Вес 1 листа шифера 8 волнового: Шифер волновой — вседлястройки31

Глава 7 Метаморфизм и метаморфические породы

Существует два основных типа метаморфических пород: расслоенные, потому что они образовались в среде либо с направленным давлением, либо с напряжением сдвига, и те, которые не расслоены, потому что они образовались в среде без направленного давления или относительно близко к поверхности вообще с очень небольшим давлением. Некоторые типы метаморфических горных пород, такие как кварцит и мрамор, которые также образуются в условиях направленного давления, не обязательно проявляют слоистость, потому что их минералы (кварц и кальцит соответственно) не склонны к выравниванию (см. рис. 7.12).

Когда горная порода сжимается под направленным давлением во время метаморфизма, она, вероятно, деформируется, и это может привести к изменению текстуры, так что минералы удлиняются в направлении, перпендикулярном основному напряжению (рис. 7.5). Это способствует формированию листоватости.

Когда горная порода нагревается и сжимается во время метаморфизма, а изменения температуры достаточно для образования новых минералов из существующих, существует вероятность того, что новые минералы будут вынуждены расти так, что их длинные оси будут перпендикулярны направление сдавливания. Это показано на рис. 7.6, где материнская порода представляет собой сланец с показанным напластованием. После нагревания и сжатия в породе образовались новые минералы, как правило, параллельные друг другу, а первоначальная слоистость была в значительной степени уничтожена.

На рис. 7.7 показан пример этого эффекта. На этом большом валуне слоистость все еще видна в виде темных и светлых полос, круто спускающихся вправо. Порода также имеет сильную сланцевую слоистость, которая на этом снимке горизонтальна и образовалась из-за сжатия породы во время метаморфизма. Скала откололась от коренной породы вдоль этой плоскости расслоения, и вы можете видеть, что другие слабости присутствуют в той же ориентации.

Только сжатие и нагрев (как показано на рис. 7.5), а также сжатие, нагрев и образование новых минералов (как показано на рис. 7.6) могут способствовать расслоению, но в большинстве случаев расслоение развивается, когда новые минералы вынуждены расти перпендикулярно направлению наибольшее напряжение (рис. 7.6). Этот эффект особенно силен, если новые минералы имеют пластинчатую форму, как слюда, или вытянутую форму, как амфибол. Минеральные кристаллы не обязательно должны быть большими, чтобы образовать слоистость. Сланец, например, характеризуется выровненными чешуйками слюды, которые слишком малы, чтобы их можно было увидеть.

Различные типы слоистых метаморфических пород, перечисленные в порядке степени или интенсивности метаморфизма и типа слоистости: сланец , филлит , сланец и гнейс (рис. 7.8). Как уже отмечалось, сланец образуется в результате низкостепенного метаморфизма сланца и имеет микроскопические кристаллы глины и слюды, выросшие перпендикулярно напряжению. Сланец имеет тенденцию ломаться на плоские листы. Филлит похож на сланец, но обычно нагревается до более высокой температуры; слюды стали больше и видны как блеск на поверхности. Там, где сланец обычно плоский, филлит может образовываться волнистыми слоями. При формировании сланца температура была достаточно высокой, чтобы были видны отдельные кристаллы слюды, а также могут быть видны кристаллы других минералов, таких как кварц, полевой шпат или гранат. В гнейсе минералы могли быть разделены на полосы разных цветов. В примере, показанном на рис. 7.8d, темные полосы в основном относятся к амфиболу, а светлые полосы относятся к полевому шпату и кварцу. Большинство гнейсов содержат мало слюды или совсем не содержат ее, потому что они образуются при более высоких температурах, чем те, при которых слюда стабильна. В отличие от сланца и филлита, которые обычно образуются только из илистых пород, сланцы и особенно гнейсы могут образовываться из различных материнских пород, включая глинистые породы, песчаники, конгломераты и ряд как вулканических, так и интрузивных магматических пород.

Сланец и гнейс могут быть названы на основе присутствующих важных минералов. Например, сланец, полученный из базальта, обычно богат минералом хлоритом, поэтому мы называем его хлоритовым сланцем. Один из сланцев может быть мусковит-биотитовым сланцем или просто слюдяным сланцем, или, если присутствуют гранаты, это может быть слюдяно-гранатовый сланец. Точно так же гнейс, который возник как базальт и в котором преобладает амфибол, является амфиболовым гнейсом или, точнее, амфиболитом 9 .0202 .

Рисунок 7.8 Примеры слоистых метаморфических пород [a, b и d: SE, c: Michael C. Rygel, http://en.wikipedia.org/wiki/Schist#mediaviewer/File:Schist_detail.jpg]

Если камень зарыт на большую глубину и сталкивается с температурами, близкими к температуре его плавления, он частично расплавится. Образовавшаяся порода, включающая как метаморфизованный, так и магматический материал, известна как мигматит (рис. 7.9).

Рисунок 7.9 Мигматит из Праги, Чехия

[http://commons.wikimedia.org/wiki/ File:Migmatite_in_Geopark_on_Albertov.JPG]
Как уже отмечалось, природа материнской породы определяет типы метаморфических пород, которые могут образоваться из нее при различных условиях метаморфизма. Виды горных пород, которые, как ожидается, могут образовываться при различных степенях метаморфизма из различных материнских пород, перечислены в Таблице 7.1. Некоторые породы, такие как гранит, не сильно изменяются при более низких степенях метаморфизма, потому что их минералы все еще стабильны до нескольких сотен градусов.

Таблица 7.1 Примерный указатель типов метаморфических пород, образующихся из разных материнских пород при разных степенях регионального метаморфизма

	Очень низкий класс	Низкосортный	Среднее качество	Высшее качество
Приблизительные диапазоны температур
Материнская порода	150-300°С	300-450°С	450-550°С	Выше 550°C
Грязь	шифер	филлит	сланец	гнейс
Гранит	без изменений	без изменений	без изменений	гранито-гнейс
Базальт	хлоритовый сланец	хлоритовый сланец	амфиболит	амфиболит
Песчаник	без изменений	небольшое изменение	кварцит	кварцит
Известняк	небольшое изменение	мрамор	мрамор	мрамор

 

Метаморфические породы, формирующиеся либо в условиях низкого давления, либо только в условиях ограничивающего давления, не расслаиваются. В большинстве случаев это связано с тем, что они залегают неглубоко, а тепло для метаморфизма исходит от тела магмы, переместившегося в верхнюю часть земной коры. это контактный метаморфизм . Некоторыми примерами неслоистых метаморфических пород являются мрамор , кварцит и роговик .

Мрамор представляет собой метаморфизованный известняк. Когда он образуется, кристаллы кальцита имеют тенденцию к увеличению, а любые осадочные текстуры и окаменелости, которые могли присутствовать, разрушаются. Если исходный известняк был чистым кальцитом, то мрамор, скорее всего, будет белым (как на рис. 7.10), но если в нем будут различные примеси, такие как глина, кремнезем или магний, мрамор может иметь «мраморный» вид.

Рисунок 7.10. Мрамор с видимыми кристаллами кальцита (слева) и обнажение полосчатого мрамора (справа) [ЮВ (слева) и http://gallery.usgs.gov/images/08_11_2010/a1Uh83Jww6_08_11_2010/large/DSCN2868.JPG (справа)]

Кварцит представляет собой метаморфизованный песчаник (рис. 7.11). В нем преобладает кварц, и во многих случаях исходные кварцевые зерна песчаника спаяны с дополнительным кремнеземом. Большинство песчаников содержат некоторые глинистые минералы, а также могут включать другие минералы, такие как полевой шпат или фрагменты горных пород, поэтому большинство кварцитов имеют некоторые примеси кварца.

Рисунок 7.11 Кварцит из Скалистых гор, обнаруженный в реке Боу в Кокрейне, Альберта [SE]

Даже если кварцит образовался во время регионального метаморфизма , кварцит не склонен к расслаиванию, потому что кристаллы кварца не выравниваются с направленным давлением. С другой стороны, любая глина, присутствующая в исходном песчанике, вероятно, будет преобразована в слюду во время метаморфизма, и любая такая слюда, вероятно, выровняется с направленным давлением. Пример этого показан на рисунке 7.12. Кристаллы кварца не выровнены, но все слюды выровнены, что указывает на наличие направленного давления во время регионального метаморфизма этой породы.

Рис. 7.12. Увеличенный шлиф кварцита в поляризованном свете. Белые, серые и черные кристаллы неправильной формы являются кварцем. Маленькие, тонкие, ярко окрашенные кристаллы слюды. Эта порода слоистая, хотя при рассмотрении без микроскопа может показаться, что она не такова, и, следовательно, она должна была образоваться в условиях направленного давления.
[Фото Сандры Джонстон, использовано с разрешения]

 

Hornfels — еще одна нерасслоенная метаморфическая порода, которая обычно образуется при контактном метаморфизме мелкозернистых пород, таких как аргиллиты или вулканические породы (рис. 7.13). В некоторых случаях роговики имеют видимые кристаллы минералов, таких как биотит или андалузит. Если бы роговики образовались в условиях отсутствия направленного давления, то эти минералы были бы ориентированы беспорядочно, а не рассланцованы, как если бы они образовались при направленном давлении.

Рисунок 7.13 Роговики из Новосибирской области России.

No related posts.