Метаморфизм

 

Совместно с железистыми кварцитами часто встречаются древние зеленокаменные породы (метаморфизованные основные лавы). Железистым кварцитам свойственна большая кремнистость, обилие и особая чистота железа (малофосфористость), присутствие лептохлоритов и сидерита, тонкозернистость, тонкая полосчатая слоистость, крайняя редкость оолитовых, косослоистых и грубообломочных прослоев.

 

Фациальное своеобразие докембрийских толщ железистых кварцитов, сильно отличающее их от обычных оолитовых шамозитовых руд и от большинства других железорудных фаций последующих геологических периодов, возможно, объясняется особыми неповторимыми условиями их образования. Большинство исследователей связывают докембрийские толщи железистых кварцитов с древними геосинклинальными областями и с особыми условиями отложения в докембрийских морях.

 

При содержании железа свыше 25 – 30% железистые кварциты являются промышленной железной рудой, требующей обогащения. С ними связаны крупнейшие пластовые месторождения богатых малофосфористых железных (магнетитовых, мартитовых, гематитовых) руд с содержанием Fe более 50%. Большие месторождения железистых кварцитов в России находятся в районах Курской магнитной аномалии и на Кольском полуострове. Известны также месторождения в Украине (Кривой Рог, Кременчуг), в США (район Верхнего Озера), Канаде (п-ов Лабрадор), Бразилии, Индии, Южной Африке. Синонимы: железистые роговики, джеспилиты.

 

Рис. 7. Волнистая текстура джеспилита

 

Амфиболиты — метаморфическая горная порода, состоящая из амфибола, плагиоклаза и минералов-примесей. Роговая обманка, содержащаяся в амфиболитах, отличается сложным составом и высоким содержанием глинозёма. В противоположность большинству метаморфических пород высоких стадий регионального метаморфизма амфиболиты не всегда обладают хорошо выраженной сланцеватой текстурой. Структура амфиболитов гранобластовая (при склонности роговой обманки к образованию удлинённых по сланцеватости кристаллов), нематобластовая и даже фибробластовая. Амфиболиты могут образовываться как за счёт основных изверженных пород — габбро, диабазов, базальтов, туфов и др., так и за счёт осадочных пород мергелистого состава. Переходные разности к габбро называются габбро-амфиболитами и характеризуются реликтовыми (остаточными) габбровыми структурами. Амфиболиты, возникающие за счёт ультраосновных горных пород, отличаются обычно отсутствием плагиоклаза и состоят практически целиком из роговой обманки, богатой магнием (антофиллит, жадеит). Различают следующие виды амфиболитов: биотитовые, гранатовые, кварцевые, кианитовые, скаполитовые, цоизитовые, эпидотовые и др.

 

 

Рис. 8. Роговообманковый амфиболит

 

 

Вышеперечисленные породы сформировались в архее – протерозое, т.е. реконструировать процессы минералообразования при метаморфизме очень сложно. Во-первых процессы протекали в большом промежутке времени (около 3 млрд лет). Во-вторых, они закончили свою работу 500 – 600 млн лет тому назад.

 

Для наглядности рассмотрим образование гнейсов, которые являются вмещающими породами для гранитов, пегматитов, кварца, эпидота.

 

Метаморфизм горных пород с изменением только содержания летучих компонентов (H2O, CO2, O2) условно называется изохимическим, а связанный с изменением содержания породообразующих компонентов (K2O, Na2O, CaO) — аллохимическим, так называемый метасоматоз.

 

Возраст метаморфических пород (3500 – 600 млн лет) свидетельствует о том, что метаморфизм это длительный во времени процесс. В архее и нижнем протерозое формируются гнейсы и крупные массивы гранитов, гранодиоритов. Заключительным этапом метаморфизма можно считать формирование пегматитовых жил, становление которых закончилось к концу протерозоя. В относительно молодых структурах (начиная с палеозоя) метаморфические породы не встречаются. Примером могут служить породы Донбасса, где на больших глубинах устанавливаются высокие температуры, но метаморфических пород (гнейсов) нет.

 

Критерием для распознания метаморфического процесса служит полосчатая, сланцевая текстура.

 

Закономерности распределения пород и породных комплексов в местах метаморфизма. Породы, находящиеся в различных частях погружающейся геосинклинальной структуры, испытывают различное давление, а следовательно, и различную температуру и агрессивность флюидов. Все это приводит к формированию различных минеральных ассоциаций или различных метаморфических пород.

 

Совокупность метаморфических горных пород различного состава, отвечающих определённым условиям образования и распределяющихся в определенной закономерности в пределах геосинклинали, называют фациями метаморфизма (или фациальным рядом). Определяющие факторы их формирования – прежде всего давление, температура и агрессивность флюидов.

 

 

Рис. 9. Распределение метаморфических пород в пределах геосинклинальной структуры. 
 
На больших глубинах образуются гнейсы, на средних – сланцы, на малых – аргиллиты  

 

 

 

 

 

 

 

 

Закономерности распределения метаморфических пород можно наблюдать на геолого-структурной карте мира.

 

 

Рис. 10. Геолгическая карта мира

 

На карте видно, что самые древние породы на планете Земля – щиты (выделены красным цветом), представленные гранито-гнейсовыми породами. Они сформировались 2,6 млрд лет назад.

 

6. РОЛЬ МЕТАМОРФИЗМА В ОБРАЗОВАНИИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Изучение метаморфических пород представляет большой практический интерес, так как с ними связано огромное количество важнейших полезных ископаемых. Крупнейшие месторождения железа (Кривой Рог, Курская магнитная аномалия и др.) связаны с регионально метаморфизованными породами. Многочисленны месторождения руд железа (магнетит и гематит), полиметаллов (меди, свинца и цинка), редких металлов (шеелита, молибденита, оловянного камня). Особенно многочисленны месторождения полиметаллов, золота и т.д. Многие метаморфические породы сами по себе являются полезными ископаемыми и используются как строительный и декоративный камень; так, например, стены Московского метрополитена облицованы различными метаморфическими породами: мраморами Урала, Кавказа и Алтая, гнейсами, яшмами и др. Широко применяются метаморфические породы для сооружения пьедесталов памятников, колонн и т. п. 
В геологии, как известно, выделяют динамометаморфизм и контактовый метаморфизм, определяемые другими факторами и другим механизмом.Контактовый метаморфизм определяется магматизмом, динамометаморфизм и тектоногенезом.

Поэтому они не могут относиться к разновидностям метаморфизма. Контактовый метаморфизм и динамометаморфизм только вносят путаницу в понимание метаморфизма.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Хотим еще раз подчеркнуть, что целью данной главы было ввести читателя в курс проблем метаморфической геологии и дать краткую характеристику основных понятий, используемых далее при обсуждении вопросов соотношения метаморфизма. Тем же, кто намерен более глубоко вникнуть в метаморфические проблемы, рекомендуем изучит четыре тома "Фаций метаморфизма" под редакцией В.С. Соболева, изданной в 1970-1974 гг. и до сих пор остающейся наиболее полной сводкой по проблемам метаморфизма. Желающим же быть в курсе современных разработок в метаморфической геологии рекомендуем читать журнал "Journal of Metamorphic Geology". К сожалению, в России нет специализированного журнала, посвященного проблемам метаморфизма. Отдельные статьи по метаморфизму можно найти в журналах "Петрология", "Геология и геофизика", "Геотектоника" и в некоторых других изданий. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

 

1. Добрецов Н.Л., Соболев В.С., Ушаков Е.И. Теоретические основы метамор-физма. Новосибирск: Изд-во Новосиб. ун-та, 1974. – 182 с.
2. Кортусов М.П. Метаморфические горные породы. Томск: ТГУ, 1984. – 120 с.
3. Миясиро А. Метаморфизм и метаморфические пояса. М.: Мир, 1976. – 535 с.
4. Карлович И.А. Геология: Учебное пособие для вузов. – 3-е изд. – М.: Академический Проект: Трикста, 2005. – 704 с. – (Серия «Gaudeamus»)
5. Добрецов Н.Л., Соболев В.С., Ушаков Е.И. Метаморфические фации и фор-мации. Новосибирск: Изд-во Новосиб. ун-та, 1980. – 92 с.