Метаморфические горные породы

Метаморфические горные породы возникают в глубоких зонах земной коры («метаморфо» по-гречески — преобразуюсь, превращаюсь) путем преобразования магматических и осадочных пород под влиянием высоких температур и давлений, вследствие чего порода теряет первоначальный облик и приобретает новые особенности. Это выражается в изменении минералогического и химического состава пород, их структуры, текстуры и происходит обычно в твердом состоянии без расплавления пород.

В зависимости от ведущих факторов, таких как высокая температура и большое давление выделяют несколько типов метаморфизма.

• 1. Региональный метаморфизм протекает на больших глубинах, захватывает огромные площади и вызывается высокой температурой и большим гидростатическим давлением. При этом образуются филлиты, различные сланцы, гнейсы, кварциты, мрамор и др.
• 2. Контактовый метаморфизм происходит под действием высоких температур на контакте горных пород с очагами внедряющейся расплавленной магмы. При этом происходит изменение структуры и текстуры пород и часто их состава. В результате контактового метаморфизма возникают роговики — плотные мелкозернистые породы массивной текстуры, серого, розово-серого и черного цветов.
• 3. Динамометаморфизм наблюдается при действии направленного давления, связанного с тектоническими движениями земной коры. При этом может повышаться и температура. В результате динамометаморфизма породы подвергаются дроблению и механическому перемещению минеральных зерен без преобразования их состава. Характерными породами являются тектонические брекчии, состоящие из сцементированных угловатых обломков и милониты — тонкоперетертая плотная рассланцованная порода.
• 4. Пневматолитовый и гидротермальный метаморфизм связан с привносом в породу новых химических элементов газами и горячими водными растворами, поднимающимися из очага магмы. Они вызывают изменение химического и минералогического состава пород. Характерными породами этого вида метаморфизма являются скарны — контактно-метасоматические образования. Состоят из пироксенов, плагиоклазов и гранат, а также рудных минералов.

В состав метаморфических горных пород входят минералы устойчивые в условиях высокого давления и температуры. К ним относятся минералы магматического происхождения: кварц, полевые шпаты, плагиоклазы, мусковит, биотит, роговая обманка, магнетит, гематит и минерал осадочного происхождения кальцит. Кроме этого в состав метаморфических пород входят минералы метаморфического происхождения: графит, тальк, хлориты, актинолит, эпидот, силлимонит и др.

Структура метаморфических пород обычно кристаллическая, чаще мелкозернистая. Наиболее характерна для них листоватая, чешуйчатая, игольчатая и таблитчатая.

Из текстур среди метаморфических пород наиболее часто встречается:

• 1. Сланцеватая. Таблитчатые, чешуйчатые, игольчатые кристаллы располагаются параллельно друг другу (сланцы);
• 2. Полосчатая. Полосы разной толщины и различного минерального состава чередуются друг с другом (гнейсы).

Встречаются породы с массивной текстурой (кварцит, мрамор), очковой (округлые пятна) и плойчатой (гофрированной).

В строительном деле наибольшее значение имеют метаморфические породы, полученные в результате регионального метаморфизма.

Кварциты — кварцевые песчаники, превращенные в результате регионального метаморфизма в монолитную скалистую породу. Кварциты имеют мелкозернистую структуру и массивную текстуру. Устойчивы против выветривания и очень прочны — до 400 МПа. Особого внимания заслуживают железистые кварциты, в которых к кварцу присоединяются гематит или магнетит. Цвет белый, серый, розовый.

Используются как сырье для огнеупорного кирпича — динаса, бутового камня, а также в качестве щебня. Добываются на Алтае и в Карелии.

Мрамор. Образуется при региональном метаморфизме известняков и мела. Цвет белый, серый, голубой, розовый. Метаморфизм мергелей приводит к образованию цветных, полосчатых, пятнистых мраморов. При перекристаллизации доломитов образуются доломитовые мраморы желтого цвета. Структура у мраморов полнокристаллическая, мелко-, среднеи крупнозернистая, текстура массивная. Прочность в зависимости от исходной породы имеет широкие пределы от 80 до 300 МПа. Хорошо обрабатывается. Особенно ценится чистый белый мрамор.

Используется для изготовления скульптур, архитектурных деталей (колонн, капителей), облицовочной плитки и в качестве электроизоляционного материала. Добывается на Урале, в Крыму и в Карелии.

Сланцы. К этому виду метаморфических пород относятся глинистые сланцы; кровельные сланцы; хлоритовые, слюдяные, тальковые сланцы. В состав кристаллических сланцев входят мусковит, биотит, кварц, гранаты, графит, хлорит и другие минералы. Цвет их обусловлен окраской преобладающих минералов, а иногда связан с наличием таких примесей, как графит и гематит. Сланцы имеют полнокристаллическую структуру, ярко-выраженную сланцеватую или плойчатую текстуру и шелковистый блеск.

Сланцы служат сырьем в керамической промышленности, для изготовления огнеупорных и кислотостойких изделий.

Гнейсы. Метаморфизированные породы, образующиеся из осадочных (парагнейсы) или магматических горных пород (ортогнейсы). В их состав входят: полевые шпаты, кварц, слюды, авгит, роговая обманка, гранаты и другие минералы. Структура гнейсов полнокристаллическая с различной величиной зерен, текстура сланцеватая или ленточная, иногда массивная и очковая. По преобладанию того или иного компонента выделяют графитовые, эпидотовые, силлиманитовые и другие гнейсы. При выветривании превращаются в грубоплитчатый щебень или в дресву. Используются как облицовочный материал, бутовый камень, щебень.