Общая геология - Якушова А.Ф.
ISBN 5—211—00131—1
Скачать (прямая ссылка):
Геологическое время, вопреки тому, что предполагалось ранее, '.не является само по себе сколько-нибудь существенным фактором !метаморфизма. Кембрийские синие глины под Ленинградом изменены не больше, чем плиоценовые глины в окрестностях Баку, а .архейские вулканиты зеленокаменных поясов (см. гл. 18) —• не •более чем меловые или палеогеновые вулканиты Малого Кавказа.
Если с повышением температуры катагенез сменяется метаморфизмом J, то с дальнейшим возрастанием температуры метаморфизм также постепенно, но неравномерно сменяется плавлением пород, сначала частичным (плавятся наиболее легкоплавкие компоненты), а затем полным с образованием мигматитов (см. ниже). Этот процесс называется анатексисом (греч. «тексис»—- плавление, <<ана» — высшая степень); главным его продуктом являются граниты. Анатексис знаменует высшую фазу метаморфизма, иногда называемую ультраметаморфизмом. Наступает эта фаза щачиная с температуры 680—700°, при достаточно высоком давлении воды (2—4 кбар). Такие условия могут наблюдаться на глубинах не менее 6—8 км. Плавление более основных, богатых фе-мическими (Fe, Mg) компонентами пород начинается при более высоких температурах, порядка 1000°, и соответственно на больших глубинах. Таким образом, интервал проявления процессов метаморфизма определяется температурами 150—200 (300—350) — 700—1000° и давлениями от 2—3 до 10—15 кбар. Верхний предел температур и давлений в общем отвечает низам континентальной <коры. Но в последнее время появились сведения о находках минерала коэсита (высокобарическая модификация SiC^), образующегося при давлении более 30 кбар, т. е. на глубине около 100 км, ж выведенного на поверхность тектоническими процессами.
Характер метаморфических преобразований. Что же происходит с породами при метаморфизме? В общей форме можно ска-
1 По мнению А. А. Маракушева, решающим отличием метаморфизма от катагенеза является воздействие глубинных флюидов (растворов).
зать, что эти изменения затрагивают и текстурные и структурные особенности, и минеральный состав пород. Они выражаются прежде всего в перекристаллизации пород: мелкозернистая структура сменяется крупнозернистой, пористость исчезает. В таких мономинеральных породах, как кварцевые песчаники, известняки и доломиты, этим преобразования и заканчиваются — первые превращаются в кварциты, вторые и третьи соответственно в кальцито-вые и доломитовые мраморы. В глинистых и туфогенных породах,, граувакковых песчаниках, мергелях при метаморфизме развивается сланцеватость — параллельная текстура, обусловливающая способность породы расщепляться на тонкие пластинки. Эта текстура определяется тенденцией пластинчатых (слюды и др.) и> призматических кристаллов расти перпендикулярно господствующему давлению и благодаря этому располагаться субпараллельно» плоскости сланцеватости. Другая причина — тонкое чередование прослоев одного минерального состава с прослоями другого состава; это особенно характерно для гнейсов. Сланцеватость на ранних стадиях метаморфизма параллельна первичной слоистости, но> в большинстве случаев она существенно от нее отклоняется, развиваясь вдоль плоскостей кливажа (см. гл. 14), и в поле очень важно их .отличать. В глубокометаморфизованных породах этог однако, становится невозможным. Нередко в плоскости сланцеватости наблюдается вытянутость игольчатых, призматических или шестоватых кристаллов в одном направлении; такая черта текстуры называется линейностью: :
•Породы,относительно низких ступеней метаморфизма, характеризующиеся сланцеватостью, называются метаморфическими .сланцами;, они обычно тонкозернистые. Более крупнозернистые сланцеватые образования высоких ступеней метаморфизма называются кристаллическими сланцами. В кристаллических сланцах нередко -образуются крупные (до 2—5 см в диаметре) выделения хорошо ограненных кристаллов таких минералов, как гранаты и некоторые другие; они именуются порфиробластами. Соответственно различают порфироб ластовую структуру. Если зерна минералов более или менее равновелики и изометричны, такая метаморфогенная структура называется гранобластовой. Она особенно характерна для роговиков (см. ниже), кварцитов, мраморов.
Образование большинства метаморфических пород сопровождается исчезновением одних и появлением других минералов, более устойчивых в условиях изменившихся температуры и давления. Иначе говоря, происходит перегруппировка атомов в новые молекулярные постройки, и возникают минеральные равновесия,, отвечающие определенным термодинамическим параметрам. Расчеты и эксперименты дают возможность устанавливать эти параметры и тем самым решать обратную задачу — по минеральным ассоциациям— парагенезам восстанавливать температуру и давление времени их образования. Следовательно, минеральныепарагенезы, а иногда и отдельные минералы могут играть роль геотермометров и геобарометров. Так, из минералов состава Al2SiO5, образующих-
ся при метаморфизме глинистых пород, андалузит указывает на относительно низкие давления (<7 кбар), кианит — на относительно более высокие (7—10 кбар); при температуре более 50O0, андалузит замещает силлиманит. (Более подробно см. в разделе «Региональный метаморфизм».)
