Nyomás, magas hőmérséklet, anyagok eltávolítása vagy bejuttatása kőzetekbe - üledékes, magmás, metamorf, bármilyen - kialakulásuk után változási folyamatok következnek be, ez pedig metamorfizmus. Az ilyen folyamatok két nagy csoportra oszthatók: lokális metamorfizmusra és mélyre. Az utóbbit regionális, az előbbit pedig helyi metamorfizmusnak nevezik. Ez a folyamat mértékétől függ.
Helyi metamorfizmus
A lokális metamorfizmus túl nagy kategória, ráadásul hidrotermális metamorfizmusra, azaz alacsony és közepes hőmérsékletűre, kontaktusra és autometamorfizmusra is fel van osztva. Ez utóbbi a magmás kőzetekben a megszilárdulás vagy keményedés utáni változási folyamat, amikor visszamaradó oldatok érik őket, amelyek ugyanazon magma termékei és keringenek a kőzetben. Ilyen metamorfizmus például a dolomitok, ultramafikus kőzetek és bázikus kőzetek szerpentinizálódása, valamint a diabázok kloritosodása. A következő típus jellemzimár a nevén.
Az érintkezési metamorfózis a befogadó kőzetek és az olvadt magma határán megy végbe, amikor a hőmérséklet, a magmából származó folyadékok (inert gázok, bór, víz) hatnak. A megszilárdult magmától két-öt kilométerre lehet egy halo vagy érintkezési zóna. Ezek a metamorf kőzetek gyakran metaszomatizmust mutatnak, ahol az egyik kőzet vagy ásvány helyébe egy másik képződik. Például forduljon szkarnokhoz, hornfelsekhez. A metamorfózis hidrotermikus folyamata akkor következik be, amikor a kőzetek megváltoznak a kitörés megszilárdulása és kristályosodása során felszabaduló vizes termikus oldatok következtében. Itt is nagy jelentőséggel bírnak a metaszomatizmus folyamatai.
Regionális metamorfizmus
A regionális metamorfózis nagy területeken megy végbe, ahol a földkéreg mozgékony, és a tektonikus folyamatok hatására nagy területeken mélyen elmerül. Ez különösen magas nyomást és magas hőmérsékletet eredményez. A regionális metamorfizmus az egyszerű mészköveket és dolomitokat márványokká, a gránitokat, dioritokat, szieniteket pedig gránitgneiszekké, amfibolitokká és palákká alakítja. Ez annak köszönhető, hogy közepes és nagy mélységekben az ilyen hőmérsékletek és nyomások azt jelzik, hogy a kő meglágyul, megolvad és újra folyik.
Az ilyen típusú metamorf sziklákat tájolásuk alapján különböztetjük meg: ha masszív textúrák áramlanak, csíkossá, lineárissá, palássá, gneiszessé válnak, és minden tereptárgy az áramlás irányához képest adott. A kis mélységek ezt nem teszik lehetővé. Mert a sziklák metamorfózisa megmutatja nekünkzúzott, pala, agyag vagy kopott kőzetek. Ha a megváltozott kőzetek egyes vonalakhoz köthetők, akkor lokális törésközeli diszlokációs metamorfizmusról (dinamometamorfizmusról) beszélhetünk. Az e folyamat során keletkezett kőzeteket milonitoknak, paláknak, kakiriteknek, kataklasitoknak, breccsáknak nevezik. Azokat a magmás kőzeteket, amelyek a metamorfizmus minden szakaszán átestek, ortoszikláknak nevezzük (ezek ortoszkiszták, ortogneiszek stb.). Ha a metamorfizmus kőzetei üledékesek, para-kőzeteknek nevezzük őket (ezek paraszták vagy paragneisszok stb.).
Metamorfizmus fácies
A metamorfózis lefolyásának bizonyos termodinamikai körülményei között kőzetcsoportokat különböztetnek meg, ahol az ásványi társulások megfelelnek ezeknek a feltételeknek - hőmérséklet (T), össznyomás (Рösszesen), a víz parciális nyomása (P H2O).
A metamorfizmus típusai között öt fő fascia található:
1. Zöld pala. Ez a fascia kétszázötven fok alatti hőmérsékleten fordul elő, és a nyomás sem túl magas - akár 0,3 kilobar. Biotit, klorid, albit (savas plagioklászok), szericit (finompehely muszkovit) és hasonlók jellemzik. Általában ez a fascia üledékes kőzetekre rakódik.
2. Az epidot-amfibolit fasciát legfeljebb négyszáz fokos hőmérséklettel és legfeljebb kilobar nyomással állítják elő. Itt az amfibolok (gyakran aktinolit), az epidot, az oligoklász, a biotit, a muszkovit és hasonlók stabilak. Ez a fascia üledékes kőzetekben is látható.
3. Az amfibolit fascia bármely típuson megtalálhatókőzetek - mind magmás, mind üledékes és metamorf (vagyis ezek a fasciák már metamorfózisnak vannak kitéve - epidot-amfibol vagy zöldpalás fascia). Itt a metamorf folyamat akár hétszáz Celsius-fok hőmérsékleten megy végbe, és a nyomás három kilobarra emelkedik. Ezt a fasciát olyan ásványok jellemzik, mint plagioklász (andezin), hornblende, almandin (gránát), diopsid és mások.
4. A szemcsék több mint ezer fokos hőmérsékleten, legfeljebb öt kilobar nyomással áramlanak. Itt kristályosodnak ki azok az ásványok, amelyek nem tartalmaznak hidroxilt (OH). Például enstatit, hipersztén, pirop (magnézium-gránát), labrador és mások.
5. Az eclogite fascia a legmagasabb hőmérsékleten halad át - több mint másfél ezer fokon, és a nyomás több mint harminc kilobar lehet. A pirop (gránát), a plagioklász, az omfacit (zöld piroxén) stabilak itt.
Egyéb homlokzat
A regionális metamorfizmusok sokfélesége az ultrametamorfizmus, amikor a kőzetek teljesen vagy részben megolvadnak. Ha részben - ez anatexis, ha teljesen -, akkor ez palingenezis. Megkülönböztetik a migmatizációt is - egy meglehetősen összetett folyamatot, amelyben a kőzetek rétegekben képződnek, ahol a magmás kőzetek váltakoznak a reliktumtal, vagyis az alapanyaggal. A granitizálás széles körben elterjedt folyamat, ahol a végtermék különféle granitoidok. Ez mintegy speciális esete a gránitképződés általános folyamatának. Itt szükség van a kálium, nátrium, szilícium bevezetésére és a kalcium, magnézium, vas eltávolítására a legaktívabb lúgokkal, vízzel, ill.szén-dioxid.
A diaftorézis vagy a regresszív metamorfizmus szintén elterjedt. Az ásványok magas nyomáson és hőmérsékleten kialakuló társulásait felváltják azok alacsony hőmérsékletű fasciái. Amikor az amfibolit fasciát a granulit fasciára, valamint a zöldpalára és az epidot-amfibolit fasciára és így tovább helyezik, diaphtoresis lép fel. A metamorfózis folyamatában jelennek meg a grafit, vas, alumínium-oxid és hasonló lerakódások, és a réz, arany és polifémek koncentrációja újraeloszlik.
Folyamatok és tényezők
A kőzetek változási és újjászületési folyamatai nagyon hosszú időn keresztül mennek végbe, évszázmilliókban mérik. De még a metamorfizmus nem túl intenzív, jelentős tényezői is valóban gigantikus változásokhoz vezetnek. A fő tényezők, mint már említettük, a nyomások és hőmérsékletek, amelyek egyidejűleg hatnak különböző intenzitással. Néha egyik vagy másik tényező élesen érvényesül. A nyomás különböző módon is hathat a sziklákra. Lehet átfogó (hidrosztatikus) és egyoldalúan irányított. A hőmérséklet emelkedése növeli a kémiai aktivitást, minden reakciót felgyorsít az oldatok és ásványi anyagok kölcsönhatása, ami átkristályosodáshoz vezet. Így kezdődik a metamorfózis folyamata. A vörösen izzó magma behatol a földkéregbe, nyomást gyakorol a kőzetekre, felmelegíti azokat és sok folyékony és gőz halmazállapotú anyagot hoz magával, és mindez elősegíti a reakciókat a befogadó kőzetekkel.
A metamorfizmus típusai sokfélék, mint ahogy ezeknek a folyamatoknak a következményei is sokfélék. NÁL NÉLMindenesetre a régi ásványok átalakulnak, és újak keletkeznek. Magas hőmérsékleten ezt hidrometamorfizmusnak nevezik. A földkéreg hőmérsékletének gyors és éles emelkedése akkor következik be, amikor a magma felemelkedik és behatol bele, vagy lehet a földkéreg teljes blokkjainak (nagy területeinek) elmerülésének eredménye a tektonikus folyamatok során nagy mélységbe. A kőzet jelentéktelen olvadása következik be, ennek ellenére az ércek, kőzetek kémiai és ásványi összetétele, fizikai tulajdonságai megváltoznak, esetenként még az ásványlelőhelyek alakja is megváltozik. Például vas-hidroxidokból hematit és magnetit képződik, opálból kvarc, szén metamorfózis következik be - grafit keletkezik, és a mészkő hirtelen márványmá kristályosodik át. Ezek az átalakulások, bár hosszú ideig, de mindig csodálatos módon mennek végbe, ami az emberiségnek ásványi lelőhelyeket ad.
Hidrotermikus eljárások
Amikor átalakulási folyamat zajlik, nem csak a magas nyomás és hőmérséklet befolyásolja jellemzőit. Óriási szerep jut a hidrotermális folyamatoknak, amelyekben a lehűlő magmákból felszabaduló juvenilis vizek és a felszíni (vandóz) vizek egyaránt szerepet kapnak. A metamorfizált kőzetekben tehát megjelennek a legjellemzőbb ásványok: piroxének, amfibolok, gránátok, epidot, kloritok, csillámok, korund, grafit, szerpentin, hematit, talkum, azbeszt, kaolinit. Előfordul, hogy bizonyos ásványok vannak túlsúlyban, olyan sok van belőlük, hogy már a nevek is tükrözik a tartalom nagyságát: piroxéngneiszek, amfibol gneiszek, biotitpala és hasonlók.
Az ásványképződés minden folyamata - magmás, pegmatit és metamorfizmusok egyaránt - a paragenézis jelenségeként jellemezhető, vagyis az ásványok együttes jelenléte a természetben, ami képződési folyamatuk közösségéből adódik. és hasonló feltételek – mind fizikai-kémiai, mind geológiai. A paragenezis a kristályosodás fázisainak sorrendjét mutatja. Először magmás olvadék, majd pegmatit maradványok és hidrotermikus emanációk, vagy ezek vizes oldatokban lévő üledékek. Amikor a magma érintkezésbe kerül az alapvető kőzetekkel, megváltoztatja azokat, de megváltoztatja önmagát. Ha pedig változások következnek be az intruzív kőzet összetételében, azt endokontaktus változásnak, ha pedig a befogadó kőzetek megváltoznak, akkor exokontaktus változásoknak nevezzük. A metamorfózison átesett kőzetek változási zónát vagy glóriát alkotnak, melynek természete a magma összetételétől, valamint a befogadó kőzetek tulajdonságaitól és összetételétől függ. Minél nagyobb az eltérés az összetételben, annál intenzívebb a metamorfizmus.
Sorozat
Az érintkezési átalakulások hangsúlyosabbak az illékony összetevőkben gazdag savas behatolásokban. A befogadó kőzetek a következő sorrendben helyezhetők el (a metamorfózis mértékének csökkenésével): agyagok és palák, mészkövek és dolomitok (karbonátos kőzetek), majd magmás kőzetek, vulkáni tufák és tufás kőzetek, homokkövek, kovás kőzetek. Az érintkezési metamorfózis növekszik a kőzet porozitásának és repedéseinek növekedésével, mivel a gázok és gőzök könnyen keringenek bennük.
És mindig,abszolút minden esetben az érintkezési zóna vastagsága egyenesen arányos a behatoló test méreteivel, a szög pedig fordítottan arányos ott, ahol az érintkezési felület vízszintes síkot alkot. Az érintkező glóriák szélessége általában több száz méter, esetenként akár öt kilométer is lehet, nagyon ritka esetekben még több is. Az exocontact zóna vastagsága sokkal nagyobb, mint az endokontakt zóna vastagsága. Az exokontakt zóna fémképződésében a metamorfózis folyamatai sokkal változatosabbak. Az endocontact kőzet finomszemcsés, gyakran porfirites, és több színesfémet tartalmaz. Az exokontaktusban a metamorfizmus intenzitása meglehetősen élesen csökken, távolodva a behatolástól.
Az érintkezési metamorfizmus alfajai
Nézzük meg közelebbről az érintkezési metamorfizmust és fajtáit - termikus és metaszomatikus metamorfizmust. Normál - termikus, meglehetősen alacsony nyomáson és magas hőmérsékleten fordul elő, nincs jelentős új anyagok beáramlása a már lehűlő behatolásból. A kőzet átkristályosodik, időnként újabb ásványok képződnek, de a kémiai összetételben lényeges változás nem történik. Az agyagpalák simán átmennek a szarvhéjakká, a mészkövek pedig márványokká. A termikus metamorfózis során ritkán keletkeznek ásványi anyagok, kivéve az időnkénti grafit és apatit lerakódásokat.
A metaszomatikus metamorfizmus jól látható az intruzív testekkel való érintkezéskor, de megnyilvánulásait gyakran azokon a területeken rögzítik, ahol regionális metamorfizmus alakult ki. Ilyen megnyilvánulásokelég gyakran ásványi lelőhelyekhez köthető. Ez lehet csillám, radioaktív elemek és hasonlók. Ezekben az esetekben az ásványok pótlására került sor, amely a folyékony és gázoldatok kötelező részvételével zajlott, és a kémiai összetétel változásával járt.
Diszlokáció és ütközési metamorfózis
A diszlokációs metamorfizmusnak nagyon sok szinonimája van, így ha kinetikus, dinamikus, kataklasztikus metamorfizmust vagy dinamometamorfizmust említünk, akkor ugyanarról beszélünk, ami a kőzet ásványi szerkezeti átalakulását jelenti tektonikus erők hatására a tisztán nem folytonos zavarás zónáiban a hegyhajlás során és a magma részvétele nélkül. A fő tényezők itt a hidrosztatikus nyomás és egyszerűen a feszültség (egyoldali nyomás). E nyomások nagyságrendje és aránya szerint a diszlokációs metamorfózis a kőzetet teljesen vagy részben, de teljesen átkristályosítja, vagy a kőzetek összetörődnek, megsemmisülnek, és átkristályosodnak. A kimenet különféle pala, mylonit és kataklasit.
A becsapódás vagy becsapódás metamorfózisa erőteljes meteorit lökéshullámon keresztül következik be. Ez az egyetlen természetes folyamat, ahol az ilyen típusú metamorfizmusok megfigyelhetők. A fő jellemző a pillanatnyi megjelenés, a hatalmas csúcsnyomás, a másfél ezer fok feletti hőmérséklet. Ezután számos vegyület – gyűrűwoodit, gyémánt, stisovit, koezit – számára nagynyomású fázisok lépnek fel. A kőzetek és az ásványok összetörnek,kristályrácsuk megsemmisül, diaplektikus ásványok és üvegek jelennek meg, minden kőzet megolvad.
Metamorfizmusértékek
A metamorf kőzetek mélyreható tanulmányozása során a fent felsorolt főbb változásokon túlmenően ennek a fogalomnak néhány más jelentése is gyakran használatos. Ez például a prograd (vagy progresszív) metamorfizmus, amely endogén folyamatok aktív részvételével megy végbe, és megőrzi a kőzet szilárd állapotát feloldódás vagy olvadás nélkül. A magasabb hőmérsékletű ásványtársulások megjelenésével az alacsony hőmérsékletűek létének helyén párhuzamos szerkezetek jelennek meg, átkristályosodik, és az ásványokból szén-dioxid és víz szabadul fel.
A regresszív metamorfózist (vagy retrográd, vagy monodiaphthoresis) szintén figyelembe veszik. Ebben az esetben az ásványi átalakulásokat a metamorf kőzetek és magmás kőzetek új körülményekhez való alkalmazkodása okozza a metamorfizmus alacsonyabb szakaszaiban, ami az alacsony hőmérsékletű ásványok megjelenéséhez vezetett a magas hőmérsékletűek helyett. A metamorfózis korábbi folyamatai során keletkeztek. A szelektív metamorfizmus szelektív folyamat, a változások szelektíven, csak a sorozat bizonyos részein mennek végbe. Itt a kémiai összetétel heterogenitása, a szerkezet vagy a textúra jellemzői és hasonlók.