|
|
Петрография. Содержание Введение стр. 1 Метаморфизм
Содержание
Введение………………………………………………………………………3 стр.
1 Метаморфизм………..…………………………………………………..4-6 стр.
1.1 Метаморфизм. Метаморфические горные породы…………………….4 стр.
1.2 Метаморфические реакции…………………………………………….4-5 стр.
1.3 Типы метаморфизма……………………………………………………5-6 стр.
2 Метасоматоз……………………………………………………………...7-8 стр.
Список используемых источников………………………………………….9 стр.
Введение
Метаморфизм – совокупность процессов минеральных и структурно-текстурных преобразований в твёрдом состоянии существующих пород (протолита) под воздействием эндогенных факторов. Метаморфические процессы протекают ниже зоны эпигенеза.
Подчеркнём две важнейшие особенности процессов метаморфизма:
1) протолит в ходе метаморфических изменений сохраняет твердое состояние (т.е. преобразование пород происходит без их плавления, что отличает от магматических процессов и процессов образования мигматитов).
2) процесс метаморфизма является субизохимическим – валовый химический состав метаморфической породы и породы, за счёт которой она образовалась (протолита), остаются одинаковыми (незначительные его изменения сводятся к частичной потере флюидной фазы), т.е. система является односторонне открытой, теряющей, но не приобретающей вещество извне.
1 метаморфизм
1.1 Метаморфизм. Метаморфические горные породы
Температура. Метаморфические трансформации начинаются при температуре около 200°С и продолжаются до плавления пород. Преобразование с частичным плавлением пород называется ультаметаморфизмом, при этом из породы выплавляется наиболее легкоплавкая часть по составу соответствующая гранитной магме. Повышение температуры обусловлено либо геотермическим градиентом при погружении пород, либо внедрением магматических расплавов или горячих флюидов.
Давление. Различают литостатическое (вызванное весом вышележащих пород), флюидное и стрессовое давления. Стрессовое (или боковое) давление, связанное с тектоническими движениями, определяет наличие градиента давлений в земной коре, что приводит к перемещению потоков флюидов из областей более высокого давления в области более низкого. Эти флюидные потоки являются главным переносчиком тепла, а многих химических элементов. Обычно при метаморфических процессах перечисленные виды давления проявляющиеся совместно.
Активность флюида. Наличие флюидной фазы в значительной степени определяет общее давление в метаморфической системе, характер деформации пород, теплоперенос, транспортировку веществ при химических реакциях. Более того, значительную роль играет не только количество, но и состав флюида. В первую очередь химический состав флюида влияет на изменение Р-Т условий метаморфических реакций. Так при повышенной доли СО2 во флюидной фазе начало многих метаморфических реакций смещаются в сторону более низких температур.
1.2 Метаморфические реакции
Метаморфизм – это физико-химический процесс. Главная тенденция метаморфических процессов – приведение горных пород к равновесному состоянию при изменении физико-химических условий. Изменение интенсивности влияния факторов метаморфизма приводит к тому, что минеральные ассоциации, слагающие горную породу, становятся неустойчивы (не могут существовать при таких условиях). Начинается процесс химического разложения минералов в твёрдом состоянии и, одновременно, процесс образования за счёт них новых минеральных ассоциаций, способных стабильно существовать в новых термодинамических условиях. Этот процесс можно описать следующей схемой:
высвобождение атомов из кристаллических решёток неустойчивых минералов,
образование центров кристаллизации стабильных минералов,
движение атомов к этим центрам,
удаление из мест реакции атомов, не вошедших в состав новообразующихся минералов.
Метаморфическую систему можно сопоставить с конструктором, из набора деталей которого (химических элементов) в зависимости от условий собираются разные конструкции (минеральные ассоциации). Такие трансформации могут происходить неоднократно.
Метаморфические реакции разделяются на два главных типа.
Реакции «дегазации», описываемые схемой минерал = минерал + газ, при которых происходит удаление обладающих высокой подвижностью летучих компонентов. Примером такой реакции служит выделение воды при разложении биотита:
2K(Fe,Mg)3[AlSi3O10](OH)2
|
+ 6SiO2
|
=
|
2K[AlSi3O8]
|
+ 3(Fe,Mg)2[Si2O6]
|
+ 2H2O
|
биотит
|
кварц
|
|
полевой шпат
|
гиперстен
|
|
Иногда, если при метаморфизме происходит замена более высокотемпературных безводных минералов на более низкотемпературные, реакции могут иметь обратную направленность и сопровождаться гидратацией.
Реакции минерал - минерал, приводящие к замене одних минералов на другие. При этом реакции могут протекать как между разными минералами, так и приводить к полиморфным превращениям. Примером первого из названных видов реакций служит приведённое выше образование калиевого полевого шпата и гиперстена за счёт реакции биотит + кварц. Примером второго – превращения в ряду андалузит-силлиманит-кианит; эти минералы имеют один и тот же состав Al2SiO5, но различаются по строению кристаллических решёток и образуются в процессе метаморфизма при различных Р-Т условиях.
1.3 Типы метаморфизма
В зависимости от масштабов проявления метаморфизма его принято разделять на региональный и локальный.
Контактовый метаморфизм связан с воздействием теплового потока магматических расплавов и сопровождающих их флюидных потоков на вмещающие породы земной коры. Масштабы контактового воздействия на породы зависят в первую очередь от состава, объёмов и температуры магматического тела. Экзоконтактовые зоны небольших даек, силлов и лавовых потоков имеют ширину от миллиметров до нескольких метров, при этом в них не отмечается значительного преобразования вмещающих пород (иногда ограничивающегося лишь дегидратацией минералов). Вокруг крупных интрузивов ширина экзоконтактовых ореолов достигает эначительно больших масштабов - до сотен метров и километров. Наиболее мощные экзоконтактовые зоны окружают крупные гранитоидные интрузивы, что связано с насыщенностью последних флюидами. Отделяясь от магматического расплава, они проникают в толщи вмещающих пород, приводя к их разогреву. Степень преобразования пород экзоконтактовый зоны снижается по мере удаления от интрузива: минеральные ассоциации, состоящие из высокотемпературных минералов, располагаются вблизи интрузива, низкотемпературные ассоциации – на периферии контактовой зоны. Необходимо добавить, что форма контактовых ореолов и выделяемых внутри них зон, обличающихся минеральными ассоциациями, имеют сложные очертания, что связано с различной флюидопроницаемостью толщи (максимальной в области трещин и разломов) и составом пород.
Динамический (или дислокационный) метаморфизм протекает в условиях значительного стрессового давления и связан с зонами тектонических разломов, где происходит дробление, деформация и перекристаллизация пород.
Региональный метаморфизм, в отличие от предыдущих типов, охватывает обширные площади. Достижение термодинамических условий, необходимых для начала метаморфизма, может достигаться двумя путями. Первый путь связан с прогибанием территории и погружением пород на значительную глубину, где высокая температура достигается за счёт геотермического градиента, а давление – за счёт веса вышележащих пород. Такой тип регионального метаморфизма называют метаморфизмом погружения. Изучение глубокопогружённых толщ указывает, что при таком механизме осуществляются лишь низкотемпературные метаморфические преобразования, соответствующие начальным этапам метаморфизма. Процессы глубокого метаморфического преобразования протекают только при воздействии на погружённые породы горячих глубинных флюидов, поступающих из мантии при активизации эндогенных процессов на данной территории (динамотермальный метаморфизм в понимании О.В. Япаскурта).
|
2 Метасоматоз
Под метасоматозом понимают замещение горной породы с изменением её химического состава, при котором растворение существующих минералов и образование новых происходит одновременно, благодаря чему порода сохраняет твёрдое состояние. По существу, метасоматоз - это реакция приспособления горной породы к изменению физико-химических условий ее существования. Он ведет к частичному или полному химическому, минеральному и структурно-текстурному преобразованию протолита, сохраняющего при этом твердое состояние.
Регулирующими факторами метасоматоза являются: а) температура, б) флюидное давление (зависящее от температуры), в) градиент химических потенциалов компонентов в системе порода - флюид, г) эволюция Eh и pH в потоке флюида.
Параметрами, ограничивающими возможность проявления метасоматические процессы является плавление субстрата или замерзание флюида. Соответственно, в высокотемпературной области метасоматоз сопряжён с процессами магмообразования; в низкотемпературной – в гипергенез.
В зависимости от обуславливающих метасоматоз причин его разделяют на три разновидности:
контактовый, связанный с воздействием теплового потока и флюидов магматических тел на окружающие их породы; включая процесс автометасоматоза – воздействия магматогенного флюида на успевшие ранее раскристаллизоваться магматические породы;
региональный, связанный с региональным эндогенными потоками флюидов; такие потоки могут предварять и завершать магматизм, либо не иметь с ним непосредственной пространственной связи;
гипергенный, приуроченный к зоне гипергенеза-эпигенеза и связанный с химическим воздействием на породы фильтрующихся сквозь них низкотемпературных растворов; обычно гипергенно-метасоматические преобразования рассматривают как самостоятельный процесс – гипергенез.
В соответствии с названными разновидностями метасоматоза, тип метасоматических пород разделяют на три класса: контактово-метасоматические, регионально-метасоматические, гипергенно-метасоматические. Метасоматиты каждого класса подразделяются на отряды по химическому составу пород (обусловленному, в свою очередь, кислотно-щелочными свойствами флюида, приведшего к их образованию); выделяют три отряда: щелочные метасоматиты, кислотные метасоматиты и основные метасоматиты (или базификаты).
Рис.1 Чароит.
Рис.2 Скарн.
Список используемых источников
1. https://popovgeo.sfedu.ru/lecture_16
2. https://catalogmineralov.ru/cont/metasomaticheskieporody.html
3. https://wikichi.ru/wiki/Metamorphism
4. https://wiki2.info/Метаморфизм |
|
|
Скачать 0.56 Mb.