Метаморфічні породи регіонального метаморфізму

Гірські породи регіонального метаморфізму представлені трьома групами:

а) група гірських порід прогресивного метаморфізму;

б) група гірських порід регресивного метаморфізму;

в) група гірських порід ультраметаморфізму.

Метаморфічні гірські породи прогресивного метаморфізму. Формування цих гірських порід проходить на значних глибинах при високих температурах (700-800°С) і тисках (до 1000 МПа). Найбільш поширеними серед них є гнейси різного складу, високотемпературні гранітові амфіболи та еклогіти.

Гнейси – метаморфічні гірські породи, які складаються із кварцу, калієвого польового шпату, плагіоклазу і темноколірних мінералів. За характером вихідних порід виділяють парагнейси та ортогнейси. Перші утворюються в процесі глибокого метаморфізму осадових гірських порід, а другі – магматичних гірських порід. За мінеральним складом виділяють плагіоклази, біотитотові, мусковітові, двослюдяні, амфіболові, піроксенові та інші гнейси. Особливий вид – лужні гнейси, які містять темноколірні лужні піроксени та амфіболи.

За структурними і текстурними ознаками розрізняють деревоподібні, очкові, стрічкові, листуваті та інші гнейси. Найбільш типові гнейси для давніх докембрійських комплексів. Серед них знаходяться так звані сірі гнейси, які належать до одних з найдавніших утворень Землі.

Фізико-механічні властивості гнейсів залежно від властивостей і ступеня розсланцьованості коливаються в значних межах: густина – 2650-2870 кг/м³; пористість – 0,5-3,0%; водопоглинання – 0,2-2,3%.

Гнейсові породи застосовуються переважно для одержання щебеню та побутового каменю. Найбільш щільні різновидності гнейсо-гранітів використовуються як облицювальний камінь. Із специфічними лужними гнейсами пов’язані великі родовища руд рідкісних елементів (ніобію, танталу, рідкісних земель, берилу та ін.).

Амфіболіти – темнозернисті гірські метаморфічні породи, які складаються з багатого глинистого амфіболу, плагіоклазу та іноді гранату. Утворюються вони при регіональному і контактовому метаморфізмі. Текстура амфіболів масивна, листувата або лінійна. Структура – гранобластова, нематобластова або фібробластова. Листуватість порід зазвичай зумовлена орієнтованим розташуванням рогової обманки та біотиту.

Амфіболіти утворюються за рахунок вихідних порід різноманітного складу – із вивержених порід основного складу, рідше за рахунок ультраосновних вивержених порід, осадів мергелистого складу, а також туфів та туфогенно-осадових порід. За характерними мінералами розрізняють біотитові, гранатові, кварцові, кіанітові та інші амфіболи. Зустрічаються вони переважно в районах розвитку метаморфічних порід докембрійського віку.

Густина амфіболів 2900-3150 кг/м³; пористість 0,1-0,34 %; опір стисненню 81-264 МПа.

Використовуються амфіболіти як будівельний камінь, а його чорні різновидності як виробничий та облицювальний камені. Переважно вони не утворюють великих родовищ і розробляються разом із вміщуючими породами – гнейсами і граніто-гнейсами.

Еклогіти – глибинні метаморфічні або магматичні гірські породи, які складаються із граніту і піроксену. Як другорядні та акцесорні мінерали зустрічаються рутил, графіт, алмаз, флогопіт та інші мінерали. Структура – гранобластова. Текстура – масивна. За хімічним складом він відповідає базальтам і габро. Експериментально встановлено, що еклогіти утворюються в широкому діапазоні температур (350-1200°С), при високому тиску понад (0,75 ГПа). Зустрічаються в різних геологічних обстановках. Вони часто у вигляді ксенолітів зустрічаються в алмазоносних кімберлітових трубках. З еклогітом пов’язані родовища рутилу та алмазів.

Метаморфічні породи регресивного метаморфізму. Формування цих порід відбувається при порівняно низьких температурах (100-400°С) і тисках. Найбільш поширеними серед них є слюдяні кристалічні сланці, мармури і кварцити. Перші два типи порід охарактеризовані вище в даному розділі, а тому зупинимось тільки на характеристиці кварцитів.

Кварцити – гірські породи регіонального метаморфізму, складені в основному зернами кварцу, макроскопічно нерозпізнаними між собою, що зливаються у суцільну щільну масу із занозистим або раковистим зламом. За вмістом в складі кварциту мінералів виділяють слюдисті, гранатові, роговообманкові кварцити та ін. Утворення кварцитів пов’язане із суттєвою перекристалізацією кварцових пісків в процесі регіонального метаморфізму. До кварцитів відносять також й перекристалізовані гірські породи, що утворились із кремнеземнистих гелів хемогенного походження.

Такі кварцити складають основну частину формації залізистих кварцитів. На відміну від кварцитів уламкового походження, які навіть при сильному метаморфізмі зберегли високу пористість або легко руйнуються і вилужнюються (особливо карбонатні), хемогенні різновидності характеризуються великим вмістом SiO₂ (95-99%), високою вогнетривкістю (1710-1770°С) і механічною міцністю.

Кварцити залягають серед різноманітних метаморфічних гірських порід у вигляді суцільних пластових тіл великої протяжності. Особливо широко кварцити розповсюджені у відкладах протерозою. Багато різновидностей кварцитів являють собою цінні корисні копалини. Залізисті кварцити є найважливішою залізною рудою (Кривий Ріг, Курська магнітна аномалія та ін.). Кварцити, в яких вміст SiO₂ досягає 98-99%, використовуються для виготовлення дінасових вогнетривких виробів, для одержання металевого кремнію і його сплавів, а також як флюс в металургії. Кварцит застосовують як будівельний, облицювальний та декоративний камінь.

Особлива різновидність кварцитів – це вторинні кварцити. Вони являють собою метасоматичну гірську породу, складену із кварцу з домішками серициту, каолініту, корунду, топазу та інших мінералів. З вторинними кварцитами пов’язані родовища золота, міді, молібдену, алуніту, поліметалів і колчеданів. Вторинні кварцити характеризуються надзвичайно високою міцністю і широко використовуються як абразивні матеріали.

Метаморфічні породи ультраметаморфізму. Цей тип метаморфічних гірських порід характеризується глибокою метаморфізацією аж до часткового розплавлення материнських порід. Температури досягають 900-1100°С. Формування цих порід проходить на великих глибинах (15-20 км). Ультраметаморфізм має різко аллохімічний характер і супроводжується магматичним заміщенням і дебазифікацією порід. Із них виносяться основи CaO, MgO та ін. і накопичуються SiO₂, K₂O, Na₂O. З цим процесом здебільшого пов’язується утворення граніто-гнейсового шару континентальної земної кори та екстенсивний розвиток корового гранітного магматизму. З даним типом метаморфізму пов’язане формування ін’єкційних гнейсів, мігматитів і граніто-гнейсів.

Граніто-гнейси – повнокристалічні смугасті або сланцюваті гірські породи, аналогічні за складом граніту. За структурою займають проміжне положення між гранітом і гнейсом. Текстура зумовлена субпаралельним розташуванням таблитчастих і призматичних кристалів (слюди, рогової обманки, польового шпату) та видовжених включень, а також скупченням окремих мінералів в почергові смуги або прошарки.

Багато дослідників вважають граніто-гнейси гранітами, кристалізація яких пройшла в глибинних зонах земної кори при застиганні магматичних розплавів в умовах скерованого тиску. Тіла таких порід мають січні контакти з вміщуючими породами.

Граніто-гнейси можуть також являти собою продукт метасоматозу (гранітизації) раніше утворених гірських порід. Відрізнити магматичні граніто-гнейси від метасоматичних досить важко. Часто магматичні або метасоматичні граніто-гнейси називають гнейсо-гранітами.

Серед граніто-гнейсів за мінеральним складом виділяють суттєво плагіоклазові, лужно-польовошпатові і двопольовошпатові різновидності. За лужністю вони поділяються на нормальні та лужні.

Граніто-гнейси утворюються лише в зонах високого метаморфізму і тісно асоціюють з гнейсами різного складу. Особливо широко вони розповсюджені в докембрійських кристалічних щитах (Балтійський, Український та ін.). Використовуються граніто-гнейси як будівельний та облицювальний матеріал.

Мігматити – гірські породи, що являють собою суміш магматичного матеріалу з реліктовим матеріалом метаморфічних порід. Утворюються при неповно пройденому магматичному заміщенні метаморфічних порід різного складу високих ступенів метаморфізму, коли магматичний розплав пронизує породу, яку він заміщує. Мігматити переважно пов’язані з гранітоїдним магматизмом.

За текстурними ознаками розрізняють смугастий, лінзовидно-смугастий, метабластичний, порфіробластовий, брекчієподібний мігматити. За хімічними і фізичними властивостями мігматити різноманітні і проміжні між різними метаморфічними і магматичними породами. Розповсюджені серед метаморфічних комплексів кристалічного фундаменту, де можуть складати надзвичайно великі території.

До складу мігматитів входять кварц, польові шпати, слюди та деякі інші мінерали. Забарвлення сіре, різних відтінків. Структура кристалобластова; текстура смугаста.

Ін’єкційні гнейси характеризуються тим, що в зони напластування первинних гірських порід проникали магматичні розплави типу тонких ін’єкцій, які розкристалізовували і формували даний тип порід. Проникнення ін’єкцій магми в міжпрошарковий простір материнської породи супроводжувалося метасоматичними змінами первинних порід, що в свою чергу сприяло формуванню цілої гами нових мінералів. Забарвлення цих порід сіре до темно-сірого. Вони складені переважно кварцом і польовими шпатами. Із другорядних мінералів присутні біотит, мусковіт, циркон, апатит та інші. Структура гранобластова; текстура смугаста.

Дата добавления: 2015-11-14