Локальний метаморфізм
Локальний метаморфізм - це слишкам велика категорія, та його теж поділяють на метаморфізм гідротермальний, тобто низько - і середньотемпературну, контрактовий і автометаморфизм. Останній є процесом зміни в магматичних гірських породах після застигання або затвердіння, коли на них діють залишкові розчини, які є породженням тієї ж самої магми і циркулюють в породі. Приклади такого метаморфізму - це серпентинизация доломітів, ультраосновных порід і основних, хлоритизация діабазів. Наступний вид характеризується вже своєю назвою.Контрактовий метаморфізм відбувається на кордонах вміщуючих гірських порід і розплавленої магми, коли впливають температури, флюїди (інертні гази, бор, вода), що йдуть від магми. Ореолом або зоною контактовых впливів може бути від двох до п'яти кілометрів від застиглої магми. Ці породи метаморфізму часто демонструють метасоматоз, коли одні гірські породи або мінерали заміщаються іншими. Наприклад, контактові скарн, роговики. Гідротермальний процес метаморфізму відбувається, коли гірські породи змінюються водних термальних розчинів, які виділяються за допомогою застигання та кристалізації виверження. Тут також процеси метасоматозу мають велике значення.
Регіональний метаморфізм
Регіональний метаморфізм відбувається на великих площах там, де земна кора рухлива і занурюється під впливом тектонічних процесів великими територіями на глибину. При цьому виникають особливо великі тиску і високі температури. Регіональний метаморфізм перетворює прості вапняки і доломіти у мармури, а граніти, діорити, сієніти - в гранітогнейси, амфіболіти, сланці. Так відбувається з-за того, що на середніх та великих глибинах такі температури і показники тиску, що камінь розм'якшується, розплавляється і знову тече. Породи метаморфізму цього типу відрізняє орієнтованість: коли масивні текстури течуть, вони стають смугастими, лінійними, сланцевими, гнейсовидными, і всі орієнтири дані щодо напрямку течії. Малі глибини такого не дозволяють. Тому метаморфізм гірських порід демонструє нам подрібнені, сланцеві, глинисті або перетерті породи. Якщо змінені породи можна приурочити до яких-небудь лініях, можна говорити про локальний прирозломному дислокационном метаморфізму (динамометаморфизм). Утворені цим процесом породи називаються милонитами, сланцями, какиритами, катаклазитами, брекчиями. Магматичні гірські породи, що пройшли всі стадії метаморфізму, називаються ортопородами (це ортосланцы, ортогнейсы і так далі). Якщо породи метаморфізму осадові - їх називають парапородами (це парасланцы або парагнейсы і так далі).
Фації метаморфізму
У певних термодинамічних умовах протікання метаморфізму виділяють групи порід, де мінеральні асоціації відповідають цим умовам - температура (T), загальна тиск (Р заг) , парціальний тиск води (P H2O ). Види метаморфізму включають в себе п'ять основних фасцій: 1. Зелені сланці. Ця фасція відбувається при температурі нижче двохсот п'ятдесяти градусів і тиск теж не надто висока - до 03 килобара. Для неї характерні біотит, хлорид, альбіт (кислі плагиоклазы), серицит (мелкочешуйчатый мусковіт) і тому подібні. Зазвичай ця фасція накладена на осадові породи. 2. Фасція эпидот-амфиболитовая виходить з температурою до чотирьохсот градусів і тиском до килобара. Тут стійкими є амфіболи (частіше - актиноліт), эпидот, олигоклаз, біотит, мусковіт і тому подібні. Цю фасцію теж можна спостерігати на осадових породах. 3. Амфиболитовую фасцію виявляють на будь-яких типах порід - і магматичних, осадових і метаморфічних (тобто, ці фасції вже були схильні метаморфізму - эпидот-амфиболической або зеленосланцевої фасції). Тут метаморфический процес проходить при температурі до семисот градусів по Цельсію, а тиск зростає до трьох килобар. Для цієї фасції характерні такі мінерали як плагіоклаз (й андезин), рогова обманка, альмандин (гранат), діопсид і інші. 4. Гранулитовая фасція протікає при температурі більше тисячі градусів с тиском до п'яти килобар. Тут кристалізуються такі мінерали, в яких немає гідроксилу (ОН). Наприклад, энстатит, гиперстен, піроп (магнезіальний гранат), лабрадор та інші. 5. Эклогитовая фасція проходить при високих температурах - понад півтори тисячі градусів, а тиск буває і більше тридцяти килобар. Тут стійкі піроп (гранат), плагіоклаз, омфацит (зелений піроксен).
Інші фасції
Різновидом регіонального метаморфізму є ультраметаморфизм, коли породи повністю або частково розплавляються. Якщо частково - це анатексис, якщо повністю - це палингенез. Ще розрізняють мигматизацию - досить складний процес, при якому утворюються породи пошарово, де магматичні чергуються з реліктовим, тобто вихідним матеріалом. Гранитизация - процес поширений, де кінцевий продукт - різні гранітоїди. Це як би приватний випадок загального процесу гранитообразования. Тут потрібен привнос калію, натрію, кремнію і винос кальцію, магнію, заліза при найактивніших лугах, воді й вуглекислоті.Диафторез або регресивний метаморфізм теж широко розповсюджений. Асоціації мінералів, сформованих при високих тисках і температурах, заміщуються їх низькотемпературними фасціями. Коли амфиболитовая фасція накладається на гранулитовую, а на неї зеленосланцевая і эпидот-амфиболитовая і так далі - відбувається диафторез. Саме в процесі метаморфізму з'являються родовища графіту, заліза, глинозем,тощо, перерозподіляються концентрації міді, золота, поліметалів.
Процеси і фактори
Процеси зміни і переродження гірських порід протікають у дуже великі проміжки часу, вони вимірюються сотнями мільйонів років. Але навіть не дуже по інтенсивності значні фактори метаморфізму приводять у воістину гігантським змін. Основні фактори - це, як вже було сказано, тиску і температури, які діють одночасно з різною інтенсивністю. Іноді той чи інший фактор різко переважає. Тиск може діяти на породи теж по-різному. Воно буває всебічним (гідростатичним) і спрямованих на однобічно. Підвищення температури хімічну активність збільшує, всі реакції прискорюються при взаємодії розчинів та мінералів, що веде до їх перекристалізації. Так починається процес метаморфізму. Розпечена магма впроваджується в земну кору, чинить тиск на гірські породи, раскаляет їх і з собою приносить безліч речовин в рідкому і пароподібному стані, і все це полегшує реакції з вміщуючими породами. Типи метаморфізму різноманітні, так само різноманітні і наслідки цих процесів. У будь-якому випадку колишні мінерали перетворюються і утворюються нові. При високих температурах це називається гидрометаморфизмом. Швидке і різке підвищення температури земної кори виникає у випадках, коли магма піднімається і впроваджується в неї, чи це може бути результатом занурення цілих блоків (великих ділянок) земної кори при тектонічних процесах на великі глибини. Відбувається несуттєве розплавлення породи, яке тим не менш змушує руди та породи змінити хімічний і мінеральний склад і фізичні властивості, іноді навіть форма мінеральних покладів змінюється. Наприклад, гематит і магнетит утворюються з гидроокислов заліза, кварц з опала, відбувається метаморфізм вугілля - виходить графіт, а вапняк раптом перекристаллизовывается в мармур. Ці перетворення відбуваються нехай довгим, але завжди дивним чином, що дає людству родовища корисних копалин.
Гідротермальні процеси
Коли йде процес метаморфізму, не тільки високі тиски і температури впливають на його характеристики. Величезна роль відведена гідротермальним процесам, де беруть участь і виділяються з холонучих магм ювенільні води, і поверхневі води (вандозные). Найтиповіші мінерали з'являються таким чином у метаморфізованних породах: піроксени, амфіболи, гранати, эпидот, хлорити, слюди, корунд, графіт, серпентин, гематит, тальк, азбест, каолініт. Буває, що ті чи інші мінерали переважають, їх буває настільки багато, що навіть назви відображають величину змісту: піроксенові гнейси, амфіболові гнейси, біотитові сланці і тому подібні. Всі процеси минералообразования - і магматичні, і пегматитовые, і метаморфизмы - можна охарактеризувати як явище парагенезиса, тобто спільного знаходження в природі мінералів, що зумовлено спільністю процесу утворення та подібними умовами - і фізико-хімічними, і геологічними. Парагенезис показує послідовність фаз кристалізації. Спочатку - магматичний розплав, потім пегматитовые залишки і гідротермальні еманації, або це осадження у водних розчинах. Коли магма контактує з основними породами, вона змінює їх, але змінюється і сама. І якщо зміни відбуваються в складі интрузивной породи, вони називаються змінами ендоконтактовими, а якщо змінюються вміщуючі породи - экзоконтактовыми. Зазнали метаморфізму породи складають зону або ореол змін, характер яких залежить від складу магми, а також від властивостей і складу вміщуючих порід. Чим більше розбіжність у складах, тим інтенсивніше метаморфізм.
Послідовність
Контактові перетворення сильніше проявляються у багатих леткими компонентами кислих інтрузій. Вміщуючі породи можна розташувати в наступній послідовності (у міру зменшення ступеня метаморфізму): глини і глинисті сланці, вапняки і доломіти (карбонатні породи), далі вивержені породи, вулканічні туфи і породи туфогенные, пісковики, кременисті породи. Контрактовий метаморфізм зростає зі збільшенням пористості і тріщинуватості породи, оскільки в них легко циркулюють гази і пари. І завжди, абсолютно у всіх випадках, потужність зони контакту прямо пропорційна розмірам інтрузивного тіла, а величиною кута - обернено пропорційна там, де поверхня контакту утворює горизонтальну площину. Ширина ореолів контакту зазвичай становить кілька сотень метрів, іноді буває і до п'яти кілометрів, в дуже рідкісних випадках - навіть більше. Потужність зони экзоконтакта набагато перевершує потужність зони эндоконтакта. Процеси метаморфізму в металлообразовании зони экзоконтакта значно різноманітніші. Порода эндоконтакта відрізняється мелкозернистостью, досить часто порфировидна, містить більше кольорових металів. У экзоконтакте інтенсивність метаморфізму знижується досить різко, віддаляючись від інтрузії.Підвиди контактового метаморфізму
Розглянемо докладніше контрактовий метаморфізм і його різновиди - метаморфізм термальний і метасоматический. Нормальний - термальний, він відбувається при досить низькому тиску і високій температурі, істотного надходження нових речовин з вже остигає інтрузії не буває. Порода перекристаллизовывается, іноді утворюються нові мінерали, однак істотної зміни хімічного складу немає. Глинисті сланці плавно переходять в роговики, а вапняки - в мармури. Корисні копалини при термальному метаморфізму утворюються рідко, якщо не вважати зрідка зустрічаються родовища графіту і апатиту. Метасоматический метаморфізм добре видно на контактах з інтрузивними тілами, але прояви його часто бувають зафіксовані і в тих областях, де розвивався регіональний метаморфізм. Такі прояви досить часто можуть бути пов'язані з родовищами корисних копалин. Це може бути слюда, радіоактивні елементи тощо. У цих випадках відбувалося заміщення мінералів, яке протікало за обов'язкової участі рідких і газових розчинів і супроводжувалося змінами хімічного складу.
Дислокаційної та ударний метаморфізм
У дислокационного метаморфізму існує безліч синонімів, тому якщо згадуються кінетичний, динамічний, катакластический метаморфізм або динамометаморфизм, мова йде про одному і тому ж, що позначає мінеральне структурне перетворення гірської породи, коли на неї впливали тектонічні сили в зонах чисто розривних порушень при гірському складкообразовании і без жодної участі магми. Основні чинники тут - гідростатичний тиск і просто стрес (односторонній тиск). За величиною і співвідношенню цих тисків дислокаційної метаморфізм перекристаллизует породу повністю або частково, але суцільно, або ж породи раздробляются, руйнуються і теж перекристаллизовываются. На виході виходять різноманітні сланці, милониты, катаклазиты. Ударний або импактный метаморфізм відбувається за допомогою потужної метеоритної ударної хвилі. Це єдиний природний процес, де можуть спостерігатися такі типи метаморфізму. Головна характеристика - миттєвість появи, величезна піковий тиск, температура вище півтори тисячі градусів. Тоді настає высокобарические фази для ряду сполук - рингвудит, алмаз, стишовит, коэсит. Породи і мінерали дробляться, руйнуються їхні кристалічні решітки, з'являються диаплектовые мінерали і скла, всі гірські породи плавляться.