Метаморфических горных пород

Метаморфические горные породы возникают при высоких температурах (более 150⁰С), давлении и при участии химически активных компонентов, в недрах (на глубине) Земли при изменении (метаморфизме) горных пород разного генезиса: бывших осадочных или магматических, или метаморфических пород, в новых условиях метаморфизма. Одна и та же порода, например, глина в зависимости от условий метаморфизма может превратиться в разные породы: в глинистые сланцы на глубине более 3 – 5 км, затем в филлит – 7 – 10 км, и наконец гнейсы – 15 – 20 км. Метаморфические породы по условиям образования подразделяются на следующие классы: метасоматититы, метаморфиты, тектониты, мигматиты и другие, образование и единое название которых вызывает порой разногласие у петрографов и тем более очень сложно определить нам макроскопически.

Для строителей очень важно определять и отличать породы по строению, по составу и по залеганию в земной коре, поскольку от этих характеристик зависят свойства грунтов. Студентам следует научиться различать породы массивной и полосчато-сланцеватой текстуры. Массивная текстура характерна для мономинеральных пород: кварцита, мрамора, доломита, магнезита, серпентинита и некоторых других. Иногда за счет механических примесей минералов: слюды, гематита и др., или неоднородной структуры на фоне массивной текстуры наблюдаются полосы или пятна и порода приобретает полосчато- пятнистую или очковую текстуру. Полиминеральные породы при преобладании в них чешуйчатых (листоватых) или вытянутых в двух направлениях минералов имеют сланцеватую текстуру, за счет которой породы легко раскалываются и выветриваются на тонкие пластинки. При наличии в равных пропорциях минералов чешуйчатой и изометричной формы породы приобретают полосчатую (гнейсовидную) и плойчатую (в виде микроскладок) текстуры, характерные для гнейсов и других подобных им пород. Последние раскалываются на плитки разной толщины – первые - сотни сантиметров. Особенности структур метаморфических пород и их влияние на свойства грунтов представлены в таблице 16. В целом метаморфические породы имеют явно кристаллические структуры различных размеров и форм минеральных зерен. По форме минералов в метаморфических породах выделяют гранобластовые структуры, для которых характерно преобладание изометричных зерен минералов, лепидобластовые - минералов чешуйчатой морфологии: хлорита, серицита, графита, слюд других. «Приставка бластовые» указывает именно на образование подобных структур при перекристаллизации минералов и образовании новых форм минеральных зерен при метаморфизме.

По минеральному составу метаморфические породы аналогичны магматическим породам и состоят преимущественно из минералов класса силикатов: полевых шпатов, пироксенов, амфиболов, слюд и др. Однако они отличаются процентным содержанием породообразующих минералов и минеральными ассоциациями, например, пироксениты состоят из кварца, полевых шпатов и авгита, диопсида и других пироксенов – минеральной ассоциации, которая никогда не может встречаться в магматических породах.
В полиминеральных породах присутствуют стабильные минералы как кварц и полевые шпаты, так и типоморфные минералы, образовавшиеся при метаморфизме в определенных интервалах температур и давления и типичные для конкретных пород (фаций). Так, в сланцах и филлите присутствуют тонкочешуйчатые гидрослюды серицити хлорит, в гранат-слюдяном сланце – биотит (мусковит) и гранаты, в гнейсе – слюды, ставролит, силлимонит и др.

Таким образом, метаморфические породы отличаются от горных пород другого генезиса, во-первых, своими специфическими текстурами: сланцеватой, полосчатой, плойчатой, и структурами – с преобладание минералов чешуйчатой и вытянутой морфологии; во-вторых, также наличием типоморфных - чисто метаморфических, минералов – графита, серпентина, хлорита, серицита, актинолита, гранатов и других. Метаморфические и магматические породы широко распространены на Урале и лежат вблизи или даже на земной поверхности, поэтому умения их отличать очень актуальны для будущих строителей. На местах обнажений - выхода на земную поверхность, метаморфических пород сформировались особые формы рельефа: либо хребты – на местах выходов прочных кварцитов, либо речные долины – на местах выходов различных сланцев; а также родники.