Факторы метаморфизма.
Главными факторами метаморфизма являются температура, давление и химически активные вещества – растворы и газы. Метаморфические процессы могут происходить изохимически, т.е. без существенного изменения исходного химического состава породы (например, региональный метаморфизм) или со значительным изменением первоначального субстрата (метасоматоз). Изменениям подвергаются породы любого состава и генезиса – магматические, осадочные или уже ранее метаморфизованные. Степень интенсивности метаморфических процессов позволяет наблюдать постепенные переходы от слабо измененных пород до глубоко преобразованных разностей.
Температура Предполагают, что главными источниками тепла в земной коре являются энергия радиоактивного распада, тепло глубинных ювенильных растворов, тепло магматических интрузий и тектонических процессов, экзотермический эффект некоторых химических реакций, сопровождающих процессы метаморфизма и ряд других факторов. Все это тепло представляет собой энергию земного шара, которая проявляется в виде геотермического градиента. Геотермический градиент характеризует изменение температуры в градусах с увеличением глубины в километрах. В различных геотектонических зонах значения градиента различны. В областях древних щитов и платформ величины градиента соответствуют 10 – 30 град/км; в молодых складчатых поясах – 50 – 80 и даже 100 град/км.
Температурный интервал, в пределах которого происходят типичные метаморфические преобразования, заключен примерно между 300 – 400° С и 900 – 1000° С. Ниже 300° С метаморфические процессы протекают крайне медленно. Верхний предел метаморфизма ограничен температурой начала плавления горных пород и соответствует условиям магмогенерации.
В условиях повышения температурного режима происходят процессы дегидратации гидроксилсодержащих минералов и разложение карбонатов (декарбонатизация).
Повышение температуры ведет к образованию высокотемпературных, безводных минералов и сопровождается изменением структур пород в направлении появления более крупнозернистых разностей.
Давление Различают всестороннее давление (гидростатическое) и направленное давление (стресс).
Гидростатическое давление определяется действием нагрузки вышележащих толщ. Величина его возрастает в зависимости от удельного веса пород в среднем на 270 атм на каждый километр погружения, что позволяет предполагать на глубине 10 км давление, равное 2700 атм, на глубине 20 км - 5400 атм, на глубинах порядка 50 км ( нижняя граница земной коры) - 13000 атм. Однако, экспериментальным путем установлено, что на глубине 50 км давление может достигать 25000 атм. Дополнительное давление могут вызвать «тектонические перегрузки», а так же давлений паров воды (Рн2о) и углекислоты (Рсо2), которые выделяются при дегидратации и декарбонатизации минералов. Увеличение гидростатического давления способствует образованию минералов с более плотной структурой, увеличению их удельного веса и повышению температуры плавления. В условиях высокого гидростатического давления формируются породы с однородной массивной текстурой.
Направленное давление (стресс) вызывается тектоническими причинами. Его величина зависит от интенсивности тектонических процессов, трудно поддается учету и оценивается по степени преобразования породы. Действие направленного давления с глубиной ослабевает и на глубинах свыше 10 км оно не проявляется. Стресс увеличивает растворимость минералов, вызывает дробление породы. В условиях стресса образуются специфические текстуры с характерной закономерной ориентировки минералов. Возникающая таким образом специфическая сланцеватая текстура весьма существенный признак для обширной группы метаморфических пород, получивших название «сланцы».
Химически активные вещества К химически активным веществам в первую очередь относятся вода и углекислота, которые находятся в виде «поровых» или «межзерновых» метаморфогенных растворов и газов. Кроме этого существенную роль при метаморфизме могут играть соединения водорода, азота, хлора, фтора, серы, бора, фосфора, калия, натрия и других элементов.
Источниками воды при метаморфизме могут быть глубинные вещества мантии, остаточные магматические расплавы, процессы дегидратации минералов, остаточная влага, возникающая при уплотнении осадочных пород.
Углекислота образуется как продукт декарбонатизации минералов, а так же при дегазации магматических очагов.
Все остальные химические вещества либо мобилизуются из боковых пород, либо поступают из магматических очагов и мантии.
Перемещаясь из областей высоких давлений в зоны низких давлений (обычно снизу вверх), метаморфические растворы переносят активные химические компоненты, тепловую энергию и активно участвуют в преобразовании боковых пород. В безводных «сухих системах» преобразования практически не происходят, либо идут крайне медленно.
Дата добавления: 2015-06-27; просмотров: 989;