Фации метаморфизма. Принципы их выделения

Фации метаморфизма, совокупность метаморфических горных пород различного состава, отвечающих определённым условиям образования по отношению к основным факторам метаморфизма – температуре, литостатическому давлению и парциальным давлениям летучих компонентов во флюидах, участвующих в метаморфических реакциях между минералами (см. Метаморфизм горных пород). Фации метаморфизма выделяются обычно по названию главных типов основных пород, устойчивых в каждой фации (рис.): зеленосланцевая и глаукофансланцевая (низкая температура, средние и высокие давления), эпидот-амфиболитовая и амфиболитовая (средняя температура, средние и высокие давления), гранулитовая и эклогитовая (высокие температура и давление), санидинитовая и пироксенроговиковая (очень высокая температура и очень низкое давление). Фации метаморфизма обозначаются также по названию метаморфических минералов и их парагенезисов, типичных для соответствующих областей термодинамической устойчивости, – гранат-кордиеритовая, гиперстенсиллиманитовая, ставролитовая, андалузитовая, силлиманитовая, кианитовая и др.

В зависимости от типов геосинклинальных подвижных зон и стадий их развития метаморфизм горных пород происходит в условиях различных Фации метаморфизма Для ранних доорогенных стадий развития геосинклиналей характерен относительно низкотемпературный метаморфизм зеленосланцевой, глаукофановой или цеолитовой фации. В более поздние орогенические стадии горные породы подвергаются высокотемпературному метаморфизму, преимущественно амфиболитовой и гранулитовой фаций, который связывается с процессами становления в подвижных зонах гранитоидов. Пироксен-роговиковая и санидинитовая фации ограничиваются контактами с телами магматических пород, которые внедряются на посторогенных стадиях развития подвижных зон или в структуры платформенного типа.

Метаморфизму могут подвергаться породы разного состава. Исходный субстрат называется протолит. По составу субстрата выделяются:

Метапелиты главные химические компоненты системы K2O, Al2O3, SiO2, FeO, MgO, (субстрат - глина). Характеризуется низким содержанием Ca (максимум 4-5%), высоким содержанием Al. Единственный кальциевый минераал – плагиоклаз.

Метабазиты Na2O, CaO, SiO2, Al2O3, FeO, MgO (протолит – основные, срежние вулканиты, мергели, глинисто-карбонатный породы). Содержат больше 5% Ca.

Карбонатные породы. Известняки и доломиты. Как правило, загрязнение кремнистым материалом, образуются силикаты.

Редкие разновидности:

Ульраосновные породы (субстрат мантийного генезиса)

Железистые породы (Протолит – джеспелиты, яшмы)

Mn – породы генетически связаны с Fe-кварцитами

Латериты (протолит – коры выветривания) Наждаки, бокситы.

Схема фаций метаморфизма в координатах Т-Р.

А0–А3 – фации контактового метаморфизма (А0 – спуррит-мер­ви­ни­то­вая, А1 – пироксен-роговиковая, А2 – амфибол-роговиковая, А3 – мус­ковит-роговиковая);

В1–В5 – фации регионального метакморфизма (В1 – двупироксеновая, В2 – биотит-силлиманитовая, В3 – андалузит-мусковитовая, В4 – зеленосланцевая, В5 – пренит-пумпеллиитовая);

С1–С4 – фации высоких давлений (С1 – эклогитовая, С2 – кианит-гнейсовая, С3 – гранат-глаукофановая, С4 – глаукофан-сланцевая).

Некоторые реперные границы и реакции (слева направо): 1) линия плавления мокрого базальта; 2) линия плавления мокрого гранита; 3) форстерит + кордиерит = энстатит + шпинель; 4) анортит + форстерит = энстатит + диопсид + шпинель; 5) андалузит = силлиманит; 6) силлиманит = кианит; 7) андалузит = кианит; 8) анортит = гранат + кианит + кварц; 9) альбит = жадеит + кварц.

Фация зеленых сланцев – это фация небольших глубин и температур от 350-400 до 500-550 С и низких давлений. Она характеризуется ассоциацией таких минералов как хлорит, альбит, эпидот, серицит, актинолит, слогающие толщи сланцев.

Амфиболитовая фация – 500-600 до 700 С и средних давлений 3-7 кбар. Для нее характерна ассоциация роговой обманки, полевых шпатов, эпидота, часто также мусковита и глиноземистых минералов группы дистена.

Гранулитовая фация – температура от 750 до 900-1000 С и давление 4-5 до 10-13 кбар. Она характеризуется присутствием в кварц-полевошпатовых породах (гнейсах) пироксенов и граната. Типичные породы – гранулиты(мелкозернистые гранатсодержащие гнейсы) и чарнокиты (гнейсы и гранито-гнейсы с ромбическим пироксеном и магнетитом, иногда с гранатом).