Метаморфические породы это горные породы, которые образовались в результате изменений физико химических условий, благодаря движению земной коры происходит изменение давления температуры и других факторов, которые влияют на изменение состава пород.
Подразделяются на несколько категорий например метаморфические горные породы: Гнейсы. Кристаллические сланцы. Хлоритовые и тальковые сланцы. Амфиболиты, мраморы, кварциты. Скарны и роговики, яшмы.
Что такое метаморфические породы
Метаморфические горные породы в большинстве случаев представляют глубоко преобразованные первично-осадочные или из верженные породы.
В которых подверглись глубокому изменению не только минералогический состав и структура, но иногда и хи-мический состав первоначальных пород.
При этом нужно заме-тить, что между породами метаморфизованными и теми материи скими породами, из которых они образовались, часто наблюдаются постепенные переходы.
Так, плотные известняки часто связаны переходами с мраморами, граниты —с гнейсами, породы группы габбро — с образовавшимися из них амфиболитами и т. д.
К метаморфическим породам относятся гнейсы, кристаллические сланцы разных типов — хлоритовые, слюдяные, тальковые, а также амфиболиты, змеевики, мраморы, кварциты, роговики и филлиты.
Виды метаморфизма
Горные породы сохраняют свой первоначальный характер, пока внешние условия, при которых они образовались, главным образом температура и давление, остаются прежними.
При изменении этих условий происходит изменение и горной породы. При этом изменяется не только структура породы, но и ее минералогический состав.
Последний претерпевает такие перегруппировки составляющих его компонентов, которые способствуют образованию более устойчивых для данных условий минеральных ассоциаций.
Так, сильные давления способствуют образованию, наиболее плотно заполняющих пространство атомами, кристаллических решеток, т. е. соединений с большим удельным весом.
Так, вместо породы, состоящей из Лабрадора и диопсида, образуется порода, сложенная гранатом и щелочным авгитом — омфацитом.
Главными факторами преобразования горных пород являются:
1) Высокая температура,
2) Высокое давление,
3) Влияние раскаленных газов и других веществ, выделяющихся из магмы,
4) Действие проникающих в породу водных растворов.
В зависимости от того, какой из четырех упомянутых агентов играл наибольшую роль, различают следующие виды метаморфизма:
1. Термальный метаморфизм (пирометаморфизм)—тепловой — обусловлен исключительно высокой температурой на непосредственных контактах с магмой, без участия минерализаторов и, таким образом, представляет, в сущности, явление «контактового метаморфизма».
2. Контактовый метаморфизм — наблюдается на контакте с большинством магматических пород и обусловлен как изменением соприкасающихся пород под влиянием высокой температуры расплавленной магмы (термальный метаморфизм), так и действием летучих и растворенных в горячих ювенильных водах минерализаторов.
В результате подвергшиеся контактовому метаморфизму породы претерпевают существенное химическое и минералогическое изменение.
И превращаются в так называемые контактовые роговики и скарны. Последние являются примером контактового метасоматоза.
В большинстве случаев отдельные виды метаморфических пород образуются при одновременном действии высокого давления и температуры, а также проникающих в них водных растворов.
3. Гидатометаморфизм — явление, обусловленное действием водных растворов, изменяющих как химический состав породы, так и ее физические свойства.
Примером может служить образование серпентинитов из ультраосновных пород.
4. Динамометаморфизм — изменение горных пород под влиянием высокого давления при процессах горообразования или при погружении породы на значительную глубину.
Характерным примером может служить образование милонитов — тонкораздробленных и вновь сцементированных пород обычно гранитного состава.
В настоящее время рассматривают кристаллические сланцы, как продукты преобразования магматических и осадочных горных пород, иногда в сильной степени инъектированных магматическими породами.
Преобразования эти происходили в так называемых глубинных зонах земной коры, причем в зависимости от состава первоначальных горных пород.
А также и от температуры и давления, могли получаться очень разнообразные метаморфические породы или кристаллические сланцы.
Зоны или фации метаморфизма
Как указывалось выше, явления метаморфизма могут протекать при весьма различных условиях давления, температуры и разнообразного состава метаморфизующихся пород.
Особо важную роль в этих процессах играет температура.
Она может быть весьма различной под влиянием явлений прогрева, вызываемых наличием расплавленных масс, находящихся в зонах метаморфизма.
При этом глубина залегания пород, ранее принимавшаяся как главный фактор метаморфизма, уже не может играть приписывавшейся ей роли.
Отсюда и принятые в литературе термины Грубенманна — эпи-, мезо- и ката-зоны теряют свое значение глубинности и сохраняют лишь понятие о степени метаморфизма.
Эпизоне Грубенманна соответствует первая степень метаморфизма, для которой характерно присутствие альбита, слоевых силикатов типа хлорита, серпентина, талька, серицита, также таких минералов как эпидот, актинолит и кварц.
Следует сразу отметить, что кварц присутствует во всех условиях метаморфизации и указывает, что эти процессы протекают при сравнительно невысоких температурах (менее 900°).
Для пород первой стадии метаморфизма характерна также устойчивость карбонатов.
Вторая, более интенсивная степень метаморфизма, соответствующая мезозоне Грубенманна, характеризуется устойчивостью таких минералов, как средние плагиоклазы, гранаты, амфиболы типа роговой обманки, слюды — биотит и мусковит и такие специфические минералы как кианит и ставролит.
Наиболее интенсивная степень метаморфизма (катазона Грубенманна) характеризуется устойчивостью основных плагиоклазов, микроклина, пироксенов, граната, кордиерита, силлиманита, шпинели и др.
При еще более интенсивных факторах метаморфизма (плутонометаморфизм) развиваются явления частичного выплавления эвтектик (мигматизация и анатексис).
А затем могут появиться процессы полного переплавления пород (палингенез).
Явления повышенного давления как следствия статической нагрузки, с одной стороны, так и динамических факторов (парообразующие процессы).
С другой — вызывают также типичные реакции, приводящие к образованию слоевых силикатов или соединений с сильно уплотненными кристаллическими решетками, и следовательно, высоким удельным весом (гранаты, кианит, ставролит и др.).
Как указано, минералогический состав породы обусловливается температурой и отчасти давлением, с одной стороны, и химическим составом метаморфизующихся пород — с другой.
Таким образом, породы, называемые серицитовыми сланцами, могут получаться и из глинистых осадочных пород, с одной стороны, и иа магматических (кварцевых порфиров)—с другой.
Резко отличные условия метаморфизма приводят к образованию и резко отличных метаморфических пород.
Так, глинистые сланцы в условиях начальных стадий метаморфизма превращаются через филлиты в серицитовые сланцы.
В условиях более интенсивного метаморфизма из тех же исходных пород образуются уже более сильно измененные биотитовые или мусковитовые сланцы.
Наиболее интенсивный метаморфизм приводит к формированию пород, называемых гнейсами.
В тех случаях, когда возможно восстановить, из каких исходных пород — осадочных или магматических — образовались метаморфические породы.
Им присваивается название с приставкой пара в случае осадочных пород и орто в случае магматических.
Высокие давления имеют и еще одно весьма существенное следствие. Так как процесс метаморфизма идет в твердой среде, давление приобретает определенную направленность (стресс).
Такое направленное давление оказывает значительное влияние на структуру и текстуру породы.
Кристаллы обнаруживают повышенную растворимость в направлении давления и напротив тенденцию к усиленному росту в перпендикулярном направлении.
Следствием этого является вытягивание кристаллов в одном направлении и появляется сланцеватость. Она очень часто не соответствует первоначальной слоистости породы.
Точное изучение направлений вытянутости кристаллов позволяет весьма определенно судить о направлениях тектонических сил, изменивших породы.
Этими вопросами занимается наука, называемая петротектоникой. За последнее время она получает все большее развитие в советской геологической науке.
Гнейсы
Гнейсами называют породы более или менее сланцеватого сложения, в большинстве случаев состоящие из кварца, полевого шпата и слюды или роговой обманки.
Эти минералы расположены в них не беспорядочно, как в граните или диорите, а ориентированно или слоями.
В чем и заключается главное отличие гнейсов от соответствующих по минералогическому составу массивно-кристаллических пород.
Между гранитами и гнейсами нередко наблюдаются постепенные переходы. В зависимости от того, насколько ясно выражена слоистость, такие метаморфические горные породы называют гранит о-гнейсами или гнейсо-гранитами.
Некоторые гнейсы отличаются резко выраженной полосчатостью, зависящей от преобладания в отдельных слоях темных или светлых минералов; такая полосчатость особенно хорошо заметна, если в одних слоях скопляются темные листочки биотита, а в других—светлые полевые шпаты и кварц.
Встречаются гнейсы, в которых наблюдаются светлые пятна полевого шпата чечевицеобразной формы, обведенные каемками темных минералов; такие гнейсы называются очковыми.
Наконец, встречаются гнейсы, равномерно окрашенные, нередко в темные цвета.
По происхождению различают ортогнейсы, которые обычно образуются из древних докембрийских или палеозойских гранитных пород.
Слагающих древние кристаллические щиты и застывавших при одновременном сильном одностороннем давлении в результате действия горообразующих сил.
И парагнейсы, представляющие главным образом продукты метаморфизации аркозовых песчаников и некоторых других осадочных пород.
Парагнейсы характеризуются нередко резко выраженной сланцеватостью. К парагнейсам относятся, между прочим, и упомянутые выше «очковые» гнейсы.
Гнейсы широко распространены главным образом в свитах древних метаморфических пород, составляя главную их массу.
В СНГ гнейсы встречаются на Украине в пределах Южнорусской кристаллической полосы, на Урале, на Кавказе, в горных хребтах Средней Азии, Восточной Сибири, в Карелии и других районах СНГ.
Гнейсы и гранито-гнейсы применяются для строительных целей и для мощения улиц, как и граниты, но уступают последним по прочности.
Так как благодаря слоистому расположению минералов они легче выветриваются и разрушаются по направлению сланцеватости, чем породы зернисто-кристаллического строения.
Кристаллические сланцы
К кристаллическим сланцам принадлежат слюдяные сланцы, филлиты, хлоритовые, тальковые сланцы и породы переходных типов — слюдяно-хлоритовые, серицитовые сланцы и т. п.
Слюдяные сланцы отличаются резко выраженным сланцеватым сложением, а нередко также и плойчатостью.
Главными составными частями слюдяных сланцев являются слюды, чаще всего мусковит или биотит, иногда оба вместе, и, кроме того, кварц.
При преобладании кварца слюдяные сланцы переходят в кварциты, а в присутствии полевых шпатов — в гнейсы.
Иногда в массе их встречаются кристаллы граната, турмалина, а в отдельных случаях также чешуйчатые агрегаты графита.
Слюдяные сланцы являются породами, широко распространенными, в особенности среди образований архейской группы. В СНГ слюдяные сланцы развиты на Урале, в Карелии, в Сибири и других районах.
Из отдельных видов слюдяных сланцев нужно отметить графито-слюдяные сланцы, в которых в довольно значительном количестве присутствует графит в виде более или менее крупных чешуи и чешуйчатых агрегатов с металловидным блеском.
Иногда графит образует мелкие чешуйки и зерна, окрашивающие породу в черный или темносерый цвет.
При значительном содержании и высоком качестве графита сланцы разрабатываются для извлечения последнего, например, на Украине, в районе г. Жданова и в особенности в Прибугском районе (Завальевское месторождение), где построена обогатительная фабрика.
Филлиты
Филлиты это тонко-сланцеватые породы зеленого, красноватого, серого и черного цветов; отличаются от глинистого сланца только более блестящей поверхностью сланцеватости, на которой блестят тонкие чешуйки серицита.
Кроме того, в них заметны узелки, зернистые прослои и линзочки кварца вторичного происхождения.
Иногда встречаются включения зерен граната, биотита, альбита, ильменита, пирита и других минералов.
По сравнению со слюдяными сланцами, с которыми они очень сходны, филлиты гораздо менее метаморфизованы и раскристаллизованы.
Хлоритовые и тальковые сланцы
Окрашены обычно в зеленые цвета различных оттенков и обладают сланцеватым сложением.
Хлоритовые сланцы
Состоят главным образом из листочков зеленого хлорита; кроме того, в них присутствуют магнетит, части в виде хорошо образованных небольших кристаллов, актинолит, эпидот, изредка также альбит.
Иногда количество какого-либо из второстепенных минералов увеличивается настолько, что он приобретает преобладающее значение, и сланцы получают соответственное название.
При преобладании актинолита получаются актинолито-хлоритовые сланцы; при значительном увеличении количества эпидота и в присутствии альбита — хлорито-эпидотоальбитовые сланцы и т. д.
Сланцы последних двух типов широко развиты на Урале, где они являются продуктами метаморфизации порфиритов и порфиритовых туфов.
Особенно сильно метаморфизованы порфириты в области Среднего Урала.
Благодаря появлению вторичной актинолитовой роговой обманки — обычно в виде удлиненных кристаллов,— хлорита, а иногда и эпидота, породы эти окрашены в фисташково-зеленый цвет.
Кристаллы плагиоклаза теряют правильные очертания и принимают вид мелких, как бы вздутых линзочек, вытянутых в направлении сланцеватости.
В результате этих изменений порфириты превращаются в совершенно не похожие на них породы, носящие название зеленых актин олитовых, зеленых альбит офировых и хлорито-эпидотоальбитовых сланцев.
Туфы порфиритов, в результате подобных же изменений, также превращаются в зеленые сланцы различного состава.
Тальковые сланцы, жирные на ощупь, часто белые, широко распространены на Урале и состоят главным образом из чешуек талька.
Кроме того, они содержат в большем или меньшем количестве магнезит, хлорит, слюду (серицит), роговую обманку, реже другие минералы.
Тальковые и хлоритовые сланцы, по сравнению со слюдистыми сланцами и гнейсами, играют подчиненную роль и встречаются преимущественно в верхних горизонтах свит кристаллических сланцев.
Они образовались главным образом из основных магма тических пород, как, например, диабазов, габбро, а иногда, как упомянуто выше, являются продуктами видоизменения порфиритов и их туфов.
В некоторых случаях тальковые сланцы могли получиться и при гидрохимической метаморфизации серпентинитов.
Тальковые сланцы используются для получения талькового порошка, а также для изготовления огнеупорных кирпичей, причем тальк нагреванием превращается в форстерит (Mg2SiО4).
Амфиболиты, мраморы, кварциты
Амфиболиты. Метаморфические породы сланцеватой, реже плотной структуры.
Они состоят главным образом из роговой обманки и полевого шпата; кроме того, в них иногда присутствуют гранаты, эпидот, пироксены и биотит.
Амфиболиты образуются в результате метаморфизации различных пород группы габбро, а также диоритов; иногда можно наблюдать образование амфиболитов из осадочных пород—магнезиальных мергелей.
Во внутренней контактовой зоне эти породы более крупнозернисты и состоят из крупных индивидуумов роговой обманки, как бы сцементированных промежуточной массой из полевых шпатов.
В наружных зонах массивов они мелкозернисты, окрашены в темный зеленовато-серый цвет и отличаются ясно сланцеватой текстурой.
Амфиболиты не пользуются большим распространением и образуют обыкновенно залежи и небольшие участки среди метаморфических пород, преимущественно гнейсов и слюдяных сланцев.
В СНГ амфиболиты встречаются на Урале, где нередко наблюдаются переходы габбровых пород в типичные амфиболиты.
Мрамор
Мрамор это однородная равномерно зернистая порода, являющаяся продуктом перекристаллизации различных известняков, а иногда также и доломитов, под влиянием высокой температуры или большого давления.
Мрамор состоит из агрегата зерен известкового шпата мозаичной структуры, к которому иногда примешиваются небольшие количества силикатных минералов, как, например, кварца, амфибола, пироксена, гранатов, а изредка и полевых шпатов.
Мраморы, расположенные особенно близко к контакту с магмой, отличаются особенной крупнозернистостью и часто окрашены в синеватый, желтый или красноватый цвет.
На большом расстоянии от контакта мрамор имеет белый или серовато-синеватый цвет, причем последние разновидности особенно мелкозернисты.
Месторождения мрамора
В СНГ имеется много месторождений мрамора на Урале.
Особенно славятся серые мраморы Уфалейского района, черный Каркадинский мрамор, белые: Сугомакский мрамор (Кыштым-ский горный округ), Коэлгинский и Прохоро-Баландинский (Челябинский район) и др.
Месторождения доломитового мрамора имеются в Карелии, в окрестностях Петрозаводска, откуда он добывался для облицовки б. Исаакиевского собора и многих дворцов Ленинграда.
Очень богаты цветными мраморами Грузинская и Армения.
Применение мрамора
Мрамор применяется для орнаментных и облицовочных работ, а лучшие белые сорта, наиболее тонкозернистые, с однородным строением — для художественных скульптурных работ.
Особенно широкое применение нашли себе различные мраморы в облицовке станций Московского метрополитена.
Кварциты
Кварциты это метаморфические породы с перекристаллизованными зернами кварца и кварцевым цементом, соединенными в одну сплошную массу.
Они представляют очень прочный строительный и облицовочный материал, отличающийся высокой твердостью и с трудом поддающийся обработке.
Некоторые кварциты очень красивы в полированном виде и применяются в качестве поделочного камня.
Месторождения кварцита
В СНГ особенно славятся кварциты, добываемые в Карелии, как, например, тёмно-красный шокшинский кварцит, добываемый близ с. Шокша в 60 км к югу от Петрозаводска.
Из него, между прочим, сделаны части мавзолея Ленина—Сталина и гробница Наполеона в Париже, зеленовато-серый каменноборский кварцит, светло-красный пухтинский кварцит, добываемый на р. Пухте, в 40 км от Петрозаводска.
Замечательно красив болорецкий кварцит, добываемый на Алтае.
С сильно метаморфизованными железистыми кварцитами связаны крупнейшие в СНГ месторождения железных руд —гематита и магнетита — в районе Кривого Рога на Украине и в районе Курской магнитной аномалии.
Криворожские месторождения представляют узкую полосу чрезвычайно сильно дислоцированных и метаморфизованных железистых кварцитов докембрийского возраста, общей длиной до 210 км, залегающих поверх толщи хлоритовых и амфиболитовых сланцев.
Железистые кварциты представляют тонкослоистые породы, состоящие из магнетита, гематита и кварца и содержащие от 25 до 40% Fe.
Если принять во внимание только богатые железом разновидности кварцитов («джеспилиты»), то в них одних заключаются огромные запасы железа.
Среди железистых кварцитов встречаются залежи чистого гематита линзообразной формы, несколько вытянутые по простиранию с содержанием Fe 60—69%.
Разработка этих залежей в крупном масштабе началась еще в 1881 г.; в настоящее время они являются главной рудной базой черной металлургии Юга СНГ.
В районе Курской магнитной аномалии под толщей осадочных пород мощностью 100—230 м залегают железистые кварциты типа криворожских; но обычно они содержат не гематит, а магнетит.
Скарны и роговики, яшмы
При воздействии магмы, вторгшейся в осадочные толщи, образуются метаморфические породы гораздо более ограниченного, чем сланцы, распространения.
В зависимости от исходного состава вмещающих пород образуются из карбонатных пород скарны, а из глинистых — роговики.
Скарны
Обычно имеют темный цвет, крупно-кристалличны и в основном состоят, как правило, из гранатов и пироксенов; в них встречается, кроме того, много других кальцийсодержащих минералов: эпидот, скаполит, волластонит.
Часто образование скарна сопровождается выделением больших количеств магнетита (Магнитогорск), сульфидных медных руд (Урал), а также руд вольфрама и молибдена (Кавказ, Средняя Азия).
Роговики
Образуются из глинистых сланцев и эффузивных зеленокаменных пород, метаморфизованных в контакте с интрузивными породами, чаще всего гранитами.
Роговики представляют серую или белую плотную микрокристаллическую породу без сланцеватости с раковистым изломом.
Из минеральных новообразований в роговиках встречаются кварц, биотит, магнетит, ортоклаз, амфиболы и пироксены.
Для роговиков характерна мостовидная или роговиковая структура, весьма сходная со сложением булыжной мостовой.
В СНГ роговики часто встречаются на Алтае, где они являются вмещающими породами полиметаллических рудных месторождений, известны они и в некоторых других районах.
С роговиками иногда весьма сходны яшмы, являющиеся породами, сложенными преимущественно тонкозернистым кварцем или халцедоном.
Яшмы обычно содержат много примесей — гематит, эпидот, хлорит и пр. Они являются либо слабо измененными осадочными кремнистыми породами, либо породами метаморфического характера.
Их применение, как красивого поделочного камня, общеизвестно.
Яшмы приурочены к дислоцированным районам развития эффузивных пород и широко распространены на Южном Урале, Казахстане и Алтае.
Часто задаваемые вопросы и ответы по метаморфические горные породы?
Что такое метаморфические горные породы?
Метаморфические горные породы это породы которые образовались в результате изменений в окружающей среды, например извержения вулканов, изменения давления на породы, изменение влажности и т.д.
В результате чего изменяется их состав.
Как образуются метаморфические горные породы?
Например амфиболиты образуются в результате метаморфизации различных пород группы габбро, ортогнейсы, обычно образуются из древних докембрийских или палеозойских гранитных пород.
Роговики образуются из глинистых сланцев и эффузивных зеленокаменных пород, метаморфизованных в контакте с интрузивными породами, чаще всего гранитами.
К метаморфическим горным породам относятся (список)?
1. Кристаллические сланцы.
2. Хлоритовые и тальковые сланцы.
3. Амфиболиты, мраморы, кварциты.
4. Гнейсы.
5. Скарны и роговики, яшмы.
Статья на тему Метаморфические породы