МЕТАМОРФИЧЕСКИЕ ПОРОДЫ

Отдельные месторождения мрамора

В обычный по масштабам производства год «мрамор» в виде штучного камня добывается в 10 или 12 штатах, но добыча в большинстве из них невелика, при этом на месторождениях штата Теннесси, занимающего ведущее место, разрабатываются лишь ортомраморы. Наибольшее количество строительного и скульптурного мрамора добывается в Вермонте и Джорджии, незначительные количества — в Колорадо, Мэриленде и Северной Каролине. Месторождения мрамора США были описаны Баулсом (Bowles, 1958).

Месторождение Джул-Крик, Колорадо

Типичное месторождение мраморов, возникших при термическом метаморфизме, расположено в долине ручья Джул в округе Ганнисон в западной части центрального Колорадо (Vanderwilt, 1937; Vanderwilt, Fuller, 1935). Палеозойская толща подверглась здесь нагреванию под воздействием третичного гранитного массива, образовавшего небольшое поднятие, получившее название купола Трежер-Маунтин. Осадочная толща наклонена в сторону от контакта с гранитным массивом. Ширина контактного ореола колеблется от немногих футов до 3000 футов. Песчаники в контактном ореоле превращены в кварциты, глинистые сланцы — в твердые кремневид- ные роговики, а за счет глинистых и кремнеземистых карбонатных пород возникли силикатные породы, обогащенные эпи- дотом, гранатом, диопсидом, роговой обманкой и тремолитом.

Относительно чистые известняки формации Ледвилл, имеющие миссисипский возраст, полностью перекристаллизованы в мраморы. Нижняя часть этой формации имеет доломитовый состав, а верхняя (мощностью от 125 до 175 футов) представляет собой единый пласт среднезернистого белого мрамора. В эксплуатационном карьере азимут простирания мрамора составляет 5—10° СВ, а угол падения около 45°. Хотя в толще мрамора и присутствуют тонкие линзы кремнистых образований и несколько прослоев доломитизированных пород, в целом месторождение представляет собой достаточно крупное тело высококачественного камня, из которого легко получать крупные мраморные блоки.

Это месторождение с некоторыми перерывами эксплуатировалось с 1886 по 1940 г., причем первичная обработка блоков производилась на камнерезном предприятии, расположенном поблизости. Многочисленные широко известные сооружения, в том числе памятники Неизвестному Солдату и Линкольну, сделаны из колорадского джулского мрамора. Результаты испытаний джулского мрамора под воздействием больших давлений освещены в серии статей (Griggs et al., 1951 — 1956). В 1955 г. после перерыва на месторождении Джул-Крик были возобновлены эксплуатационные работы, но при этом стали добывать сырье лишь для дробленого камня.

Район Питсфорд, Вермонт

В настоящее время мрамор в Вермонтской долине добывается в основном лишь в пределах округа Ратленд в западной части центрального Вермонта. С севера на юг здесь расположены следующие главные месторождения мрамора: Брандон, Питсфорд, Проктор, западный Ратленд, Кларендон и Данби (Bain, 1931, 1933а, 19336). Месторождение Питсфорд вполне представительно по отношению ко всей этой группе месторождений.

В Питсфорде функционируют восемь карьеров. Во всех этих карьерах добывается так называемый колумбийский мрамор, относящийся к нижней половине средней части серии пород бикментаунского возраста. Мраморы приурочены к восточному крылу опрокинутой синклинали, склоняющейся под углом около 10° к югу. Породы простираются на север-северо- запад 5° и падают почти вертикально от 80 до 90° на восток ( 4.2). Карьеры располагаются в пределах мощной зоны складок течения. В одной из таких складок мощность пласта мраморов возрастает с 10 до 132 футов; в наиболее широкой части ширина складки составляет 50 футов. В участках складок течения с увеличенной мощностью пласта зернистость мрамора больше, чем на крыльях. Так, в только что упомянутой складке в участках с большой мощностью пласта поперечник зерен кальцита составляет в среднем около 0,5 мм, тогда как в маломощных участках пласта — около 0,2 мм. В основном мрамор обладает светлой голубовато-серой окраской с неправильными пятнами, возникшими в результате проявления интенсивной микроплойчатости. Этот мрамор хорошо полируется.

В связи с крутым падением пород карьеры достигают глубины 400 футов. Действительно, некоторые из них подобны шахтам, так как представляют собой огромные камеры, из которых извлечен весь мрамор, за исключением сплошных целиков, оставленных для поддержания кровли. В более глубоких карьерах проявляется самопроизвольное увеличение объема пород. В карьерах Питсфорда были добыты необычайно крупные прочные блоки. Так, резервуар фонтана Скотта на острове Белл, Детройт, сооружен из единого блока весом 65 т.

Район Тейт, Джорджия

Это месторождение мрамора расположено в округе Пикенс в северной части центральной Джорджии, близ северо-западной окраины плато Пидмонт. Местность здесь холмистая и сложена остаточными горами и глубокими долинами. Небольшой район, тяготеющий к городам Тейт и Марбл-Хилл, имеет довольно сложную геологическую структуру ( 4.3). Впервые он детально был закартирован Файрли, и в основном по его данным приведены последующие описания.

Нижняя часть стратиграфического разреза в районе месторождения представлена раннепалеозойскими (?) метаоса- дочными породами и ортоамфиболитами. Метаосадочная толща расчленена на пять формаций, одна из которых — Мёр- фи — сложена мраморами. Эта формация частично подстилает, а частично фациально замещает формацию гранатовых слюдяных кристаллических сланцев Андрус. Мраморная тол

ща подстилается формацией кварцево-слюдяных кристаллических сланцев Брасстаун. Местами мраморы отсутствуют, очевидно выклиниваясь в связи с первично-фациальными причинами, и в таких случаях кристаллические сланцы формации Андрус лежат непосредственно на сланцах Брасстаун.

Как это можно видеть, общая структура района представляет собой синклиналь. Формация Мёрфи и ассоциирующая с ней толща сжаты в изоклинальные складки общего меридионального простирания, но одна из этих складок, осложненная поперечной складчатостью, изгибается и протягивается в восточном направлении к городу Марбл-Хилл. Эта сложная структура интерпретировалась Бейли (Bayley, 1928) как складчатость, возникшая в связи с пологим надвигом Уайтстон; однако недавними работами существование этого надвига подтвердить не удалось.

Мраморы формации Мёрфи собраны в интенсивные складки и перекристаллизованы. Темные прожилкообразные полосы в мраморах, которые, как полагают, отражают первичную слоистость, позволяют расшифровывать лишь локальные структуры. В карьерах близ Марбл-Хилл по этим темным полосам можно проследить сжатые складки, осевые плоскости которых падают к юго-востоку под углами 15—20°. Таким образом, эти мелкие складки так же, как и главная синклиналь, в целом опрокинуты на северо-запад. В других карьерах мраморы настолько интенсивно складчато дислоцированы, что не удается проследить какой-либо слой на сколько-нибудь значительное расстояние и невозможно установить какое-нибудь устойчивое структурное направление. Видимо, детальное структурное исследование позволило бы доказать, что в этом случае складчатые дислокации также представляют собой складки течения, подобные описанным Бейном (Bain, 1931) для вермонтских мраморов.

Мраморы округа Тейт, пользующиеся широкой известностью, состоят преимущественно из кальцита и обычно имеют ясно кристаллическое средне- и грубозернистое строение; они полупрозрачны и обладают жилковатыми и пятнистыми текстурами. Зерна кальцита изометричны, диаметр их достигает 5 мм. Акцессорные минералы представлены кварцем, биотитом, флогопитом, амфиболами и графитистым углеродистым веществом. В карьере близ Марбл-Хилл добываются белые разновидности мраморов, а вблизи Тейта — разноцветные. Одна из разновидностей последнего участка имеет розовую окраску с зеленовато-черными пятнами и прожилками агрегата актинолита и роговой обманки. Здание Фондовой биржи в Нью-Йорке облицовано джорджийским белым мрамором, а

Букингемский фонтан в Грант-Парке, Чикаго, сооружен из розового мрамора. Многие разновидности мраморов Джорджии шороко применяются в строительстве, скульптуре и для изготовления мемориальных досок.

Помимо штучного камня, в округе Тейт получают большие количества дробленого и молотого мрамора, в том числе такие продукты, как тераццовая щебенка, мраморный порошок и песок (poultry grit). Технология получения всех этих продуктов была описана Сиверингхоузом (Severinghaus, 1957).