Процес метаморфізму
Відео: 82 Метаморфічні гірські породи
Зміст
Загальна характеристика і основні факториметаморфізма
Метаморфізм - перетворення гірських порід під дією ендогенних процесів, що викликають зміну фізико-хімічних умов в земній корі. Преобразованіюмогут піддаватися будь-які гірські породи - осадові, магматичні і ранееобразовавшіеся метаморфічні. У фізико-хімічних умовах, відмінних від тих, вкоторих утворилися гірські породи, відбувається зміна їх мінеральногосостава, структури і текстури. Зміна мінерального складу при метаморфізмеможет протікати ізохіміческі, тобто без зміни хімічного составаметаморфізуемой породи, і метасоматически, т. е. зі значним ізмененіемхіміческого складу метаморфізуемой породи за рахунок привноса і виносу вещества.Ізмененіе структури і текстури порід зазвичай відбувається в процессеперекрісталлізаціі речовини. Особливість метаморфічних процесів полягає втому, що вони протікають зі збереженням твердого стану системи, безсущественного розплавлення порід. Лише за певних фізико-хіміческіхусловіях метаморфизм супроводжується частковою або повною крісталлізаціейісходних порід. Процеси подібного характеру об`єднуються під названіемультраметаморфізма.
Залежно від інтенсивності метаморфічних процесів спостерігається постепеннийпереход від слабо змінених порід, які зберігали склад і структуру ісходнихразностей, до глибоко перетворених порід, первинна природа которихпрактіческі втрачена.
Метаморфізм являє собою складне фізико-хімічне явище, обусловленноекомплексним впливом температури, тиску і хімічно активних речовин. Онпротекает без істотної зміни хімічного складу первинних пород.Разлічают наступні види метаморфізму.
термальний метаморфізмТемпература - найважливіший фактор термального метаморфізму, що впливає на процессимінералообразованія і визначає формування тих чи інших мінеральнихассоціацій. При підвищенні температури різко збільшується швидкість хіміческіхреакцій і зростає інтенсивність процесів перекристалізації. Повишеніетемператури сприяє екзотермічним метаморфическим реакцій, що йдуть споглощеніем тепла, викликає дегідратацію гідроксилвмісних мінералів, декарбонатізацію карбонатів і призводить до утворення високотемпературнихмінералов, позбавлених конституційної води. Перекристалізація в умовах ростатемператур призводить до появи більш крупнозернистих структур.
Температурний інтервал, в межах якого відбуваються типові метаморфіческіепреобразованія, згідно з даними В. С. Соболєва (1970 р), знаходиться в пределах300-1000 ° С. Нижче 300 ° С внаслідок різкого падіння швидкості хімічних реакційметаморфіческіе перетворення майже не відбуваються або відбуваються вкрай повільно-верхня межа обмежений температурою початку плавлення найбільш распространеннихгорних порід і відповідає умовам освіти магми.
У загальному випадку інтенсивність перетворень, пов`язаних з воздействіемтемператури, збільшується з глибиною залягання порід і зростанням продолжітельностітеплового впливу. Однак прямої залежності тут не існує, посколькув різних зонах кори значення теплового потоку і геотермічного градіентаразлічни. Цим пояснюється неоднакова ступінь температурних преобразованійпород, що залягають на порівнянних глибинах, але в різних областях земногошара.
дінамометаморфізмТиск - фактор дінамометаморфізма. Розрізняють вплив геостатичної (петростатіческого) тиску, яке створюється масою верхніх товщ порід, інаправленного тиску (стресу), що викликається тектонічними рухами.
Геостатічеських тиск сприяє реакціям, що йде зі скороченням об`ематвердой фази, і призводить до утворення мінералів з більш щільною упаковкою (ибольшую щільністю). Крім того, геостатічеських тиск викликає повишеніетемператури плавлення мінералів, розширюючи тим самим інтервал температурнихпреобразованій в твердій фазі. В умовах всебічного тиску форміруютсяпороди з однорідної масивної текстурою.
Направлене тиск (стрес) проявляється в деформації порід і призводить дозміни їх структурно-текстурних особливостей. Під впливом стресу мінерали впороде набувають закономірну орієнтування, розташовуючись довгими осями іплоскостямі спайности перпендикулярно до напрямку тиску. При етомформіруются так звані сланцеві текстури, характерні для великої группиметаморфіческіх порід - сланців. Крім того, стрес робить каталітіческоевоздействіе на процеси мінералоутворення, прискорюючи або сповільнюючи їх, і, визиваядробленіе порід, підвищує їх фільтраційні властивості, що способствуетціркуляціі метаморфизов розчинів.
Зміни геостатичної і спрямованого тиску з глибиною неоднакові: есліпервое в загальному збільшується, то друге, навпаки, слабшає. На глибинах свише10 км спрямовані тиску практично не виявляються, оскільки сокращеніеоб`ема пустотного простору в умовах високого геостатичної давленіяпріводіт до пересичених породи розчинами і перетворенню спрямованого давленіяв геостатічеських. Однак і геостатічеських тиск контролює не толькоглубіной. Згідно з розрахунковими даними його величина в підошві земної кори неперевищує 1300 МПа. Тим часом вивчення мінералів, отриманих експеріментальнимпутем, і зіставлення їх з природними асоціаціями мінералів метаморфіческіхпород показують, що тиску при метаморфизме в земній корі можуть достігать2500 МПа. Звідси випливає, що при певних умовах величина давленіязавісіт не тільки від маси верхніх товщ порід, але в значній мірі іот процесів спрямованого стиснення (в тому числі і в горизонтальному напрямку), які викликають аномальне збільшення тиску на відносно небольшіхглубінах.
метасоматозХімічно активні речовини - третій і, ймовірно, найголовніший факторметаморфізма, який призводить до зміни хімічного складу порід. До них, перш за все, відносяться вода і углекіслота- останнім часом не меньшеезначеніе надається водню - газу, що володіє високими теплопровідністю ідіффузіонной здатністю. Істотну роль грають також з`єднання N, Cl, F, B, S і інших елементів. У вигляді розчинів складного складу ці веществамігріруют через гірські породи, надаючи на них метаморфизов воздействіе.Согласно панівної точки зору, обґрунтованої Д. С. Коржінським, А. А.Маракушевим і ін., Метаморфизов розчини мають глибинне (подкоровоє) походження. Вода, що міститься в осадових породах і звільняється впроцессе їх високотемпературного перетворення, не має великого значення іобично не позначається на загальному характері метаморфізму. Основним фактором, мабуть, є висхідні гарячі розчини, які дифундують з недрсквозь найдрібніші порожнечі порід і через магматичні розплави, і, обогащаясьмінералізаторамі, стають активними агентами метаморфізму. Про величезну роліетіх розчинів можна судити по тому факту, що в так званих сухих системах, т. е. в породах, позбавлених розчинів внаслідок малого обсягу їх пустотногопространства, навіть при наявності високого тиску і температур метаморфіческіепреобразованія практично не відбуваються або йдуть вкрай повільно.
Типи і умови прояву метаморфізму
У природних умовах в різних ділянках земної кори спільно проявляютсянесколько чинників метаморфізму, однак масштаб їх прояви в цілому іотносітельная роль кожного фактора у метаморфічному процесі определяютсяконкретной геологічною обстановкою. За особливостями пространственногоразмещенія і розмаху процесу розрізняються два основних типи метаморфізму: локальний і регіональний. Метасоматичний метаморфизм може сопровождатьметаморфізм будь-якого типу і тому розвивається як в локальних, так і врегіональних умовах.
Локальний метаморфизм контролюється конкретними структурними елементами -разломамі, контактами з інтрузивними породами, плікатівнимі діслокаціямі.Образующіеся при цьому метаморфічні породи пов`язані поступовими переходами снеметаморфізованнимі товщами. До локальних форм прояву метаморфізмаотносятся контактовому і катакластіческімі метаморфизм.
Контактова метаморфизм проявляється в межах ореолів хімічного і термальноговоздействія интрузий на вміщують породи. Основними факторами цього метаморфізмаявляются температура і хімічно активні речовини. За даними В. С. Соболєва, температурний інтервал, в якому відбувається типовий контактовий метаморфізм, полягає в межах 550-900 ° С. Процес йде при відносно нізкіхдавленіях і широкому розвитку метасоматоза. Летючі компоненти магми, проникаючи у вигляді розчинів і газів в навколишні породи, вступають з ними в реакцію і приводять до різкої зміни їх хімічного складу. Особливо значні воздействіехіміческіх агентів і прояв метасоматоза на контакті порід, що вміщають сінтрузіямі кислого складу-интрузий основних і ультраосновних магм надають восновному термальне вплив на навколишні відкладення. В цілому велічінаконтактового ореолу, ступінь метаморфізму порід, що вміщають в ореолі і характерпреобразованій залежать від температури, обсягу і складу внедрившегося расплава.Тіпічнимі породами контактово-термального метаморфізму є роговікі- кпородам, що утворився в результаті контактово-метасоматичні процесів (метасоматитах), відносяться скарни, грейзени, вторинні кварцити. Сметасоматітамі пов`язана велика кількість родовищ корисних копалин (олово, вольфрам, молібден, золото, поліметали).
Відео: 83 Екзогенні процеси
Катакластіческімі метаморфизм, або дінамометаморфізм, відбувається під действіемнаправленних тисків і полягає в механічному руйнуванні (дробленні іперетіраніі) порід - катаклаз. Катакластіческімі метаморфизм проявляється в тих випадках, коли величина спрямованого тиску перевищує межу міцності пород.В результаті катакластіческімі метаморфізму в чистому вигляді, без участіятемпературного фактора і термальних розчинів, утворюються катакластіческіепороди з різним ступенем роздробленості: тектонічні брекчії, катаклазіти, -мілоніти. Однак в чистому вигляді катакластіческімі метаморфізмпроісходіт рідко, оскільки областями його максимального прояву служать зониглубінних розломів, які є в той же час і основними шляхами підйому тепла ітермальних розчинів з надр.
Регіональний метаморфізм проявляється на великих ділянках і охоплює огромниеоб`еми порід, в межах яких відсутні переходи до неметаморфізованнимотложеніям. Факторами регіонального метаморфізму є температура, тиск хімічно активні речовини, що діють спільно. При регіональномметаморфізме здійснюються і ізохіміческіе і метасоматические процесси.Формірующіеся при цьому породи відрізняються великою різноманітністю - сланці, гнейси, кварцити, мармур, амфіболіти, грануліти, еклогіти.
Регіональний метаморфізм зазвичай пов`язаний з активними геосинклінальними областями, однак щодо умов його прояви існують дві принципово разлічниеточкі зору. Відповідно до першої точки зору причиною його являетсядлітельное, стійке прогинання ділянок земної кори, при якому осадові івулканогенние товщі, занурюючись, потрапляють в умови все більш високих температур тисків. Однак дослідження останніх років показали, що прогинання кори самопо собі не є причиною метаморфізму. У прогинах, де нетскладкообразовательних рухів та інших деформацій, зазвичай відсутні іпроявленія регіонального метаморфізму. У Прикаспійської западині, наприклад, потужність практично неметаморфізованних осадових відкладень досягає 25 км.Еті факти послужили підставою для того, щоб співвідносити регіональнийметаморфізм з орогенной стадією розвитку кори, яка характеризується інтенсівнимскладкообразованіем, підйомом магматичних мас і генетично пов`язаних! з німітермальних розчинів. Остання точка зору розвивається в працях Д. С.Коржінского, Ю. А. Кузнєцова, А. А. Маракушева і завойовує все большеепрізнаніе.
В обстановці регіонального метаморфізму процеси перетворення порід могутдостігать максимальної інтенсивності, набуваючи характеру ультраметаморфізма. Онобично протікає на великій глибині в межах складчастих областей, гдетермодінаміческіе умови допускають часткове або повне переплавлені пород.Главнейшіе процеси ультраметаморфізма - анатексіс, палінгенезію і гранітизацією.
Відео: Вивітрювання - Школфільм (1985р.)
Анатексіс частковий, виборче виплавлення мінералів кварц-полевошпатового складу ізісходних порід. У різних кількостях розплав такого складу може получатьсяіз будь-яких осадових і пірокластичні порід (за винятком карбонатів, евапоритів і деяких інших).
палінгенезію -повне переплавлені вихідних порід певного складу з образованіемгранітной магми. Це явище зазвичай пов`язане з переплавлені гранито-гнейсов іосадочних порід, хімічний склад яких відповідає гранітам.
гранітизацією -процес хімічного і мінерального зміни порід будь-якого складу з превращеніеміх в граніти. Згідно Д. С. Коржинський (1952 г.) і А. А. Маракушеву (1973 г.) в процесі гранитизации вихідна порода обов`язково проходить стадіюмагматіческого розплаву. Агентами гранитизации є розчини, коториевизивают розплавлення вихідної породи, а потім, диффундируя через розплав, змінюють його склад до складу гранітної магми. Компоненти гранітів при етомрастворяются в утворилася магмі, а компоненти, «надлишкові» по відношенню ксоставу гранітної магми, виносяться розчинами за межі магматичного вогнища.
Таким чином, в обстановці глибоких метаморфічних перетворень породстірается межа між метаморфічними і магматичними процесами ізавершается той кругообіг в природі, ідея якого ще на початку століття билависказана російським петрографом І. Д. Лукашевичем: магма= Gt; магматіческіепороди = gt; осадові породи = gt; метаморфічні породи = gt; магма.
