4. Картирование метаморфических толщ.

При геологическом картировании метаморфических толщ составляется ряд детальных параллельных разрезов вкрест простирания пород. Маркирующие и опорные горизонты, выделяемые в свитах, следует проследить по простиранию от одного разреза к другому.

Необходимо выявлять и изучать отдельные складки, тщательно отмечая их асимметрию и направление опрокинутости, направления погружения и углы погружения шарниров. Большое значение могут иметь наблюдения над ориентировкой сланцеватости, кливажем и будинаж-структурами.

Значительные трудности возникают при картировании ореолов мигматизации в архейских образованиях. Следует стремиться отделить изменения пород, вызванные региональным метаморфизмом, от наложенных на них более поздних явлений мигматизации или контактового метаморфизма.

Структуры дислокационного метаморфизма

В областях, имеющих сложное складчатое строение, широко развиты зоны, характеризующиеся концентрацией в их пределах интенсивной трещиноватости, дробления или разрывов. Нередко эти явления сопровождаются общим окварцеванием пород или иным изменением их первоначального состава, возникновением сланцеватости и кливажа, насыщенностью жилами кварца, кальцита, рудных минералов и интрузивных пород. В длину эти зоны вытянуты от сотен метров до десятков, а нередко и сотен километров, ширина зон также самая различная.

Образование зон связано с нарушением сплошности горных пород под воздействием тектонических движений. Особенно благоприятны для их развития участки, на которых сопрягаются вертикальные тектонические движения с различными знаками. Глубина зон нередко оказывается настолько большой, что по ним проникают к поверхности гидротермальные растворы, магма и сопровождающие ее пары и газы.

В зависимости от своего строения, зоны могут быть подразделены на зоны трещиноватости, дробления, разлома и смятия.

Зоны трещиноватости имеют вид полос, обладающих густой сетью тектонических трещин, значительно более частых, чем в окружающих породах. Зоны трещиноватости возникают в условиях растяжения горных пород и поэтому для них свойственно широкое развитие трещин отрыва. Трещины располагаются параллельно или под углом к простиранию зоны. Часто они имеют кулисообразное расположение и заключают жилы, выполненные нерудными и рудными минералами. Породы, заключенные между трещинами, также нередко содержат рассеянную вкрапленность тех или иных минералов.

Зоны дробления характеризуются интенсивной трещиноватостью и раздробленностью, возникающими при сжатии пород. При этом образуются главным образом трещины скалывания, ориентированные под углом или параллельно и перпендикулярно к простиранию зоны. Породы, заключенные между отдельными трещинами, подвергаются интенсивному раздавливанию и раздроблению, а местами превращаются в перетертую порошкообразную (милониты) или брекчиевидную (катаклазиты) массу. В зонах дробления часто концентрируются жилы и отмечается вкрапленность нерудных и рудных минералов.

Зоны разломов представляют собой структуры, вытянутые на многие десятки, даже сотни километров, характеризующиеся исключительно высокой активностью вертикальных тектонических движений. Зоны разломов выражены серией разрывов сбросового или взбросового характера, вытянутых в одном направлении, ветвящихся и соединяющихся друг с другом.

В вертикальных разрезах зоны разломов обладают общим наклоном обычно в 45-70⁰ к поверхности земли. В зонах разломов широко развиты тектонические брекчии и катаклазиты; блоки пород, ограниченные разрывами, обладают интенсивной трещиноватостью, сильно раздроблены или смяты. Часто в зонах разлома располагаются массивы гипербазитов и гранитоидов, многочисленные жилы интрузивных пород и минералов.

Необходимо отметить, что нередко в одну и ту же зону разлома магма интрудирует в различное время через длительные промежутки времени, что свидетельствует о длительности развития этих зон. Породы в хонах разлома обычно интенсивно раскливажированы и рассланцованы.

Зоны смятия близки по своему строению к зонам разлома, однако они характеризуются преимущественным развитием смятий.

В зонах смятий, имеющих обычно большую протяженность, но несколько расплывчатые очертания, развиваются сжатые сложные линейные складки. Слагающие их породы интенсивно раскливажированы и перекристаллизованы благодаря процессам динамометаморфизма и привносу или миграции растворов и газов. Возникают различного состава кристаллические сланцы, а местами гнейсы, развивающиеся нередко по молодым палеозойским и мезозойским породам. Последнее обстоятельство не следует упускать из вида, чтобы ошибочно не относить перекристаллизованные относительно молодые породы зон смятия к древним докембрийским образованиям. Породам зон смятия свойственна интенсивная рассланцованность и насыщенность их массивами гипабиссальных интрузивных пород, жилами и рассеянной вкрапленностью рудных и нерудных минералов.

Дислокации метаморфических толщ носят специфический характер. Для метаморфических пород типично проявление признаков чрезвычайно большой пластичности (текучести) в процессе деформации. Складки, развитые в метаморфических свитах, в большинстве случаев бывают очень сложными и состоят из складчатых изгибов многих порядков, наложенных друг на друга. Крылья крупных складок обычно осложняются более мелкими, а эти в свою очередь еще более мелкими складками и так вплоть до так называемой плойчатости, т. е. до складочек размером в сантиметры и десятки сантиметров. При этом наблюдается повсеместная резко выраженная дисгармония, связанная с неравномерным течением материала слоев, с изменением первичной их мощности, с выжиманием материала из одних мест и нагнетанием в другие. По-видимому, во время деформирования материал метаморфических пород находился в столь пластичном состоянии, что он реагировал на напряжения крайне неравномерным течением. В то же время большая текучесть материала обусловила почти полное отсутствие крупных разрывных дислокаций. Небольшие разрывные дислокации, конечно же, имеют место, но они быстро переходят во все стороны в пластические деформации.

Для метаморфических толщи архея весьма характерны большие купола, ядро которых сложено батолитом или интрузивным гнейсовым телом, которое облекается на крыльях круто залегающими метаморфическими и кристаллическими сланцами.

Мигматиты.

В областях интенсивного проявления магматической деятельности и глубокого метаморфизма развиты кратко упоминавшиеся ранее смешанные породы – мигматиты. Последние иногда имеют существенное структурное значение. Мигматит состоит из двух основных компонентов: из исходной породы, которая сохраняется либо в виде тонких слоев, либо в виде более или менее разрозненных, различной величины и различной степени сохранности обломков, и заполняющего пространство между последними магматического материала, представленного кварцем, полевыми шпатами, гранитоидами. пегматитами или гранито-гнейсами.

В зависимости от размера и расположения остатков исходных пород от относительного количества последних и магматического материала выделяют несколько разновидностей мигматитов.

Послойные мигматиты образуются в результате проникновения (или образования внутри вмещающих пород путем их частичного плавления) пегматитовой, аплитовой или гранитной магмы в виде тонких прослоев между пластами сильно метаморфизованной породы осадочного происхождения, но обычно превращенной в гнейсы или кристаллические сланцы. Условия залегания метаморфической толщи при этом нисколько не нарушаются.

Ветвистые мигматиты представляют собой результат внедрения магматического материала во вмещающую породу по более или менее сложной сети ветвящихся каналов (трещин и трещинок), пересекающих слои в различных направлениях, но местами совпадающих с ориентировкой напластования.

Агматиты представляют собой следующую стадию поглощения породы магматическим веществом. В этом случае исходная метаморфическая порода сохраняется в виде отдельных, полностью разъединенных, иногда очень крупных, иногда мелких глыб, которые как бы плавают в магматическом материале. Особенно эффектны агматиты, исходные породы которых представлены темноцветными основными разновидностями (например, амфиболитами), включенными в форме глыб в гранито-гнейсовый, аплитовый или гранитоидный цемент. Плоскоориентированные текстуры магматического материала часто «обтекают» контуры глыб.

«Туманные» (или «теневые») мигматиты образуются в последнюю стадию поглощения исходной породы магматическим материалом. Различие в мигматите между исходной породой и магматическим проникающим материалом почти полностью исчезает. Глыбы исходной породы видны, но контуры их крайне неясны, и они как бы наполовину «растворены» в гранитной магме. Дальнейшее усиление процесса магматического воздействия ведет к переходу мигматита в гранито-гнейс или в гранит.

Интересным образованием, наблюдаемым в метаморфических свитах и мигматитах, являются так называемые птигматиты, или птигматитовые жилы, которые представляют собой чрезвычайно извилистые жилки гранит-аплита, пегматита или кварца, толщиной обычно в несколько сантиметров с извилинами длиной в десятки сантиметров, пересекающие слои и сланцеватость в любых направлениях.

Происхождение извилин птигматитовых жил не вполне ясно. В тех случаях, когда такие жилы пересекают сланцеватость. Можно предположить, что они первоначально были плоскими, представляя собой заполнение трещин, извилины же их получились в результате неравномерного скольжения отдельных пластин пород по поверхности сланцеватости.