Геология / 4 курс / Структурный анализ / Казаков_Заика-Новаций

виду, что полосчатость, не параллельная слоистости, обычно очень тонкая с многократным чередованием двух литологических разно­ видностей, без признаков ритмичного строения, тогда как осадоч­ ные слои имеют значительно большую мощность, литологически более разнообразны, не говоря уже о тех случаях, когда имеют ритмичное строение. Во всяком случае, если исследователь встре­ тит тонкополосчатые породы с указанными выше особенностями, то в трактовке их генезиса следует отдать больше предпочтения полосчатости, чем слоистости.

4.2. Мигматитовая полосчатость

Эта полосчатость является разновидностью метаморфической полосчатости, образованной в условиях ультраметаморфизма, т. е. когда в породах возникает подвижная фаза — либо расплав, либо диффузионно-активная субстанция. Определить последнюю точнее трудно, но в общем действие ее примерно адекватно сублимации (возгонке), т. е. переходу газообразного вещества непосредственно в твердое вещество (минуя жидкое).

Мигматиты, как смешанные породы, т. е. состоящие из какогото старого субстрата и новообразованного вещества, имеют массу разновидностей. Мы рассмотрим здесь только те, которые участву­ ют в образовании полосчатых текстур.

В любой мигматитовой текстуре различаются две слагающие

Рис. 17. Послойная лейкосома (прямолинейное залегание прожилков лейкосомы в нескладчатом участке; северный берег губы Длинной оз. Верхняя Пиренга, Коль­ ский п-ов)

30

Рис. 18. Тонкие послойные жилки и	Рис. 19. Магматитовая полосчатость и
крупные порфиробласты и агрегаты	пересекающая ее более поздняя лей-
микроклина (островок у северо-запад-	косома (беломорская серия Балтий­
ного берега о-ва Райпатсари, Север­	ского	щита,	юго-запад Кольского
ное Приладожье, ладожская серия)	п-ова,	район оз. Д олгое):
	белое — субстрат		(биотитовые гнейсы),,
	черное — лейкосома

ее полосчатые части — более светлая и более темная. Первая обо­ значается как лейкосома, вторая считается меланосомой. Если пе­ рейти к генетическим характеристикам, то первая получила назва­ ние метатекта, вторая — субстрата. Если же первая образовалась позже, чем вторая, то она получает название неосомы, тогда как вторая будет палеосомой. Все тонкости возраста и генезиса позна­ ются в результате кропотливых и длительных исследований. Поэто­ му при полевой работе пользуются нейтральными терминами двух частей мигматита — лейкосома (лейкократовые полосы) и меланосома или субстрат (более темноцветные полосы).

Наиболее рядовой случай мигматитовой полосчатости представ­ лен на рис. 17. Это тонкое чередование меланосомы и лейкосомы, каждая из полосок протягивается по простиранию на большие рас­ стояния. Иногда полосчатость осложняется развитием в ней порфиробласт микроклина, что дополняет мигматитовую полосчатость минеральными узлами (рис. 18). Иногда новообразованная лейко­ сома ведет себя активно и пересекает первоначальные полоски лей­ косомы (рис. 19).

Мигматитовая полосчатость узнается не только по полоскам гранитоидного состава, залегающим в гнейсах в виде жильного ма­ териала (рис. 20, а), но и по ряду других признаков. Около послой­ ных жилок лейкосомы нередко возникает меланократовая экзоконтактная оторочка (рис. 20, б). Сами послойные прожилки лейко­ сомы нередко имеют зональное строение с «кварцевой осью» в ядре (рис. 20, в). Иногда встречается «микроклиновая ось», а еще реже строение из трех зон: в центре прожилков — «кварцевая ось», далее к краям располагается микроклиновая зона, а у контактов — зона, по составу соответствующая граниту. Такое строение очень напо­ минает строение пегматитовых жил. Зональные прожилки неред-

31

3 ’ [ИЗ2И 3 ЙИ4--

Рис. 20. Структурные разновидности послойного жильного материала (лейкосомы ):

а, в — без меланократовой оторочки; б, г — с оторочкой. / — субстрат, 2 — жильный ма­ териал; 3 — меланократовая оторочка, 4 — «кварцевая ось»

ко сопровождаются экзоконтактовой меланократовой оторочкой (рис. 20, г).

Состав прожилков лейкосомы по простиранию очень невыдер­ жан. Четко зональный прожилок может переходить в мономинеральный микроклиновый или кварцевый, затем снова приобретать состав гранитоида без зональности или с зональностью.

Мигматитовая полосчатость может быть образована посредст­ вом трех процессов: метаморфогенной диффузии (с ионным или близким к нему способом перемещения вещества на ограниченные расстояния), анатексиса (частичного плавления пород) и посред­ ством магматической инъекции.

32

5 см	Рис.	21. Инъекционные мигма­
	титы	(Северное	Приладожье,
	о-ва	Тамханка и Маркатсимон-
-ДТГГГО ---- -----------	сари ):
	а — слабо деформированные; б —
	сильно деформированные			наложен­
	ными	складками; /	—	сланцева­
	тость субстрата, 2 — жильный инъ­
	екционный материал,		3	— гранат,
	4 — кварц

pflSfrnj)2 | ^ ^ | 3 |^ Щ |4

Нередко этим процессам предшествует подготовительная ста­ дия в виде изохимической перекристаллизации. В лейкосому перекристаллизовываются тонкие слойки и пластики, состав которых близок к граниту, без нарушения их первоначальных границ. Мно­ гие исследователи относят такие породы к разновидностям полос­ чатых гнейсов и не считают их мигматитами, хотя формирование таких пород теснейшим образом связано с процессами мигматитообразования.

Для лейкосомы мигматитов (полосчатых гнейсов), образован­ ных при изохимической перекристаллизации, характерны особен­ ности залегания, свойственные осадочным слойкам, т. е. строгое положение в разрезе, правильность и прямолийнейность контактов (которые могут быть либо диффузными, либо резкими), очень ма­ лая, но выдержанная мощность, большое распространение по латерали, идеальная параллельность полосок лейкосомы первичной слоистости.

Для метаморфогенно-диффузионных мигматитов характерно дифференцированное (симметрично-зональное) строение прожил­ ков лейкосомы и меланократовая оторочка у ее контактов. Про­ жилки лейкосомы этого типа параллельны слоистости, полосчато­ сти или сланцевости субстрата.

2

591

33

+++++

Рис. 22. Инъекционный мигматит (инъекции параллельны ритмичной слоистости (Северное Приладожье, о-в Х анкасари):

/ — бнотитовые метапесчаники н сланцы, 2 — скопления граната в кровле ритма, 3 — гра­ нитные инъекции

Наиболее надежными признаками анатектических мигматитов являются специфические мелкие изолированные формы лейкосомы — пластовая или секущая полосчатость под острыми углами, постепенные переходы к субстрату, отсутствие в лейкосоме диффе­ ренцированных текстур, залегание в субстрате, содержащем сил­ лиманит.

Инъекционные мигматиты обладают следующими особенностя­ ми: жильный материал активно внедряется в субстрат как в со­ гласном, так и в секущем залегании, пластовые жилки часто со­ единены перемычками (рис. 21), в жильном материале нередки ксенолиты субстрата, мощность жил достигает десятков сантимет­ ров, а иногда и нескольких метров, жильный материал имеет обыч­ ную для магматических гранитов гипидиоморфно-зернистую струк­ туру с четким идиоморфизмом плагиоклаза к кварцу.

Более подробно критерии различных процессов мигматизации приведены в табл. 1, 2. В природе часто действуют смешанные механизмы, и даже в небольшом выходе можно встретить прожил­ ки лейкосомы, образованные различными путями. С другой сторо­ ны, один прожилок может быть образован посредством сменяющих друг друга с повышением температуры различных процессов миг­ матизации.

Очень важен вопрос о том — совпадает мигматитовая полосча^ тость со слоистостью или нет. В зонально-метаморфизованных комп­ лексах признаки такого совпадения встречаются нередко: гранит­ ные инъекции или лейкосома, образованная другим путем, парал­ лельны ритмичной слоистости (рис. 22) или пластам карбонатных пород. В регионально-метаморфизованных комплексах (особенно архейских) такие прямые признаки почти не встречаются. Этим комплексам свойственна полосчатость метаморфогеннаго проис-

34

1. Геологические критерии различных процессов мигматизации (по А. Н. Казакову)

Стадия, процесс	Подготовительная стадия		М игматитообразующие процессы
Критерии	Изохимическая перекристалли­	Метаморфогенная	Анатексис	Магматическая инъекция
	зация	диффузия

Отношение к тектониче­	Лейкосома формируется в не­
ским движениям	складчатых условиях (пре­
	имущественно в доинверсион-
	ный период на стадии погру­
	жения)

Способность к переме­ щениям лейкосомы (ж и­ льного материала), мас­ штабы перемещений

Формы залегания

Лейкосома возникает в пре­ делах ранее существовавше­ го пласта, к перемещениям не способна

Лейкосома залегает в виде пласта, линзовидное залега­ ние не встречается

Лейкосома формируется в атектонических или синскладчатых условиях

Лейкосома оста­ ется на месте об­ разования

Пластовые про­ жилки и линзы

Анатектитовый матери­ ал размещается на мес­ те или мигрирует на не­ большие дистанции

Жилки и линзы пла­ стовые и секущие поло­ счатость под острыми углами. Изолированные выделения лейкосомы (диатектиты, крокидиты), межбудинные за ­ полнения

Характерная мощность В пределах первого десятка сантиметров	В пределах	одного-
жил	двух десятков	санти­
	метров

Жильный материал вне­ дряется в межскладчатые этапы и после складчатости в условиях жесткой кинематики

Магматический матери­ ал поставляется из глу­ бин

Сеть жил и небольших массивов, активно про­ рывающих субстрат, по­ слойные жилы соедине­ ны перемычками, агматиты

Десятки сантиметров, до нескольких метров

2. Текстурные и петрографические критерии различных процессов мигматизации (по А. Н. Казакову)

Стадия, процесс	Подготовительная стадия			М игматитообразующ ие процессы
Критерии	Изохимическая	перекри­	М етаморфогенная диффузия		Анатексис
	сталлизация					Магматическая инъекция
Текстура лейкосо­	Унаследованная от пер­		Директивная	(полосчатая или	Преимущественно	Изотропная
мы	вично-осадочных пород		линзовидная), дифференци­		изотропная
			рованная	(симметрично-зо­
			нальная)
Структура лейко­	Бластическая	с участ­	Панксенобластическая		Панксенобластическая	Магматическая	(гипи-
сомы	ками реликтовых кла-				с участками реликто­	диоморфнозернистая)
	стических структур				вых мигматических	или реликтово-магмати­
Состав лейкосомы					структур	ческая
	Наиболее часто — соста!з		пород гранитоидной группы,		Состав пород гранитоид,ной группы
	Нередко также обогаще!ше кварцем или биотитом при-

водит к составам, котор]ых нет среди интрузивных гранитоидов

Сравнительный	Размер	зерен лейкосо­
размер зерен лей­	мы и	субстрата при­
косомы и субстрата	мерно одинаков
М еланократовая	Отсутствует
экзоконтактная

оторочка лейкосо­ мы

Размер зерен лейкосомы боль ше, чем размер зерен субаграта

Обязательная

Может присутствовать

Характер

контак­

Контакт

диффузный с

Поскольку в зоне экзоконтак­

Контакты диффузные и

Резкие интрузивные кон­

та лейкосомы с

постепенными

перехо­

та обязательная

меланокра­

резкие в

пластовых

такты,

иногда с контак­

субстратом

дами к

смежным сло­

товая оторочка, то вследствие

жилках и линзах и рез­

товым

воздействием

на

ям, иногда резкий кон­

этого контакт резкий

кие в секущих жилках

субстрат, ксенолиты

такт

Состав

плагио­

Состав

плагиоклаза

Средний состав

плагиоклаза

Плагиоклаз

лейкосомы

Плагиоклаз

лейкосомы

клаза

и субстрата

одинаков

лейкосомы-меланосомы соот­

содержит на

1—5 % А п

может содержать на

10

(отклонения -± 1 % А п)

ветствует составу

плагиокла­

меньше, чем плагиоклаз

(и более) процентов

А п

за субстрата

субстрата

меньше, чем

плагиоклаз

субстрата

3 270е

ШЗ'ЕШ2О ШУИ5

Рис. 23. Переслаивание крупных прослоев различных разновидностей гнейсов (бе­ ломорская серия, Кольский п-ов, оз. Верхняя П иренга):

1 — амфнбол-биотитовые метаморфизованные гнейсы, 2 — биотитовые мигматизированные гнейсы, 3 — биотитовые немигматизированные гнейсы, 4 — дистен-гранат-биотитовые гнейсы, 5 — меланкратовые амфибол-биотитовые гнейсы

хождения			с	большой		мощно­
стью	пластов			(10—50		и более
метров, рис. 23).
Встречаются и явные случаи
несовпадения мигматитовой по­
лосчатости			с первичной слоис­
тостью. В этом отношении ха­
рактерна		мигматитовая полос­
чатость,		параллельная				осевым
плоскостям			складок			(которая
обычно образуется					позже миг­		Рис. 24. Д ва поколения лейкосомы (ла­
матитовой полосчатости, парал­
лельной		слоистости) — рис. 24.					дожская	серия, Северное Приладожье,
							о-в Ристисари):
В областях слабой мигмати-							1 — параллельное слоистости, 2 — параллель­
зации	прожилки				лейкосомы,		ное осевой	плоскости складки. Пунктир —
							слоистость
параллельные осевым						плоскос­

тям складок, концентрируются в виде узких зон, соразмерных со складками (рис. 24). В сильно мигматизированных комплексах встречаются мелкие изоклинальные складки с крыльями, парал­ лельными полосчатости (слоистости). Маломощные прожилки лей­ косомы иногда встречаются в положении, параллельном осевым плоскостям этих складок, оказываясь, таким образом, параллель­ ными и самой слоистости. Из этого частного факта некоторые исследователи делали вывод о том, что вся мигматитовая полосча­ тость параллельна осевым плоскостям мелких изоклинальных скла­ док, а полосчатости, параллельной слоистости, не существует. Такой категорический вывод оспаривается массовыми наблюдени­ ями. В частности, мелкие изоклинальные складки изгибают уже ранее существовавшую мигматитовую полосчатость (параллельную слоистости), а незначительный масштаб развития этих складок не­ сопоставим с массовым развитием мигматитовой полосчатости.

37

4.3. Кливаж и сланцеватость

Эти плоскостные текстуры, наравне с полосчатостью, относятся к текстурам метаморфогенного происхождения, хотя они зарож ­ даются в ряде случаев еще на стадии осадконакопления. Под кливажом понимают способность пород раскалываться вдоль тесно сближенных параллельных поверхностей. Сланцеватость в общем случае расматривается как минерализованный кливаж (по тесно сближенным параллельным поверхностям располагаются пластин­ чатые минералы, такие, например, как слюда). Различают морфо­ логические и геологические типы кливажа.

М о р ф о л о г и ч е с к и е т и п ы кливажа тесно связаны с ус­ ловиями образования пород и их физическими свойствами. Вслед за М. Биллингсом (1949), Г. Д. Ажгиреем (1956) и Н. Г. Судови­ ковым (1964) мы будем выделять три разновидности кливажа: кливаж разлома, кливаж скольжения (скалывания) и кливаж те­ чения (рис. 25).

Кливаж разлома выражен системой тонких трещин, расчленя­ ющих породу на пластинки. Пластинчатые минералы сохраняют первоначальную, докливажную ориентировку, не переклисталлизовываются и не переориентируются.

Кливаж скольжения (скалывания) характеризуется тем, что вблизи кливажных трещин пластинчатые минералы приобретают ориентировку, параллельную этим трещинам.

Кливаж течения узнается по полной перестройке ориентировки ранее существовавших пластинчатых минералов и вновь образо­ ванных в положение, параллельное кливажным трещинам. Процесс перестройки соответствует пластическому течению, т. е. течению в твердом состоянии без нарушения сплошности вещества. Сино­ нимом термина «кливаж течения» некоторые исследователи счита­ ют термин «кристаллизационная сланцеватость».

По Н. Г. Судовикову (1964), частота расположения кливажных трещин и величина смещения по ним увеличивается от кливажа разлома через кливаж скольжения к кливажу течения.

Характер проявления кливажа в сильной степени зависит от жесткости пород. В прочных породах, например, в кварцитах или кварцито-песчаниках трещины кливажа грубые и редкие, тогда как в переслаивающихся с ними более мягких сланцах кливажные трещины тонкие и тесно сближенные (рис. 26).

а	б	в
Рис. 25. Типы кливажа, различаемые по степени участия		вещества в	деформа­
ции (по Г. Д. Ажгирею, 1956):
сплошные линии — кливажные трещины,	штрихи — ориентировка	пластинчатых	минералов;

а — кливаж разлома; б — кливаж скольжения (скалывания); в — кливаж течения

38

Рис. 26. Разный характер проявления кливажа в породах разной степени жесткое* ти (ладожская серия, Северное Приладожье, район оз. Большое Янисъярви):

1 — кварцито-песчаники и грубый кливаж (трещиноватость) в них, 2 — ритмично-слоистые андалузитовые сланцы с тонким кливажом-сланцеватостью

Рис. 27. Рефракция кливажа (Казахстан, Успенское месторождение; по Е. И. Паталахе, 1970):

1 — глинистые сланцы, 2 — известково-глинистые (углистые) сланцы, 3 — залегание слоистости

В изображенном примере рис. 26 направления кдиважных тр(ещин, несмотря на их положение в пластах разной жесткости, совпадают. Часго же кливаж на границах слоев раз­

ной жесткости претерпевает рефракцию, т. е. преломление, и угол его относительно слоистости меняется (рис. 27). На рис. 28 изобра­ жен крайний случай рефракции: кливажные трещины в нижней, грубозернистой части ритмов отклонены на 90° по отношению к кливажу, проявившемуся в верхней, тонкозернистой части ритмов.

Различные типы кливажа в пределах крупных регионов распо­ лагаются зонами. Такое зональное распределение известно, напри­ мер, в Рейнских Сланцевых горах (рис. 29), являющихся варисцийским складчатым сооружением. Ширина зон составляет десятки километров. Кливаж во всех зонах имеет северо-восточное прости­ рание. Падение его по разрезу с СЗ на ЮВ закономерно меняется, образуя сходящиеся и расходящиеся веера.

Проявление той или иной разновидности кливажа зависит от температуры и степени метаморфизма. В данном случае темпера­ тура и степень метаморфизма увеличивалась в направлении с СЗ на ЮВ. В общем случае в сцементированных неметаморфизо­ ванных породах проявляется кливаж разлома. Для пород зелено-

39