Лекция 19. Структура метаморфических комплексов (Лекции по структурной геологии (Тевелев А. В.))

Структурная геология игеологическое картированиеЛекция № 19«Структураметаморфическихкомплексов»Метаморфизм – процесс твердофазного минерального и структурногоизменения горных пород под воздействием температуры и давления вприсутствии флюида [ВикипедиЯ].Метаморфизм – совокупность процессов, направленных наприведение горных пород к равновесному состоянию при изменениифизико-химических условий... [Г.А. Кейльман, К.К.

Золоев].Выделяют два типа метаморфизма:– изохимический (в процессе метаморфизма химический состав породпочти не изменяется);– аллохимический, или метасоматоз (химический составпород меняется существенно, иногда – принципиально).Метаморфические породы (метаморфиты) делят на две группы:– парапороды (образуются за счет осадочных пород);– ортопороды (образуются за счет магматических пород).Если для метаморфита установлена первичная порода, то для егообозначения употребляют приставку "мета…" (метаалевролит,метагранит, метабазальт и т.п.).Типы метаморфических породпо условиям образования[Петрографический кодекс, 2008]"К типу метаморфических относятся горные породы, образовавшиесяв результате метаморфизма" [Виклер, 1969; Жданов, 2005]Термально-, или контактово-метаморфическиеОбразуются в ареале термального воздействия магматических тел, безсущественных тектонических напряжений, например, роговики.Динамо-, или дислокационно-метаморфическиеОбразуются без значительного термического воздействия, но в условияхстрессового давления, т.е.

– тектонитыДинамо-термально-, или регионально-метаморфические"Образуются в результате одновременного воздействия повышеннойтемпературы… и направленного давления. Эти породы на связаны с какимилибо конкретными магматическими телами"Метаморфические преобразования горных пород могут протекать(1) с поглощением энергии и (2) с выделением энергии:1 – прогрессивный метаморфизм (выражается в смененизкотемпературных и низкобарических минеральных ассоциацийна высокотемпературные и высокобарические)2 – регрессивный метаморфизм (выражается в сменевысокотемпературных и высокобарических минеральныхассоциаций на низкотемпературные и низкобарические)Обычно прогрессивный метаморфизм сменяется во временирегрессивным либо из-за того, что исчерпываются энергетическиересурсы, либо за счет наложения повторного, но болеенизкотемпературного метаморфизма (диафтореза)Как правило, для метаморфических комплексов характернаметаморфическая зональность, т.е.

постепенноеизменение степени метаморфизма в каком-либо направлении, чтовыражается в постепенной смене минеральных ассоциацийТекстуры метаморфических породМетаморфические породы почти всегда обладают специфическимитекстурами, из которых наиболее распространены:Полосчатость – квазислоистое расположение минералов и ихагрегатов в метаморфической породе. В парапородах полосчатостьможет быть отражением первичной слоистости, а может быть и вновьобразованной, как, например, в парагнейсах. В ортопородахполосчатость образуется за счет перераспределения минералов.Сланцеватость – плоскостная текстура метаморфических пород,образованная планпараллельным расположением пластинчатых илилистоватых минералов.Линейность – текстура метаморфических пород, образованнаяпараллельным расположением удлиненных кристаллов различныхминералов или их агрегатов.NB! Ориентированные текстуры в метаморфических горных породахвозникают либо за счет перекристаллизации первичных минералов,либо за счет кристаллизации новых минералов (неокристаллизации).Ориентировка этих текстурных элементов определяется расположениемглавных осей деформацииКлассификация метаморфических текстур по соотношениюплоскостных и линейных элементов в породе [А.Е.

Михайлов, 1984]:1 – плоскопараллельная – плоскостные элементы вметаморфической породе расположены параллельно друг другу, алинейные – хаотически, но в главной плоскости.2 – линейно-плоскостная – плоскостные элементы вметаморфической породе расположены параллельно друг другу, алинейные – параллельно им и друг другу.3 – линейно-параллельная (линейная) – линейныеэлементы в метаморфической породе расположены параллельнодруг другу, а плоскостные отсутствуют.123Полосчатость.ПримерыПараллельная полосчатость в парагнейсахверхнего протерозоя. Ю. УралПолосчатость в кварцевополевошпатовых породахназывают гнейсовидностьюПолосчатость в метаморфическихпородах может быть параллельной,линзовидной и даже ветвящейся.Параллельная полосчатость впарагнейсах протерозоя.

Малага. ИспанияПараллельная полосчатость вамфиболитах протерозоя. Ю. УралПараллельная полосчатость впарагнейсах протерозоя. Ю. УралСланцеватость. ПримерыГранат-биотитовые сланцы рифея с линзовиднымибудинами жильного кварца. Ю. УралСланцеватые амфиболиты ордовика. Ю. УралЛинейность.ПримерыЛинейность, выраженная расположениемудлиненных кристаллов ставролита всланце. Ю. УралЛинейность, выраженная расположениемудлиненных агрегатов темноцветныхминералов в сланце. Ю. УралМетаморфизм и общая структураПри расшифровке структуры метаморфических комплексов приняторазделять их два класса:Супраструктура – обобщённое название осадочных ивулканогенных пород, образовавшихся на поверхности Земли и непретерпевших интенсивного преобразования. Образует верхний этажскладчатых областей, отличающийся более низкой степеньюметаморфизма в сравнении с инфраструктурой [Ч.Б.

Борукаев, 1998].Эта более низкая степень метаморфизма часто понимается именно как"относительно более низкая". Породы супраструктуры могут бытьдостаточно сильно метаморфизованы.Инфраструктура – обобщённое название всех разгнейсованных,мигматизированных и гранитизированных пород, возникших припреобразовании супракрустальных. Образует нижний этаж складчатыхобластей, отличающийся повышенной степенью метаморфизма всравнении с супраструктурой [Ч.Б. Борукаев, 1998].Обычно инфраструктура представлена гнейсовыми и гранитогнейсовыми куполами и валами.ДеформациисупраструктурыВ комплексах супраструктурынаблюдаются разные типы складчатости:от одноактной простой до многоактнойсложной, часто – интерференционной.Типы интерференционных складок:Тип 0 – совмещаются складки близкойХарактер и некоторые типыинтерференционных складок,образованных в два этападеформаций.

Результирующаяструктура получается приналожении двухморфологических типовскладокгеометрии и ориентировки.Тип 1 – пересекаются вертикальныескладки с ортогонально ориентированнымиосями, в результате образуется структура«картонной упаковки для яиц».Тип 2 – лежачие складки пересекаютсявертикальными складками с ортогональноориентированными осями.Тип 3 – лежачие складки пересекаютсявертикальными складками, с параллельноориентированными осями.NB! 1. Тип 0 не всегда является, строго говоря,интерференционным и определяется тяжело.2.

Некоторые типы интерференционныхскладок могут быть получены за 1 актОсь антиформыОсь синформыПри наложении несколькихэтапов тектогенеза осевыеповерхности складок могутсами смяты в складкиразличных типов, в данномслучае – в складку свертикальным шарниром.Очень часто в комплексахметаморфических породневозможно установитьпервичнуюпоследовательность, поэтомуобычно говорят не осинклиналях и антиклиналях,а о синформах и антиформахПовторно смятая складка в гнейсах.Предгорье Апалачей [Э.У.

Спенсер]Супраструктура. Основные элементыПлойчатость в полосчатых мраморах всочетании с осевым кливажем. СевероМуйская структура (Фото А.Б. Кирмасова)Плойчатость вполосчатых гнейсах всочетании с осевымкливажем. Карелия(Фото А.Б. Кирмасова)Очень часто образование складокв метаморфитах сопровождаетсявозникновением кливажа ибудинажа. Полосчатостьметаморфических пород бываетсмята в систему мелких складок,которая называется плойчатостьюВедущим механизмомформирования складчатойструктуры метаморфическихкомплексов являетсяпластическое течение,которое чаще проявлено вкарбонатах и в кварцитахСложные складки вкварцитах и джеспилитах.Южный Улутау, КазахстанСупраструктура.Складки теченияСкладки течения в полосчатых мраморахраннего карбона в экзоконтактовыхчастях батолита.

Ю. Урал.Мелкокристаллическиемраморы (углеродистые)производят впечатление более"текучих" за счет четковыраженной полосчатостиБудины серыхмраморовБелые мраморыМелкокристаллические мраморы,слои которых легкобудинируются, оказываются,существенно болеекомпетентными породами, чемкрупнокристаллическиеТонкие "струи"белых мраморовСерые,углеродистыемраморыСкладки течения в полосчатыхмраморах. Ю. Урал.Будинымелкокристаллическихмраморов средикрупнокристалическихПросечки белыхмраморовСкладки течения в полосчатых мраморахраннего карбона в экзоконтактовыхчастях батолита.

Ю. УралПросечки белыхмраморовМенее компетентные породычасто слагают не только слои,но и дают просечки, "затекая"в трещины и образуя секущиеполосыСкладки течения в полосчатых мраморах вэкзоконтактовых частях батолита. СевероМуйская структура (Фото А.Б. Кирмасова)Супраструктура. Птигматитовые складкиПтигматитовые складки кварцевойжилы. Максютовский комплекс,Ю. Урал (Фото А.В.

Рязанцева)Один из характерных элементовсупраструктуры – изоклинальныептигматитовые складки, в которыесминаются разнообразныегидротермальные жилы в условияхпластического теченияПтигматитовые складки кварцевойжилы. Северо-Муйская структура(Фото А.Б. Кирмасова)Инфраструктура. Основные элементыКак правило, инфраструктура представленагранито-гнейсовыми куполами и гранито-гнейсовыми валами.Купол гранито-гнейсовый – поднятие слоев земной коры,центральная часть которого сложена относительно полого залегающимигранито-гнейсами или гнейсами, иногда прорванными гранитами, апериферия – кристаллическими сланцами всё более низких степенейметаморфизма, смятыми в мелкие складки, обычно наклоненными кцентру купола [В.Е. Хаин]Схема строения Джеланжинскогогранито-гнейсового купола.Мамский р-н [Л.И. Салоп]Гранито-гнейсовые купола образуются вследствие всплываниягранитного материала при региональном метаморфизме и гранитизацииили повторном разогреве древнего гранито-гнейсового основания.

Онивстречаются преимущественно на щитах древних платформ [В.Е. Хаин].Схема строения гранито-гнейсовогокупола [А.И. Мельников, 1983]Кровля гранито-гнейсовых куполов обычно экранируетсяподошвой пакетов покровных аллохтонных пластинКупола имежкупольныесинформыформируютструктурные ансамблисложной морфологии.Как правило онисоставляютмногоэтажныекомпозиции,деформируют впроцессе своего ростане только друг друга,но и вышележащуюоболочку [O.M. Розен,В.С.Федоровский]Структурные рисунки гранито-гнейсовых куполов[О.М.

Розен и В.С. Федоровский]Купольный тектогенез сопровождается возникновениемструктурного несоответствия ядра (инфраструктуры) и обрамления(супраструктуры), связанного с тепловой конвекцией вещества иформированием интерференционных структур в ядрах куполов.С другой стороны, одновременное проявление последних эпизодовпокровных деформаций и начальных этапов куполообразованиязавершается формированием и других интерференционных композиций,а также линеаризацией растущих куполов, т.е. раздавливаниемпервоначально изометричных куполов и формированием гранитогнейсовых валов [O.M.