Знакомство с классификацией, структурами и текстурами метаморфических пород. Макроскопическое и микроскопическое изучение метаморфических пород динамического и автометаморфизма

Цель и содержание. Познакомить студентов с классификацией и основными генетическими группами метаморфических пород и научить их распознавать эти породы по характерным признакам в образцах и шлифах. В указаниях приводится характеристика метаморфических пород, их структур и текстур. Дается методика изучения метаморфических пород и краткое описание породдинамического и автометаморфизма.

Теоретическое обоснование. Метаморфическими (преобразованными, превращенными) породами со времен Ч. Лайеля именуются породы, возникшие за счет исходных осадочных либо магматических пород, подвергшихся действию повышенных температур, давлений, химически активных растворов, именуемых факторами метаморфизма. Как правило, порода подвергается совместному воздействию указанных факторов, реже один из них превалирует и вызывает основные изменения. Изменения эти заключаются в приспособлении к новым физико-химическим условиям и могут быть выражены достаточно многообразно: изменение формы, размеров зерен, их взаимной ориентировки, появлении новых минеральных компонентов. Существенным в процессах метаморфизма является то, что преобразование вещества осуществляется в твердом состоянии. Температура обычно не достигает точек плавления вещества. Исключение составляет процесс ультраметаморфизма, сопровождающийся частичным плавлением вещества и являющий собой процесс переходный между метаморфизмом и магматизмом. Процессы катионно-анионного обмена так же имеют свою собственную специфику и осуществляются на границе кристалл-раствор в очень малых объемах жидкостей.

При классификации метаморфических пород по возможности основываются на выявлении ведущих факторов их преобразования. Используемая классификация учитывает так же принадлежность породы к той или иной конкретной геологической обстановке.

Типичными обстановками метаморфизма и относимыми к ним, соответственно, генетическими группами метаморфических пород являются следующие:

1. Динамический метаморфизм, заключающийся в процессах дробления, перетирания горных пород в условиях так называемого стресса – направленного сжатия. Типичные породы – тектонические брекчии, катаклазиты и милониты.

2. Автометаморфизм, проявляющийся в изменении остывающей магматической породы под влиянием циркулирующих сквозь нее паров и газов, обычно выделяющихся из того же магматического очага. В ряде случаев автометасоматическая переработка приводит к формированию пород, существенно отличающихся от первоначальных и к тому же содержащих ценные полезные ископаемые. Типичные породы – грейзены, березиты, пропилиты, серпентиниты, тальковые сланцы, вторичные кварциты.

3. Контактовый метаморфизм, заключающийся в изменении горных пород, испытавших контакт с раскаленной магмой и воздействием активных газов и растворов, выделяемых ею. Изменения варьируют от вызванных собственно температурным воздействием (обжиг) до полного контактово-метасоматического замещения. Типичными породами являются роговики, мраморы, скарны.

4. Региональный метаморфизм, охватывающий одновременно гигантские объемы горных пород (миллионы км³), что и подчеркнуто в его названии. Представления о прогрессивном постепенном изменении горных пород в геосинклиналях за счет простого погружения и возрастания, прежде всего литостатического давления и температуры, с начала 60-х годов нашего столетия начали сменяться представлениями о том, что прогрессивный региональный метаморфизм совершается лишь в периоды орогенного развития геосинклинали и интенсивной складчатости. Типичными породами являются филлиты, кристаллические сланцы, слюдяные гнейсы, кварциты, мраморы.

5. Метасоматоз, связь которого с магматическими очагами не столь очевидна, выделяется в качестве самостоятельной разновидности – метасоматического метаморфизма. Типичными породами являются грейзены, пропилиты, серпентиниты, тальковые сланцы.

Метаморфические процессы происходят в твердом состоянии или при небольшом количестве жидкой фазы. Перекристаллизацию в твердом состоянии называют бластезом (кристаллобластезом). Поэтому в название структур входит слово «бласто» или «бластовый» и подразделяются они на: кристаллобластические; катакластические и милонитовые; реликтовые или остаточные.

Кристаллобластическая структура возникает в том случае, когда исходный материал перекристаллизовался полностью, что характерно для регионального и контактового метаморфизма. Структура метаморфических пород не отражает последовательность кристаллизации, которая характерна для магматических пород, а зависит от кристаллизационной способности минералов и от концентрации веществ, идущих на построение минералов.

По степени идиоморфизма выделяют структуры:

1. Идиобластовые – главная масса зерен имеет правильные кристаллографические очертания (рис.10.1);

2. Гипидиобластовые - главная масса зерен гипидиоморфна (рис.10.4);

3. Ксенобластовые – основная масса зерен ксеноморфна (рис. 10.7).

По относительным размерам зерен выделяют структуры: гомеобластовые – зерна породы примерно одинаковых размеров (рис 10.2); гетеробластовые – зерна породы имеют различные размеры. Особая разновидность гетеробластовой структуры - порфиробластовая структура, в которой по размерам выделяются крупные вкрапленники и мелкозернистая масса. (рис. 10.3).

Рисунок 10.3 – Порфиробластовая структура

По форме зерен выделяют структуры: гранобластовую – порода состоит из более или менее изометрических зерен (рис. 10.4); нематобластовую (минералы имеют длиннопризматическую, столбчатую форму (рис. 10.5); фибробластовую –волокнистую (рис. 10.6); зубчатую (сутурную) (рис. 10.7); роговиковую – микрогранобластовую); лепидобластовую – чешуйчатую, листоватую.

Катакластические и милонитовые структуры характерны для пород динамометаморфизма., причем первые возникают на начальных стадиях дробления пород, а вторые в породах, подвергшихся интенсивному дроблению.

Текстуры метаморфических пород объединяются в три группы: массивные или однородные (рис. 10.2), такситовые или неоднородные, остаточные или реликтовые. Неоднородные структуры подразделяются на: сланцеватые (рис. 10.6); очковые; полосчатые; плойчатые или микроплойчатые; пятнистые; остаточные или реликтовые наблюдаются среди полосчатых или сланцеватых текстур.

Ниже приводится краткая характеристика типичных представителей метаморфических пород динамометаморфизма и автометаморфизма, которая используется студентами при выполнении лабораторной работы.


Рисунок 10.1 – Идиобластовая, гранобластовая структура	Рисунок 10.2 - Гомеобластовая структура