Метаморфизм (от греч. metamorphoómai — подвергаюсь превращению, преображаюсь) — процесс твердофазного минерального и структурного изменения горных пород под воздействием температуры и давления в присутствии флюида.
Выделяют изохимический метаморфизм — при котором химический состав породы меняется несущественно, и не изохимический метаморфизм (метасоматоз) для которого характерно заметное изменение химического состава породы, в результате переноса компонентов флюидом.
По размеру ареалов распространения метаморфических пород, их структурному положению и причинам метаморфизма выделяются:
- Региональный метаморфизм который затрагивает значительные объемы земной коры, и распространен на больших площадях.
- Контактовый метаморфизм приурочен к магматическим интрузия, и происходит от тепла остывающей магмы.
- Динамометаморфизм происходит в зонах разломов, связан со значительной деформацией пород.
- Импактный метаморфизм Происходит при резком ударе метеорита о поверхность планеты.
- Метаморфизм сверхвысоких давлений Происходит при при погружении блока земной коры на большую глубину в мантию.
Основные факторы метаморфизма
Основными факторами метаморфизма являются температура, давление и флюид.
С ростом температуры происходят метаморфические реакции с разложением водосодержащих фаз (хлориты, слюды, амфиболы). С ростом давления происходят реакции с уменьшением объема фаз. При температурах более 600 С начинается частичное плавление некоторых пород, образуются расплавы, которые уходят на верхние горизонты, оставляя тугоплавкий остаток – рестит.
Флюидом называются летучие компоненты метаморфических систем. Это первую очередь вода и углекислый газ. Реже роль могут играть кислород, водород, углеводороды, соединения галогенов и некоторые другие. В присутствии флюида область устойчивости многих фаз (особенно содержащих эти летучие компоненты) изменяются. В их присутствии плавление горных пород начинается при значительно более низких температурах.
Фации метаморфизма
Метаморфические породы очень разнообразны. В качестве породообразующих минералов в них установлено более 20 минералов. Породы близкого состава, но образовавшиеся в различных термодинамических условиях могут иметь совершенно разный минеральный состав. Первыми исследователями метаморфических комплексов было установлено, что можно выделить несколько характерных, широко распространенных ассоциаций, которые образовались в разных термодинамических условиях. Первое деление метаморфических пород по термодинамическим условиям образования сделал Эскола. В породах базальтового состава он выделил зеленые сланцы, эпидотовые породы, амфиболиты, гранулиты и эклогиты. Последующие исследования показали логичность и содержательность такого деления.
В дальнейшем началось интенсивное экспериментальное изучение минеральных реакций, и усилиями многих исследователей была составлена схема фаций метаморфизма – Р-Т диаграмма, на которой показаны полу устойчивости отдельных минералов и минеральных ассоциаций. Схема фаций стала одним из основных инструментов анализа метаморфических комплектов. Геологи, определив минеральный состав породы, соотносили её с какой либо фацией, и по появлению и исчезновению минералов составляли карты изоград – линий равных температур.
Состав метаморфических систем
Метаморфизму могут подвергаться породы самого различного состава. При этом в зависимости от того, аие элементы преобладают в породе зависит надорхарактерных минеральных ассоциаций.
Выделяются следующие типы метаморфических пород по химическому составу:
Кроме того специфические минеральные ассоциации возникают при метаморфизме пород богатых железом(железистые кварциты, джаспелиты), марганцем, солями.
Важным понятием теории метаморфизма является протолит: порода из которой образовалась метаморфическая порода. Для эклогита протолитом пожет быть габбро или базальт.
История изучения
Литература
- Елисеев Н. А. Метаморфизм. М.: изд-во «Недра», 1963.
- Природа метаморфизма. Сборник статей под редакцией Питчера У. С. и Флинна Г. У. М.: изд-во «Мир». Серия «Науки о Земле», 1967.
- Винклер Г. Генезис метаморфических пород. Пер. с нем. М.: изд-во «Недра», 1969.
- Фации метаморфизма. М.: изд-во «Недра», 1970.
- Винклер Г. Петрология метаморфических горных пород. М.: изд-во «Мир», 1973.
Структуры метаморфических горных пород
Метаморфические горные породы
Статья
Обсуждение