Особенности метаморфического образования минералов.

При метаморфизме минералы растут в твердой среде плотной горной породы. Каждое минеральное зерно заключено среди других таких же зерен, мешающих его развитию. Различные минералы обладают разной «кристаллизационной силой». Некоторые расталкивают при росте окружающие их зерна, принимая более или менее правильную форму, другие, разрастаясь, обволакивают соседние минералы, заполняют промежутки между ними. Минералы, образующие при метаморфизме правильные формы, называют идиобластическими, не обладающие этой тенденцией — ксенобластическими. Наиболее типичные для метаморфических пород минералы по степени уменьшения идиобластичности располагаются в следующий ряд: рутил, сфен, магнетит, турмалин, гранат, кианит, ставролит, андалузит, эпидот, цоизит, пироксены, амфиболы, волластонит, слюды, хлориты, тальк, доломит, кальцит, скаполит, кордиерит, полевые шпаты, кварц (по X. Вильямсу и др.). Однако в определенных условиях наблюдаются отступления от приведенной последовательности и некоторые «ксенобластические» минералы растут, раздвигая и даже деформируя «идиобластические».

В большинстве метаморфических пород минералы срастаются по неровным, часто зазубренным поверхностям, образуя заливообразные взаимопроникающие выступы и т. п. Такой тип срастаний называют бластическим (от греч. blastos — росток). Возникающие при этом структуры называются кристаллобластическими. Если метаморфическая порода состоит из таких минералов, как кварц, полевой шпат, кальцит, гранат и другие, имеющих форму зерен, структура называется гранобластовой (от лат. granum — зерно). Если главными составляющими являются слюды, тальк, хлорит и другие минералы, имеющие форму чешуек, пластинок, листочков, то структуру называют лепидобластовой (от греч. lерidos — чешуя). Породы, состоящие из зерен и из чешуек различных минералов, относятся к смешанным типам метаморфических структур лепидогранобластовой и др.

Минеральные зерна при росте во время метаморфизма укрупняются, крупные кристаллы увеличиваются, используя материал мелких, которые в конечном счете исчезают. Это объясняется известным законом кристаллохимии: наиболее устойчивым состоянием кристаллического вещества является такое, когда при определенной массе оно имеет наименьшую поверхность. Одновременно с ростом минералов происходит метаморфическая дифференциация, заключающаяся в переотложении минеральных компонентов с мономинеральными обособлениями (рис. 148). Этот процесс тесно связан с тектонической подготовленностью отдельных участков метаморфизуемых толщ и проявляется там, где породы «разрыхлены», гранулированы, доступны для интенсивной циркуляции растворов, осуществляющих растворение, перенос и новообразование минеральных компонентов.

Когда рост минералов при метаморфизме происходит в условиях стресса, возникает хорошо известная кристаллизационная сланцеватость, выражающаяся в субпараллельной ориентировке минеральных зерен в направлении, перпендикулярном к наибольшему напряжению.

Рис. 148. Обособления крупных кристаллов полевых шпатов в гнейсах (фото В. Н. Мораховского).

Рис. 149. Перекристаллизация минералов в метаморфических породах по принципу Рикке. а — минерал, подвергшийся «стрессу»; с, d — поверхности зерна, перпендикулярные к вектору наибольшего давления; е — боковая поверхность, ни которую происходит перемещение и отложение компонентов, слагающих минерал а. Стрелки показывают направление миграции.

Рост гранобластовых зерен в условиях стресса контролируется правилом, известным под названием принципа Рикке, согласно которому вещество при одностороннем давлении имеет пониженную растворимость в направлении, перпендикулярном к данному давлению, причем снижение растворимости пропорционально квадрату напряжения:

б = аZt2

где б — понижение точки плавления; Z — сила сжатия; а — материальная константа для условий деформаций, не превышающих пределы упругости.

По Г. Рамбергу, суть процесса «уплощения» минералов заключается, во-первых, в действительном растворении вещества кристалла поровыми растворами, и, во-вторых, «химическим» перемещением вещества внутри самой решетки, вдоль поверхности минерала, обращенной в сторону наибольшего давления. При этом движение вещества происходит к торцам зерна, где кристалл наращивается за счет перемещающихся туда компонентов (рис. 149). Отмеченный способ перекристаллизации характерен для кристаллов, обладающих относительной пространственной изотропией структуры кристаллической решетки. Такие минералы, как слюды, тальк, хлорит, амфиболы и другие с резко проявленной анизотропией кристаллической решетки, своими чешуйками, пластинками, призмами ориентируются перпендикулярно к вектору наибольшего напряжения.

Сложное неравновесное напряжение, воздействующее при метаморфизме на слоистые (т. е. имеющие изначальную слоевую неоднородность) породы, разлагается на векторы, ориентированные перпендикулярно к слоям и лежащие в их плоскости. Это (вместе с возможными дифференцированными движениями вдоль слоистости) приводит к тому, что чешуи, пластины или уплощенные зерна растущих метаморфических минералов часто совпадают плоскостями со слоистостью исходной породы. В результате текстура метаморфической породы как бы наследует текстуру, ранее существовавшую. Однако часто такого совпадения не происходит, и в породах развивается сланцеватость, вызванная параллельной ориентировкой минералов, не совпадающая со слоистостью. При геологических исследованиях очень важно отличать истинную слоистость от сланцеватости.

Вернуться назад к оглавлению "Общая Геология. Основы Геологии."

Оставить комментарий

Ваш email не будет опубликован. Обязательные поля отмечены *

Вы можете использовать это HTMLтеги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>