Продукты контактового метаморфизма

Здесь не ставится задача описать все типы метаморфических пород. Мы ограничимся их общими чертами. В этом явлении в целом имеется три этапа, которые можно назвать то наиболее представительным породам: этап филлитов, этап слюдяных сланцев и этап гнейсов.

Рассмотрим ряд глинистых сланцев, которые относятся к числу наиболее обычных осадочных пород. Сначала они превращаются в филлиты, т. е. затвердевают, принимают блестящий вид в результате микроскопической кристаллизации криптокристаллических составных частей сланца (глина, серицит) с гофрированной или плойчатой поверхностью кливажа. Ближе к граниту, но очень быстро, появляется биотит, сначала тонко рассеяный в микроскопической ткани, и тогда мы имеем слюдистые сланцы. Они часто принимают вид пятнистых или хиастолитовых сланцев: в таких случаях они усеяны пятнами размером до нескольких сантиметров или миллиметров, более светлыми или более темными, чем окружающая ткань горной породы. Обычно микроскоп показывает в них особые минералы, такие как андалузит или кордиерит, а также гранат. В тех же самых условиях, но преимущественно в пластах, содержащих углерод, развивается ставролит.

В следующую стадию зернистость слюдистых сланцев становится более крупной, явно макроскопической. Они переходят в биотитовые слюдяные сланцы. Андалузит замещается силлиманитом. На различных стадиях среди минералов-новообразований контактового метаморфизма наиболее важным по своей частоте несомненно является биотит. Весьма обычен в них также турмалин, но в значительно меньшем количестве.

Полевой шпат, вначале тонко рассеянный в ткани слюдистого или слюдяного сланца, развивается больше. Порода тогда называется лептинолитом; зерно еще остается тонким (фиг. 17). Наконец, переходим к настоящему гнейсу, т. е. к горной породе явно кристаллической, состоящей, в основном, из кварца, слюды, полевого шпата. В нем встречаются новообразованные минералы, те или иные из числа вышеуказанных в зависимости от условий. Однако внутренняя зона ореола не всегда содержит гнейсы: часто лептинолиты или слюдистые сланцы непосредственно примыкают к граниту. К этим капризам контактового метаморфизма мы еще вернемся.

В целом, возрастающая интенсивность метаморфизма по мере приближения к граниту выражается в увеличении размеров зерен новообразованных минералов и в развитии особых минералов. В ореоле наблюдается определенная зональность парагенезисов; ее можно сопоставить с зональностью регионального метаморфизма, т. е. с распределением по фациям возрастающего метаморфизма. Например, если химический состав породы оказывается подходящим для минералов, сначала встречается андалузит или кордиерит, затем силлиманит; или еще, амфибол, а затем гиперстен.

Когда сланец мергелистый, за его счет возникают тонкозернистые, неориентированные породы, состоящие из новообразованных минералов, очень твердые, плотные с роговым изломом. Их называют роговиками. Их состав разнообразен. Наиболее обычными их составными частями являются гранат, волластонит, пироксен, амфибол, сильно известковый плагиоклаз, калиевый полевой шпат, кварц, а в менее метаморфизованных фациях — эпидот, цоизит. Известковые роговики с полосчатой текстурой и явно метасоматическим характером называются скарнами. Некоторые роговики малоизвестковые или совершенно безизвестковые, например роговики, которые возникают из первоначально вулканического материала; другие же представляют собой какие-то особенно тонкозернистые лептинолиты. Большая часть скарнов возникает из известняков.

Чистые известняки превращаются в кристаллические мраморы, т. е. в породы, где кальцит явно кристаллический. Эти мраморы часто усеяны другими минералами (гранат, амфибол, слюда, скаполит и т. д.) их называют циполинами. Они чередуются со слоями полосчатых известковых роговиков или с настоящими скарнами. В случае доломитовых осадков появляется парагенезис магнезиальных минералов: тальк, тремолит, форстерит, диопсид, флогопит и др. с гумитом, если проявляется значительный пневматолиз. Песчаники превращаются в метаморфические кварциты. Если речь идет о нечистых песчаниках, ткань кварцита переполняется различными новообразованными минералами, чаще всего микроскопическими: кварциты биотитовые, эпидотовые, диопсидовые, гранатовые и т. д.

Древние вулканические породы, затвердевшие довольно давно, также могут подвергнуться контактовому метаморфизму, если по соседству с ними развивается молодой гранит. При этом образуются либо псевдоморфозы по минералам исходной породы, главным образом по полевым шпатам, либо кристаллы новых минералов. Эти воздействия, меняющиеся в зависимости от природы исходной породы, часто трудно обнаружить, например, если речь идет о метаморфизме какого-то древнего гранита более молодым. В средние стадии контактового метаморфизма (стадия слюдистых сланцев или лептинолитов) характерной чертой метаморфизма является развитие обильного тонкого биотита, рассеянного в породе в различных направлениях.

Если можно определять ореол в крупном плане по последовательности трех зон филлитов, слюдяных сланцев и гнейсов, то с другой стороны можно входить в детали и установить, что это явление проявляется очень тонко. Переслаивающиеся тонкие осадочные слои с различной структурой или составом метаморфизуются по-разному и их кристаллическая структура часто подчеркивает их взаимные различия. Устанавливается, что метаморфизм селективен, т. е. он действует со значительно большей интенсивностью на некоторые, более благоприятные слои или толщи. Мономинеральные породы (кварцевые песчаники, чистые мраморы, гипс) или особо плотные породы менее благоприятны для метаморфизма, чем породы, богатые разнообразными химическими элементами (пелиты, мергели, граувакки), или более пористые породы. Такие породы, устойчивые к метаморфизму, называют ресисторами (resisters).

Мигматиты. Фронт мигматитов обычно располагается в более или менее метаморфизованных кристаллических сланцах регионального метаморфизма. Влияние нижележащих мигматитов проявляется иногда в виде развития минералов, подобных минералам из менее интенсивного ореола по сравнению с ореолом батолитов, часто сильно пневматолитизированного. Можно наблюдать скупую кристаллизацию полевого шпата, турмалина, ставролита, андалузита или силлиманита в глиноземистых сериях; актинолита в известковых сланцах. Между слоями кристаллического сланца локализуются многочисленные мелкие кварц-полевошпатовые линзы, имеющие более или менее гранитоидный облик. Этот ореол, названный Ж. Юнгом и М. Роком переходной зоной, не резкий, если степень регионального метаморфизма соответствует гранитным парагенезисам (обычно мезокатазональный).