Метаморфические комплексы.

Серпентиниты - это метаморфические породы, образовавшиеся при метаморфизме ультраосновных магматических пород. Породообразующим минералом является серпентин. Это один из наиболее распространенных минералов на территории прохождения нашей практики.

Серпентин имеет в основном темно-зеленый цвет (иногда с оттенками желто-зелёного), иногда встречаются серпентины синего цвета, но это обычно выветрелые разности.

Один из наших маршрутов проходил на горе Карабаш. Это гора высотой до 100 метров, практически не покрыта растительностью. Подножье горы изрезано промоинами и оврагами.

На горе Карабаш, что в 500 метрах от города Карабаш, можно наблюдать два вида серпентинитов. Оба со скрытокристаллической или мелкокристаллической структурой, но с разной текстурой: светло-зелёные со слоистой (линзовидно-полосчатой) текстурой или тёмно-зелёные с массивной.

Гора сложена серпентинитами, в которых залегает жила родингита. Изначально на месте Карабаша был магматический ультраосновной массив, затем в него внедрилась дайка основного состава. При последующем процессе метаморфизма ультраосновные породы (дуниты) преобразовались в серпентиниты, а дайка основного состава (долерит) в родингит. Золотоносноть родингитов связывают с флюидами от дистанцированной гранитной интрузии, которые образовали скопления золота промышленного значения.

На Карабаше среди родингита мы нашли белый диопсид. Белый цвет обусловлен практически полным отсутствием в составе двухвалентного железа, которое обычно придает диопсиду зеленый цвет.

Серпентиниты мы также наблюдали в двадцати километрах к югу от Миасса по трассе М5 (Москва-Челябинск) в сторону Москвы. Здесь, практически рядом с шоссе мы наблюдали заброшенную штольню, в которой, по рассказам местных геологов, можно найти хромит, и хромсодержащий гранат - уваровит. Штольня имеет размеры 3*3 м, глубинна штольни, составляет 4 м. Серпентинит здесь имеет темно-зеленый цвет, и представляет собой плотный скрытокристаллический агрегат серпентина.

В посёлке Тургояк около часовни мы наблюдали выход магматического тела (по форме залегания - дайка). Вмещающая порода серпентинит. Можно было проследить контакт дайки с серпентинитом.

Серпентиниты мы встречали около трассы Миасс - Учалы. Около этой трассы располагается выход серпентинитов. Серпентинит в этом месте сине-зелено цвета. В некоторых участках породы серпентин становится благородного темно-зеленого цвета и напоминает нефрит. Этот серпентинит очень вязкий, прочный, его было очень трудно расколоть даже кувалдой.

Таким образом, серпентинит является одной из самых распространенных пород в районе нашей практики и имеет множество разновидностей.

В районе города Карабаша находится группа щебеночных карьеров, вскрывающих породы, слагающие данный район, многие из них заброшены.

В одном из них мы изучили местные породы. Данный карьер простирается с СВ на ЮЗ, его длина - 150 м, а ширина - 20 м. В глубину карьер достигает 6 м. В стенке карьера наблюдается выход метаморфических пород, представленных чередованием гранат-мусковитового сланца и слюдяного кварцита. Породы на этом участке залегают моноклинально с углом падения 50 градусов и азимутом падения 130 градусов.

Гранат-мусковитовый сланец имеет золотисто-серый цвет, мелкокристаллическую структуру и сланцеватую текстуру. Сланец состоит из золотистых чешуек мусковита (90%) и изометричных, черно-красных зерен граната, вероятно альмандина (10%).

Слюдяной кварцит имеет серо-зеленый цвета, его структура - среднекристаллическая, текстура - массивная. Кварцит состоит из кварца более 80% и мусковита около 20%.

Среди чередующихся метаморфических пород встречаются кварц в виде массивных линз размером до 1-1,5 м.

Мощность отдельных пластов метаморфических пород колеблется от 50 см до нескольких метров.

Для образования кварцитов при метаморфизме необходимо высокое содержание кремнезема (SiO₂) в исходных породах, подвергающихся метаморфизму - около 85-95%. Породы магматического происхождения никогда не содержат более 80 % кремнезема, поэтому мы можем предположить, что исходной породой была не магматическая, а осадочная порода с высоким содержанием SiO₂ - например песчаник. Аналогично для образования сланцев, содержащих большое количество слюд (в состав слюд входит калий) и гранат (содержит довольно много алюминия), необходимо чтобы исходные породы имели высокое содержание калия и алюминия. Повышенным содержанием калия и алюминия обладают глины. Таким образом, можно предварительно предположить, что до метаморфизма на месте сланцев и кварцитов было чередование песчаников и глин (или аргиллитов, отличающихся от глин степенью уплотненности).

На территории Ильменского Государственного заповедника метаморфические породы вскрыты во многих местах и часто являются вмещающими для пегматитовых тел. На Блюмовской копи N 50 и на Эшинитовой горке копи N 51 они являются вмещающими для соответственно гранитного и сиенитового пегматитов.

Метаморфические породы представлены амфиболитом чёрного цвета, с мелкокристаллической структурой, полосчатой текстурой, состоящими из 80% амфиболов и 20% полевых шпатов (в основном плагиоклаза). Чередуются полосы более светлые - обогащенные ПШ, более темные - с его незначительным содержанием, состоящие практически из одного амфибола. Амфиболиты образуют пласты в гнейсах светло-жёлтого цвета, с мелкокристаллической структурой и гнейсовой текстурой, состоящих из 50% полевых шпатов, 40% кварца и 10% биотита.

Метаморфическая толща представлена чередованием пластов амфиболита и гнейса видимой мощностью до 50 см, мощность прослоев амфиболита до 20 см. Амфиболит и гнейс образованы в результате метаморфизма обыкновенных или карбонатных глин.

Элементы залегания толщи метаморфических пород на Блюмовской копи в восточной стенке - азимут падения 180, угол падения 47; в западной стенке - азимут падения 100, угол падения 30.

В этой выработке мы наблюдаем два вида коренных пород: углистые сланцы и гранат-тальк-хлоритовые сланцы. Контакт этих сланцев резкий, но элементы залегания замерить не удалось по причине нарушения начального залегания при разработке данной копи. Нашей группой в этом месте были найдены гранаты до 5 см в поперечнике. Гранат-тальк-хлоритовый сланец:
Цвет: серебристый с зеленым оттенком.
Структура: гетеробластовая.
Текстура: сланцеватая.
Мин. состав: гранат-10%, тальк-20%, хлорит-70%.
Углистый сланец
Цвет: черный
Структура: гетеробластовая.
Текстура: сланцеватая.
Состав: слюды и органические остатки

Мы можем сказать, что углистые сланцы образовались из глин, насыщенных органическими осадками. Потому что для образования угля необходимо органическое вещество.

Скорее всего, гранат-тальк-хлоритовый сланец образовался из глин с большим содержанием алюминия и магния, так как для образования гранатов необходим алюминий, а для талька и хлорита магний. Следовательно, мы можем предположить, что наблюдаем метаморфизованную осадочную толщу.

Во время уральской практики в городе Миасс нам удалось побывать на хребте Большой Таганай и изучить его геологическое строение, а так же породы слагающие хребет.

Большая часть хребта залесена и выходы коренных пород не наблюдается. Коренные породы, слагающий хребет Таганая, мы наблюдали, находясь в седловине между горой Откликной Гребень и горой Круглица.

На дне пересохшего ручья у подножья горы Откликной гребень обнажаются сланцы желто-серого и зелено-серого цветов полнокристаллической, порфиробластовой структуры, сланцеватой текстуры с порфиробластами гранатов фиолетового, розового и бардовых цветов, и черных кристаллов ставролита. Минеральный состав: слюда - 65 %, гранаты - 30%, ставролиты - 5%.

Форма кристаллов гранатов тетрагонтриоктаэдр, ромбододекаэдр, размер кристаллов до 3см. Эти гранаты - альмандины: Fe₃Al₂(SiO₄)₃.

Удлиненные, шестоватые кристаллы ставролита размером до 4 - 5 см. Формула ставролита: FeAl₄(SiO₄)₂*(OH)₂.

Полное название породы - ставролит-альмандин мусковитовый сланец. Залегание пород вертикальное.

Хребет Откликного гребня сложен другими породами. Их мы наблюдали при восхождении на этот хребет.

Кварцит розово-белого и грязно-белого, малинового и оранжевого цветов, полнокристаллической гомеобластовой, среднекристаллической структуры, массивной текстуры.

Породы сильно трещиноваты, у подножия горы наблюдаются многочисленные их обломки. Они скрывают контакт кварцитов и сланцев, из-за этого нам не удалось его наблюдать.

Вершина горы Круглица, расположенная юго-восточней горы Откликной гребень, также сложена кварцитами. Но они немного отличаются от описанных выше.

Склон Круглицы представляет собой нагромождение крупных глыб авантюрина темно-розового, бежевого и белого цветов, мелкокристаллического, массивного. Такая окраска связана, скорее всего, с примесью железа в мусковите: розовый цвет - трехвалентного, бежевый - двухвалентного, белый - беспримесный. Окраска распределена неравномерно, нередко в пределах одного образца наблюдается пятнистое хаотичное распределение всех трех цветов.

Таким образом, хребет Большого Таганая сложен метаморфическими породами, представленной кварцитами и сланцами. Вершина сложена кварцитом с включениями мусковита и авантюрина, а в основании залегают ставролит-альмандин мусковитовые сланцы (рис. 16).

Исходными для метаморфической породы кварцита с включениями мусковита служит осадочная порода: песчаник с тонкими прослоями ожелезненной глины. Этот вывод мы делаем из химического состава кварцита и мусковита.

А исходной породой для ставролит-альмандин мусковитового сланца служила ожелезненная глина. Так как химический состав наиболее похож.