Минеральный состав метаморфических горных пород.

Минералы, слагающие метаморфические породы, можно разделить на следующие группы:

1) минералы, широко распространенные как в метаморфических, так и в магматических породах (полевые шпаты, кварц, слюды, роговая обманка, большинство пироксенов, оливин и др.);

2) минералы, типичные как для метаморфических, так и для осадочных пород (кальцит, доломит);

3) минералы, которые могут находиться в магматических породах в качестве вторичных, а также слагать типичные метаморфические породы (серпентин, хлорит, актинолит, серицит и др.);

4) специфические метаморфические минералы, присутствие которых возможно только в глубоко-преобразованных метаморфических породах: дистен, андалузит, силлиманит, ставролит, кордиерит, некоторые гранаты, везувиан, волластонит, глаукофан и др.

Группа дистенавключает три полиморфные модификации одинакового химического состава А1₂О[SiO₄] – дистен, андалузит, силлиманит. Каждый минерал отличается структурными особенностями, физическими и кристаллооптическими свойствами и образуется в определенных термодинамических условиях.

Дистен (кианит) – А1₂О[SiO₄] триклинный, n_g= 1,727 - 1,734; n_m = 1,721 - 1,723; n_p = 1,712—1,718; n_g - n_Р = 0,012 - 0,016. Оптически двуосный, отрицательный. 2V = 82 - 83°. Обычно наблюдается в виде удлиненных призматических кристаллов в поперечном сечении прямоугольной формы. В шлифе бесцветный или слабо-голубоватый. Рельеф высокий. Цвета интерференции в сечении, параллельном плоскости п₈п_р,желто-оранжевые. В разрезах с хорошо выраженной спайностью угасание близкое к прямому; в разрезах с плохо проявленной спайностью – косое. Удлинение положительное. Характерны полисинтетические двойники. В процессе регрессивного метаморфизма дистен может замещаться мусковитом и серицитом. Дистен имеет наиболее высокий рельеф среди минералов рассматриваемой группы; его двупреломление меньше, чем у силлиманита, но больше, чем у андалузита; от последнего он отличается, кроме того, положительным удлинением. Дистен образуется при региональном метаморфизме высокоглиноземистых пород и является хорошим индикатором очень высоких давлений. Встречается в кристаллических сланцах в парагенезисе со ставролитом

Андалузит – А1₂О[SiO₄], ромбический, n_g= 1,638—1,650; n_m = 1,633 – 1,644; n_p = 1,629 – 1,640; n_g - n_Р = 0,009—0,011. Оптически двуосный, отрицательный. 2V=73 - 86°. Ориентировка оптической индикатрисы: n_p || с. В шлифе обычно бесцветный или окрашен слабо-розовым, и слабо плеохроирует от бесцвепюго по п_е до розового по п_р. Образует призматические, квадратные, ромбовидные сечения и неправильные зерна. Рельеф высокий. Цвета интерференции до белых и бледно-желтых. Погасание прямое. Удлинение отрицательное. Нередко кристаллы андалузита включают зерна минералов, слагающих основную ткань породы, что придает им ситовидный облик. Андалузит образуется в условиях невысоких и средних давлений и температур. Типичен для глинистых роговиков, где ассоциирует с кордиеритом, но может встречаться и в регионально метаморфизованных породах. Андалузит часто содержит включения мельчайших частиц углистого вещества, концеитрирующиеся вдоль определенных кристаллографических направлений. В сечениях, перпендикулярных длинной оси кристалла углистые частицы образуют крестообразные скопления. Такой андалузит называется хиастолитом.

Силлиманит - А1₂О[SiO₄], ромбический, n_g=1,673 - 1,683; n_m=1,658 - 1,662; n_p=1,654 - 1,661; n_g - n_Р = 0,020 - 0,022. Оптически двуосный, положителыіый. 2 V =21 - 30°. Ориентировка оптической индикатрисы: п₈||с. Образует резко удлиненные призматические или игольчатые кристаллы, встречаются волосовидные агрегаты, называемые фибролитом.В шлифе бесцветный. В крупных кристаллах имеет ясную спайность в одном направлении. Рельеф высокий. Цвета интерференции в удлинениых разрезах до синих второго порядка. Погасание прямое. Удлинение положительное. В шлифе похож на андалузит и тремолит. От первого отличается более высоким двупреломлением и положителыным удлинением; от второго - прямым погасанием во всех удлиненных разрезах и спайностью в одном направлении. Силлиманит — минерал высоких температур и давлений. Встречается в продуктах контактового и регионалыного метаморфизма глинистых пород – роговиках, кристаллических сланцах, гнейсах.

Ставролит - (Fе², Мg)₂ (А1, Fе³)₉О₆[SiO₄]₄ (О, ОН)2, моноклинный (псевдо-ромбический), n_g = 1,716 - 1,752; n_m = 1,745 - 1,753; n_p = 1,739 - 1,747; n_g - n_Р = 0,012—0,014. Оптический двуосный, положительный. 2 V =82—88°.

Ориентировка оптичсской индикатрисы: n_g || с. В шлифе желтый, отчетливо плеохроирующий: по n_g- ярко-желтый, по п_р - бледно-желтый. Образует удлиненные разрезы, в поперечном сечении - шестигранные и неправильные зерна с ситовидной структурой. Рсльеф высокий. Цвета интерфсренции до оранжево-желтого первого порядка. Погасание прямое. Удлинение положительное. Ставролит при регрессивном метаморфизме превращасгся в хлоритоид. К химическому выветриванцю устойчив и поэтому встречается в обломочных породах. Легко диагностируется благодаря желтой окраске и наличию крестообразных двойников. Типичен для регионально метаморфизованных глинистых пород.

Кордиерит – А1₃(Мg, Fе⁺²)₂[Si₅А1О₁₈], ромбический, n_g= 1,543; n_m = 1,539; n_p = 1,534; n_g – n_Р = 0,009. Оптически двуосный, отрицательный. 2 V =45—80°. В шлифе бесцветный. Рельеф низкий. Цвета интерференции белые. Иногда встречаются полисинтетические двойники в виде параллельных полосок, а также секториальные тройники и шестерники. Включения мелких зерен минералов (циркона, ортита, монацита), содержащих в своем составе радиоактивные элеаденты, вызывают в кордиерите образование лимонно-желтых плеохроичиых ореолов. При отсутствии типичных признаков может быть принят за кварц или плагиоклаз. Легко изменяется с образованием агрегатов тонколистоватой слюды, хлорита, талька или изотропного вещества. Диагностика кордиерита сложна, так как этот минерал, если он не сдвойникован, очень похож на кварц, а если имеет параллельные полисинтетнческие двойники, то на плагиоклаз. От кварца отличается двуосностью, от плагиоклаза - продуктами изменения, несовершенной спайностью. Кордиерит - минерал, характерный для контактового и регионального метаморфизма. Образуется за счет метаморфизма глинистых и песчано-глинистых пород в ассоциации с андалузитом, гранатом, биотитом.

Лавсонит - СаА1₂ (ОН)₂ [Si₂О₇]Н₂О, ромбический, n_g =1,684 - 1,686; n_m = 1,674 - 1,675; n_p = 1,665; n_g - n_Р = 0,019- 0,021. Оптически двуосный, положительный. 2 V =76—87°. Ориентировка оптической индикатрисы: n_p || с. Плеохроирует от бесцветного по п_е до синего по п_р. Спайность совершенная по (100) и (010). Удлинение отрицательное. Часто полисинтетически сдвойникован. Лавсонит характерен для пород регионального метаморфизма при условии высоких давлений. Постоянный компонент жадеит-лавсонит-глаукофановых сланцев.

Спуррит - Са₅[СОз (SiO₄)₂], моноклинный, n_g =l,681; n_m= 1,676; n_p= 1,641; n_g -n_P = 0,040. Оптически двуосный, отрицательный. 2V=40°. Ориентировка оптической индикатрисы: c:n_g = 22°. В шлифе часто наблюдаются полисинтетические двойники. Образуется только в условиях низких давлений и очень высоких температур, что возможно либо в ксенолитах, либо в непосредственных контактах с интрузиями основного состава.

Группа граната состоит из двух изоморфных рядов:

1) альмандинового (Mg, Fe+², Mn)₃Al₂Si₃O₁₂ (пироп, альмандин, спессартин);

2) андрадитового Са₃(А1, Fe⁺³Cr)₂Si₃O₁₂ (уваровит, гроссуляр, андрадит).

Все гранаты кристаллизуются в кубической сингонии, образуя идиоморфные ромбо-додекаэдрические кристаллы или неправильные изометричные зерна, лишенные спайности.

В шлифе некоторые гранаты часто имеют ситовидное строение. Рельеф высокий. Гранаты изотропны, кроме минералов андрадит-гроссулярового ряда, которые могут быть аномально анизотропными, обнаруживая темно-серые цвета интерференции, и сложные, секториальные двойники. Состав гранатов зависит от состава исходной породы и от условий ее образования. Железомагнезиальные гранаты (альмандин и пироп) наиболее высокотемпературные минералы кристаллических сланцев, образующихся при региональном метаморфизме глинистых пород в условиях высоких давлений. Марганцевый гранат – спессартин – устойчив в наиболее низкотемпературных условиях регионального метаморфизма, встречается также в скарнах. кальциевые гранаты андрадит-гроссулярового ряда наиболее характерны для скарнов. Гранаты, существенно гроссулярового состава, встречаются в залегающих среди регионально метаморфизованных карбонатных пород.

Везувиан - Са₁₀(Мg, Fе)₂Аl₄ [SiO₄] (ОН, F)₄, тетрагональный, n_е= 1,700—1,746; n_о= 1,703 - 1,752; n_о - n_ое= 0,001 - 0,008. Оптически одноосный, отрицательный. В шлифе бесцветный. Рельеф высокий. Интерференционная окраска аномальная – густо-синяя, оливково-зеленая, буровато-сиреневая, часто распределяющаяся в пределах зерна зонально или пятнами. Удлинение отрицательное. Везувиан имеет сходство с гроссуляром и цоизитом. От первого отличается формой кристаллов и анизотропностью; от второго – несовершенной спайностью и отрицательным оптическим знаком. Везувиан распространен преимущественно в контактово-метаморфизованных карбонатных породах, особенно в скарнах.

Волластонит - Ca[SiO₃], триклинный, n_g= 1,631 - 1,653; n_m = 1,628 - 650; n_p = 1,616 - 1,640; n_g - n_p = 0,015 - 0,013. Оптически двуосный, отрицательный. 2V= 38—60°. В шлифе бесцветный. Рельеф высокий. Цвета интерференции до желто-оранжевых первого порядка. В удлиненных разрезах угол погасания 28 – 34°. Знак удлинения может быть отрицательным и положительным. Имеет сходство с тремолитом, от которого отличается более низким двупреломлением и меньшим углом оптических осей. Волластонит – минерал, образующийся в условиях контактово-термального метаморфизма карбонатных пород.