Новосибирский государственный

1.2.1. Региональный метаморфизм

Давления при региональном метаморфизме могут быть весьма различными, достигая десятков тысяч атмосфер (десятков килобар) на глубине и в зонах глубинных разломов (в условиях стресса). Каковы общие тенденции минералообразования при региональном метаморфизме? Это:

1) образование все более плотных минералов с увеличением давления;

2) последовательное уменьшение роли воды (и углекислоты) в минералах с ростом температуры.

По степени интенсивности весь процесс метаморфизма может быть разделен на РТ-области, которым будут соответствовать свои определенные минеральные ассоциации. Этим стадиям с их характерными минеральными ассоциациями отвечают фации метаморфизма. Более грубо их разделяют на фации низкой, средней и высокой ступеней метаморфизма.

Метаморфические фации называются по характерным минералам, либо характерному облику пород, возникающих при метаморфизме алюмосиликатных осадочных пород (рис. 20). Как видно из рисунка, выделяются области метаморфизма при нормальных (левая часть диаграммы) и повышенных давлениях (правая часть  поля эклогитов и дистен-глаукофан-содержащих пород).

Кроме того, продукты регионального метаморфизма будут отличаться в зависимости от исходного состава пород. Рассмотрим случаи, отличные от обычных алюмосиликатных пород.

1. При региональном метаморфизме карбонатных пород (известняков) будут возникать мраморы. Если же исходные карбонатные породы кроме кальцита содержали доломит (магнезиальные карбонатные породы), а также прослои и линзы песка, глинистых осадков, то при региональном метаморфизме высокой ступени за счет таких пород возникнут кальцифиры  породы, состоящие из кальцита и магнезиальных минералов, аналогичные по ассоциации магнезиальным скарнам. В отличие от последних, в кальцифирах форстерит, диопсид, флогопит обычно равномерно распределены в виде зерен среди кальцита или иногда образуют полосы (на месте бывших силикатных прослоев или доломитов).

2. При метаморфизме осадочных толщ, богатых гидроксидами железа и кремнеземом, образуются железистые кварциты (джеспилиты) – тонкослоистые породы, состоящие в основном из магнетита, гематита и кварца. С ними иногда встречается щелочной амфибол – рибекит, и некоторые железистые силикаты  ферросилит, фаялит. Такие образования характерны для высокой ступени метаморфизма и на всем земном шаре приурочены к докембрийским образованиям. В России это руды Курской Магнитной Аномалии, на Украине – Кривой Рог, в США  месторождения Верх­него Озера.

3. При метаморфизме высокоглиноземистых осадков (бокситов, древних кор выветривания латеритного типа) возникают высокоглиноземистые продукты метаморфизма  андалузит-кианитовые сланцы (иногда с диаспором), силлиманитовые сланцы, а также корундсодержащие породы (за счет бокситов) с примесью хлоритоида.

4. При метаморфизме древних россыпей могут образоваться месторождения типа Витватерсранд (ЮАР)  с уранинитом, самородным золотом (метаморфизованные золотоносные конгломераты).

5. При метаморфизме продуктов разложения растительных остатков могут образовываться каменные угли, антрациты, шунгиты, переходящие затем в графит.

Особо следует остановиться на жилах альпийского типа  специфических продуктах регионального метаморфизма. Эти жилы были впервые исследованы в метаморфических комплексах Альп, откуда и получили свое название. При метаморфизме происходит дегидратация минералов (разложение минералов, содержащих воду). Такая вода накапливается в метаморфической толще и начинает передвигаться в ней в виде поровых растворов. Если на пути встречается трещина или полость, эти растворы начинают переотлагать в них вещество, растворенное при просачивании через окружающие породы. Так образуются жилы, особенностью которых является, во-первых, друзовое строение  отложение идет на стенках трещин, и, во-вторых, тесная связь их минерального состава с составом вмещающих толщ. В таких жилах часто встречаются прекрасные кристаллы горного хрусталя, иногда с включениями игольчатых кристаллов рутила (так называемые «волосы Венеры»), кристаллы адуляра, сфена, апатита, гематита, рутила, брукита, цеолитов, таблитчатые кристаллы хлорита.

В региональном метаморфизме выделяют прогрессивный метаморфизм, идущий с повышением температуры и давления, и регрессивный (ретроградный) метаморфизм, протекающий при уменьшении этих параметров. Если регрессивный метаморфизм оторван во времени от предыдущего этапа, его называют также диафторезом, при этом в минералообразовании таких менее метаморфизованных пород обязательно принимает участие вода, выделившаяся на прогрессивной стадии метаморфизма. Если она из системы по каким-то причинам удалена и нет другого источника летучих, то диафторез протекать не будет.

1.2.2. Контактовый метаморфизм

Для самых высокотемпературных пород контактового метаморфизма характерны спуррит и мервинит  показатели высокой температуры и низкого давления, которые образуются по карбонатным и силикатно-карбонатным породам.

Особо отметим, что при контактовом метаморфизме высокоглиноземистых пород, так же как и при региональном, могут образовываться
наждаки.

В заключение рассмотрения метаморфических процессов следует отметить все чаще описываемые явления дислокационного метаморфизма. Такие процессы протекают в зонах глубинных разломов в условиях локального понижения или повышения давлений при тектонических подвижках. Наиболее распространен этот процесс в зонах субдукции, когда при погружении одной плиты под другую возникают значительные области повышенного давления при низких температурах, а также при коллизионных процессах (при столкновении крупных блоков континентальной коры). В целом, явления, протекающие при дислокационном метаморфизме, те же, что и при региональном, однако масштабы их меньше, а степень метаморфизма редко превышает амфиболитовую фацию.