Фации высоких давлений

B4 – фация зеленых сланцев. T от 350–400о до 500–550оC. Верхняя граница по давлению 7–10 кбар. Характерными минералами являются: chl, tr, act, tl, serp, mu, пирофиллит, ep, ca, q, ab. Запрещенные минералы: hbl, alm, olg (pl10-30), st, co, sl, ad, bi.

Фации среднего давления

Л е к ц и я 8. Тема 7

Класс регионально-метаморфических пород

Породы данного класса наиболее распространены на земной поверхности и в земной коре, к нему отнесены породы ареального метаморфизма.

Раньше региональный метаморфизм связывался с погружением геосинклинальных бассейнов (трогов) на стадии осадконакопления и интенсивного вулканизма, в результате чего с глубиной увеличивались температура и литостатическое давление.

Согласно современным представлениям, прогрессивный региональный метаморфизм совершается в период складчатых деформаций в орогенных поясах на границах конвергентных (сходящихся) плит.

Вопросы фациального расчленения регионально-метаморфизованных пород наиболее глубоко были решены на основе экспериментальных исследований новосибирскими учеными под руководством академиков В.С.Соболева Н.Л.Добрецова. Эти ученые рассматривают метаморфическую фацию как PT-область метаморфизма, ограниченную линиями нескольких наиболее важных реакций. По их мнению, диагностика и картирование метаморфических фаций должны быть основаны прежде всего на критических (возможных только в данной фации), типоморфных (или характерных) и запрещенных минералах и их ассоциациях в данной фации. Схема расчленения регионально-метаморфических пород, предложенная В.С.Соболевым, Н.Л.Добрецовым и др. включает 4 группы фаций по давлению:

A – фации низких давлений, соответствующие контактовому метаморфизму;

B – фации средних давлений, соответствующие «обычному» региональному метаморфизму;

C – фации высоких давлений, соответствующие региональному метаморфизму зон высоких давлений в земной коре;

D – фации сверхвысоких давлений (в мантии).

Соответствуют «обычному» региональному метаморфизму

B₅ – цеолитовая фация. Температуры от 100^о до 300 – 350^оC. Давление обычно не превышает 3–5 кбар. Характерной породой являются филлиты, образованные при метаморфизме глинистых пород. Филлиты серебристо-белой, зеленовато-серой, темносерой до черной (при наличии графита) окраски, тонко-сланцеватые с шелковистым блеском на плоскостях сланцеватости, скрыто-чешуйчатые. В состав филлитов входят ser, chl, q, ab (ser – смесь труднодиагносцируемых слюд: фенгиты, парагонитыи др.).

Филлиты распространены во многих складчатых областях от докембрийских до неогена.

По глинистым породам образуются q-(ab)-chl-ser сланцы.

По кварцевым песчаникам – кварциты, ser кварциты. Кварциты сохраняются и в более высоких фациях регионального метаморфизма.

По аркозовым песчаникам, магматическим породам кислого состава – ab- ser, ser-ab и ser сланцы.

По известнякам – мраморы, силикатные мраморы, которые сохраняются и в более высоких фациях.

По грауваккам, магматическим породам основного и среднего состава – зеленые сланцы (ab-act, ca-q-ab-chl, ep-act-chl-ab, q-ep-act).

По ультрамафитам – серпентиниты, srp, tl, chl, act сланцы.

Сланцы характеризуются в зависимости от состава светлосерой, серой, зеленой, темнозеленой (за счет chl, act) окраской; сланцеватой, плойчатой и полосчатой текстурами; мелкозернистым строением и лепидогранобластовой, гранолепидобластовой, нематогранобластовой структурой.

Зеленые сланцы – одна из самых распространенных метаморфических пород Земли. Они известны как среди докембрия, так и в палеозое и мезозое.

B₃ – эпидот-амфиболитовая фация. Температурный предел от 500^о до 600–650^оC. Давление до 7,5–10 кбар.

Характерные минералы: am, gr, chd, st, bi, mu, pl_30-10, ad, sl, q.

Запрещенные: chl.

При метаморфизме глинистых пород. аркозовых песчаников и кислых магматических пород образуются сланцы слюдяные, в состав которых входят q, pl_20-10, mu, bi, st, ad, sl, gr. Породы серебристо-белые, серовато-зеленые с ясно выраженной сланцеватой текстурой. На плоскостях сланцеватости обладают серебристым или золотистым блеском за счет bi и mu. Строение среднезернистое, структура гомеобластовая (гранолепидобластовая) и порфиробластовая – крупные кристаллы gr, st, ad.

По грауваккам и базитам формируются эпидотовые амфиболиты, в состав которых входят am, ep, pl_30-40, q, а также bi, mu, st. Амфибол представлен голубовато-зеленой и бледнозеленой hbl. Породы отличаются голубовато-зеленовато-серым цветом. Текстура массивная, полосчатая, сланцеватая. Строение м–с/з, с/з. Структура нематогранобластовая. Реликтовые структуры – бластогаббровая, бластоофитовая.

B₂ – амфиболитовая фация. T 650–800^оC. P до 8,5–11,5 кбар. Характерные минералы: bi, hbl, co, gr, sl (ad), pl_50-20, fsp, q. Запрещенные минералы: chd, железистый ep, tr-act.

В составе фации выделяются гнейсы и амфиболиты.

Гнейсы – это с/з и к/з породы с fs, q и цветными минералами примерно в равных соотношениях, с гнейсовой, полосчатой текстурами. При отсутствии в составе fsp порода называется плагиогнейсом.

Амфиболиты – зеленовато-бурого, серо-черного цвета, главными минералами являются hbl и средний pl. Обычно содержатся сфен, ap, встречаются bi, q. Породы массивной, полосчатой текстуры, гомеобластовой (средне-, крупнозернистой), реже нематогранобластовой структуры.

Породы фации встречаются во многих складчатых областях.

B₁ – гранулитовая фация. T от 750–800^о до 900–1000^оC, P от 4–5 до
12–13 кбар. Верхняя граница определяется температурой плавления базальта. Характерные минералы: hyp, di, gr, co, fsp, pl, sl, q.

В состав фации входят gr-hyp гнейсы, гранулиты (которые рассматриваются также как hyp граниты), чарнокиты. В гнейсах и гранулитах главными минералами являются fsp, pl, q, hyp, bi, gr, co, акцессорные mt, ap, рутил. В чарнокитах, особенно в основных чарнокитах, главные минералы hyp, di, gr, fsp, pl, q. Плагиоклазовые, без fsp, чарнокиты называются эндербитами. Породы м/з, хотя отмечаются и более к/з разности, текстура полосчатая, массивная, гнейсовая, структура гранобластовая. Следует отметить, что номенклатура пород гранулитовой фации весьма запутанная.

Породы гранулитовой фации залегают среди глубоко эродированных гнейсовых толщ в Индии, на о. Шри-Ланка, в Австралии, Африке, Канаде, Норвегии, Шотландии, Украине, Сибири.

Рассмотрим кратко. Метаморфические породы этой группы распространены незначительно, но имеют важное петрогенетическое значение.

(T 300 1000^оC, P 8 кб при низких T, >14 кб при высоких T)

В данной группе выделены 4 фации, точно соответствующих 4 фациям среднего давления (за исключением цеолитовой) по температуре метаморфизма, но отличающихся более высоким давлением:

C₄ – Жадеит(jd)–лавсонит(lv)–глаукофановая(gl) фация. (T 300–550^о, P>8–10 кб, до 15 кб).

Помимо chl, act, ep и q, которые входят в фацию зеленых сланцев, появляются минералы высоких давлений: лавсонит (lv) CaAl₂·[(OH)₂ISi₂O₇]·2H₂O, жадеит (jd) NaAl[Si₂O₆], глаукофан (gl) – щелочной am.

Лавсонит-глаукофановые (lv-gl) сланцы – м/з породы голубовато-зеленого или серого цвета с порфиробластами лавсонита с ясно выраженной сланцеватой текстурой. Лавсонит-глаукофановые сланцы развиты в офиолитах вдоль зон крупных надвигов, по которым граничат континентальные и островодужные плиты. На Урале лавсонит-глаукофановые сланцы протягиваются цепочкой вдоль Главного Уральского разлома.

C₃ – фация дистеновых (ds) сланцев отличается по минеральному составу от эпидот-амфиболитовой фации присутствием дистена (ds) и глаукофана (gl) – минералов высокого давления.

C₂ – фация дистеновых гнейсов и амфиболитов сходна по составу с амфиболитовой фацией, отличаясь наличием в дистеновых гнейсах и амфиболитах дистена (ds) и омфацита (om) – щелочного железистого клинопироксена зеленого цвета.

C₁ – эклогитовая фация. Представлена эклогитами, в состав которых входят гранат (gr) и щелочной клинопироксен – омфацит (om). Кроме того, в них присутствует рутил (ru), q, жадеит (jd), ol, дистен (ds), ap. Гранат_<50 красного, красно-бурого цвета, омфацит яблочно-зеленого цвета. В качестве акцессорных встречается графит (gph) и алмаз. Уд. вес 3,3–3,6 г/см³, в то время как в эквивалентных по химическому составу габброидах – 2,9–3,1 г/см³. Текстура эклогитов массивная, строение с–к/з, структура гранобластовая, часто порфиробластовая за счет крупных идиобластовых выделений gr, оm. На Полярном и Южном Урале эклогиты находятся в сходной геологической обстановке с lv-gl сланцами.

По модели академика Н.Л.Добрецова формирование фаций высокого давления связано с погружением в мантию океанических и континентальных пород в зонах субдукции с последующей эксгумацией (выжиманием) на поверхность. Лавсонит-глаукофановые сланцы формировались при погружении в мантию на 30 – 50 км, а эклогиты – на 100 и более км.

Дата добавления: 2014-01-07