Аналитика:

Партнёры:

Метаморфические горные породы

11.09.2016 15:14

Иллюстрация:

sunhome.ru

Наша необъятная Земля богата разнообразными природными ресурсами: земельными, водными, минеральными, биологическими, энергетическими. Многие их компоненты человек применяет для своего существования с незапамятных времен. Примером подобного использования природного материала служат горные породы.

Общее определение и виды

Раньше понятие, которое мы употребляем сейчас, не существовало, пока минералог и геолог, Василий Михайлович Севергин не ввел словосочетание «горная порода» в 1798. Они представляют собой совокупность минералов, образованные внутри недр или на поверхности Земли. Их используют как базовый материал для строительства. С экономической стороны, они являются полезными ископаемыми.

Наука, которая изучает происхождение горных пород, их устройство, особенности, получила название петрография. В соответствии научным данным, горные породы делятся на:

осадочные: из компонентов воды и воздуха (10% объема);
магматические: из растопленной массы, то есть магмы;
метаморфические или вторичные.

Метаморфические и магматические образования занимают большую часть объема литосферы - 90%.

Теперь мы детально разберем третий тип, как он формируются, его структуру, виды, характерные признаки.

Образование

Порода метаморфического типа состоит из осадочных и магматических образований, которые внутри Земли поменяли свою форму и структуру, то есть преобразовались. Но такой метаморфоз практически не коснулся химического состава (кроме Н2О и CO2).

Следующие факторы стали «спусковым крючком » для процесса преобразования:

сильное давление на слои Земли;
влияние высоких температур;
попадание магматической массы в агрегаты, которые были уже сложены;
флюиды (газы, растворы воды, азот, соляная кислота, сероводород);
активность земной коры.

К метаморфическим породам добавляют приставки с целью установления их генезиса. Если метаморфоз имеет осадочное происхождение, используется приставка «пара», если магматическое – приставка «орто».

Характеристика массивных пород

Название структур и пород, для которых они характерны	Основные признаки структур	Влияние на свойства пород
Гранобластовая (гнейсы, амфиболиты, кварциты)	Более или менее одинакового размера зерна, форма которых может быть различной. Возникла при перекристаллизации	Обусловливает высокую прочность породы
Зубчатая или сутурная (кварциты, мраморы и др.)	Кристаллы имеют неправильные зубчатые очертания	Обусловливает высокую прочность
Милонитовая (милониты)	Среди тонкоперетертого материала содержатся обломки кристаллов исходной породы, которая была сильно раздроблена и перетерта под большим давлением	Обусловливает высокую плотность и прочность
Лепидобластовая (слюдяные, хлоритовые и другие сланцы)	Преобладающие минералы развиты в виде чешуйчатых или пластинообразных кристаллов, ориентированных в одном направлении	Придает породам меньшую прочность. Отличается слабой устойчивостью к выветриванию. Обусловливает анизотропность физико-механических свойств пород
Волокнистая (серпентиниты, кровельные сланцы и др.)	Тонкие волокна минералов вытянуты линейно в одном направлении	Обусловливает слабую прочность, резкую анизо -тропность и сильную выве –триваемость пород

Категории

Трансформация агрегатов проявляется по-разному, это обуславливается природой и территорией. Ученые отмечают локальный и региональный метаморфизмы.

Первый вид проявляется на большой глубине, где высокие температурные условия, силовая интенсивность и химические соединения работают в одном режиме. Итогом такого труда становиться необъятные блоки сложенных метаморфических пород. Породы, подвергшиеся региональному метаморфизму, подразделяются:

низкотемпературные, температура которых составляет 300-500 градусов;
среднетемпературные (500-600 градусов);
высокотемпературные (выше 650 градусов).

Метаморфизм становиться прогрессивным, если приводит к созданию минеральных агрегатов с более высокой температурой, и регрессивным, если ведет к снижению градусов.

Часто породы испытывают на себе ультраметаморфизм, когда интенсивность преобразования в глубинных слоях достигает предела, в силу вступают расплавы. Как результат, породы плавятся полностью или частично.

Теперь перейдем ко второму виду. Локальный метаморфизм проходит на маленьких участках, и подразделяется на:

контактовый (в горных минералах происходят изменения за счет тепла магматического тела (интрузива) и флюидов). В результате такого процесса возникают такие породы, как например, роговики. Если состав вещества претерпел значительные трансформации, то породы прошли контактово-метасоматическое изменение.
катакластический или динамометаморфизм возникает из-за целенаправленного давления, которое вызывает катаклаз породы. Данная трансформация охватывает места с тектоническим движением.

Основные метаморфические породы

Окраска	Основной минеральный состав	Диагностические признаки	Порода
Пестрая полосчатая	Полевой шпат, кварц, слюда (чаще биотит), роговая обманка, пироксенит	Плотная, полосчатая или очковая текстура. Минеральный состав сходен с составом гранита	Гнейс (ортогнейс образуется из магматических пород, парагнейс – из осадочных)
Белая, розовая, желтоватая, коричневая и др.	Кварц и примеси	Большая твердость (7), жирноватый блеск, иногда раковистый излом	Кварцит
Белая, серая, желтая, оранжевая, желтая, красная и др. Иногда с прожилками другого цвета	Кальцит, доломит к примеси	Кристаллическая структура, реакция с соляной кислотой образца (кальцит) или порошка (доломит)	Мрамор кальцитовый или доломитовый
Серебристо-серая или темно-серая	Мусковит, серицит, кварц,биотит	Сланцевая плотная текстура, обилие слюды	Слюдяной сланец
Темно-зеленая	Хлорит и примеси (тальк и др.)	Сланцеватая текстура, преобладание темно-зеленого цвета	Хлоритовый сланец
От светло-зеленой до белой	Тальк к примеси (хлорит и др.)	Сланцеватая текстура, преобладание чешуйчатого жирного на ощупь талька	Тальковый сланец
Темная, черная	Графит и примеси	Сланцевая текстура, преобладание графита с металловидным блеском	Графитовый сланец

Структура

Когда горные породы вступают в этап преобразования, их ждет два пути:

внутреннее строение становится кристаллизованным;
сталкиваются с перекристаллизацией, очистки твердых веществ.

Типы структур

При изучении метаморфических пород, исследователи обнаружили четыре структурных вида: катакластический, кристаллобластический, метасоматический и реликтовый.

Катакластические структуры характерны для пород, которые из-за механических сил подверглись деформации. Отличительные черты - наличие раздробленных частиц (зерен), растяжения, микросдвиги. Например, тальк кварц, хлорит и т.д. Они типичны для динамометаморфических пород.

Кристаллобластическая структура наблюдается в породах, подвергшиеся бластезу (амфиболит, гнейс и другое). Такие минералы имеют неправильные очертания и сложены в виде масс. По форме бывают:

Гранобластовые (зерна минералов изометрической формы);
Нематобластовые (кристаллы с удлиненной игольчатой формой);
Фибробластовые (волокнистые);
Гломеробластовые;
Лепидобластовые (листоватые, чешуйчатые пластинчатые зерна).

Метасоматические породы возникли как результат замены старых минералов на новые. Их структура может быть коррозионной, пятнистой, пойкилобластовой, порфиробластовой.

Реликтовые структуры называют еще остаточными. Они характеризуются наличием остатков породы - основы, которая подверглась метаморфозу. Такие породы могут иметь структуры с остатками пород магматического типа или осадочного. В них выделяются бластоофитовые, бластогранитовые, петельчатые и бластопорфировые.

Таблица описания метаморфических пород

№	Структура	Текстура	Тип метаморфизма	Исходная порода	Название	Примечание
1.	Зернистая кристаллическая	Беспоряд.	региональный	известняк	Мрамор	облицовочные
2.	Зернисто-кристаллическая	Массивн.	региональный	песчаник	кварцит	В строительстве в качестве щебня
3.	слоистая	Массивн.	локальная	известняк	Скарн.	Облицовка
4.	Зернисто-кристаллическая	Массив.	региональный	Основ. магматические породы	Гнейс	В строительстве
5.	Крупнокристалли-ческая	полосчатые	локальные	Ультра основные	серпентинит	Огнеупорный материал

Текстура

Самым главным внешним свойством метаморфизма выступает строение, потому что оно ясно показывает среду генезиса агрегатов.Исследователи отмечают плотную или массивную наслоенность.

Метаморфическим породам присуще нижеследующие текстуры:

Сланцевая: самая распространенная для минеральных агрегатов регионального метаморфизма, возникшие в результате напряжения. Зерна пород сложены своими удлиненными сторонами взаимно параллельно.
Пятнистая текстура встречается при контактовом метаморфозе. Минералы расположены неравномерно и имеет пятна, различные по цветовой окраске и составу.
Массивная текстура появляется у материалов после перекристаллизации, но без направленного стресса. Она возникает в глубинных участках земной поверхности и отличается однородностью породы.
Плойчатая или гофрированная. Под высоким давлением, порода собирается в мелкие складки.
Полосчатая текстура. Она показана в виде чередующихся полос, каждая из которых обладает индивидуальным минералогическим содержанием, мощностью и рисунком. Причинами их образования служат перераспределение минералов во время перекристаллизации или реликтовая слоистость в осадочных породах.
Очковую (линзовидную) структуру можно встретить в породах регионального метаморфизма. Отличительным ее свойством является наличие овальных зерен крупных размеров или совокупность минералов светлого оттенка, которые выделяются на фоне породы.
В катакластической структуре минералы выделяются среди остальных своей деструкцией и дроблением.
Миндалекаменная структура отличается своей округлостью или овальностью.
Большая часть пород с волокнистой структурой сложены серпентинитами (волокнистыми минералами).

Минеральный состав

Минеральный состав в метаморфических агрегатах значительно отличается от магматического и осадочного состава. Каждая совокупность минералов обладает уникальной структурой. Подобная минеральная исключительность зависит от начальной породы и силы, повлиявшие на трансформацию.

Метаморфические породы могут заключать в себе один минерал или огромную минеральную группу. В общем, минералы можно поделить на несколько категорий:

породообразующие: амфиболы, кварц, пироксены слюды, группа полевых шпатов.
чисто метаморфические минералы: ставролит, гранаты, андалузит, скаполит, дистен, силлиманит, и другие.
минералы, свойственные слабометаморфизованным породам. В эту категорию входит актинолит, тальк, эпидот, хлориты, карбонаты, цоизит.

Описание

Этот раздел мы посвятили представлению часто встречаемых образований метаморфизма.

Региональный метаморфоз привел к рождению следующих агрегатов:

Кварцит состоит на 70 – 80 % из частиц кварца, формирующих уплотненную массу, граната, слюды, талька и других минералов. Кварциты бывают вторичными (метасоматическими) и железистыми. Цветовая гамма может быть различной.
Амфиболит - массивная порода темного окраса. Текстуру имеет сланцеватую. В его состав входит роговая обманка, гранат, плагиоклаз. Структурно амфиболит обладает гранобластовой, нематобластовой формам. Существуют разнообразные амфиболитные вариации: эпидотовые, биотитовые, кианитовые, кварцевые, скаполитовые, цоизитовые, гранатовые.
Филлит получился в результате видоизменения глинистых сланцев. Выделяется своей плотностью. Серицит, кварц, а также альбит, хлорит в маленьком количестве - компоненты филлита. Они обычно светло или темносерые.
Глинистый сланец. В состав входит гидрослюд, хлорит, неглинистые минералы, кварц. Их можно раздробить без особо труда. Глинистый сланец состоит их серого, зеленого и бурого цветов.
Тальковый сланец белого или зеленоватого оттенка. В рельефе расположены листочки талька.
Сланец кристаллический отличается высоким метаморфизмом. В них хорошо развита плойчатая или сланцевая текстура.
В гнейсе содержится силликат породообразующих минералов, кварц, палиоклаз. Его считают гранитом и содержится много слюд.
Змеевик – высокий уровень плотности, содержит серпентин.

Милониты и брекчии относят к дислокационным образованиям. Они занимают небольшую территорию. Кремнеподобная порода милонит, как финальный продукт динамометаморфизма, обычно сильно раздроблена и перетертая. Рельеф - полосчатый или сланцевый. Брекчии или катаклазиты сложены вдоль разрывов и показаны в виде обломков разной величины. Им свойственна беспорядочная текстура. Содержание минералов в обломках разнородное.

Роговики и скарны - представители метаморфизма контактового. Порода роговик возникает при термической обработке алюмосиликатных и глинистых пород, которые находятся во взаимодействии с интрузивами. Встречаются массивные, пятнистые, скрытнокристаллические формы. Состоит из андалузита, граната, силлиманита, слюд, кварца, полевых шпатов и т.д.

Скарны формируются в кислой магматической зоне с помощью влияния химически активных соединений. Подобные образования сложены особой известковой минеральной группой. Они бывают массивными и крупнокристаллическими.

Эксплуатация

Породы метаморфического вида применяют в строительной сфере. При выполнении кровельной работы, выбор падает на сланцы глинистые и филлиты. Мрамор зарекомендовал себя материал с высокой прочностью. Из него делают ступени, подоконники, облицовывают стены, а мраморная крошка применяется как заполнитель. С помощью кварцита изготавливают огнеупоры и дорожную брусчатку. Из гнейса выходит отличный компонент для уличного мощения, облицовки набережных и фундаментов.