МЕТАМОРФІЧНІ ГІРСЬКІ ПОРОДИ

Чинники і типи метаморфізму. Внаслідок тектонічних рухів, магматизму та інших ендогенних процесів будь-які гірські породи всередині земної кори можуть змінювати свою структуру, хімічний і мінералогічний склад. Зміна гірських порід у надрах Землі у твердому стані під впливом ендогенних факторів називається метаморфізмом. Метаморфізму можуть піддаватися як магматичні і осадові породи, так і утворені раніше метаморфічні гірські породи. Основними факторами метаморфізму гірських порід є температура, тиск і хімічно активні флюїди та гази, які виділяються з магми або надходять з великих глибин, з мантії. Особливо велика роль у процесах метаморфізму належить температурі. Підвищення температури може бути пов'язане з заляганням гірських порід на великих глибинах, з проникненням магматичних розплавів і водних розчинів та з іншими процесами. Температура прискорює хід хімічних реакцій, сприяє дегідратації мінералів, перекристалізації гірських порід, впливає на процеси мінералоутворення.

Тиск буває всесторонній (літостатичний), обумовлений масою гірських порід, які залягають зверху, і стресовий, або односторонній, пов'язаний з тектонічними рухами і деформаціями гірських порід. Всесторонній тиск зростає з глибиною і щільністю порід. Односторонній - найкраще проявляється у верхній частині земної кори складчастих зон. Він викликає механічні деформації гірських порід, їх дроблення, розсланцювання. Завдяки деформаціям створюються сприятливі умови для проникнення води і газів, що сприяє активізації обмінних реакцій і посиленню процесів метаморфізму.

Виділяють два основні типи метаморфізму - регіональний і локальний. Останній в свою чергу ще поділяється на контактовий, або контактово-термальний, і дислокаційний (динамометаморфізм).

Регіональний метаморфізм охоплює великі площі і потужні товщі гірських порід. Процеси метаморфізму проходять при різних температурах, від низьких до високих (понад 650⁰ С). Відповідно до цього метаморфічні процеси можуть бути різної інтенсивності. В глибоких зонах рухомих областей під впливом високої температури, тиску і глибинних флюїдів може наступити часткове або повне плавлення вихідних гірських порід - це особлива крайня стадія регіонального метаморфізму, яку називають ультраметаморфізмом. Розплави, які при цьому утворюються, проникають у вмісні метаморфічні породи, утворюючи своєрідні змішані породи, які називають мігматитами. Вони значно поширені в межах Українського кристалічного щита. Локальний метаморфізм проявляється на значно менших площах і може бути пов'язаний з вторгненням магматичних розплавів (контактовий) або з тектонічними розломами (дислокаційний, або динамометаморфізм).

Внаслідок впливу гарячих газів і водяної пари на граніти та інші близькі до них породи утворюються своєрідні породи - грейзени, складені переважно з кварциту і слюди. З ними пов'язані родовища каситериту, шеєліту, флюориту, топазу тощо. Основні та ультраосновні породи під впливом гарячих водних розчинів піддаються окварцуванню, оталькуванню, хлоритизаці∙. Ширина зони змінених порід різна і коливається від кількох міліметрів до сантиметрів і сотень метрів. Вона залежить від величини інтрузивного тіла, складу і умов залягання вмісних порід, характеру контакту тощо.

Дислокаційний метаморфізм (динамометаморфізм) проявляється вздовж розривних тектонічних порушень і охоплює порівняно вузькі зони, в яких різко збільшується тиск і відбувається роздроблення порід на окремі куски, зцементовані тонким матеріалом. При дислокаційному метаморфізмі відбуваються зміни в структурі, текстурі і частково в мінералогічному складі гірської породи. Тут утворюються такі специфічні породи, як тектонічна брекчія (складається з гострокутних уламків, зцементованих дрібною масою), катаклази (породи з сильно роздробленими і деформованими зернами мінералів; наприклад, катаклазований граніт), мілоніти (складені з тонкороздрібненого матеріалу подібного до борошна).

Метаморфічні гірські породи не мають єдиної загальноприйнятої класифікації. Нині більшість дослідників класифікує їх за метаморфічними фаціями. Під метаморфічною фацією розуміють породи різного складу, сформовані в подібних термодинамічних умовах. Для регіонального метаморфізму найбільш характерними є фації зелених сланців, амфіболітова, гнейсова і гранулітова; для динамометаморфізму - зелених сланців; для контактового - роговиків.

Структури і текстури метаморфічних порід. Метаморфічним породам властиві специфічні структури, які відрізняються від структур магматичних порід. Це пояснюється тим, що вони утворюються внаслідок перекристалізації порід у твердому стані, а не в процесі застигання розплавів, як у магматичних породах. У метаморфічних породах мінерали дуже рідко мають властиву їм кристалічну форму. Основними структурами метаморфічних порід є: катакластичні, кристалобластові і пойкілітові.

Катакластичні структури характеризуються наявністю деформованих і розтрощених зерен мінералів. Вони утворюються в процесі динамометаморфізму. Таку структуру мають тектонічні брекчії, катаклазити, мілоніти.

Кристалобластові структури - це повнокристалічні структури гірських порід, що утворилися внаслідок їх перекристалізації у твердому стані, коли одночасно ростуть кристали всіх мінералів. Залежно від форми зерен серед кристалобластових структур виділяють гранобластові, порфіробластові, лускаті та ін.

Пойкілітові структури характеризуються безладними включеннями багатьох зерен одного або різних мінералів у значно більші зерна інших мінералів.

Найбільш характерними текстурами для метаморфічних порід є смугасті і сланцюваті, рідше - масивні.

Класифікація метаморфічних порід. Серед метаморфічних порід найбільш поширеними представниками є гнейси, амфіболіти, кристалічні сланці, мармури, грануліти, кварцити, роговики і зеленокам'яні породи.

Гнейси становлять близько 65% всіх метаморфічних порід. Вони складаються з кварцу, польового шпату, слюд, амфіболітів і піроксенів. Розрізняють ортогнейси, утворені при метаморфізмі гранітів, і парагнейси, утворені з пісковиків, конгломератів та інших осадових порід. Від гранітів вони відрізняються характерною гранобластовою структурою і смугастою текстурою. Використовуються як будівельний матеріал. З гнейсами пов'язані родовища графіту і слюд.

Амфіболіти утворюються головним чином з середніх і основних магматичних гірських порід, а також мергелів, карбонатних глин. Складаються з амфіболів, плагіоклазів, піроксенів, гранатів. Колір переважно чорний, зелений, бурий. Мають гранобластову структуру і масивну текстуру.

Кристалічні сланці - загальна назва різноманітних повнокристалічних метаморфічних гірських порід, що утворюються в процесі метаморфізму магматичних або осадових порід. Мають різний склад, але відрізняються однією загальною властивістю - слацюватістю, тобто здатністю розколюватися на тонкі пластинки. За мінеральним складом розрізняють слюдяні, хлоритові, талькові, амфіболітові, кременисті сланці. З ними пов'язані родовища тальку, слюди.

Мармури - зернисті карбонатні породи, які утворюються внаслідок перекристалізації вапняків. Колір різноманітний (білий, червоний, сірий, жовтий, чорний, смугастий тощо), обумовлений наявністю різних домішок. Структура гранобластова. Використовується як декоративний і облицювальний матеріал. В Україні родовища мармуру є в Закарпатській та Житомирській областях.

Грануліти складаються головним чином з мінералів світлих кольорів: польового шпату, кварцу, гранату тощо. Мають гранобластову структуру, інколи сланцювату текстуру. Утворюються при регіональному метаморфізмі.

Кварцити - щільні зернисті породи, складені головним чином з кварцу. Утворюються при метаморфізмі кварцових пісків і пісковиків. Колір сірий, рожевий, жовтуватий. Структура гранобластова, текстура смугаста і масивна. Використовуються в будівництві. В Україні родовища кварцитів давно відомі в районі м.Овруча (на півночі Житомирської області). Вони використовувалися в будівництві ще в Київській Русі. Велике значення мають залізисті кварцити (джеспіліти), з якими пов'язані великі поклади залізних руд у Кривому Розі.

Роговики - щільні зернисті породи, які утворюються внаслідок контактового метаморфізму. Складаються з кварцу, слюди, польових шпатів, гранатів та інших мінералів. Структура щільна і гранобластова. Злом черепашковий.

Зеленокам'яні породи - це змінені основні ефузивні породи (діабази, порфірити), складені амфіболами, епідотом, слюдами, хлоритом. Найбільше поширення в Росії на східному схилі Уралу.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: