Характерные признаки метаморфических горных пород

Классификация обломочных осадочных пород (кластолитов)

Структура (подгруппа) пород	Размеры обломков, мм	Рыхлые породы	Скальные и полускальные породы
обломки	обломки
угловатые	окатанные	угловатые	окатанные
Грубообломочная (псефиты)	> 100	глыбы	валуны	брекчия:	конгломерат:
глыбовая щебеночная дресвяная	валунный галечный гравийный
100-10	щебень	галька
10-2	дресва	гравий

Среднеобломочная (песчаные или псаммитовые породы)		песок:	песчаник:
2-1	грубозернистый
1-0,5	крупнозернистый[68]
0,5-0,25	среднезернистый
0,25-0,05	мелкозернистый
Мелкообломочная (пылеватые или алевритовые породы)	0,05-0,005	алеврит, лесс, ил	алевролит
Глинистая (пелиты)[69]	<0,005	глина[70]	аргиллит

Из перечисленных кластолитов качественно особыми свойствами обладают лессы. Лесс – пылеватая горная порода желтовато-серого (буровато-серого) цвета, состоящая в основном (на 60-95%) из частиц кварца и полевого шпата, а также минералов глин. Легко растирается пальцами. Пористость лессов более 50%. При увлажнении связь между частицами исчезает, а объем породы под собственным весом или весом сооружений существенно и неравномерно уменьшается, что может вызывать просадки на поверхности и деформацию сооружений. В степных и полупустынных районах умеренного пояса Европы, Азии, Северной и Южной Америки на водоразделах, склонах и древних террасах речных долин покровы лесса занимают большие площади и имеют мощность до 100 м.

Условно к обломочным относят породы коры выветривания[71], сложенные фрагментами исходных горных пород различного размера.

Минеральный состав кластолитов позволяет уточнить их классификационную принадлежность. Так обломочные горные породы сложенные более чем на 50% частицами кварцаразмером <0,005 мм считаются обломочными, а при преобладании в их составе глинистых минералов могут быть отнесены и к хемогенным горным породам. Сцементированные обломочные осадочные породы по составу цемента делятся на глинистые, карбонатные, кремнистые, железистые, фосфоритовые и др.

Химический состав осадочных горных пород отличается от магматических пород большей дифференцированностью, разбросом содержаний породообразующих компонентов (например, содержание SiO₂изменяется от 0 (ископаемые соли) до 100% (чистые кварцевые пески), CaO — от долей процента (чистые каолиновые глины) до 56% (известняки) и т. п.), повышенным содержанием воды, СО₂, органического углерода, «избыточных летучих» (S, Cl, В и др.), а также преобладанием окисного железа над закисным. Промежуточное положение между осадочными и вулканическими породами занимает группа эффузивно-осадочных пород (вулканический пепел, вулканический туф и др.), по генезису вещества являющиеся магматическими, а по условиям отложения осадочными образованиями.

Осадочная оболочка Земли в среднем имеет мощность 4 км (от 0 до 25 км) и сложена глинистыми породами (на 46% на платформах и 38% в глубоких прогибах), карбонатными породами (на 24 и 21% соответственно), песчаными породами (на 22 и 18% соответственно), эффузивами (на 4,5 и 21%) и солями (на 2,8 и 0,3%) (по А.Б. Ронову). Распространенность различных типов осадочных пород не постоянна. Так осадочный чехол Русской платформы на 55% состоит из карбонатных пород.

Цвет осадочных горных пород в значительной степени определяется соотношением концентраций ОВ и форм железа. Органическое вещество окрашивает горные породы в серый и черный цвет. Соединения 3-валентного железа имеют красный, желтый, бурый цвета, 2-валентного железа зеленовато-голубого цвета. Этим определяется окраска многих осадочных горных пород (например, бурые суглинки, голубые глины, желтые пески и т.д.).

Метаморфические горные породы - естественные ассоциации минералов, образованные в толще земной коры в результате преобразования (метаморфизма) горных пород любого генезиса под воздействием термобарических и химических процессов, движущим началом которых является внутренняя энергия Земли. Эти преобразования протекают в твердом состоянии и выражаются в изменении минерального, а иногда и химического состава и строения пород. Для метаморфических горных пород характерны ориентированные текстуры: сланцеватые, плойчатые, гнейсовые, полосчатые, волокнистые; структуры зернистые (кристаллические). Существуют постепенные переходы между исходными и вновь образованными метаморфическими горными породами.

В зависимости от того, какой фактор (температура, всестороннее или одностороннее давление, геохимическая активность среды) играет ведущую роль при изменении горных пород, различают следующие виды метаморфизма:

- региональный метаморфизм проявляется на значительных участках недр, под воздействием значительных температур и литостатического давления, в течение длительного геологического времени;

- контактово-термальный метаморфизм затрагивает локальные участки недр, подвергшиеся воздействию значительных температур в зонах прилежащих к магматическому очагу или каналу;

- контактово-метасоматический метаморфизм затрагивает локальные участки недр, подвергшиеся воздействию термальный растворов и газовых эманаций в зонах прилежащих к магматическому очагу или каналу;

- динамометаморфизм затрагивает локальные участки недр, подвергшиеся воздействию одностороннего тектонического давления (стресса).

Метаморфические горные породы состоят из минералов устойчивых при повышенной температуре и давлении. Это преимущественно породообразующие минералы магматических пород: кварц, полевые шпаты, слюды, амфиболы, пироксены, магнетит, гематит, а также характерный минерал осадочных пород - кальцит. Такие минералы, как хлорит, тальк, серпентин, хризотил-асбест, гранат, графит, образуются только в ходе метаморфических процессов.

Для метаморфических пород характерна кристаллическая структура (листоватая, чещуйчатая, игольчатая, таблитчатая). Текстура метаморфических горных пород: сланцеватая, гнейсовая, полосчатая, волокнистая, очковая, массивная.

Систематика метаморфических горных пород основывается на условиях преобразования и типе исходных пород (табл. 9).

Вид метаморфизма	Исходная порода	Метаморфическая порода
Региональный	Глины, аргиллиты	Аргиллитовые сланцы
Кровельные (аспидные) сланцы
Филлиты
Кристаллические сланцы
Гнейсы
Песчаники с кремнистым и глинистым цементом	Кварциты
Слюдяно-кварцитовые сланцы
Кварцитовидные песчаники
Гнейсы
Известняки	Мраморы
Кремнистые породы	Яшмы
Мелкозернистые кварциты
Кислые и средние магматические породы	Слюдяные сланцы
Гнейсы
Основные породы	Зеленые сланцы
Амфиболиты
Эклогит
Ультраосновные породы	Тальковые сланцы
Серпентиниты
Гнейсы, сланцы, амфиболиты	Параграниты
Динамометаморфизм	Любые породы	Катаклазиты
Милониты
Контактово-термальный	Песчано-глинистые породы	Биотитовые роговики
Основные и средние магматические породы	Амфиболовые роговики
Карбонатные породы	Известково-силикатные роговики
Мраморы
Контактово-метасоматический	Зона сопряжения интрузивных и карбонатных пород	Скарны
Зона сопряжения гранитоидов с песчано-глинистыми породами	Грейзен
Гранитоиды	Березит
Ультраосновные и основные породы, серпентиниты	Лиственит

Характерные признаки метаморфических горных пород приведены в табл. 10.

Текстура	Минеральный состав	Структура и особые свойства породы	Название
Сланцеватая, иногда плойчатая	Не различим (серицит, хлорит, кварц)	Зеленая, серая мелкочешуйчатая порода; шелковистый блеск	Филлит
Биотит, мусковит, серицит, иногда кварц, гранат, графит и др.	Средне-, крупночешуйчатая порода с преобладанием слюды; кварц плохо заметен	Слюдяные сланцы
Хлорит, иногда кварц, слюды, кальцит и др.	Чешуйчатая или листоватая порода серо-зеленого цвета	Хлоритовый сланец
Тальк, кальцит, кварц	Чешуйчатая, светлая, светло-серая, зеленоватая, мягкая, жирная на ощупь порода	Тальковый сланец
Массивная, сланцеватая, полосчатая	Серпентин, хризотил-асбест, иногда магнетит, хромит, тальк	Серо-зеленая порода с пятнами темно-зеленого, белого, черного цвета, часто с прожилками хризотил-асбеста, иногда магнитна	Серпентинит (змеевик)
Ориентирован-ная, полосчатая, гнейсовая, массивная	Амфибол, плагиоклаз (часто белый), иногда гранат, кварц	Кристаллическая зелено-черная порода, похожа на пироксенит, но с более сильным блеском	Амфиболит
Гнейсовая, очковая, полосчатая	Кварц, полевые шпаты, биотит, иногда амфибол, пироксен, гранат	Кристаллическая порода с ориентированной текстурой, по составу похожая на гранит	Гнейс
Массивная	Кварц	Мелкозернистая, иногда сливная (отдельные зерна нельзя различить), белая, желтая, красноватая порода, искристая на изломе, похожа на плотный и крепкий песчаник	Кварцит
Полосчатая	Кварц, оксиды и гидроксиды железа, силикаты	Тяжелая порода, состоящая из чередующихся светлых (кварцевых) и темных полос, часто магнитна	Железистый кварцит (джеспилит)
Массивная, полосчатая, узорчатая	Кальцит, реже доломит, иногда с графитом, серпентином и др.	Зернисто-кристаллическая белая, светло-серая, реже красноватая или желто-бурая порода, иногда рисунчатая, реагирует с HCl	Мрамор
Массивная	Не различим	Мелкозернистая крепкая серая, буровато-серая, темно-серая, темно-зеленая или черная порода, иногда розовато-серая	Роговик
Массивная, беспорядочная, пятнистая	Гранат, пироксен, кальцит, плагиоклаз, амфибол, магнетит, халькопирит, галенит, сфалерит, молибденит и др.	Зеленоватая порода, разнообразная по составу и внешнему виду с большим количеством пироксенов и (или) граната. Структура от мелко- до крупнокристаллической, часто неравномерно-зернистая	Скарн
Массивная	Кварц, слюды, пирит	Светлая мелкозернистая порода, иногда с прожилками кварца	Березит
Массивная	Карбонаты, кварц, слюды, хлориты, пирит	Зеленоватая порода	Лиственит
Массивная	Кварц, слюды, иногда берилл, топаз, касситерит, вольфрамит, молибденит	Крупнокристаллическая белая, светло-серая, желтоватая порода	Грейзен
Брекчиевидная	Обломки пород, руд, минералов	Брекчиевидная порода, состоящая из крупных обломков горных пород и минералов, сцементированная тонкозернистой массой	Катаклазит
Сланцеватая, тонкополосчатая, очковая	Не различим	Порода, состоящая из мелко перетертого материала первичных пород	Милонит

Метаморфические горные породы по химическому составу, в общем, близки к осадочным или магматическим породам, хотя в них в процессе метасоматоза могут возникать новые минеральные виды и концентрации рудных минералов.