Метаморфические породы — что к ним относится, их образование и структура

Метаморфические породы образуются из других пород под воздействием огромных давлений и температур на глубине тысяч метров под землей. Под воздействием больших давлений и высоких температур структура, а иногда и химический состав магматических и осадочных пород могут перестраиваться. К тому же удалению или, напротив добавлению различных минералов из пород способствуют горячие растворы. Эти факторы заставляют исходные минералы видоизменяться.

При метаморфических процессах давление может превышать 100 атмосфер, а температура достигать 400-900 0С. В этих условиях сруктура слоистых минералов деформируется, они могут растягиваться, сдавливаться или даже разрушаться. Метаморфические породы, как и магматические, различаются по текстуре, составу и условиям образования.

Типы метаморфических пород

Метаморфизм бывает двух типов. Первый — контактовый — имеет место, если раскаленные интрузии магматических пород или потоки лавы спекают окружающие более холодные породы. Второй — региональный — встречается, когда гораздо большие массы пород сжимаются, перекрываются другими породами или нагреваются, например в зонах столкновения континентов.

В ходе метаморфических процессов зерна песка соединяются и образуют кварцит. Метаморфизм превращает известняк в мрамор.

По мере того как карбонат кальция перекристаллизовывается в мрамор, из кристаллов удаляются примеси. В результате этого часто появляются прожилки, благодаря которым мрамор ценится как декоративный камень. Самые известные в мире статуи были вырезаны из знаменитого коррарского мрамора, который добывают в Италии.

Региональному метаморфизму, проходящему в несколько этапов, могут подвергаться глинистые осадочные породы. Из-за сдавливания составляющие их глинянные минералы преобразуются в тонкие плоские зерна слюды. Они залегают под прямым углом к направлению сдавливания. В результате этого процесса сначала образуется слабометаморфизированная порода — глинистый сланец, а затем метаморфическая порода аспидный, или кровельный сланец.

Последний обладает способностью расщепляться на тонкие пластинки вдоль плоскостей, не совпадающих со слоистостью исходной осадочной породы.

Если сдавливание пород продолжается, то аспидный сланец превращается в филлит, который содержит больше слюды и других минералов, образующихся при высоком давлении, например гранат.

По мере нарастания температуры и давления структура минералов все более нарушается, при приводит к образованию кристаллических сланцев.

При повышении температуры минералы становятся более грубозернистыми, и образуется гнейс. В основании континентальной коры гнейс может расплавиться и снова превратиться в породу — гранит.

Примеры метаморфических пород

Это крупнокристаллический образец гнейса скорее напоминает гранит. Однако своей текстурой он обязан укладке зерен под давлением в процессе метаморфизме.

Аспидный сланец образовался из глинистого сланца в процессе метаморфизма, в основном благодаря высокому давлению. Зерна минерала асположены так, что сланец можно разделить на тонкие пластинки. В этом карьере в Уэльсе, Англия, добывают сланец, который издавна использовался как кровельный материал.

Кристаллический сланец образовался в результате регионального метаморфизма. Кристаллы слюды выроснялись под высоким давлением. Некоторая часть слюды в этом образце сланца из Австрийских Альп превратилась в гранат.

Диаграмма формирования различных типов метаморфизма

На этой диаграмме показаны два различных типа метаморфизма.

В результате образования складчатых гор слева от линии разлома накопились мощные слои пород, сдавленные таким образом, что минеральные зерна изменили направление залеганий и глинистый сланец превратился в аспидный. Наиболее глубокие и сильно нагретые слои глинистого и аспидного сланцев превратились в в кристаллический сланец и гнейс. На рисунке показана магматическая интрузия, которая «спекла» окружающие породы, вызвав контактный метаморфизм, в результате которого известняк превратился в мрамор.