Вещественный состав метаморфических горных пород
Вещественный состав метаморфических пород определяется их химическим и минеральным составом и зависит от состава исходных пород и действующих факторов метаморфизма.
3.2.1 Химический состав
Сопоставление химических анализов магматических, осадочных и метаморфических пород показывает, что каждая генетическая группа пород состоит из одних и тех же главных окислов: Si2, А12О3, Fе2О3, FеО, МgO, СаО, Nа2О, К2О, Н2О, СО2. Однако количественные соотношения окислов в исходных породах различны, поэтому для удобства все исходные породы объединяют по признаку химического состава в группы. Нами принята схема Н.Л. Добрецова, согласно которой исходные породы объединены в четыре группы:
1. глинистые и кварц-полевошпатовые породы (метапелиты);
2. основные и средние магматические породы, туфогенные породы, граувакки, мергели (метабазиты);
3. карбонатные породы;
4. редкие породы магнезиальные (ультраосновные), щелочные, железистые, марганцевые.
Данные химических анализов при отсутствии наложенных метасоматических процессов позволяют нередко судить о составе исходной породы и ее генетической принадлежности. Так, резко повышенное содержание кремнезема в метаморфической породе (более 80%) дает основание предполагать, что исходным материалом был кварцевый песчаник; повышенные количества глинозема, окислов калия, магния, железа свидетельствуют о глинистом составе первичной породы; высокие содержания кальция – о карбонатном составе и т.д.
3.2.2 Минеральный состав
Разнообразие химического состава исходных пород и различные термодинамические условия метаморфизма приводят к исключительному разнообразию минерального состава метаморфических 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.
Ниже приводятся характеристики некоторых специфических метаморфических минералов [7,9,10].
Группа дистенавключает три полиморфные модификации одинакового химического состава А12О[SiO4] – дистен, андалузит, силлиманит. Дистен (кианит) Обычно наблюдается в виде удлиненных призматических кристаллов в поперечном сечении прямоугольной формы. Цвет голубой, синий, иногда зеленоватый, желтый, белый. Блеск стеклянный, на плоскостях спайности перламутровый. Спайность совершенная по (100) и менее совершенная по (010). Плотность 3,35-3,65. Твердость 5,5-7. 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], Облик кристаллов призматический с поперечным сечением, близким к квадратному. Встречается в лучисто-шестоватых и зернистых агрегатах. Блеск стеклянный. Спайность совершенная по (110) с углом между трещинами 89°. Излом неровный, занозистый. Плотность 3,13-3,16. Твердость 6,5-7,5. 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.
Силлиманит - А12О[SiO4], Образует резко удлиненные призматические или игольчатые кристаллы, встречаются волосовидные агрегаты, называемые фибролитом.Обычно бесцветный или белый, реже светло-бурый, серо-зеленый. Блеск стеклянный. Спайность совершенная по (010). Твердость 6,5-7,5. Плотность 3,23-3,27. В шлифе бесцветный. В крупных кристаллах имеет ясную спайность 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,
Цвет красновато-бурый до буровато-черного. Черта белая. Блеск стеклянный. Кристаллы обычно имеют вид коротких толстых призм. Очень характерны крестообразные срастания. Спайность несовершенная в одном направлении по (010). Плотность 3,74 - 3,83. Твердость 7,5. Типичен для регионально метаморфизованных глинистых пород.
Кордиерит – А13(Мg,Fе+2)2[Si5А1О18], Бесцветный или окрашенный в синие, фиолетовые и желтоватые цвета. Блеск стеклянный. Обычно образует сплошные массы или зерна неправильной формы. Спайность несовершенная. Излом раковистый. Плотность 2,53-2,78. Твердость 7. Кордиерит - минерал, характерный для контактового и регионального метаморфизма. Образуется за счет метаморфизма глинистых и песчано-глинистых пород в ассоциации с андалузитом, гранатом, биотитом.
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. Макроскопически легко узнаются по характерному облику кристаллов, жирному блеску, высокой твердости. Почти все гранаты окрашены в различные красноватые, бурые, зеленые цвета. Основные свойства гранатов представлены в таблице 5.
Таблица 5. Основные свойства гранатов
Гранаты | Состав | Плотность г / см3 | Цвет | |
В образце | ||||
Альмандин | Fe+23Al2Si3O12 | 4,318 | Красный | |
Пироп | Mg3Al2Si3O12 | 3,582 | Темно-красный | |
Спессартин | Mn3Al2Si3O12 | 4,190 | Оранжевый | |
Андрадит | Ca3Fe2Si3O12 | 3,859 | Желтый, зеленый | |
Уваровит | Ca3Cr2Si3O12 | 3,900 | Изумрудный | |
Гроссуляр | Ca3Al2Si3O12 | 3,594 | Бледно-зеленый |
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, Везувиан образует короткопризматические кристаллы, шестоватые или радиально-лучистые агрегаты и сплошные зернистые массы. Цвет желтый, зеленый, бурый. Блеск стеклянный. Спайность несовершенная. Излом неровный или раковистый. Хрупкий. Плотность 3,33-3,43. Твердость 6–7. Везувиан распространен преимущественно в контактово-метаморфизованных карбонатных породах, особенно в скарнах.
Волластонит - Ca[SiO3], Образует таблитчатые или призматические кристаллы, радиально-лучистые, шестоватые или волокнистые агрегаты. Цвет белый с сероватым или красноватым оттенком. Спайность совершенная по (100) и хорошая по (001) с углом около 84°. Блеск стеклянный. Плотность 2,87-3,09. Твердость 4,5–5. Волластонит – минерал, образующийся в условиях контактово-термального метаморфизма карбонатных пород.
Дата добавления: 2016-08-07; просмотров: 2091;