Метаморфизм и метаморфические горные породы

Твердые горные породы, попадая в условия, отличающиеся от тех, в которых они образовались, нередко теряют устойчивость и преобразуются, приспособляясь к новой среде. Эти преобразования различны. На земной поверхности и вблизи от нее породы выветриваются. Приспособление пород к физико-химическим условиям, господствующим ниже зон выветривания и цементации и отличающимся от условий их образования, называется метаморфизмом (от греч. metamorphosis — преобразование, превращение). Плавление горных пород с образованием магмы не называют метаморфизмом, хотя четкой границы между метаморфизмом и магмаобразованием нет: промежуточной стадией, объединяющей оба эти процесса, является ультра-метаморфизм, сопровождающийся частичным, а иногда и полным переплавлением горных пород.
Метаморфизм горных пород происходит под действием высоких температур, всестороннего (петростатического) или же ориентированного давления (стресса) и химически активных веществ (водных растворов и газов), содержащихся в самих породах и привносимых извне. Проявление перечисленных факторов метаморфизма, как правило, взаимосвязано и взаимообусловлено: повышение температуры и давления в большинстве случаев происходит совместно, а это влечет за собой усиление активности химических веществ и скорости метаморфических реакций. Вместе с тем преобладание какого-либо фактора позволяет его названием обозначить в каждом конкретном случае процесс в целом. К примеру, термальным называют высоко—температурный метаморфизм, динамическим — метаморфизм, вызванный стрессом и т. п.
Температуру считают главным фактором метаморфизма. Ее повышение может быть связано с:

  1. геотермикой;
  2. близостью магматического очага или остывающей интрузии;
  3. трением, возникающим при тектонических деформациях.

Повышение температуры увеличивает активность циркулирующих растворов, способствует перекристаллизации пород в твердом состоянии и резко повышает скорость химических реакций. Так, по данным, приведенным Н. А. Елисеевым, при повышении температуры на 10° С скорость химических реакций увеличивается в два раза, при повышении на 100° С — в тысячу раз, на 200° С — в миллион раз. Это объясняет тот факт, что минеральные ассоциации, возникающие при повышающейся температуре, оказываются более равновесными, чем при понижающейся. Поэтому, например, магматические горные породы, формирующиеся из остывающего расплава, менее равновесны, чем метаморфические, сложенные более устойчивой ассоциацией минералов, возникшей при повышающейся температуре. Вообще же по закону температур (по В. И. Лучицкому) повышающаяся температура вызывает образование тех минеральных ассоциаций, которые поглощают тепло (отрицательная тепловая реакция), и наоборот, понижение температуры приводит к появлению ассоциаций, выделяющих тепло (положительная тепловая реакция). Например:
Каолинит --------------------->Андалузит + кварц + вода
Повышение t, °С
Давление также является важным фактором метаморфизма, особенно там, где большую роль играет выделение газовой фазы (например, CO2 при преобразовании загрязненного SiO2 и Аl2O3 известняка в кальциево - силикатные породы). Его роль велика при формировании структур и текстур метаморфических пород. Оно может ускорять или задерживать химические реакции. По закону объемов (по В. И. Лучицкому) повышение давления вызывает реакции, связанные с уменьшением объемов, т. е. возникающие при этом минералы имеют более компактные кристаллические решетки и соответственно более высокую плотность, например:

Оливин + Анортит  ---------->Гранат.

Химические превращения при метаморфизме очень сложны вследствие многообразия вступающих во взаимодействие веществ, находящихся в кристаллическом, а также в жидком и газообразном состояниях. Особо важная роль принадлежит водным растворам и газам, проникающим в промежутки (поры) между минеральными составляющими, либо в трещинные нарушения сплошности пород. В состав химических веществ, насыщающих как водные растворы, так и газовую фазу, входят химические соединения, чаще всего магматического или постмагматического генезиса: Н2O, СO2, К2O, Na2O, СаО, МgО, SiO, Н2S. Из них особенно активны вода, углекислый газ и кремнезем. При взаимодействии привнесенных растворов и газов с горными породами важное значение имеет первичный состав последних, в значительной мере определяющий состав вновь образующихся минералов и пород.
Однако реакция между кристаллическими веществами может происходить и без участия растворов в результате диффузии ионов и атомов через кристаллические решетки минералов. Скорость таких реакций определяется в основном температурой и становится заметной только выше некоторого минимального температурного предела, не одинакового для различных веществ.
Происходящее при метаморфизме замещение одних минералов другими с изменением их химического состава называется метасоматизмом (метасоматозом), при этом наблюдается тенденция к сокращению числа минералов вплоть до образования мономинеральной породы. Метасоматический рост минералов характеризуется склонностью к развитию правильной кристаллографической огранки, часто наблюдается формирование футлярообразных кристаллов с реликтами внутри них незамещенной породы. Вместе с тем обычным является возникновение псевдоморфоз, т. е. замещение с сохранением формы замещенных минералов. В настоящее время считают, что метасоматическое образование минералов (рудных и нерудных жил и зон) может происходить без непосредственной связи с метаморфическими комплексами и процессами, так, например, кварцевая жила, пересекающая неизмененные осадочные породы, может нести метасоматическую сульфидную минерализацию; метасоматическое развитие крупнокристаллических слюд происходит в мелкозернистых гранитах и т. п.
При исследовании метаморфических толщ надо учитывать:

  1. геологические процессы, вызвавшие метаморфизм, и их специфику;
  2. физико - химические условия, преобладающие при метаморфизме.

По первому знаку выделяются типы метаморфизма, второй признак в настоящее положен в основу генетической классификации метаморфических пород.

Вернуться назад к оглавлению "Общая Геология. Основы Геологии."

2 комментария к “Метаморфизм и метаморфические горные породы

  1. Екатерина

    Блин, ну где примеры то? Вот почему пишешь: метаморфические горные порода ПРИМЕРЫ! а тебе дают вот такие сайты где ничего интересного, да ещё и без примеров НЕТ! Глупость, а не сайт!

  2. Андрей

    в вопросах к экзаменам думаю ответ полностью удовлетворит жедания преподователя и без примеров! притом не так и трудно придумать пару примеров для данного материала

Оставить комментарий

Ваш email не будет опубликован. Обязательные поля отмечены *

Вы можете использовать это HTMLтеги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>