Факторы метаморфизма и метасоматоза.
Внешними факторами метаморфизма, определяющими минеральный состав метаморфических пород, являются температура, литостатическое давление, определяемое глубинностью протекания метаморфических реакций, и флюидное давление, представляющее собой сумму парциальных давлений газовых компонентов флюидов. Под влиянием этих факторов в горных породах происходят метаморфические реакции между минералами, которые характеризуются физико-химическими эффектами, соответствующими перечисленным выше факторам: тепловыми, объемными и химическими. Они определяют меру влияния на метаморфические процессы соответствующих факторов метаморфизма. Возрастание температуры Т способствует метаморфическим реакциям с поглощением тепла. Метаморфизм, сопровождаемый реакциями с поглощением тепла, называется прогрессивным, а метаморфизм обратного направления регрессивным.
Возрастание или понижение таких параметров, как парциальные давления компонентов, составляющих флюиды способствует метаморфическим реакциям с их поглощением или освобождением: гидратации - дегидратации (Н2О), карбонатизации - декарбонатизации (СО2), окисления-восстановления (О2) и др. Обычно реакции с поглощением летучих компонентов экзотермичны, а реакции с освобождением летучих компонентов эндотермичны. Поэтому для регрессивного метаморфизма характерны процессы гидратации, карбонатизации, окисления, а прогрессивный метаморфизм характеризуется процессами дегидратации, декарбонатизации, восстановления и др.
|
|
|
Важно подчеркнуть непременное участие метаморфических флюидов или растворов, без которых метаморфическая перекристаллизация горных пород обычно отсутствует даже при значительном изменении температуры и давления (ограничивается некоторыми полиморфными превращениями минералов, изменениями их структуры и т.д.). Метаморфизм горных пород происходит под воздействием флюидов сложного состава (Н20 + Н2 + СО2 + СО + СН4 + H2S + растворенные соли), в которых парциальное давление воды составляет только часть общего флюидного давления. Кроме того, флюиды находятся под давлением, меньшим литостатического, чем обусловлено их движение относительно горных пород (образование восходящих потоков и инфильтрационное перемещение компонентов при метаморфизме.
Влияние литостатического давления:
при повышении литостатического давления идет сокращение обьема твердых фаз, и наоборот (всестороннее литостатическое давление
которое сопряжено с объемным эффектом и определяется глубинностью протекания метаморфических реакций). Одностороннее давление(стресс)
ведет к замедлению или ускорению и влияет на проницаемость толщ,
|
|
|
в отношении метамрфических флюидов.Формируются типичные сланцеватые и гнейсовидные текстуры.
Факторы метасоматоза.
Термин метасоматоз был введен в литературу для процессов образования псевдоморфоз, но в дальнейшем его стали использовать шире для обозначения радикального изменения химического состава пород. С давних пор метасоматические горные породы, сопровождающие рудообразование, используются как важный поисковый признак эндогенных месторождений ("околорудный метаморфизм", "околорудные измененные породы").
Физико-химический аспект в учении о метасоматических горных породах был разработан Д.С. Коржинским. Компоненты, составляющие породы, были разделены им на группы в соответствии с той ролью, которую они играют в процессах метасоматоза, сопровождающегося образованием метасоматической зональности. Одним из выводов теории метасоматической зональности является образование резких границ между зонами как в инфильтрационных, так и в диффузионных колонках.
Д.С. Коржинский (1953) наметил основы классификации метасоматитов в той естественной последовательности, в которой они образуются по мере снижения температуры. Связь с магматизмом позволяет выделить метасоматиты магматической и послемагматической стадий (ранней щелочной, кислотной и поздней щелочной). Выделяются продукты контактово-реакционного метасоматоза, приконтактового выщелачивания, регионального и околотрешинного метасоматоза.
|
|
|
Метасоматоз в отличие от метаморфизма происходит при постоянстве объема, что было доказано В. Линдгреном.
В 70-х годах XX в. В.А. Жариков, Г.П. Зарайский и И.П. Иванов развили экспериментальное моделирование метасоматической зональности, представленной в щелочных метасоматитах, известковых и магнезиальных скарнах, грейзенах, вторичных кварцитах, пропилитах, березитах, аргиллизитах и др. Для многих метасоматических формаций определены граничные условия их образования (в зависимости от Т, Р, активностей Н2О, СО2, S, HC1, КС1, NaCl и др.), установлены скорости роста диффузионных колонок, необходимые условия протекания инфильтрационного метасоматизма.
5.Соотношение между диагенезом, метаморфизмом и метасоматозом.
Формирование осадочных пород связано пород с воздействием на осадки поверхностных факторов – температуры, давления, возрастающих в меру общего геотермического градиента при их погружении в ходе накопления слоистых толщ. Этот процесс формирования осадочных пород называется диагенезом.
|
|
|
Метаморфизм и диагенез имеют существенную область перекрытия по температуре, так что литогенетические преобразования осадков по сравнению с преобразованиями метаморфическими могут происходить при одинаковой с ними и даже более высокой температуре. Этим объясняется сходство глубоко преобразованных осадков и слабометаморфизованных пород по парагенезисам минералов.
Диагенез и метаморфизм отличаются так же по физико-химическим условиям развития. При погружении осадков на глубину без тектонических дислокаций давление вышележащих слоев передается на осадок полностью и не диффириенцировано по фазам, в результате чего межзерновые водные растворы в нем находятся под давлением, одинаковым с литостатическим на твердые фазы, или очень близки к нему.
В отличие от осадочных метаморфические породы, как и магматические, возникают в результате действия глубинных процессов, отражающих общую миграцию вещества ходе геоструктурного развития земной коры. К ним относятся химическое воздействие ювенильных флюидов, давление температура, имеющая аномальный характер. Метаморфические горные породы образуются на месте осадочных и изверженных пород при воздействии на них глубинных флюидов, температуры и давления путем перекристаллизации в твердом состоянии.
Метаморфическая перекристаллизация минералов называется бластезом. Скорость подъема температуры отражается на зернистости метаморфических пород. В контактах с интрузивами и лавами на небольшой глубине флюидное воздействие на породы кратковременно и особенно интенсивно. В этих условиях возникают очень тонкозернистые породы с роговиковой структурой. Глубинные метаморфические породы отличаются от роговиков относительно более крупнозернистой структурой.
Поскольку метаморфизм происходит под воздействием фильтрующих флюидов, химический состав пород в ходе метаморфизма изменяется в отношении всех компонентов в меру из растворимости и химической специфики флюидов. По нарастающей степени этого изменения состава различают изохимический и аллохимический типы метаморфизма и метасоматоз. Метасоматоз всегда имеет локальное распространение и вызывается воздействием на горные породы гидротермальных растворов высокой химической агрессивности, благодаря чему в ходе метасоматической переработки горных пород существенно изменяется их химический и минеральный состав, с уменьшением числа минералов, вплоть до образования мономинеральных разновидностей. Это объясняется подвижностью многих компонентов при метосамотозе. Метасоматоз обычно происходит без изменения общего объема горной породы и поэтому непосредственно не зависит от литостатического давления нагрузки.
6.Структуры и текстуры.
Структура горных пород определяется особенностями их строения, обусловленными размером и формой минералов. Текстура характеризуется взаимоотношениями и пространственным расположением минеральных агрегатов.
Структуры. По размеру кристаллов породы подразделяются на микро- ( до 0,1 мм), мелко- (0,1-1,0 мм), средне- (1,0-5,0 мм), крупно- (5-10 мм) и гигантокристаллические. Породы формируются при перекристаллизации исходного субстрата в твердом состоянии, и их структуры объединяются под названием бластовых. Если размеры зерен близки – гомеобластовая структура, если различаются – гетеробластовая (порфиробластовая – с новообразованными вкрапленниками (огромное количество ориентированных включений), бластопорфировая – реликтовые, с замещением, размытыми границами). Еще структуры разделяют по отношению к стрессовому давлению на протокинематические (порфиробласты образовались до появления сланцеватости), синкинематические (одновременно, ориентировка включений во вкрапленниках совпадает со сланцеватостью, последняя огибает порфиробласты) и эпикинематические (сланцеватость проходит через зерно). Структуры пород с порфиробластами, содержащими закрученные, изогнутые полосы включений – гелицитовые («снежного кома») Способность минералов образовывать порфиробласты и приобретать идиоморфные очертания связана с кристаллизационной силой. Минералы по ее возрастанию: щелочные ПШ, Qtz, Pl – Px, Amf - Grt, Ep - Mgt, титанит. Степень идиоморфизма зерен здесь не отражает последовательность кристаллизации. В метаморфических породах рисунок структуры во многом определяется габитусом преобладающих минералов. Изометричные зерна – гранобластовая структура (если ориентировки зерен нет, то она - роговиковая, торцовая, сотовая); листовые силикаты – лепидобластовая, длиннопризматические кристаллы – нематобластовая (фибробластовая – игольчатая). Метаморфические реакции между минералами фиксируются келифитовыми (венцовыми) каймами (обычно возникают в приповерхностных условиях). Например, такое явление имеет место на границе оливина и плагиоклаза с образованием следующих зон: оливин – магнетит – куммингтонит – паргасит. При дислокационном метаморфизме ГП подвергаются дроблению, перетиранию, возникает катакластическая структура (с измельченной ОМ). В результате катаклаза образуются либо гомеокластовые, либо гетерокластовые структуры.
Текстуры. Они подразделяются на собственные и унаследованные (реликтовые). Среди собственных выделяется массивная (редко) и ориентированная, подразделяющаяся на плоскопараллельную, линейно-параллельную, параллельно-пластинчатую. Сланцеватая текстура определяется обилием в породе параллельных плоскостей, подчеркивающихся листоватыми и чешуйчатыми минералами, одинаково ориентированными в плоскости сланцеватости. По мере уменьшения роли слюд сланцы сменяются породами с гнейсовидной текстурой. В зависимости от специфики сланцеватой текстуры, определяемой главным образом минеральным составом, используются синонимы: пластинчатая, чешуйчатая, свилеватая, лентикулярная. Два последних термина относятся к разностям, переходным к гнейсовидной текстуре. Для них характерно обилие линзовидных скоплений минералов (кварца, ПШ), разделенных параллельными или ветвящимися слюдяными прослойками (свилеватая) или образующих линзовидно-слоистый рисунок (лентикулярная). Такие агрегаты могут быть продуктами оварцевания, фельдшпатизации или, наоборот, реликтами. Наиболее сложны полосчатые текстуры. Они могут быть как реликтовыми, так и сингенетическими (мигматиты?). Специфические типы текстур формируются при наложении различных или разновременных процессов. К ним относятся пятнистая (в породах с неравномерным распределением темноцветных на начальных этапах перекристаллизации за счет порфиробластеза), очковая (четко выделяющиеся вкрапленники в хорошо раскристаллизованной основной массе). Специфическая структура для метаморфических пород – будинаж.
7.Петрохимическая систематика метаморфических пород.
Метаморфизм горных пород происходит под воздействием восходящих флюидных потоков и сопровождается изменением их химического состава, что затрудняет восстановление первичной природы метаморфических пород по петрохимическим признакам. В составе пород при метаморфизме, прежде всего, существенно изменяется содержание флюидных компонентов, которое обычно возрастает при регрессивном метаморфизме и снижается при прогрессивном. Сопоставление химических составов трудно производить. Поэтому химические анализы пород часто приводятся в пересчете их на безводное вещество (% по массе) или представляются в числах атомов на 50 атомов кислорода (эквивалентная формула породы), что раскрывает возможности строгого сопоставления состава горных пород и облегчает построение петрохимических диаграмм.
Большинство метаморфических образований, относимых к ряду парапород, хорошо сопоставляется с теми или иными осадочными аналогами.
Например, кварциты находятся главным образом в полях силицитолитов и богатых кварцем аркозов и граувакк; кварцито-гнейсы также дают широкие вариации содержания щелочей, благодаря чему их поле частично перекрывает поля граувакк и аркозов. Кварц-слюдяные и слюдяно-полевошпатовые сланцы и гнейсы формируются по хемогенным глинистым осадкам. Закономерное положение занимают мрамора, кальцифиры и пироксен-плагиоклазовые породы. Однако часть пород попадает в зону перекрытия осадочных и магматических образований. Это относится, прежде всего, к эклогитам, амфиболитам, зеленым сланцам и порфиритоидам, затем к части сланцев и гнейсов.
Метапелиты – продукты метаморфизма глинисто-кремнистых пород (парапорода).
Метабазиты – метаморфические породы, производные магматических пород, а так же аналогичных им по составу осадочных пород.
Метаульторабазиты – породы ультро-основного состава, происхождение связано с метаморфизмом ультро-основынх пород, богатых магнием, кальцием, железом.
Метакарбонатные породы – производные осадочных отложений карбонатного состава – мрамора.
Метасиллициолиты – богаты кремненземом – 90%-100% кварциты.
Высокоглиноземистые породы – наждаки, корундиты, марундиты.
8.Минералогическая систематика.
Породообразующие метаморфические минералы при самом общем подходе к ним подразделяются на 4 группы: каркасные алюмосиликаты, представленные полевыми шпатами и фельдшпатоидами, прочие силикаты (слюды, амфиболы, пироксен), оксиды (кварц, магнетит, гематит, корунд) и карбонаты (кальцит, доломит и др.).
В основу систематики положен принцип выделения групп горных пород по преобладанию в их составе минералов того или иного типа – п.ш (гнейсы и лейкократовые сланцы), кварца (кварциты, вацито-гнейсы и кварцито-сланцы), слюд и темноцветных минералов (сланцы, амфиболиты), карбонатов (мрамора), рудных минералов (магнетитовые и гематитовые руды). Но трудность использования количественной минералогической систематики в приложении к реальным метаморфическим породам связана с непостоянством их состава и с первичной нередко тонкой слоистостью метаморфизуемых осадочных пород и наложенными явлениями метаморфической дифференциации и т.д. В связи с этим в номенклатуре появились обобщающие термины (например, такониты). В случае, если породы содержат минералы разновозрастных парагенезисов, это должно быть отражено в названии.
Кварциты – содержание кварца не менее 50%.
Джеспелиты – породы представленные переслаиванием тонкозернистых кварцевых и магнетит-гематитовых агрегатов, а более крупные их аналоги называются – итабиритами.
Эвлизиты – высокожелезистые существенно силикатные породы.
Гнейсы – породы, состоящие из кварца, полевого шпата и темноцветных минералов.
Порфироиды- продукты низкой степени метаморфизма кислых вулканитов.
Амфиболиты – биминеральные роговообманковые-плагиоклазовые породы.
Порфиритоид – слабометамерфизованная вулканическая порода основного состава с реликтовыми порфировыми структурами или мендалекаменными текстурами.
Зеленые сланцы – низкотемпературные образования, сложенные хлоритом, актинолитом, эпидотом, альбитом, кварцем и карбонатом.
Мрамора – карбонатные породы более 50% карбоната.
Дата добавления: 2018-05-02; просмотров: 556; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!