Хорнфелс - это групповое название набора контактных метаморфических пород, которые были обожжены и затвердели под воздействием тепла интрузивных вулканических масс и стали массивными, твердыми, осколочными, а в некоторых случаях чрезвычайно прочными и долговечными. Эти свойства обусловлены мелкозернистыми невыровненными кристаллами с пластинчатыми или призматическими формами , характерными для метаморфизма при высокой температуре, но без сопутствующей деформации. [1] [2] [3] Этот термин происходит от немецкого слова Hornfels , что означает «роговой камень», из-за его исключительной прочности и текстуры, которые напоминают рога животных. Эти породы были отнесены к шахтерам в северной Англии , какточильные камни . [4] [5]
Большинство роговиков мелкозернистые, и хотя исходные породы (такие как песчаник , сланец , сланец и известняк ) могли быть более или менее расщепляющимися из-за наличия плоскостей напластования или спайности , эта структура в роговиках стирается или становится неработоспособной. . Хотя на многих роговиках видны остатки первоначальной подстилки [1], они прорываются через нее так же легко, как и вдоль нее; фактически, они имеют тенденцию разделяться на кубические фрагменты, а не на тонкие пластины. Листовые минералы могут быть многочисленными, но выровнены случайным образом. [6]
Роговиковые наиболее часто формируют в венчике из гранитных интрузий в верхней или средней коре. Роговики, образовавшиеся в результате контактного метаморфизма в результате вулканической активности очень близко к поверхности, могут давать необычные и самобытные минералы. [1] [2] Иногда имеют место изменения в составе, вызванные флюидами, выделяемыми магматическим телом ( метасоматоз ). [7] В роговиковой фации является метаморфические фации , который занимает самую низкую часть давления метаморфического давление-температура пространства. [8]
Наиболее распространенные роговики (роговики биотитовые ) имеют цвет от темно-коричневого до черного с несколько бархатистым блеском из-за обилия мелких кристаллов блестящей черной слюды . В извести роговик часто белый, желтый, бледно-зеленый, коричневый и другие цвета. Зеленый и темно-зеленый - преобладающие оттенки роговиков, образовавшихся в результате изменения магматических пород . [9] Хотя по большей части составляющие зерна слишком малы, чтобы их можно было определить невооруженным глазом, часто встречаются более крупные кристаллы ( порфиробласты ) кордиерита , граната или андалузита, разбросанные по тонкой матрице, и они могут стать очень заметными на поверхности. обветренные грани скалы. [10]
Состав
Строение роговиков очень характерно. Очень редко какой-либо из минералов проявляет кристаллическую форму, но мелкие зерна плотно прилегают друг к другу, как фрагменты мозаики; они обычно почти одинакового размера. Это было названо pflaster или структурой дорожного покрытия из-за сходства с черновой работой дорожного покрытия. Каждый минерал может также содержать частицы других; в кварце , например, могут появляться в большом количестве мелкие кристаллы графита , биотита, оксидов железа , силлиманита или полевого шпата. Часто таким образом все зерна становятся полупрозрачными. На мельчайших кристаллах могут быть следы кристаллических очертаний; несомненно, они являются новообразованными и возникли на месте . Это наводит нас на мысль, что вся порода была перекристаллизована при высокой температуре и в твердом состоянии, так что у минеральных молекул было мало свободы для создания хорошо индивидуализированных кристаллов. Регенерации породы оказалось достаточно, чтобы стереть большую часть первоначальных структур и более или менее полностью заменить прежние минералы новыми. Но кристаллизации препятствует твердое состояние массы, и новые минералы бесформенны и не могут удалить примеси, но выросли вокруг них. [9]
Составы роговиков
Пелитический
Глины , осадочные сланцы и сланцы дают биотитовые роговики, в которых наиболее заметным минералом является биотитовая слюда, мелкие чешуйки которой прозрачны под микроскопом и имеют темный красновато-коричневый цвет и сильный дихроизм . Также присутствует кварц и часто значительное количество полевого шпата, в то время как графит, турмалин и оксиды железа часто встречаются в меньшем количестве. В этих биотитовых роговиках обычно встречаются минералы, состоящие из силикатов алюминия; обычно это андалузит и силлиманит , но кианит также встречается в роговиках, особенно в тех, которые имеют сланцевый характер. Андалузит может быть розовым и часто плеохроичным в шлифах, или он может быть белым с крестообразными темными вкраплениями матрицы, которые характерны для хиастолита . Силлиманит обычно образует очень мелкие иглы, внедренные в кварц. [9]
В породах этой группы также встречается, не редко, кордиерит, который может иметь очертания несовершенных гексагональных призм, которые в поляризованном свете разделяются на шесть секторов. В биотитовых роговиках слабые полосы могут указывать на первоначальную залегание неизмененной породы и соответствуют небольшим изменениям в характере отложений . Чаще имеется отчетливое пятно, видимое на поверхности образцов рук. Пятна круглые или эллиптические, могут быть светлее или темнее, чем остальная часть камня. [9] В некоторых случаях они богаты графитом или углеродистым веществом; [11] в других они полны коричневой слюды; некоторые пятна состоят из более крупных зерен кварца, чем в матрице. Частота, с которой эта особенность снова появляется в менее измененных сланцах и роговиках, весьма примечательна, особенно потому, что кажется несомненным, что пятна не всегда имеют одинаковую природу или происхождение. Роговики турмалиновые встречаются иногда по краям турмалиновых гранитов; они черные с мелкими иголками шерла, которые под микроскопом темно-коричневые и сильно плеохроичны. Поскольку турмалин содержит бор , должно быть некоторое проникновение паров из гранита в отложения. Породы этой группы часто встречаются в районах добычи олова Корнуолла, особенно вблизи залежей. [9]
Карбонат
Вторая большая группа роговиков - это известково-силикатные роговики, которые возникают в результате термического изменения загрязненного известняка . Более чистые слои перекристаллизовываются в мраморы , но там, где изначально была примесь песка или глинистых известковых силикатов, образуются такие как диопсид , эпидот , гранат , сфен , везувианит и скаполит ; с этими флогопитом часто встречаются различные полевые шпаты, пириты , кварц и актинолит . Эти породы мелкозернистые и, хотя часто имеют полосчатую структуру, они твердые и намного более твердые, чем исходные известняки. Они чрезвычайно разнообразны по своему минералогическому составу и очень часто в тонких пластах чередуются с биотитовыми роговиками и затвердевшими кварцитами . При перфузии борными и фтористыми парами гранита они могут содержать много аксинита , флюорита и датолита , но высокогорные силикаты в этих породах отсутствуют. [9]
Мафик
Из диабазов , базальтов , андезитов и других магматических пород образуется третий тип роговиков. В основном они состоят из полевого шпата с роговой обманкой (обычно коричневого цвета) и бледного пироксена. Сфен, биотит и оксиды железа - другие распространенные составляющие, но эти породы обладают большим разнообразием состава и структуры. Там, где исходная масса разложилась и содержала кальцит, цеолиты , хлорит и другие вторичные минералы либо в жилах, либо в полостях, обычно наблюдаются округлые области или неровные полосы, содержащие набор новых минералов, которые могут напоминать роговики из силиката кальция, описанные выше. описано. Первоначальные порфировые , флюидные, везикулярные или фрагментарные структуры магматической породы отчетливо видны на менее продвинутых стадиях роговикова, но становятся менее очевидными по мере того, как изменения прогрессируют. [9]
В некоторых районах встречаются роговиковые породы, которые приобрели сланцевую структуру в результате сдвига, и они образуют переходы в сланцы и гнейсы, которые содержат те же минералы, что и роговики, но имеют сланцевую структуру вместо роговиковой структуры. Среди них можно упомянуть кордиеритовые и силлиманитовые гнейсы, андалузитовые и кианитовые слюдяные сланцы и те сланцевидные кальцит-силикатные породы, известные как циполины . То, что это отложения, подвергшиеся термическим изменениям, обычно признается, но точные условия, при которых они образовались, не всегда ясны. Существенные особенности роговикова приписываются действию тепла, давления и проникающих паров, регенерирующих горную массу без образования плавления (по крайней мере, в больших масштабах). Однако утверждалось, что часто происходят обширные химические изменения из-за введения вещества из гранита в окружающие его породы. Об этом свидетельствует образование нового полевого шпата в роговиковом роговике. Хотя эта патология Скверны могла иметь место в нескольких местах, в других она явно отсутствует. Большинство авторитетов в настоящее время считают изменения чисто физического, а не химического характера. [9]
Метаморфические фации Хорнфельса
Эклогит Blueschist Зеленый сланец Prehnite- пумпеллиита Цеолит Гранулит Амфиболит Hornfels Санидинит P ( кбар ) Т (° C) 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 |
Метаморфические фации в давлении - температура пространства. Различные фации роговиков занимают область низкого давления пространства. |
Фация роговиков занимает часть метаморфического температурно-температурного пространства с самым низким давлением и температурой от низкой до высокой. Она подразделяется на низкотемпературном режим альбита - эпидотовы роговиков, среда-температурного режим роговообманковых роговиков, высокотемпературный режим пироксена роговиков, а также режим sanidinite сверхвысокой температуры. Последнюю иногда рассматривают как отдельную фацию. Максимальные давления составляют около 2 кбар, а температуры составляют около 300-500 ° C для фации роговиков альбит-эпидотовой, 500-650 ° C для фации роговообманковых роговиков, 650-800 ° C для фации пироксеновых роговиков и выше 800 ° C для фации санидинита. . [8] [3]
Фактические минералы, присутствующие в каждой фации, зависят от состава протолита . Для основного протолита альбит-эпидотовая фация роговиков характерна альбитом и эпидотом или цоизитом с небольшими актинолитами и хлоритами . Это уступает место роговой обманке, плагиоклазу , пироксену и гранату в фации роговообманковых роговиков, которые, в свою очередь, уступают место ортопироксену , авгиту , плагиоклазу и характерным микрочастицам граната в фациях пироксеновых роговиков и санидинитовых фаций, причем последние две из них неразличимы. состав протолита. [8]
Для ультраосновного протолита альбит-эпидотовая фация характеризуется серпентином , тальком , тремолитом и хлоритом, уступая место форстериту , ортопироксену, роговой обманке, хлориту и характерным второстепенным алюминиевым шпинелям и магнетиту в фации роговой обманки, которые, в свою очередь , уступают место фации роговой обманки. до форстерита, ортопироксена, авгита, плагиоклаза и алюминиевой шпинели в фации пироксеновых роговиков. Фация санидинита для этого состава отличается от фации пироксеновых роговиков только исчезновением алюминиевой шпинели. [8]
Для пелитового протолита последовательность представлена кварцем , плагиоклазом, мусковитом , хлоритом и кордиеритом в альбит-эпидотовой фации; кварц, плагиоклаз, мусковит, биотит, кордиерит и андалузит в фации роговообманковых роговиков; кварц, плагиоклаз, ортоклаз, андалузит, силлиманит , кордиерит и ортопироксен в фации пироксеновых роговиков. Фация санидинита представлена кварцем, плагиоклазом, силлиманитом, кордиеритом, ортопироксеном, сапфирином и алюминиевой шпинелью. [12] [8]
Для известнякового протолита последовательность представляет собой кальцит , доломит , кварц, тремолит, тальк и форстерит для альбит-эпидотовой фации роговика; кальцит, доломит, кварц, тремолит, диопсид и форстерит для роговообманковой фации роговиков; кальцит, кварц, дипозид, форстерит и волластонит для фации пироксеновых роговиков; и кальцит, кварц, диопсид, форстерит, волластонит, монтичеллит и акерманит для санидинитовой фации. [8]
Акустические свойства
Роговики обладают способностью резонировать при ударе. Майкл Теллинджер описал эти камни в Южной Африке, также известные как «камни-кольца» из-за их способности звенеть как колокол. [13] В Музыкальных Камнях Skiddaw являются примером lithophone , изготовленный из роговиков. [14]
Смотрите также
- Список типов горных пород - список типов горных пород, признанных геологами.
Рекомендации
- ^ a b c Ярдли, Брюс В.Д. (1989). Введение в метаморфическую петрологию . Харлоу, Эссекс, Англия: Longman Scientific & Technical. стр. 12, 26. ISBN 0582300967.
- ^ а б Блатт, Харви; Трейси, Роберт Дж. (1996). Петрология: магматические, осадочные и метаморфические (2-е изд.). Нью-Йорк: WH Freeman. стр. 367, 512. ISBN 0716724383.
- ^ а б Philpotts, Anthony R .; Агу, Джей Дж. (2009). Основы магматической и метаморфической петрологии (2-е изд.). Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. стр. 422, 428. ISBN 9780521880060.
- ^ "Holwick Scar & Low Force: Pamphlet" (PDF) . Explorenorthpennines.org.uk . Проверено 17 марта 2015 .
- ^ Лоуренс, DJ D и др. 2004 Даремский аудит георазнообразия , Дарем: Совет графства Дарем, стр. 20
- ^ Нессе, Уильям Д. (2000). Введение в минералогию . Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. п. 195. ISBN 9780195106916.
- ^ Гарри, WT (декабрь 1952 г.). «Обычные роговики на контакте с габбро около Карлингфорда, Ирландия». Геологический журнал . 89 (6): 411–416. Bibcode : 1952GeoM ... 89..411H . DOI : 10.1017 / S0016756800068114 .
- ^ a b c d e f Блатт и Трейси, стр.378-380, 512
- ^ Б с д е е г ч Флетт, Джон С. (1911). «Хорнфелс». В Чисхолме, Хью (ред.). Британская энциклопедия . 13 (11-е изд.). Издательство Кембриджского университета. С. 710–711.
- ^ Ярдли 1989, с.161
- ^ Дики, Джон С .; Обата, Масааки (1974). «Дайки графитовых роговиков в массиве высокотемпературных перидотитов Ронда» . Американский минералог . 59 (11–12): 1183–1189 . Дата обращения 23 августа 2020 .
- ^ Стюарт, FH (сентябрь 1942 г.). «Химические данные о малокремнеземистом глинистом роговике и входящих в его состав минералах». Минералогический журнал и Журнал Минералогического общества . 26 (178): 260–266. Bibcode : 1942MinM ... 26..260S . DOI : 10,1180 / minmag.1942.026.178.04 .
- ^ «2014 Древние Скрытые Технологии Аннунаков (Падших Ангелов)» . см. от 43 мин. Архивировано из оригинала на 2016-08-09 . Проверено 2 июня 2016 .
- ^ "Музыкальные камни Скиддо - городской совет Аллердейла" . Allerdale.gov.uk. Архивировано из оригинала на 2010-06-19 . Проверено 17 марта 2015 .
Эта статья включает текст из публикации, которая сейчас находится в общественном достоянии : Флетт, Джон С. (1911). « Хорнфелс ». В Чисхолме, Хью (ред.). Британская энциклопедия . 13 (11-е изд.). Издательство Кембриджского университета. С. 710–711.
Внешние ссылки
СМИ, связанные с Хорнфельсом, на Викискладе?