Глава 2. Метаморфические породы
 
Метаморфизм - изменение осадочных, магматических и других пород (их перекристаллизация, минералогическое и химическое преобразование), в результате которого они превращаются в метаморфические горные породы. Метаморфизм происходит под действием высокой температуры и давления. Особенностью этого процесса является то, что изменение первичных минералов с образованием новых происходит без плавления вещества. Метаморфизм подразделяется на эндогенный, происходящий под воздействием на породы флюидов (метаморфизующих растворов), поднимающихся из недр Земли и космогенный, возникающий в астроблемах (крупных метеоритных кратерах) при воздействии на породы ударных волн, порождаемых падениями крупных метеоритов.
Кристаллический фундамент КМА слагают докембрийские метаморфические породы двух структурных ярусов. Нижний структурный ярус сложен разнообразными гнейсами, относящимися к архею. Верхний структурный ярус слагают менее метаморфизованные, чем породы архея, амфиболиты, железистые кварциты и другие породы нижнего протерозоя.
На Стойленском месторождении развиты следующие породы кристаллического фундамента:
Породы архея выделяются под названием обоянской серии. Обоянская серия сложена преимущественно гнейсами. Из этих пород наиболее распространены гнейсы двуслюдяные, биотитовые, роговообманково-биотитовые, биотито-роговообманковые, роговообманковые, иногда содержащие гранат. Кроме гнейсов на месторождении встречаются и другие породы архейского возраста - граниты и их мигматиты. Породы архея залегают в карьере на значительной глубине или вскрыты шахтами, поэтому ознакомиться с ними мы не имели возможности.
Породы протерозоя на Стойленском месторождении представлены двумя сериями: нижней михайловской и верхней курской.
Михайловская серия.
К этой серии относится толща амфиболитов, представленная преимущественно амфиболами (роговой обманкой), часто с подчиненными биотитом и гранатом. Амфиболиты могут возникать при метаморфизме основных и частично средних магматических пород, а также за счет туфов, песчаников и мергелистых пород (Маракушев, 1986). Кроме амфиболитов михайловская серия представлена кварцевыми порфирами. Эти породы мы также не смогли изучить.
Курская серия представлена тремя свитами: нижней, средней и верхней.
Нижняя свита (К 1 ) делится на две подсвиты: нижнюю, сложенную кварцитовидными песчаниками, безрудными кварцитами, слюдяными сланцами, и верхнюю, сложенную серицито-биотитовыми, слюдяными, иногда гранато-биотитовыми сланцами.
Средняя железорудная свита (К 2 ) сложена преимущественно железистыми кварцитами и подчиненными им сланцами. Мощность этой свиты 300-500 м.
Верхняя свита (К 3 ) представлена мусковито-биотитовыми, биотитовыми, иногда гранато-биотитовыми и углистыми сланцами ("Геология, гидрогеология...", т.1, 1969).
Мы имели возможность ознакомиться с породами курской серии, в основном, с железистыми кварцитами.
Кварциты - это метаморфические горные породы, сложенные преимущественно кварцем, содержания которого иногда достигают 100 % в мономинеральных разновидностях.
Встреченные нами на Стойленском месторождении железистые кварциты состоят преимущественно из кварца (30-60 %), магнетита (5-30 %) и гематита (5-55 %). Иногда железистые кварциты содержат до 90 % рудных минералов (гематита и магнетита). В подчиненном количестве в состав железистых кварцитов входят другие минералы - силикаты (амфиболы, слюды, полевые шпаты), карбонаты (кальцит, сидерит). В зависимости от минерального состава среди железистых кварцитов выделяют железнослюдково-магнетитовые, амфибол-магнетитовые, щелочноамфибол-магнетитовые кварциты и другие разновидности.
Железистые кварциты - это тонко или мелкозернистые породы (размер зерен минералов обычно менее 0,1 мм). Их цвет меняется от серого до буро-красного. Железистые кварциты обладают тонкой полосчатостью. Такие тонкополосчатые железистые кварциты называют джеспилитами. Они представляют собой чередование слойков существенно кварцевого, гематитового и магнетитового состава. Иногда встречаются прослойки амфиболитового состава. Амфиболиты имеют темно-зеленый, зеленовато-черный цвет, иногда с голубоватым оттенком. Цвет амфибола зависит от его состава.
Пласты железистых кварцитов смяты в серию складок. Крупные складки осложнены более мелкими вплоть до микроскладок (рис. 2a и 2b).
Исходными породами, преобразующимися в процессе метаморфизма в кварциты, являются, вероятно, железисто-кремнистые отложения (кварцевые пески, песчаники). Более подробно об образовании железистых кварцитов речь пойдет в главе "История развития".
По литературным данным метаморфизм исходных железисто-кремнистых пород с образованием железистых кварцитов происходил при температурах 300-580 ° С ("Геология, гидрогеология...", т.1, 1969).
Для пород курской серии характерны процессы щелочного метасоматоза. Метасоматоз - это процесс преобразования исходных пород без их плавления и изменения объема с изменением химического состава горячими растворами. В результате щелочного метасоматоза железистых кварцитов образовывались щелочные минералы - щелочные амфиболы (голубоватого цвета).
 

Рис. 2a и 2b. Микроскладчатость в железистых кварцитах