Метаморфические горные породы возникают в результате преобразования ранее существовавших осадочных, магматических, а также метаморфических пород, происходящего в земной коре под воздействием эндогенных процессов. Эти преобразования протекают в твердом состоянии и выражаются в изменении минерального, а иногда и химического состава, структуры и текстуры пород.
Метаморфизм происходит под воздействием высокой температуры и давления, а также вследствие привноса и выноса вещества высокотемпературными растворами и газами. По преобладанию тех или иных факторов в ходе преобразования выделяется несколько различных типов метаморфизма,
1. Региональный метаморфизм вызывается высоким неравномерным давлением и высокой температурой и охватывает большие пространства. Этот процесс сопровождается перекристаллизацией и развитием новых минералов в условиях расплющивания и пластического течения горных пород, что приводит к появлению наиболее характерной для метаморфических образований ориентированности (параллельному расположению) минеральных частиц. Таково происхождение большинства метаморфических пород.
2. Динамометаморфизм возникает под воздействием давления в условиях невысоких температур и заключается в интенсивном дроблении горных пород и минеральных зерен без существенной их перекристаллизации.
3. Контактовый метаморфизм обусловлен действием высокой температуры, паров и растворов, связанных с внедрением магматического расплава. Он проявляется вдоль границ магматических тел и имеет местное значение в преобразовании вмещающих пород, изменении их структуры, текстуры и состава.
4. Пневматолитовый и гидротермальный метаморфизм развивается при интенсивном привносе в породу новых веществ горячими водными растворами и газовыми эманациями, поднимающимися из остывающего магматического очага. При этом происходит изменение не только минерального, но и химического состава пород.
При очень интенсивном привносе новых веществ и замещении первичных минералов химически активными веществами возникает особый вид метаморфизма – метасоматоз.
Главнейшее отличие метаморфических пород от магматических и осадочных заключается в их минеральном составе, а также структурных и текстурных особенностях.
1. По минеральному составу метаморфические породы состоят лишь из минералов, устойчивых в условиях высоких температур и давления. К ним относится большинство минералов магматических пород: кварц, альбит и другие плагиоклазы, калиевый полевой шпат (микроклин), слюды – мусковит и биотит, роговая обманка, пироксен (авгит), магнетит, гематит, а также характерный минерал осадочных пород – кальцит. Кроме того, в метаморфических породах распространены минералы, типичные только для них, – серицит, хлорит, актинолит, тальк, серпентин, гранат, графит и др.
2. Структура.
Метаморфические породы обладают кристаллической структурой, причем особенно характерны листоватая, чешуйчатая, игольчатая и таблитчатая формы зерен, реже породы зернисто-кристаллические.
Имеются также слабометаморфизованные скрытокристаллические и переходные разности, содержащие участки первичных пород некристаллического строения. По величине зерен различают крупнокристаллическую структуру (диаметр частиц >1 мм), средне- (0,25-1 мм) и мелкокристаллическую (<0,25 мм).
3. Текстурные особенности относятся к важнейшим отличительным признакам метаморфических пород.
По взаимному расположению и типам зерен выделяются следующие текстуры: сланцеватая с параллельным расположением чешуйчатых или таблитчатых минералов (рис. 1, а): гнейсовая – с параллельным расположением таблитчатых минералов при малом содержании чешуйчатых частиц (рис. 2, а); полосчатая – с чередованием полос различной толщины и различного минерального состава; волокнистая – с вытянутыми примерно в одном направлении волокнистыми и игольчатыми минералами; очковая – с рассеянными в породе более крупными овальными зернами или агрегатами, обычно выделяющимися по цвету (рис. 1, б); плойчатая – в случае присутствия в породе очень мелких складок (рис. 2, б),беспорядочная – с неориентированным расположением зерен обычно округло-неправильной формы; массивная – в случае прочного сложения породы при плотном, связаном соединении минеральных зерен (текстура породы может быть при этом также полосчатая, беспорядочная или гнейсовая).
Рис. 1 Текстуры метаморфических горных пород:
а – сланцеватая (кристаллический сланец), б – очковая (гнейсы).
Рис. 2 Текстуры метаморфических горных пород:
а – гнейсовая (гнейсы), б – плойчатая (кристаллический сланец).