Лекция 12

Содержание
1. Понятие метаморфизм. Факторы метаморфизма.
2. Типы метаморфизма: региональный, контактовый, динамометаморфизм, ультраметаморфизм и др.
3. Общие сведения о породах и полезных ископаемых метаморфического происхождения.

1. Понятие метаморфизм
Под метаморфизмом (греч. - преображаюсь, подвергаюсь превращению) понимают глубокое изменение и преобразование горных пород в недрах земли, под воздействием различных эндогенных процессов.
Введен в геологическую литературу в 1825 г. Чарльзом Лайелем для обозначения превращения осадков в кристаллические сланцы.

Факторы метаморфизма
Температура
t интервал, в пределах которого происходит метаморфические преобразования 300 – 1000С. Перекристализация в условиях роста t приводит к появлению более крупнозернистых структур.
Источники тепла:
близость магматического расплава
тепло за счет геотермического градиента (на каждые 100 м температура + 3 С)
- распад радиоактивных элементов 235U —> 207Pb, 238U —> 206Pb, 40K —> 40Ar, 232Th —> 208Pb.
тепло за счет эндогенных физико-химических процессов и др.

2. Давление:
Геостатическое (петростатическое, давление нагрузки) вызываемое весом вышележащих пород
приводит к сокращению объема твердой фазы и приводит к образованию минералов к более плотной упаковки
кварц (2,5 г/см3) стишовит (4,25 г/см3 )
В условиях геостатического давления формируются породы с однородной массивной текстурой. Направленное давление (стресс, одностороннее давление) вызывает структурно-текстурных особенностей пород.
- Минералы в породе приобретают закономерную ориентировку, располагаясь длинными осями перпендикулярно к направлению давления (образуются минералы вытянутой, удлиненной, игольчатой и др. формы)
- Породы: кристаллические сланцы, имеющие сланцеватую текстуру.

3. Химически активные вещества (флюиды):
вода, углекислота, а также водород, соединения азота, хлора, фтора, серы и др.
Метаморфизм сопровождается изменением химического состава.

2.Типы и условия проявления метаморфизма
1) Локальный контролируется структурными элементами: разломами, контактами с интрузивными породами, складчатыми дислокациями.
Контактовый проявляется в пределах ареалов химического и термального воздействия интрузий на вмещающие породы.
Максимальный радиус действия контактового метаморфизма 2-5 км. В зоне контакта горных пород с магмой формируется область обжига пород, где температура достигает 500-900оС. Породы спекаются и уплотняются.
Глины переходят в роговики, песчаники в кварциты, известняки в мрамор, угли в антрациты.

Основные факторы контактного метаморфизма:
t (550 – 900С). Типичные породы контактово-термального метаморфизма - роговики.
Химически активные вещества (особенно кислой магмы), проникает в окружающие породы, вступают с ними в реакции, что приводит к изменению их химического состава. Известняки скарны Граниты грейзены (Сергеевское месторождение) -
метасоматическая горная порода, состоящая в основном из кварца и светлых слюд. Образуются при t 400-500 С, и связаны с изменением гранитных пород под действием газов и растворов, отделяющихся от охлаждающихся гранитных тел.
С метасоматитами связаны месторождения олова, Wо, Мо, Аu, полиметаллы.

- Дислокационный метаморфизм (динамометаморфизм) - структурное и в меньшей степени минерал. преобразование горных пород под воздействием тектонических сил при складкообразовательных процессах без участия магмы

Основную роль играет локальное повышение давления в зонах тектонических разломов.
При смещении крупных блоков земной коры в приконтактовых зонах разломов происходит дробление горных пород. В приразломной зоне скапливаются тектонические брекчии и милониты (порода, похожая на муку, состоящая из тонкозернистого кварца и полевого шпата).
Одностороннее сжатие придает минералам типа хлорита, мусковита, талька однонаправленную ориентировку, параллельно плоскости разлома, вследствие этого порода приобретает полосчатую текстуру.

2). Региональный метаморфизм проявляется на обширных участках и охватывает объемы пород на больших глубинах. Факторами М. является t, давление и химически активные вещества. Породы отличаются большим разнообразием – сланцы, гнейсы, кварциты, амфиболиты, эклогиты и др. региональный М. обычно связан с активными геосинклинальными областями.

Ультраметаморфизм – процесс максимально преобразования пород. Обычно протекает на больший глубине в пределах складчатых областей, где t, давление допускают частичное или полное расплавление пород.
Главнейшие процессы ультраметаморфизма
- Анатексис – частичное, избирательное выплавление минералов кварц-полевошпатового состава из исходных пород.
- Палингенез – полное переплавление исходных пород определенного состава с образованием гранитной магмы. Это явление обычно связано с переплавлением гранитогнейсовых и осадочных пород, химический состав которых отвечает гранитам.
- Гранитизация - процесс химического и минерального изменения пород любого состава с превращением их в граниты (мигматиты или гранитогнейсы).

Агентами гранитизации являются
растворы, которые вызывают сначала расплавление исходной породы, а затем, диффундируя через расплав, изменяют его состав до состава гранитной магмы. Компоненты гранитов при этом растворяются в образовавшейся магме, а компоненты «избыточные» по отношению к составу гранитной магмы, выносятся растворами за пределы магматического очага.

Ударный метаморфизм

Импактиты (породы ударного метаморфизма)
Импактированные породы – горные породы мишени, слабо преобразованные ударной волной и сохранившие благодаря этому свои характерные признаки;
расплавные породы – продукты застывания импактного расплава;
импактные брекчии – обломочные породы, сформированные без участия импактного расплава или с очень небольшим его количеством.

В обстановке глубоких метаморфических преобразований пород стирается граница между метаморфическими и магматическими процессами и завершается тот круговорот в природе,
идея которого еще в начале века была высказана
русским петрографом И.Д. Лукашевичем:
магма магматические породы осадочные породы метаморфические породы магма