Sub influența presiunii, temperaturii ridicate, îndepărtării sau introducerii de substanțe în roci - sedimentare, magmatice, metamorfice, orice - după formarea lor, au loc procese de schimbare, iar acesta este metamorfismul. Astfel de procese pot fi împărțite în două grupe mari: metamorfism local și profund. Acesta din urmă este numit și regional, iar primul - metamorfism local. Depinde de amploarea procesului.
Metamorfism local
Metamorfismul local este o categorie prea mare și, de asemenea, este subdivizat în metamorfism hidrotermal, adică temperatură scăzută și medie, contact și autometamorfism. Acesta din urmă este procesul de modificare a rocilor magmatice după solidificare sau întărire, când acestea sunt afectate de soluții reziduale, care sunt produsul aceleiași magme și circulă în rocă. Exemple de astfel de metamorfism sunt serpentinizarea dolomitelor, rocilor ultramafice și rocilor de bază și clorizarea diabazelor. Următorul tip este caracterizatdeja după numele său.
Metamorfismul de contact are loc la granițele rocilor gazdă și ale magmei topite, atunci când acționează temperaturile, fluidele (gaze inerte, bor, apă) provenite din magmă. Un halo sau o zonă de impact de contact poate fi de la doi până la cinci kilometri de magma solidificată. Aceste roci de metamorfism prezintă adesea metasomatism, în care o rocă sau un mineral este înlocuit cu altul. De exemplu, contactați skarns, hornfelses. Procesul hidrotermal de metamorfism are loc atunci când rocile sunt alterate din cauza soluțiilor termice apoase care sunt eliberate prin solidificarea și cristalizarea unei erupții. Și aici, procesele de metasomatism sunt de mare importanță.
Metamorfism regional
Metamorfismul regional are loc pe suprafețe mari în care scoarța terestră este mobilă și este scufundată sub influența proceselor tectonice în zone mari până la adâncime. Acest lucru are ca rezultat presiuni deosebit de ridicate și temperaturi ridicate. Metamorfismul regional transformă calcarele și dolomitele simple în marmură, iar granitele, dioritele, sienitele în gneisuri, amfiboliți și șisturi de granit. Acest lucru se datorează faptului că la adâncimi medii și mari astfel de temperaturi și presiune indică faptul că piatra se înmoaie, se topește și curge din nou.
Rocile de metamorfism de acest tip se disting prin orientarea lor: atunci când texturile masive curg, ele devin dungi, liniare, șisturi, gneisice și toate reperele sunt date în raport cu direcția curgerii. Adâncimile mici nu permit acest lucru. Pentru că metamorfismul rocilor ne aratăroci zdrobite, șisturi, lut sau sfărâmate. Dacă rocile modificate pot fi asociate cu unele linii, putem vorbi de metamorfism local de dislocare aproape de falie (dinamometamorfism). Rocile formate prin acest proces se numesc miloniți, șisturi, kakirite, cataclazite, brecii. Rocile magmatice care au trecut prin toate stadiile metamorfismului se numesc orthorocks (acestea sunt orthoschists, orthogneisses etc). Dacă rocile metamorfismului sunt sedimentare, ele se numesc para-roci (acestea sunt paraschiști sau paragneiss și așa mai departe).
Facies metamorfism
În anumite condiții termodinamice ale cursului metamorfismului se disting grupe de roci, unde acestor condiții corespund asociații minerale - temperatură (T), presiune totală (Рtotal), presiunea parțială a apei (P H2O).
Tipurile de metamorfism includ cinci fascie principale:
1. Ardezii verzi. Această fascie apare la o temperatură sub două sute cincizeci de grade și presiunea nu este, de asemenea, prea mare - până la 0,3 kilobari. Se caracterizează prin biotit, clorură, albit (plagioclaze acide), sericit (moscovit cu fulgi fin) și altele asemenea. De obicei, această fascie este suprapusă pe roci sedimentare.
2. Fascia epidot-amfibolită se obține cu o temperatură de până la patru sute de grade și o presiune de până la un kilobar. Aici, amfibolii (adesea actinolit), epidotul, oligoclaza, biotitul, moscovit și altele asemenea sunt stabile. Această fascie poate fi văzută și în rocile sedimentare.
3. Fascia amfibolită se găsește pe orice tiproci - atât magmatice, cât și sedimentare și metamorfice (adică aceste fascie au fost deja supuse metamorfismului - epidot-amfibolică sau fascia de schist verde). Aici, procesul metamorfic are loc la temperaturi de până la șapte sute de grade Celsius, iar presiunea crește la trei kilobari. Această fascie este caracterizată de astfel de minerale precum plagioclaza (andezină), hornblendă, almandină (granat), diopside și altele.
4. Fascia de granulită curge la o temperatură de peste o mie de grade cu o presiune de până la cinci kilobari. Aici cristalizează mineralele care nu conțin hidroxil (OH). De exemplu, enstatita, hypersthene, pyrope (granat magnezian), labrador și altele.
5. Fascia eclogita trece la cele mai ridicate temperaturi - mai mult de o mie și jumătate de grade, iar presiunea poate fi mai mare de treizeci de kilobari. Piropul (granat), plagioclaza, omfacitul (piroxenul verde) sunt stabile aici.
Alte fascia
O varietate de metamorfism regional este ultrametamorfismul, atunci când rocile sunt complet sau parțial topite. Dacă parțial - aceasta este anatexis, dacă este complet - aceasta este palingeneza. Se distinge și migmatizarea - un proces destul de complex în care rocile se formează în straturi, unde rocile magmatice alternează cu relicte, adică materialul sursă. Granitizarea este un proces larg răspândit, în care produsul final este o varietate de granitoizi. Acesta este, parcă, un caz special al procesului general de formare a granitului. Aici avem nevoie de introducerea potasiului, sodiului, siliciului și îndepărtarea calciului, magneziului, fierului cu cele mai active alcalii, apă șidioxid de carbon.
Diaftoreza sau metamorfismul regresiv este, de asemenea, răspândită. Asociațiile de minerale formate la presiuni și temperaturi ridicate sunt înlocuite cu fasciile lor la temperatură scăzută. Când fascia amfibolită este suprapusă pe fascia granulită și fascia de schist verde și epidot-amfibolit și așa mai departe, apare diaftoreza. În procesul de metamorfism apar depozite de grafit, fier, alumină și altele asemenea, iar concentrațiile de cupru, aur și polimetale sunt redistribuite.
Procese și factori
Procesele de schimbare și renaștere a rocilor au loc în perioade foarte lungi de timp, ele sunt măsurate în sute de milioane de ani. Dar chiar și nu prea intensi, factorii semnificativi ai metamorfismului duc la schimbări cu adevărat gigantice. Principalii factori sunt, după cum sa menționat deja, presiunile și temperaturile care acționează simultan cu intensități diferite. Uneori, un factor sau altul prevalează brusc. Presiunea poate actiona si asupra rocilor in moduri diferite. Poate fi cuprinzător (hidrostatic) și direcționat unilateral. O creștere a temperaturii crește activitatea chimică, toate reacțiile sunt accelerate de interacțiunea soluțiilor și a mineralelor, ceea ce duce la recristalizarea acestora. Astfel începe procesul de metamorfism. Magma înroșită pătrunde în scoarța terestră, exercită presiune asupra rocilor, le încălzește și aduce cu sine o mulțime de substanțe în stare lichidă și de vapori, iar toate acestea facilitează reacțiile cu rocile gazdă.
Tipurile de metamorfism sunt diverse, la fel de diverse sunt consecințele acestor procese. LAÎn orice caz, mineralele vechi sunt transformate și se formează altele noi. La temperaturi ridicate, acest lucru se numește hidrometamorfism. O creștere rapidă și bruscă a temperaturii scoarței terestre are loc atunci când magma se ridică și pătrunde în ea sau poate fi rezultatul scufundării unor blocuri întregi (zone mari) ale scoarței terestre în timpul proceselor tectonice la adâncimi mari. Are loc o topire nesemnificativă a rocii, ceea ce face totuși ca minereurile și rocile să modifice compoziția chimică și minerală și proprietățile fizice, uneori chiar și forma zăcămintelor minerale se modifică. De exemplu, hematitul și magnetitul se formează din hidroxizi de fier, cuarțul din opal, are loc metamorfismul cărbunelui - se obține grafit, iar calcarul se recristalizează brusc în marmură. Aceste transformări au loc, deși pentru o lungă perioadă de timp, dar întotdeauna într-un mod miraculos, ceea ce oferă omenirii zăcăminte de minerale.
Procese hidrotermale
Când există un proces de metamorfism, nu numai presiunile și temperaturile mari îi afectează caracteristicile. Un rol uriaș este atribuit proceselor hidrotermale, în care sunt implicate atât apele juvenile eliberate din magmele de răcire, cât și apele de suprafață (vandoză). Cele mai tipice minerale apar astfel in rocile metamorfozate: piroxeni, amfiboli, granate, epidot, clorite, mica, corindon, grafit, serpentina, hematit, talc, azbest, caolinit. Se întâmplă ca anumite minerale să predomine, sunt atât de multe încât până și denumirile reflectă amploarea conținutului: gneisuri de piroxene, gneisuri de amfiboli, biotit.ardezie și altele asemenea.
Toate procesele de formare a mineralelor - atât magmatice, cât și pegmatite și metamorfisme - pot fi caracterizate ca un fenomen de parageneză, adică prezența comună a mineralelor în natură, care se datorează comunității procesului lor de formare. şi condiţii similare – atât fizico-chimice cât şi geologice. Parageneza arată succesiunea fazelor de cristalizare. Mai întâi - topirea magmatică, apoi resturile de pegmatită și emanațiile hidrotermale, sau acestea sunt sedimente în soluții apoase. Când magma intră în contact cu rocile de bază, le schimbă, dar se schimbă singură. Iar dacă apar modificări în compoziția rocii intruzive, acestea se numesc modificări de endocontact, iar dacă rocile gazdă se modifică, se numesc modificări de exocontact. Rocile care au suferit metamorfism constituie o zonă sau halou de modificări, a cărei natură depinde de compoziția magmei, precum și de proprietățile și compoziția rocilor gazdă. Cu cât discrepanța în compoziție este mai mare, cu atât metamorfismul este mai intens.
Secvență
Transformările de contact sunt mai pronunțate în intruziunile acide bogate în ingrediente volatile. Rocile gazdă pot fi dispuse în următoarea succesiune (pe măsură ce gradul de metamorfism scade): argile și șisturi, calcare și dolomite (roci carbonatice), apoi roci magmatice, tufuri vulcanice și roci tufoase, gresii, roci silicioase. Metamorfismul de contact crește odată cu creșterea porozității și fisurarea rocii, deoarece gazele și vaporii circulă ușor în ele.
Și întotdeauna,absolut în toate cazurile, grosimea zonei de contact este direct proporțională cu dimensiunile corpului intruziv, iar unghiul este invers proporțional acolo unde suprafața de contact formează un plan orizontal. Lățimea halourilor de contact este de obicei de câteva sute de metri, uneori de până la cinci kilometri, în cazuri foarte rare chiar mai mult. Grosimea zonei de exocontact este mult mai mare decât grosimea zonei de endocontact. Procesele de metamorfism în formarea metalului din zona de exocontact sunt mult mai diverse. Roca de endocontact este cu granulație fină, destul de adesea porfiritică și conține mai multe metale neferoase. În exocontact, intensitatea metamorfismului scade destul de brusc, îndepărtându-se de intruziune.
Subspecie de metamorfism de contact
Să aruncăm o privire mai atentă asupra metamorfismului de contact și a varietăților sale - metamorfismul termic și metasomatic. Normal - termic, are loc la o presiune destul de scăzută și temperatură ridicată, nu există un aflux semnificativ de substanțe noi dintr-o intruziune deja răcită. Roca se recristalizează, uneori se formează noi minerale, dar nu există o schimbare semnificativă în compoziția chimică. Șisturile de argilă trec ușor în cornfelses, iar calcarele în marmură. Mineralele se formează rar în timpul metamorfismului termic, cu excepția depozitelor ocazionale de grafit și apatit.
Metamorfismul metasomatic este clar vizibil la contactele cu corpurile intruzive, dar manifestările sale sunt adesea înregistrate în acele zone în care s-a dezvoltat metamorfismul regional. Asemenea manifestăridestul de des pot fi asociate cu zăcăminte minerale. Poate fi mica, elemente radioactive și altele asemenea. În aceste cazuri, a avut loc înlocuirea mineralelor, care a procedat cu participarea obligatorie a soluțiilor lichide și gazoase și a fost însoțită de modificări ale compoziției chimice.
Metamorfism de dislocare și impact
Există o mulțime de sinonime pentru metamorfismul de dislocare, așa că dacă se menționează metamorfismul cinetic, dinamic, cataclastic sau dinamometamorfismul, vorbim despre același lucru, ceea ce înseamnă transformarea structurală minerală a rocii atunci când forțele tectonice au acționat asupra acesta în zone de perturbări pur discontinue în timpul plierii montane și fără nicio participare a magmei. Principalii factori aici sunt presiunea hidrostatică și pur și simplu stresul (presiune unilaterală). În funcție de mărimea și raportul acestor presiuni, metamorfismul dislocației recristalizează roca complet sau parțial, dar complet, sau rocile sunt zdrobite, distruse și, de asemenea, recristalizează. Producția este o varietate de șisturi, miloniți, cataclaziți.
Metamorfismul impactului sau impactului are loc printr-o undă de șoc meteoritică puternică. Acesta este singurul proces natural în care aceste tipuri de metamorfism pot fi observate. Caracteristica principală este aspectul instantaneu, presiunea de vârf uriașă, temperatura peste o mie și jumătate de grade. Apoi s-au instalat faze de în altă presiune pentru o serie de compuși - ringwoodit, diamant, stishovit, coesit. Rocile și mineralele sunt zdrobite,rețelele lor cristaline sunt distruse, apar minerale și paharele diaplectice, toate rocile se topesc.
Valori metamorfism
Într-un studiu profund al rocilor metamorfice, pe lângă principalele tipuri de modificări enumerate mai sus, sunt adesea folosite și alte semnificații ale acestui concept. Acesta, de exemplu, este un metamorfism prograd (sau progresiv), care continuă cu participarea activă a proceselor endogene și păstrează starea solidă a rocii fără dizolvare sau topire. Însoțită de apariția asociațiilor de minerale la temperatură mai ridicată la locul existenței celor cu temperatură scăzută, apar structuri paralele, recristalizarea și eliberarea dioxidului de carbon și a apei din minerale.
Metamorfismul regresiv (sau retrograd, sau monodiaftoreza) este de asemenea luat în considerare. În acest caz, transformările minerale sunt cauzate de adaptarea rocilor metamorfice și magmatice la condiții noi aflate în stadii inferioare de metamorfism, ceea ce a dus la apariția mineralelor cu temperatură joasă în locul celor cu temperatură ridicată. S-au format în timpul proceselor anterioare de metamorfism. Metamorfismul selectiv este un proces selectiv, modificările apar selectiv, doar în anumite părți ale secvenței. Aici, eterogenitatea compoziției chimice, caracteristicile structurii sau texturii și altele asemenea.
