Метаморфические породы демонстрируют широкий диапазон цветов: от белого до серого, от зеленого до красного и всего, что между ними. Цвета определяются присутствующими минералами, которые зависят от исходного состава породы, а также от температур и давлений, испытываемых во время метаморфизма. Некоторые ключевые факторы, влияющие на цвет метаморфических пород, включают:
Первоначальный протолит или материнская порода играет значительную роль в минералогии и цвете результирующей метаморфической породы. Например, сланцы и аргиллиты, которые богаты глинистыми минералами, как правило, производят сланец или филлит, которые имеют серый или зеленовато-серый цвет. Известняки, состоящие из кальцита, перекристаллизовываются, образуя белые или светлые мраморы. Богатые железом отложения, такие как песчаники граувакки, метаморфизуются в более темные гнейсы и сланцы с обильной биотитовой слюдой, которая имеет цвет от черного до коричневого. Нечистые доломитовые известняки могут стать темными, богатыми тремолитом роговиками. Короче говоря, химический и минералогический состав материнской породы влияет на минералы, образующиеся во время метаморфизма.
Более высокие температуры и давления приводят к образованию метаморфических пород более высокого сорта, содержащих более сложные силикатные минералы. Например, при низких сортах глинистые минералы сохраняются, что приводит к образованию тускло окрашенного сланца. При средних сортах слюды начинают расти, давая листоватый, полосчатый вид с золотистым мусковитом или темным биотитом. При высоких сортах алюмосиликаты, такие как кианит, андалузит или силлиманит, образуются вместе с гранатами, образуя гнейсы с красными, белыми или черными полосами. Высокое давление также может привести к образованию минералов высокой плотности, таких как сине-зеленый глаукофан или зеленый омфацит, которые кардинально меняют цвет породы.
| Метаморфическая степень | Типичные минералы | Цвета |
|---|---|---|
| Низкая степень | Глинистые минералы, хлорит, кварц | Серый, зеленоватый, белый |
| Средняя степень | Биотит, мусковит, альбит | Черный, серебристый, белый |
| Высокая степень | Гранат, ставролит, силлиманит | Красный, серый, черный |
Таким образом, более высокие метаморфические степени дают более сложные минеральные ассоциации с более широким спектром цветов.
Во время метаморфизма химические реакции происходят между минералами и любыми захваченными поровыми жидкостями. Это приводит к росту новых минералов, которые придают новые цвета в зависимости от их химического состава. Например, изменение хлорита в биотит вызывает изменение цвета с зеленого на черный. Распад серпентина высвобождает железо, которое образует красный гематит. Карбонатные минералы, такие как кальцит, могут реагировать с богатыми кремнием жидкостями, образуя цветные гранаты. Таким образом, химические изменения во время метаморфизма могут существенно влиять на минералы и полученные цвета.
В некоторых случаях небольшие количества акцессорных минералов составляют лишь крошечный процент от общего состава породы, но обеспечивают яркие цвета, которые доминируют во внешнем виде. К ним относятся:
– Красные гранаты
– Розовый турмалин
– Зеленая богатая хромом слюда
– Синий кианит
– Золотой пирит
Так что метаморфические породы могут казаться красными или зелеными из-за вкраплений ярко окрашенных акцессорных минералов.
Большинство региональных метаморфических пород демонстрируют полосчатость или сланцеватость из-за сегрегации и выравнивания минералов во время метаморфизма. Чередующиеся полосы отображают диапазон присутствующих минералов, включая слои, богатые слюдой, чередующиеся с полосами, богатыми кварцем. Это дает привлекательный полосатый или полосатый вид, отображающий несколько цветов породы в пределах одного образца. Мигматиты идут дальше, с сегрегацией на чередующиеся бледные полосы, богатые кварцем, и темные слои меланосом, богатые биотитом.
Уровень окисления влияет на получаемые минералы и цвета. Более восстановительные условия благоприятствуют серым или зеленоватым минералам, таким как хлорит и эпидот. Более окислительные среды дают красные, оранжевые и коричневые минералы с железом в состоянии Fe3+, такие как гематит и лимонит. Промежуточные степени окисления дают черные минералы, такие как магнетит и ильменит. Уровни окисления зависят от основного состава породы, а также от температуры, давления и состава флюидов во время метаморфизма.
Сланцы происходят из широкого спектра протолитов, включая сланцы, граувакки и железные руды. Минеральные компоненты включают слюду, хлорит, тальк, кварц и многое другое. Цвета охватывают черный, серебристый, зеленый, красный и белый, представляя такие минералы, как биотит, мусковит, хлорит, гранат и кварц соответственно. Распространены полосчатые узоры.
Гнейсы демонстрируют светлые и темные полосы, представляющие собой чередующиеся слои, богатые кварцем и слюдой. Составляющие их минералы включают биотит, мусковит, полевые шпаты и кварц. Цвета включают белый, серый, черный, розовый и красный, соответствующие кварцу, плагиоклазу, биотиту, калиевым полевым шпатам и гранату соответственно. Мигматиты содержат дополнительные бледные полосы кварц-полевошпатового гранитного материала.
Мраморы, метаморфизованные из известняков, в основном состоят из кальцита или доломита с цветом от белого до светло-серого. Нечистые мраморы также могут содержать минералы, такие как слюда, гранат, пироксены и амфиболы, которые обеспечивают более темные тона от серого до черного.
В серпентинитах, полученных из ультрамафических перидотитов, преобладают минералы серпентин, магнетит и брусит. Серпентин встречается во многих цветах, включая белый, желтый, зеленый, красный, коричневый и черный. Изменение отражает различия в минералогии серпентина, а также присутствие дополнительных минералов, таких как хлорит, тальк и оксиды железа.
Кварцит, происходящий из песчаника, в основном состоит из взаимосвязанных кварцевых зерен, что обеспечивает однородный цвет от белого до серого в зависимости от чистоты минерала. Тонкие цветные полосы могут отражать второстепенные компоненты, такие как оксиды железа или слюды.
Роговик образуется в результате контактного метаморфизма рядом с магматическими интрузиями. Цвета сильно варьируются от светлых до темных минералов, образующихся при высоких температурах. Обычные составляющие минералы включают полевые шпаты, слюды, пироксены, гранат и непрозрачные оксиды. В некоторых из них видны полосчатые узоры.
Сланец происходит из сланцевых протолитов и сохраняется до относительно низких степеней метаморфизма. Он мелкозернистый и в нем преобладают сплющенные глинистые минералы и кварц, которые придают характерный серый или черный цвет. Также встречаются красные и зеленые разновидности сланца из-за присутствия гематита или восстановленных железных минералов соответственно.
Филлит похож на сланец, но подвергся дополнительному метаморфизму. Это приводит к улучшению спайности и шелковистому блеску из-за роста новых пластинчатых силикатов, таких как мусковит, хлорит или серицитовая слюда. Цвета варьируются от серого до зеленоватого и черного.
Тальковый камень или стеатит — это порода с высоким содержанием талька с небольшим количеством хлорита, амфиболов, магнетита и других минералов. Обычно он имеет характерный зеленоватый цвет из-за талька, хотя также встречается в оттенках серого, коричневого и черного. Высокое содержание талька придает ему мыльный вид.
Эклогит — это метаморфическая порода высокого давления, содержащая обильный красный гранат и зеленый пироксен (омфацит). Уникальная минералогия создает поразительный рисунок красного и зеленого цветов. Также могут встречаться акцессорные рутил, кианит и фенгит.
Подводя итог, можно сказать, что метаморфические породы демонстрируют разнообразные цвета из-за:
– Основной химии материнской породы
– Минеральных преобразований на разных ступенях метаморфизма
– Развития индексных минералов, таких как гранат, слюда, кианит
– Присутствия второстепенных цветных акцессорных минералов
– Химических реакций с флюидами, приводящих к образованию новых цветных минералов
– Полосчатости и сланцеватости
– Окислительного состояния, влияющего на минералогию железа
Широкий спектр составов протолита в сочетании с переменными температуры, давления и флюидов во время метаморфизма создает полную гамму цветов метаморфических пород во всех оттенках радуги. Тщательное изучение минеральных компонентов и текстуры дает представление об истории метаморфизма. Таким образом, по сути, цвета раскрывают уникальные истории пород.