31. Породы регионального метаморфизма средних давлений.

зеленых сланцев, эпидот-амфиболитовая, амфиболитовая, гранулитовая

Фация зеленых сланцев (В₄) устойчива при температуре от 300 до 500° С. Давление до 10 тыс. атм. В условиях этой фации пелиты уплотняются в филлиты и песчаники с широким развитием гидроксилсодержащих минералов зеленого цвета (хлорита, актинолита, серпентина, эпидота), карбонаты превращаются в известковые сланцы (с устойчивой ассоциацией хлорит-кальцит-кварц или доломит-кварц), базиты преобразуются в зеленые альбит-эпидот-хлоритовые сланцы, ультрабазиты – в змеевики (серпентиниты). Фация представляет собой наиболее низкотемпературную ступень регионального метаморфизма, широко развита в складчатых поясах.

Эпидот-амфиболитовая фация (В₃) характеризуется температурой от 500 до 650° С и давлением до 8 тыс. атм. При этом метапелиты превращаются в силлиманит - мусковитовые или ставролит - силлиманитовые кристаллические сланцы, карбонатные породы - в силикатные мраморы кальцит-диопсид-тремолитового или кальцит-диопсид-гроссулярового состава, метабазиты - в амфиболиты (состоящие из роговой обманки и плагиоклаза с небольшим количеством эпидота, магнетита, сфена) Породы фации развиты в складчатых областях.

Амфиболитовая фация (В₂) проявляется при температуре 650 - 800°С и давлении от 4 до 8 тыс. атм. Из метапелитовых пород образуются биотит-силлиманитовые парагнейсы, из пород кислого состава – ортогнейсы, карбонатные породы преобразуются в силикатные мраморы; метабазиты превращаются в амфиболиты (состоящие из роговой обманки и андезина). В условиях амфиболитовой фации возможно анатектическое плавление пород с образованием гранитного расплава, что приводит к образованию мигматитов.

Гранулитовая фация (В₁) характеризуется температурой 750 - 1000°С и давлением от 4 до 15 тыс. атм. Породы гранулитовой фации наиболее интенсивно метаморфизованы и поэтому почти полностью лишены Н₂О. Это «сухие породы». Признак гранулитовой фации – полное разложение слюд и исчезновение всех гидроксилсодержащих минералов. Характерны специфические ассоциации с гиперстеном (гиперстен – диопсид – кварц, гиперстен – гранат – ортоклаз и др.). Гранат отличается высоким содержанием пиропового компонента. Сверху по температуре поле фации ограничено линией плавления базальта.

33. Породы регионального метаморфизма высоких давлений.

32 Породы метасоматических процессов. Все породы, отнесенные к этой группе, локализуются в глубинных относительно узких тектонических зонах и формируются в условиях очень широкого интервала температур и устойчиво высоких давлений.

Породы жадеит-лавсонит-глаукофановой фации образуются при наиболее низких температурах и характеризуется развитием различных сланцев, в которых может присутствовать глаукофан, лавсонит и жадеитовый пироксен в ассоциации с кварцем.

Породы глаукофан-альмандиновой фации и фации дистеновых гнейсов и амфиболитов схожи с породами эпидот-амфиболитовой и амфиболитовой фаций средних давлений, но в их парагенезисах появляются минералы специфические для высоких давлений. Например, вместо андалузита и силлиманита кристаллизуются дистен, глаукофан, омфацит и ряд других. Отмечается полное отсутствие парагенезисов с кордиеритом. Наиболее обычными породами этих фаций являются, соответственно, дистен-мусковитовые сланцы без калишпата и более высокотемпературные дистеновые гнейсы с кварцем и полевыми шпатами.

Породы эклогитовая фации – эклогиты (рис. 19), по химическому составу близкими к породам габбро-базальтовой группы, но отличаются от последних большим удельным весом.

а б

Рисунок 19. Эклогиты

а - кианитовый эклогит, состоящий из розового пиропа, бесцветных кианита и омфацита и акцессорного рутила, бластиты кианита обнаруживают предпочтительную ориентировку; б – диафторитовый эклогит - идиобласты розового граната окаймлены хлоритом, рутил обрамлен сфеном (диаметр поля зрения 3 мм)

Минеральный парагенесис эклогитов включает омфацит, рутил и гранат альмандин-пиропового ряда с количеством пиропового компонента обычно около 65-75%. В качестве второстепенных минералов могут присутствовать дистен, диопсид и ряд других. Полевые шпаты в эклогитах не встречаются.

Омфацит и гранат - главные компоненты эклогитов, определяющие внешний вид пород. Это породы средне-крупнозернистой структуры с основной тканью из травяно-зеленого омфаиита, в массе которого рассеяны многочисленные округлые порфиробласты буровато-красного граната. Текстура породы чаще массивная, но иногда кристаллы омфацита имеют линейную ориентировку. В условиях относительно низких температур и давлений в эклогитах наблюдаются признаки регрессивного метаморфизма – амфибол-плагиоклазовые келефитовые каемки вокруг граната и др. (рисунок )

Эклогиты залегают в виде изолированных тел среди регионально метаморфизованных пород гранулитовой, амфиболитовой и зеленосланцевой фаций, а также в виде ксенолитов в кимберлитах, базальтах, улыраосновных породах. По мнению Ф.Дж.Тернера, В.С.Соболева и других петрологов эклогиты образуются в верхних частях мантии и попадают в литосферу в результате тектонических или магматических процессов. Тогда эклогиты следует относить скорее к изверженным породам, чем к метаморфическим. Однако это не имеет принципиального значения, поскольку на границе кора-мантия магматические и метаморфические процессы настолькосливаются, что между ними невозможно провести границу.

34 Выветривание. Выветривание (гипергенез)

Выветриванием называют процессы разрушения горных пород на поверхности ЗК. Главными факторами выветривания являются различные атмосферные агенты и жизнедеятельность организмов. В результате выветривания возникает материал, за счет которого образуются осадочные породы. Различают два типа выветривания – физическое и химическое.

Физическое выветривание механическое раздробление массивной породы на обломки различных размеров. Главными факторами этого процесса являются резкие колебания температуры, деятельность воды, льда и ветра. Неодинаковая теплоемкость минералов в породе приводит к неравномерному их расширению и сжатию, что вызывает возникновение мелких трещин. Трещины увеличиваются под воздействием воды, льда и ветра, породы разрушается.

Химическое выветривание – процессы, которые приводят к изменению химического и минерального состава пород. Основная движущая сила этих процессов заключается в неустойчивости минералов магматического происхождения в зоне осадкообразования. Главными агентами химического выветривания являются вода, кислород, углекислота, а так же другие природные кислоты (гумидная, серная и др.).

Вода – это наиболее существенный фактор химического разложения. Химическая активность воды (Н₂О) зависит от степени ее диссоциации на ионы Н⁺ и ОН^-. В зависимости от концентрации ионов Н⁺ и ОН^- изменяются кислотно-щелочные свойства воды. Кислотность или щелочность воды определяется величиной рН, представляющей собой логарифмический показатель концентрации водородных ионов, взятый с обратным знаком: рН = -lgН⁺. При рН>7 воды становятся щелочными, при рН<7 - кислыми, при рН = 7 - нейтральными. Кислая среда характерна для болот и торфяников, слабощелочная - для морских вод, резкощелочная – для вод соленых озер. Под воздействием воды минералы растворяются, гидротируются (частично разлагаются), гидролизуются (поностью распадаются).

Кислород, воздействуя на минералы вызывает окисление последних. Процессам окисления наиболее подвержаны минералы, содержащие элементы переменной валентности и органическое вещество. Степеть окисленности-восстановленности среды оценивается величиной окислительно-восстановительного потенциала – Eh, которая измеряется в милливольтах (мв). При положительных значениях Eh среда оценивается как окислительная, а при отрицательных – как восстановительная. Изменение Eh в природных водах регулируется O₂, H₂S , деятельностью организмов и др.

Свободная углекислота является третьим важным агентом химического выветривания. Вода, насыщенная углекислотой, разлагает силикаты с образованием глинистых минералов и карбонатов. Карбонаты же переходят в хорошо растворимые бикарбонаты. Источники углекислоты – разложение карбонатов, органики, реакции фотоситеза, вулканическая деятельность.

Коры выветривания – результат преобразования поверхности земной коры под воздействием химического выветривания при определенных тектонических и климатических условиях. Кора выветривания формируется из остаточных труднорастворимых продуктов, в то время как растворимые вещества выносятся за пределы зоны выветривания.

Современные коры выветривания достигают наибольшего развития в зоне влажных тропиков, где мощность этих образований измеряется многими десятками метров. В строении коры выветривания прослеживается следующая зональность:

• нижний горизонт обычно слагается почти свежей породой, затронутой лишь процессами механического разрушения (образование щебенки, дресвы);

• выше следует горизонт глинистых минералов группы гидрослюд (при разложении гранитов) или группы монтмориллонита (при разложении габбро, базальта);

• третий горизонт сложен каолинитом или монтмориллонитом и отличается от предыдущего горизонта пятнистой окраской, обусловленной локальным распространением гидроокислов железа;

• венчается кора выветривания зоной накопления охр или бурых железняков и латеритов.

В областях умеренно влажного климата кора выветривания маломощна (максимум 1 - 1,2м).

Процессы физического и химического выветривания тесно связаны между собой и обычно проявляются совместно Интенсивность действия каждого из этих процессов зависит от ряда факторов, втом числе и от физико-географических условий. В областях с аридным (сухим) и нивальным (морозным) климатом преобладают процессы физического выветривания, в зонах гумидного климата – химического. С процессом выветривания непосредственно связано образование месторождений алмазов, золота, хромита, каолина, бокситов, никеля, кобальта, марганца и др.