Породы контактового метаморфизма

Контактовый метаморфизм развивается на малых глубинах (Р< 200 МПа, Ж 5-6 км) под влиянием тепла интрузивных тел. Метаморфические породы приурочены к экзоконтактовым зонам интрузивов и обычно обнаруживают отчетливую латеральную зо­нальность, которая отражает изменение температурного поля во­круг остывающих магматических тел. По мере удаления от контак­та абсолютная величина максимума температуры постепенно снижается, и метаморфические породы высокотемпературной фа­ции, образованные в непосредственной близости от интрузивно­го контакта, сменяются породами низкотемпературных фаиий на удалении от него.

4.2.1. Роговики

Наиболее распространенные продукты контактового метамор­физма получили название роговиков, а сам процесс в геологической практике часто называют ороговикованием вмещающих пород. Ес­ли тот или иной интру­зивный массив вскрыт эрозией, то вокруг него можно наблюдать ореол экзоконтактовых измене­ний (рис. 4.3). Роговики, развитые в пределах этого ореола, имеют резкий контакт с интрузивным телом, а на некотором удалении от контакта по­степенно переходят в не­измененные вмещающие породы. Ширина экзо-контактового ореола мо­жет варьировать от не­скольких сантиметров до сотен и даже до первых тысяч метров.

Роговики — это, как правило, плотные и креп-

Часть ГУ. Петрография и петрология метаморфических горных пород__

кие породы, которые образуют положительные формы рельефа. Часто можно наблюдать как замкнутые цепи холмов, сложенных ро­говиками, огибают пониженные участки, в пределах которых на поверхность выведены интрузивные породы. При раскалывании роговики дают звонкую щебенку, имеющую полураковистый, как у фарфора, излом и режущие края.

Текстура роговиков может быть однородной (массивной) или пятнистой (в случае кучного распределения метаморфических ми­нералов). Иногда встречаются роговики со сланцеватой текстурой. Под микроскопом видно, что роговики представляют собой мелко­зернистый гранобластовый агрегат полигональных минеральных зерен, часто взаимно прорастающих друг в друга. Характерны трой­ные сочленения границ зерен под углом 120°. Подобную микрост­руктуру называют роговиковой. Минеральный состав роговиков и других контактово-метаморфических пород зависит от состава протолита (табл. 4.1).

Роговики по глинистым породам. В контактовых ореолах, нало­женных на глинистые породы, более или менее отчетливо просле­живаются внутренняя зона роговиков, средняя зона узловатых слан­цев и внешняя зона пятнистых сланцев, котопые постепенно переходят в неизмененные глинистые сланцы или аргиллиты. Во внешней зоне пятнистых сланцев контактовый метаморфизм вы­ражается в некотором увеличении размеров зерен вследствие пере-

Таблица 4.1. Продукты контактового метаморфизма пород разного состава

______ ⁴- Петрография некоторых распространенных метаморфических пород___________

кристаллизации и появлении темных пятен размером до 2-3 мм в поперечнике, в которые собираются углистые частицы и магнетит, ранее равномерно распределенные по всему объему породы. Гли­нистые минералы испытывают частичную дегидратацию с образо­ванием серицита и хлорита. Общий минеральный состав пятнистых сланцев: хлорит, хлоритоид, серицит (мусковит), кварц. Если исход­ные породы содержали примесь карбонатного материала, появля­ются тремолит и эпидот. Структура гранолепидобластовая, сохра­няются реликты первичных текстур и структур, свойственных осадочному протолиту.

В средней зоне описанные выше породы сменяются узловатыми слюдяными сланцами. Происходит дальнейшее увеличение размеров минеральных зерен, а вместо пятен возникают отчетливо выражен­ные порфиробласты кордиерита или андалузита, которые макроско­пически имеют вид узелков или бугорков, возвышающихся над по­верхностями сланцеватости. Общий минеральный состав: биотит, мусковит, кварц, кордиерит, андалузит, рудный минерал, углис­тое вещество (графит). В породах, содержавших известь, появляют­ся плагиоклаз и роговая обманка. Структура порфиробластовая, пойкилобластовая, ситовидная.

Порфиробласты и пойкилобласты кордиерита имеют округлые формы с неровными границами и содержат многочисленные вклю­чения основной ткани. Включения биотита, мусковита, графита сохраняют ориентировку основной ткани, что свидетельствует о бо­лее позднем росте порфиробластов. Порфиробласты андалузита имеют призматическую форму и содержат небольшую примесь уг­листого вещества.

Во внутренней зоне контактового ореола развиты биотитовые (самые распространенные), кордиеритовые, андалузитовые, кварц-полевошпатовые роговики, которые могут содержать силлиманит, ги-перстен, гранат (альмандин). При дефиците SiO₂ появляются корунд и шпинель, а при избытке СаО волластонит, диопсид, гроссуляр.

Порфиробласты андалузита представлены хиастолитом с кресто­образным расположением углистых включений. Для порфироблас­тов кордиерита характерны секториальные двойники, состоящие из трех или шести индивидов. Основная ткань роговиков состоит из изометричных зерен кварца, полевых шпатов (без двойникового строения) и листочков красно-бурого биотита с почти квадратны­ми поперечными сечениями. В непосредственной близости от кон­такта биотит замещается тонковолокнистым силлиманитом.

Часть ГУ. Петрография и петрология метаморфических горных пород_____

В процессе охлаждения роговики испытывают диафторез: кор-диерит замещается серицитом и хлоритом, а андалузит — серици­том и мусковитом.

Роговики по песчаникам. Кварцевые песчаники, испытавшие термальное воздействие интрузивов, превращаются в кварцевые ро­говики. Во внешней зоне контактового ореола сохраняются релик­ты обломочных зерен, которые обрастают бахромой более мелких зе­рен кварца, возникших при перекристаллизации цемента. Ближе к контакту происходит полная перекристаллизация породы с обра­зованием роговиковой структуры. По песчаникам с кремнистым цементом развиваются кварцевые роговики, представляющие собой сплошной гранобластовый агрегат кварца. По песчаникам с глини­стым цементом формируются слюдяно-кварцевые (обычно биоти-товые) роговики с кордиеритом, андалузитом, силлиманитом. Арко-зовые песчаники превращаются в кварц-полевошпатовые роговики.

Роговики по основным вулканическим породам. Если гипабис-сальные интрузивы прорывают вулканические породы основного состава, то образуются зональные экзоконтактовые ореолы, в кото­рых по мере приближения к контакту альбит-эпидотовые рогови­ки сменяются амфиболовыми, а затем и пироксеновыми роговика­ми. Изменение минерального состава роговиков и температурные условия их формирования отражены в таблице 3.3. Если исходные породы обладали порфировой структурой, то ее реликты обычно со­храняются вплоть до внутренней зоны. Бластопорфировая структу­ра нередко наблюдается даже в пироксеновых роговиках.

4.2.2. Мраморы

Карбонатные породы (известняки, доломиты), попадая в кон­тактовые ореолы интрузивных тел, испытывают перекристаллиза­цию и превращаются в мраморы — зернистые породы с гранобла-стовой структурой, состоящие из плотно сросшихся полигональных зерен кальцита или других карбонатов. При перекристаллизации из­вестняков с примесью песчано-глинистого материала, кроме того, возникают новообразованные силикаты. Во внешней низкотемпе­ратурной зоне появляются серпентин, тальк, тремолит, альбит, а во внутренней зоне, испытавшей более интенсивный прогрев,— фа­нат (гроссуляр), флогопит, везувиан, волластонит, плагиоклаз. В тех случаях, когда карбонатные или терригенно-карбонатные породы приходят в соприкосновение с интрузивами основного или ультра­основного состава, имевшими высокую начальную температуру 612

______ *■ Петрография некоторых распространенных метаморфических пород

(1000-1200 °С) и достигшими малых глубин (Ж 1-2 км), в зоне ближайшего экзоконтакта формируются специфические минералы санидинитовой фации: периклаз MgO, шпинель, форстерит, мон-тичеллит CaMgSiO₄, ларнит Ca₂Si0₄, спуррит Ca₅Si,O₄- СО₂, мерви-нит Ca₃Mg(Si0₄)₂. Эти и другие высокотемпературные минералы встречаются, например, на контактах карбонатных пород с долери-товыми силлами трапповой ассоциации, а также вблизи интрузив­ных тел, сложенных щелочными ультраосновными породами.