Метаморфические породы. (Лекция 10) презентация

Содержание Определения: парапороды и ортопороды, метаморфизм, метасоматоз Факторы, типы и фации метаморфизма Текстуры и структуры метаморфических пород Породы регионального метаморфизма Породы динамометаморфизма Породы контактового метаморфизма

Определения: парапороды и ортопороды, метаморфизм, метасоматоз Определения: парапороды и ортопороды, метаморфизм, метасоматоз Факторы, типы и фации метаморфизма Текстуры и структуры метаморфических пород Породы регионального метаморфизма Породы динамометаморфизма Породы контактового метаморфизма

Определения Метаморфические горные породы - это породы, образовавшиеся в земной коре или мантии в результате изменения осадочных и магматических горных пород под воздействием температуры, давления и флюидов. Метаморфизм – это процесс твердофазного минерального и (или) структурного изменения пород под воздействием температуры, давления и флюидов.

Метаморфизованные осадочные и магматические породы называются, соответственно, парапородами и ортопородами

При изохимическом метаморфизме химический состав  породы не меняется.   При изохимическом метаморфизме химический состав  породы не меняется.   Метаморфизм с изменением химического состава  породы в результате переноса компонентов флюидом называется метасоматозом.

Содержание Определения: парапороды и ортопороды, метаморфизм, метасоматоз Факторы, типы и фации метаморфизма Текстуры и структуры метаморфических пород Породы регионального метаморфизма Породы динамометаморфизма Породы контактового метаморфизма

Факторы метаморфизма Температура влияет на состав минеральных ассоциаций. Метаморфические преобразование пород охватывают  температурный интервал 250 -1100°C. Около 250 °C резко возрастают скорости химических  реакций, проводится граница между преобразованиями осадочных пород и метаморфизмом. Давление – отношение силы, действующей на некоторую площадь, к величине этой площади. Единицей давления в системе СИ является Паскаль, 1 Па = 1 Н / 1 м2. 1 бар = 0.987 атмосферы = 105Па. Давление петростатическое (литостатическое, всестороннее), обусловленное нагрузкой вышележащих пород, и боковое (одностороннее, тектоническое сверхдавление) или стресс. Флюидное давление – давление порового и межзернового флюида. Часто Рфл = Рлит. Но давление флюида может превышать литостатическое – «флюидное сверхдавление». Под термином «флюид» понимаются  летучие компоненты метаморфических и магматических систем: вода, углекислый газ, кислород, водород, углеводороды,  соединения галогенов и  другие.  В присутствии флюида область устойчивости многих фаз (особенно содержащих эти летучие компоненты) изменяются.  В их присутствии плавление пород начинается при более низких  температурах.

Типы метаморфизма По размеру ареалов распространения метаморфических пород, их распределению в геологических структурах и причинам метаморфизма выделяются: Региональный метаморфизм, охватывающий  значительные объемы пород на обширных территориях. 2. Метаморфизм сверхвысоких давлений. 3. Контактовый метаморфизм  на границах магматических тел. 4. Динамометаморфизм в зонах разломов. 5. Импактный метаморфизм от столкновения космического тела с земной поверхностью.

Соотношение типов и факторов метаморфизма

Фации метаморфизма

Фазовые переходы

Схема фаций метаморфизма

Примеры геотерм с разным характером метаморфизма (линии со стрелками): 1 — в островных дугах и зонах рифтогенеза; 2— в пределах стабильной континентальной коры; За — в зоне субдукции горячей океанической коры; 36 — в зоне субдукции холодной океанической коры). Границы метаморфических фаций: цеолитовой (Ц), пренит-пумпелиитовой (ПП), зеленосланцевой (ЗС), глаукофансланцевой (Г), эпидот-амфиболитовой (ЭА), гранулитовой (ГР) и эклогитовой (Э).

Идеализированный PT-тренд метаморфизма

Типы и фации метаморфизма

Определения: парапороды и ортопороды, метаморфизм, метасоматоз Определения: парапороды и ортопороды, метаморфизм, метасоматоз Факторы, типы и фации метаморфизма Текстуры и структуры метаморфических пород Породы регионального метаморфизма Породы динамометаморфизма Породы контактового метаморфизма

Текстура метаморфической породы - способ заполнения пространства Сланцевая т. образуется за счет листоватых, чешуйчатых и пластинчатых минералов в связи с их приспособлением к  кристаллизации в условиях высоких давлений. Сланцеватые породы раскалываются на тонкие плитки и пластинки. Полосчатая т. обусловлена чередованием различных по минеральному составу полос.

Текстура метаморфической породы - способ заполнения пространства Пятнистая т. отражает наличие в породе пятен, отличающихся по цвету, составу,  устойчивости к выветриванию. Массивная т. обозначает отсутствие ориентировки породообразующих  минералов. Плойчатая т. образуется под влиянием пластичного течения материала, при котором полосчатая текстура осложняется мелкими складками.

Текстура метаморфической породы - способ заполнения пространства Катакластическая т. характеризуется обломочными фрагментами и деформациями минералов.

Структуры метаморфических пород По форме зёрен различают структуры: гранобластовая - агрегат изометрических зёрен; лепидобластовая - агрегат листоватых или чешуйчатых кристаллов; нематобластовая - агрегат игольчатых или длиннопризматических  кристаллов; фибробластовая - агрегат волокнистых кристаллов. По относительным размерам зерен различают структуры: гомеобластовая - агрегат зёрен одинакового размера; гетеробластовая - агрегат зёрен разных размеров; порфиробластовая - выделение крупных минеральных индивидов на фоне мелкозернистой основной массы породы; пойкилобластовая - наличие мелких вростков зерен в крупных минеральных индивидах; ситовидная  - обилие мелких вростков одного минерала в крупных  кристаллах другого минерала.

Определения: парапороды и ортопороды, метаморфизм, метасоматоз Определения: парапороды и ортопороды, метаморфизм, метасоматоз Факторы, типы и фации метаморфизма Текстуры и структуры метаморфических пород Породы регионального метаморфизма Породы динамометаморфизма Породы контактового метаморфизма

Породы регионального  метаморфизма Глинистый сланец —  порода начальной стадии метаморфизма глин. Состоит преимущественно из гидрослюд, хлорита, иногда каолинита, реликтов других  глинистых минералов(смектитов, монтмориллонита), кварца, полевых шпатов и других  минералов. В г.с.  хорошо выражена сланцеватость. Он легко  раскалывается на пластинки. Цвет глинистого сланца: зелёный, серый, бурый до  чёрного. Может содержать углистое вещество, новообразования карбонатов и пирита.

Породы регионального  метаморфизма

Породы регионального  метаморфизма Хлоритовый сланец — представляет собой сланцеватую или  чешуйчатую породу, состоящую преимущественно из хлорита с второстепенными минералами такими как актинолит, тальк, слюда, эпидот, кварц. Цвет породы  зелёный. Она жирная на ощупь и часто содержит магнетит в виде хорошо образованных  кристаллов (октаэдров).

Породы регионального  метаморфизма Тальковый сланец — агрегат листочков и чешуек талька сланцеватого строения,  зеленоватого или белого цвета, мягок, обладает жирным блеском. Встречается  среди хлоритовых сланцев и филлитов в верхнеархейских (гуронских)  образованиях и является результатом метаморфизации и более молодых осадочных и изверженных  (оливин-содержащих) пород. В качестве второстепенных минералов присутствуют магнезит, хромит, актинолит, апатит, турмалин. К тальку примешиваются листочки и чешуйки хлорита с переходом в тальково-хлоритовый сланец.

Породы регионального  метаморфизма Кристаллический сланец - общее название обширной группы  метаморфических пород, характеризующейся средней или сильной  степенью метаморфизма. В отличие от гнейса, в кристаллическом сланце количественные соотношения между кварцем, полевыми шпатами и тёмноцветными минералами могут широко варьировать.

Кристаллические сланцы Кристаллические сланцы

Породы регионального  метаморфизма Амфиболит — метаморфическая порода, состоящая из амфибола, плагиоклаза  и  второстепенных минералов: биотита, граната, кварца, кианита,  скаполита,  цоизита, эпидота. Роговая обманка амфиболитов отличается  от амфиболов магматических пород высоким содержанием глинозёма.  В отличие от большинства метаморфических пород высоких ступеней  регионального метаморфизма, амфиболиты не всегда обладают  хорошо выраженной сланцеватой текстурой. Структура амфиболитов  гранобластовая (роговая обманка  образует кристаллы, удлинённые по сланцеватости),  нематобластовая и  фибробластовая.  Амфиболиты могут образоваться и за  счёт основных изверженных пород —  габбро, диабазов, базальтов, туфов и  др., и за счёт осадочных пород .  В амфиболитах по ультраосновным  породам, сложенным тремолитом или актинолитом, плагиоклаз отсутствует. 

Породы регионального  метаморфизма Кварцит — порода, состоящая из зерен кварца,  сцементированных более мелким кварцевым материалом, образуется при метаморфизме кварцевых песчаников.  Такая гипергенная порода характерна для кор выветривания.  Из подводных гидротерм, выносящих кремнезём при отсутствии  других компонентов , образуется микрокварцит.

Породы регионального  метаморфизма Гнейс — метаморфическая порода, характеризующаяся отчётливо  выраженной параллельно-сланцеватой, часто тонкополосчатой  текстурой с преобладающими гранобластовыми и порфиробластовыми структурами и состоящая из кварца,  калиевого полевого шпата, плагиоклазов и цветных минералов.  Выделяют: биотитовые, мусковитовые, двуслюдяные,  амфиболовые, пироксеновые и др. гнейсы.

Породы регионального  метаморфизма Необходимым условием отнесения породы к гранулитам является принадлежность её к гранулитовой фации метаморфизма. Минеральный состав гранулитов: кварц, плагиоклаз, щелочной полевой шпат, в небольших количествах биотит, гранат, кордиерит,силлиманит, гиперстен и др.  Структура гранулитовая, гранобластовая, текстура гнейсовая. Иногда к гранулитам относят другие кристаллические сланцы гранулитовой фации (пироксен-плагиоклазовые, гранат-пироксен-плагиоклазовые и др. породы), обозначая их как меланократовые гранулиты.

Геологическая карта и карта метаморфизма Юго-Западного Прибайкалья и Хамар-Дабана

Определения: парапороды и ортопороды, метаморфизм, метасоматоз Определения: парапороды и ортопороды, метаморфизм, метасоматоз Факторы, типы и фации метаморфизма Текстуры и структуры метаморфических пород Породы регионального метаморфизма Породы динамометаморфизма Породы контактового метаморфизма

Породы динамометаморфизма Динамометаморфизм - дробление и деформации пород и минералов. Катаклазит — продукт дислокационного метаморфизма без перекристаллизации и новообразований минералов.  В породе  присутствуют сильно деформированные, изогнутые, раздробленные  зёрна минералов и  мелкогранулированная полиминеральная  связующая масса. Милонит —тонкоперетёртая горная порода с отчётливо выраженной  Сланцеватой текстурой – образуется в зонах дробления, особенно  по плоскостям надвигов и сбросов. Для милинитов характерны  полосчатые текстуры и флюидальность. От катаклазитов отличается  большей степенью раздробленности и развитием параллельной текстуры.

Распределение пород в зоне разлома

Определения: парапороды и ортопороды, метаморфизм, метасоматоз Определения: парапороды и ортопороды, метаморфизм, метасоматоз Факторы, типы и фации метаморфизма Текстуры и структуры метаморфических пород Породы регионального метаморфизма Породы динамометаморфизма Породы контактового метаморфизма

Ороговикованный базальт, превращенный в диопсид-плагиоклазовый роговик, захваченный интрузией габбро

СКАРН - собирательное название для контактово-метасоматических горных пород, состоящих преимущественно из силикатов кальция, магния, железа и марганца. В отличие от роговиков и скарноидов, скарн содержит не более двух главных минералов (например, волластонит и геденбергит, или гранат и пироксен). СКАРН - собирательное название для контактово-метасоматических горных пород, состоящих преимущественно из силикатов кальция, магния, железа и марганца. В отличие от роговиков и скарноидов, скарн содержит не более двух главных минералов (например, волластонит и геденбергит, или гранат и пироксен).

Скарны образуются на контакте интрузива и вмещающей его карбонатной толщи на малых, средних и больших глубинах. Из преимущественно кальцитовых вмещающих карбонатов образуются известковые скарны, из доломитовых - магнезиальные. Для магнезиальных скарнов наиболее типичны форстерит, диопсид, шпинель, флогопит, для известковых - гранаты гроссуляр-андрадитового ряда, пироксены диопсид-геденгербитового ряда, волластонит. Скарны образуются на контакте интрузива и вмещающей его карбонатной толщи на малых, средних и больших глубинах. Из преимущественно кальцитовых вмещающих карбонатов образуются известковые скарны, из доломитовых - магнезиальные. Для магнезиальных скарнов наиболее типичны форстерит, диопсид, шпинель, флогопит, для известковых - гранаты гроссуляр-андрадитового ряда, пироксены диопсид-геденгербитового ряда, волластонит.

Классификации скарнов Фации глубинности образования: безволластонитовая, волластонитовая, периклазовая, геленит-монтичеллитовая, ларнит-мервинитовая По времени образования: магматические и постмагматические По характеру процесса: инфильтрационные и диффузионные По геологическому положению: эндоскарны (по вмещающей толще) и экзоскарны (по интрузивному массиву) По составу:  магнезиальные, известковые, магнезиальные преобразованные, известковые апомагнезиальные, апоалюмосиликатные, автореакционные (родингиты)

СаСОз + Si02 = CaSi03 + С02

Заключение Метаморфические горные породы образуются в результате изменения осадочных и магматических горных пород под воздействием температуры, давления и флюидов. Различается метаморфизм региональный, сверхвысоких давлений, контактовый,  динамический (динамометаморфизм) и импактный.