 50 % силикатов (или кварца) породы называются силикатными мраморами или калъцифирами; если количество силикатов превышает 50 % объе­ма, то породу называют карбонатным сланцем.

Кварциты и кварцитосланцы представляют собой породы, состоя­щие преимущественно из кварца. Различаются разновидности кварци­тов и кварцитосланцев в зависимости от присутствия других минера­лов — полевошпатовый, биотитовый, железистый и т. д.

Эклогиты-весьма своеобразные породы по химическому составу близкие к породам габбро-базальтовой группы. Главными минералами эклогитов являются пиро­ксен (омфацит) и гранат (альмандин-пиропового ряда). В качестве второстепенных минералов могут присутствовать дистен, диопсид и ряд других. Полевые шпаты в эклогитах не встречаются.

Крайней степенью регионального метаморфизма является мигматизация и анатексис.Мигматизация-процесс образования смешанных пород (мигмати­тов) в результате анатексиса, инъекций гранитного расплава во вмеща­ющие метаморфические породы или щелочного метасоматоза.Анатексис-это частичное, избирательное выплавление из метаморфи­ческих пород низкотемпературного кварц-полевошпатового расплава (гранитная эвтектика).Наконец выделяется палингенез (или реоморфизм).когда происходит полное переплавление пород суб­страта, приводящее к возрождению гранитной магмы.

Основными типами пород, формирующимися при ультраметамор­физме, являются мигматиты и гнейсо-граниты.

Мигматиты представляют собой неоднородные по составу поро­ды с полосчатой текстурой, состоящие из относительно меланократовых метаморфических пород, называемых субстратом, и более лейкократовых обособлений (жильного или инъекционного материала). Основу мигматитов представляют породы средних и высоких ступе­ней метаморфизма-кристаллические сланцы, гнейсы, амфиболиты. Лейкократовая часть мигматитов имеет обычно кварц-полевошпато­вый состав, приближающийся к лейкократовым гранитам, аплитам, пегматитам.

Гнейсограниты — полностью переработанные в процессе анатексиса или гранитизации метаморфические породы, имеющие гранитный со­став и гнейсовую текстуру.

Динамометаморфизм развивается в зонах разрывных нарушений под воздействием направленного давления (стресса) в условиях невы­соких температур и заключается в дроблении и истирании горных по­род без существенной их перекристаллизации. По степени раздроблен­ности среди продуктов динамометаморфизма выделяют тектонические брекчии, катаклазиты и милониты.

Тектонические брекчии образованы угловатыми или линзовидными обломками раздробленных пород самой различной величины, между которыми находится небольшое количество мелкораздробленного ма­териала тех же пород. Структура тектонических брекчий — брекчие-видная, текстура беспорядочная. Характерны отсутствие слоистости и однообразие состава обломков.

Катаклазиты состоят из более мелких угловатых обломков, сце­ментированных тонкоперетертым материалом этой же породы. Для катаклазитов типична цементная структура, текстура массивная, иногда ориентированная.

Милониты — перетертые и развальцованные породы с полосчатой текстурой, обусловленной наличием тонких слоев линзовидных обо­соблений менее раздробленного материала в тонкоперетертой массе.

Контактовый (контактово-термальный) метаморфизм проявляет­ся во внешних экзоконтактовых ореолах интрузивов под воздействием тепла, выделяемого остывающим магматическим расплавом, и проис­ходит при относительно низких давлениях, по существу, без привноса и выноса веществ, то есть носит изохимический характер. Мощность контактово-метаморфических ореолов зависит от размеров интрузив­ных тел, характера контакта и начальной температуры магмы.

Термальное воздействие приводит к перекристаллизации исходных пород с образованием тонкозернистых, плотных пород, в которых час­то сохраняются реликты первичной полосчатости.

Рис.6.17.Строение зоны контактового метаморфизма

Рис.6.18.Строение зоны контактового метаморфизма в условиях сложно построенной кровли интрузива

Минеральный состав контактово-метаморфизованных пород изменя­ется от низкотемпературных гидроксилсодержащих ассоциаций, образу­ющихся в удалении от контакта с интрузивным телом, к более высоко­температурным ассоциациям в зонах ближайшего экзоконтакта. Тип продуктов контактово-термального метаморфизма зависит от веществен­ного состава исходных пород и от фациальных условий, в которых он осуществляется. Для этого типа метаморфизма выделяют мусковит-роговиковую, амфибол-роговиковую и пироксен-роговиковую фации.

Породы мусковит-роговиковой фации распространены во внешней зоне контактовых ореолов и имеют много общего с породами фации зеленых сланцев регионального метаморфизма. Они отличаются тонкозернистос-тью, отсутствием ориентированных текстур, наличием реликтовых струк­турных и текстурных особенностей исходных пород. В условиях этой фации образуются пятнистые и узловатые сланцы, кристаллические известняки-мраморы, альбит-эпидот-актинолитовые породы.

Амфибол-роговиковая фация характерна для контактов с гранитными интрузиями и для средних частей экзоконтактовых ореолов габброид-ных массивов. Минеральной особенностью фации являются устойчивое развитие обыкновенной роговой обманки, средних и основных плаги­оклазов и появление диопсида. Типоморфными для амфибол-рогови-ковой фации являются роговообманковые и известково-силикатные ро-говики — плотные, тонкозернистые породы с массивной текстурой.

Породы пироксен-роговиковой фации формируются во внутренних частях контактовых ореолов и представлены наиболее типичными ро­говиками (пироксеновыми, андалузитовыми, кордиеритовыми, сил-лиманитовыми, известково-силикатными), для которых характерны полная перекристаллизация исходного материала и образование тон­козернистой и гранобластовой (роговиковой) структуры.

Рис.6.19.Различный минералогический состав зоны контактового метаморфизма в известняках и сланцах

Смотри фильм»контактовый метаморфизм»Ctrl+щелчок

Метасоматоз-это процесс, при котором происходит привнос одних компонентов и вынос других, что приводит к изменению химического и минерального состава пород. В процессе метасоматоза растворение и замещение минералов проис­ходят почти одновременно без существенного изменения объема породы при сохранении ее твердого состояния. Главными агентами при метасо­матозе являются химически активные растворы и газы, имеющие в большинстве случаев генетическую связь с магматической и постмаг­матической деятельностью.

Продукты метасоматических процессов называются метасоматитами и отличают­ся спецификой минерального состава и структурно-текстурных осо­бенностей. Наиболее распространенными и важными в практическом отноше­нии породами, формирующимися при данном типе метаморфизма, яв­ляются скарны, грейзены, вторичные кварциты, пропилиты, березиты и листвениты. С этими метасоматитами связаны концентрации редких элементов, они служат важным поисковым признаком промышленных месторождений полиметаллов, олова, вольфрама, молибдена, золота и других полезных ископаемых.

Под импактным (ударным) метаморфизмом понимают преобра­зования горных пород, вызванные падением на Землю и взрывом круп­ных метеоритов, сопровождающимся образованием метеоритных кра­теров (астроблем). Главными факторами импактного метаморфизма являются мгновенные повышения давления до 500-700 кбар и температуры до 2500-3000 °С, а также ударная волна. Дли­тельность процесса измеряется секундами. На процесс преобразования пород оказывают влияние также химический и минеральный со­став метаморфизуемых пород, их структура, плотность, насыщенность флюидами и т. д. При огромной скорости падения метеорита, дости­гающей 70 км/сек, в момент столкновения его с земной поверхностью возникает ударная волна, происходит дробление пород с образованием брекчий, плавление и испарение минералов и горных пород, образование стекловатых масс, появление высокобарических модификаций SiO₂ — коэсита, стишовита.

Рис.6.20.Проявления импактного процесса

Типичными образованиями импактного метаморфизма являются аутигенные (неперемещенные) и аллогенные (перемещенные) брекчии и импактиты.

Аутигенные брекчии — это раздробленные, но не перемещенные породы основания кратера, переходящие на глубине в трещиноватые породы.

Аллогенные брекчии состоят из выброшенных при взрыве обломков горных пород с примесью стекла.

Импактиты — это ударные брекчии, образовавшиеся при расплав­лении претерпевших ударное воздействие пород. Среди них различают зювиты и тагамиты. Зювиты представляют собой туфообразную массу спекшихся обломков стекла и пород или рыхлый материал, часто с веретенообразными бомбами импактного стекла, а тагамиты — порис­тую породу, состоящую из обломков стекла.

С процессами метаморфизма связаны месторождения многих видов полезных ископаемых. Особенно важную роль в формировании место­рождений играют региональный метаморфизм и метасоматоз.

В условиях прогрессивного регионального метаморфизма формиру­ются месторождения полиметаллов,золоторудные,урановые и др.Рудообразую-щая роль метаморфизма при этом заключается в мобилизации из вме­щающих пород и перераспределении рудных элементов с образованием промышленных концентраций на ограниченных по объему участках.

В процессе метаморфизма возникают также новые минералы, име­ющие промышленное значение:тальк, асбест, графит,драгоцен­ные камни-рубин, сапфир, гранат. Сами метаморфические породы часто являются полезными ископаемыми (мраморы, железистые квар­циты, глиноземистые гнейсы, медистые песчаники и др.).

Большинство метасоматитов представляют собой рудоносные породы. В скарнах локализуются ме­сторождения железа, полиметаллических руд, молибдена, вольфрама,меди, кобальта, флогопита, вермикулита; в грейзенах — место­рождения топаза, турмалина, флюорита, олова, вольфрама, молибдена; во вторичных кварцитах-серы,высокоглиноземистого сырья,золотосеребряные, сурьмяно-мышьяковые, медноколчеданные; с березитами и лиственитами связаны месторождения золота и полиметаллических руд.

эволюции их кислотности-щелочности или при взаимодействии с вмещающими породами.

Выводы.Основные факторы процессов метаморфизма- высокая температура, геостатическое (всестороннее) и стрессовое (одностороннее) давление, состав химически активных веществ (флюиды и газы). Типы метаморфизма (динамометаморфизм, автометаморфизм, региональный метаморфизм, ультраметаморфизм, метасоматоз, скарны, импактный метаморфизм). Фации метаморфизма.

149