Особенности минерального состава

Механизм перекристаллизации пород, протекающий в твердом виде, представляет собой сложный процесс замещения одних минералов (неустойчивых при новых Р–Т условиях) другими, более устойчивыми. При этом важную роль играют межпоровые флюиды как катализаторы реакций замещения.

Кроме минералов, входящих в состав магматических пород, выделяется группа минералов, характерных преимущественно для метаморфических пород.

Тальк – низкотемпературный чешуйчатый минерал, возникающий при гидротермальной проработке магнезиальных пород.

Хлорит – низкотемпературный чешуйчатый минерал часто с зеленоватым оттенком. Образуется при гидротермальной проработке основных пород.

Серпентин – возникает как продукт гидротермальной проработки ультраосновных пород. Не обладает четко выраженной формой (иногда образует волокнистые агрегаты у хризотил-асбеста), серого с зеленоватыми оттенками цвета.

Серицит – низкотемпературный минерал, мелкочешуйчатая разновидность слюды – мусковита. Присутствие серицита обусловливает шелковистый блеск породы.

Эпидот – образует кристаллы призматические, лучистые или зернистые агрегаты. Цвет светло-зеленый. Блеск сильный стеклянный.

Гранат – кристаллы, реже зернистые агрегаты. Цвет от коричневого до красного. Визуально легко узнается по характерному облику кристаллов в виде ромбододекаэдра и цвету.

Актинолит – низкотемпературная разновидность роговой обманки. Образует волосовидные, тонколучистые неориентированные агрегаты. Цвет светло-зелёный.

Турмалин – образует призматические кристаллы, реже зернистые агрегаты. Цвет зеленый, красный, бурый до черного, часто полихромный. Характерное поперечное сечение, вертикальная штриховка, отсутствие спайности. Нередки радиально-лучистые сростки, называемые «турмалиновым солнцем».

Текстуры и структуры метаморфических пород

Сланцеватые текстуры с параллельным или субпараллельным расположением вытянутых, уплощённых или чешуйчатых минералов характерны, как правило, для низкотемпературных продуктов регионального метаморфизма. Сланцеватые текстуры могут усложняться мелкой складчатостью, и тогда такая текстура называется плойчатой.

С повышением температуры, в условиях амфиболитовой фации, текстура со слабо выраженной ориентировкой минералов называется гнейсовой (по названию главного и типичного представителя пород амфиболитовой фации – гнейса).

Полосчатая текстура образуется в результате метаморфических процессов высокотемпературных фаций, сопровождающихся расслоением первично однородной массы на слои контрастного минерального состава (образуются слои тёмноокрашенные – с амфиболом и слюдой и светлоокрашенные – с кварцем и полевыми шпатами).

Для скарнов, роговиков, березитов, лиственитов, мраморов, образующихся при контактовом метаморфизме без проявления тектонического (стрессового) давления, наиболее часто отмечается массивная текстура, хотя может встречаться пористая, ноздреватая, пятнистая и другие.

Структуры продуктов регионального метаморфизма, в зависимости от формы слагающих их минералов, могут называться: лепидобластовая (лат. «лепидос» – чешуйка, «бластос» – росток), гранобластовая («гранос» – зерно), нематобластовая («нематос» – нить, игла).

Гранобластовая структура чаще отмечается для пород амфиболитовой и гранулитовой фаций метаморфизма при наличии зерен изометричной формы – кварца, полевых шпатов, гранатов, карбонатов и др.

Лепидобластовая структура характерна обычно для зеленосланцевой фации при обилии чешуйчатых, листоватых минералов – серицита, мусковита, биотита, хлорита, талька, серпентина.

Нематобластовая в чистом виде встречается редко (амфиболиты, актинолитовые сланцы) и отличается наличием минералов игольчатой, длиннопризматической формы (эпидот, роговая обманка, актинолит, турмалин).

В природе чаще встречаются комбинированные структуры, когда в наличии имеется несколько минералов разной формы, например, лепидонематогранобластовая структура. В этом случае название структуры формируется по определенному правилу. В начале такого наименования ставится структура, определяющая форму наименее распространённого минерала; в конце – наиболее распространенного.

Порфиробластовая структура отмечается, когда в породе наблюдаются разнозернистые агрегаты, один из новообразованных минералов резко выделяется по размеру среди остальных.

Основные разновидности метаморфических пород

Продукты регионального метаморфизма

Фация зеленых сланцев

Филлит. Исходной породой филлитов являются аргиллиты (глинистые сланцы). Глинистые минералы в результате метаморфизма преобразовываются в кварц, серицит, иногда хлорит, альбит (полевой шпат), часто с примесью графита. Тонкозернистая, плотная порода темного, почти черного цвета с четко выраженной сланцеватостью. На плоскостях сланцеватости филлиты обладают шелковистым блеском, обусловленным присутствием серицита. Текстура сланцеватая; структура гранолепидобластовая. Применяют в виде кровельного материала.

Кварц-серицитовый сланец. Образуется либо по аргиллитам (глинистым сланцам), либо по аркозовым песчаникам, или кислым магматическим породам.Основными минералами являются кварц, серицит, альбит (полевой шпат). В зависимости от исходного состава пород могут присутствовать хлорит, эпидот или карбонаты. Цвет породы светло-серый, иногда с зеленоватым оттенком (за счет хлорита и эпидота); на плоскостях спайности шелковистый блеск, обусловленный присутствием серицита. Текстура сланцеватая, иногда плойчатая; структура гранолепидобластовая.

Хлоритовый сланец. Это сланцеватые зеленые породы, цветом своим обязанные обилию одного или более зелёных минералов (хлорита, эпидота и актинолита), из других минералов практически всегда отмечается альбит (полевой шпат) и кварц. Структура породы гранолепидобластовая. Имеет низкие физико-механические показатели и как строительный минерал не применяется.

Тальковый сланец образуется за счёт низкотемпературного гидротермального метаморфизма ультраосновных магматических пород (перидотитов и серпентинитов). Основным минералом является тальк (не менее 75 %,обычно 90 %), может присутствовать хлорит, актинолит, серпентин, карбонаты. Жирный на ощупь, светло-зеленого цвета с низкой твердостью, царапается ногтем. Текстура сланцеватая, структура лепидобластовая. Применяется в парфюмерии и как огнеупор.

Эпидот-амфиболитовая фация

Слюдяной (кристаллический) сланец. Исходными породами кристаллических сланцев могут быть осадочные (аргиллиты и песчаники) и кислые магматические породы. Основными минералами этих сланцев являются биотит, мусковит, кварц, полевые шпаты, причем преобладают слюды. Помимо этих минералов в кристаллических сланцах, как правило, присутствуют порфиробласты граната, турмалина, ставролита и других минералов. Текстура сланцеватая; структура порфиробластовая, лепидогранобластовая. Применения практически не имеют. При проектировании необходимо учитывать направление сланцеватости в массиве, т.к. сланцеватость способствует соскальзыванию и оползанию их как в природных склонах, так и на откосах искусственных выемок.

Амфиболитовая фация

Амфиболит. Образовался из основных магматических пород. Состоит преимущественно из роговой обманки и плагиоклаза. Могут присутствовать в небольших количествах гранат, биотит и кварц. Текстура визуально массивная, но под микроскопом заметна ориентировка призм роговой обманки. Нередко наблюдается полосчатая «гнейсовая» текстура. Цвет от темно-серого и темно-зеленого, до черного. Структура нематогранобластовая или гранонематобластовая. Не имеет большого распространения и применяется как строительный камень.

Гнейс – исходными породами являются осадочные и кислые породы. Плотная кристаллическая порода. Главные минералы гнейсов: кварц, полевые шпаты, слюды (биотит, мусковит) и роговая обманка. Может присутствовать гранат и пр. Наиболее характерным отличием гнейсов от кристаллических сланцев является гнейсовая (полосчатая) текстура – чередование светлых кварц-полевошпатовых и темных биотит-роговообманковых прослоев, реже очковая. Структура лепидогранобластовая.

Мрамор – карбонатная порода, образующаяся при метаморфизме известняков и доломитов и сложенная преимущественно кальцитом. При увеличении температуры возрастает крупность минеральных зёрен. Чистые разности мраморов имеют белый цвет. Различные минеральные примеси окрашивают мрамор в розоватые (гематит), жёлтые (лимонит), серые (органическое вещество), зелёные (хлорит, эпидот) оттенки. Текстура массивная, реже полосчатая; структура от тонко- до крупнозернистой. Характерна бурная реакция с 10 % раствором соляной кислоты, легко царапается ножом.

Применяется как облицовочный камень, при производстве извести, белый мрамор – для изготовления скульптур.

Кварцит – горная порода, состоящая существенно из кварца. Образуется при метаморфизме кварцевых песчаников. Цвет чистых кварцитов белый, в зависимости от примесей с розовым, черным, жёлтым, зеленым оттенками. Текстура массивная; структура мелко- и тонкозернистая, иногда зерна не различимы (сливной кварцит).

Внешне кварцит очень похож на мрамор, но отличается от него следующими свойствами: твердость 7 (кварцит царапает стекло), не реагирует с соляной кислотой.

Применяют как облицовочный камень, для изготовления жерновов, чистые кварциты – для изготовления кварцевого стекла.

Джеспилит (железистый кварцит) – кварцит с большим содержанием магнетита и гематита. Окраска серая, красноватая. Текстура массивная, структура гранобластовая. При содержании железа более 45 % является железной рудой.