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 застосовують переважно для одержання щебеню та побутового каменю. Найбільш щільні різновидності гнейсо-гранітів використовують як облицювальний камінь. Із специфічними лужними гнейсами пов’язані великі родовища руд рідкісних елементів (ніобію, танталу, рідкісних земель, берилу та ін.).
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 %, використовують 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 характеризують надзвичайно високою міцністю і широко використовують 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.). Використовують граніто-гнейси як будівельний та облицювальний матеріал.
Контрольні запитання.
1. Що Ви розумієте під словом “метаморфізм”?
2. Які гірські породи відносяться до метаморфічних?
3. Які типи метаморфізму Ви знаєте?
4. Чим відрізняється локальний метаморфізм від регіонального?
5. Які типи структур найбільш характерні для метаморфічних порід?
6. Охарактеризуйте породи локального метаморфізму?
7. Охарактеризуйте породи регіонального метаморфізму?
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 5