Необхідні теоретичні відомості. Метаморфічні гірські породи утворюються в результаті істотного перетворення раніше існуючих магматичних і осадових порід під впливом процесу метаморфізму

Метаморфічні гірські породи утворюються в результаті істотного перетворення раніше існуючих магматичних і осадових порід під впливом процесу метаморфізму.

Метаморфізм – процес глибокої видозміни гірських порід під дією високих температур, тиску і хімічно активних речовин. Хімічні активні речовини - перегріті пари води і газ Землі, що піднімаються з надр.

Процес утворення метаморфічних порід протікає в твердому стані і виражається в зміні мінерального і хімічного складу, структури і текстури.

Залежно від переважання тих або інших чинників виділяють наступні типи метаморфізму: контактний, регіональний, динамічний, гідротермальний і пневматолітовий.

Процес контактного метаморфізму полягає в істотній видозміні вихідної породи під дією переважно високої температури (850-1000°С) і порівняно низького тиску. В результаті відбувається перекристалізація мінералів, утворення нових структур і текстур (скарни, мармур).

Процес динамічного метаморфізму полягає в істотній видозміні вихідної породи під дією переважно високого тиску без участі магми. Динамометаморфізм відбувається у верхніх зонах земної кори в результаті тиску товщ вищерозміщених порід або в результаті тектонічних горотворних процесів. При динамічному метаморфізмі істотно змінюються структуро-текстурі ознаки вихідних порід, але мало змінюється їх мінералогічний склад. До порід динамометаморфізму відносяться переважно тектонічні брекчії (кутасті або лінзовидні уламки роздроблених первинних порід, зцементовані з мілкороздробленим матеріалом тих же порід), мілоніти (утворення, що складаються з дрібно перетертого матеріалу первинних порід), частково породи типу глинистих сланців.

Процес регіонального метаморфізму полягає в істотній видозміні порід під дією всіх чинників метаморфізму і охоплює величезні простори в земній корі й особливо інтенсивно протікає на глибині 6-8 км (ортосланці, амфіболіти тощо). Залежно від складу і структури вихідних порід при регіональному метаморфізмі виникають метаморфізовані утворення порід, що є послідовними етапами перетворень вихідної породи. Наприклад, глинисті породи в процесі діагенезу зневоднюються, ущільнюються і перетворюються на аргіліти. Під дією зростаючого тиску аргіліти розсланцьовуються і перетворюються на глинисті сланці.

Процес пневматоліто-гідротермального метаморфізму полягає в істотній видозміні вихідних порід під дією летких компонентів (перегріті пари води і газу).

Мінералогічний склад метаморфічних порід різноманітний і залежить як від складу вихідних порід, так і від чинників, що викликали їх зміну.

Хід роботи

Завдання 1. Ознайомтеся з структурними та текстурними особливостями метаморфіних гірських порід, їх класифікацією. Вивчіть представлений теоретичний матеріал та підготуйтесь до усного опитування.

Метаморфічні гірські породи зазвичай мають кристалічну структуру, оскільки в процесі метаморфізму некристалічні породи стають кристалічними, а кристалічні зазнають перекристалізацію. Проте кристалічна структура метаморфічних порід відрізняється від кристалічної структури магматичних порід як за походженням, так і по подобі.

Текстури метаморфічних порід відрізняються певною різноманітністю. Найбільш характерні текстури:

Ø сланцювата (у породі подовжені або таблитчасті кристали розташовані своїми довгими сторонами взаємно перпендикулярно), гірські породи із сланцюватою структурою порівняно легко розколюються на тонкі пластинки або плитки з рівними паралельними площинами (глинистий сланець);

Ø масивна – щільне і рівномірне розташування мінералів або мінеральних агрегатів у породі (кварцит, мармур);

Ø смужчата або гнейсова – характерне чергування сланцюватих і зернистих утворень різного мінералогічного складу і товщини (гнейси);

Ø очкова – в породі присутні зерна овальної форми або агрегати світло фарбованих мінералів, що різко виділяються на темному фоні порід (очковий гнейс);

Ø волокниста – велика частина породи складена волокнистими мінералами (серпентиніт і ін.);

Ø плойчата – порода зім'ята в дрібні складки, гофрована (гнейс, серпентиніт та ін.).

Сланцеві породи (підгрупа регіонального метаморфізму). Гнейс – кінцевий продукт метаморфізму багатьох осадових і кислих магматичних порід. Застосовують як будівельний камінь і щебінь. Гнейси із стрічковою текстурою дають красиві поверхні при поліровці і використовують як облицювальний камінь.

Кристалічні сланці - утворюються за рахунок магматичних та метаморфічних порід в результаті їх перекристалізації в твердому стані. Серед них розрізняють слюдяні, хлоритові, талькові, роговообманкові. амфіболітові, глинисті, глинистослюдяні сланці (філіти).

Слюдяні сланці використовують для здобуття тепло- і електроізоляційних плит: хлоритові сланці - як ізоляційний матеріал; сланці тальку - як сировина для виробництва вогнетривів, кераміки, а також в паперовій, гумовій і парфумерній промисловості: роговообманкові сланці – як щебінь.

Нешаруваті роговообманкові сланці називаються амфіболітами, які використовуються як щебінь і бутовий камінь.

Глинисті сланці є слабко метаорфізованими породами. Застосовують як покрівельний матеріал.

Філіти займають проміжне положення по мірі метаморфізму між глинистими і слюдяними сланцями і застосовуються як покрівельний матеріал.

Несланцюваті або масивні породи (підгрупа контактного метаморфізму) - це роговик, кварцит, грейзен, скарн, мармур тощо.

Роговики утворюються в результаті контактного метаморфізму піщано-глинистих порід і практичного значення не мають.

Скарни - продукт метаморфізму карбонатних (вапняки), рідше інтрузивних порід. У будівельній практиці значення не мають, але з ними пов'язані самі різні рудні родовища.

Кварцит продукт метаморфізму кварцових пісків і піщаників, застосовується як облицювальний і будівельний матеріал, а також у виробництві вогнетривів, дорожньої брущатки як абразивний матеріал, для виготовлення бетону.

Грейзен - продукт метаморфізму гранітів або піщано-глинистих порід, практичного значення в будівництві не має.

Мармур - продукт метаморфізму вапняку і доломіту. Легко піддається обробці, добре полірується. Широко застосовується для орнаментів, скульптурних виробів і пам'ятників, а також в електротехніці.

Змійовик (серпентин) утворюється за рахунок метаморфізму ультраосновних магматичних порід. Використовуються як сировина для здобуття вогнетривкої цегли і хімічних препаратів магнію.

Завдання 2. Ознайомтеся з методикою опису і визначення метаморфічних гірських порід. Закріпіть свої знання і вміння визначивши надану колекцію метаморфічних гірських порід.

Найважливішими діагностичними ознаками при макроскопічному описі і визначенні метаморфічних гірських порід є їх забарвлення, структура, текстура, мінералогічний склад. На основі візуального огляду гірських порід необхідно визначають ці ознаки, а результати огляду занести у відповідні графи журналу опису метаморфічних гірських порід (Таблиця 17).

Колір порід визначають візуально і записують в журнал.

При встановленні мінералогічного складу порівняно легко діагностуються кварц, польові шпати, слюда, рогова обманка, олівін. Інші мінерали визначаються важче.

Основні структури і текстури визначаються легко, оскільки в колекції структура цих порід кристалічна, текстура сланцювата, гнейсова і масивна.

Таблиця 17