Метаморфизм минералов

Значительная изменчивость химического состава метаморфиче­ских горных пород не приводит к усложнению их минералогии. Это объясняется устойчивостью некоторых распространенных минералов в широком интервале температур и давлений. Из силикатов для мета­морфических пород наиболее характерны цепочечные и слоистые. Их образованию способствует повышенное давление, а структуры допус­кают замещение одних атомов другими, поэтому они могут формиро­ваться в широкихпределах валового состава пород.

Из островных силикатов характерны минералы группы граната и эпидота. Из-за ажурности структуры многие каркасные силикаты не­устойчивы в условиях метаморфизма.

Химический состав минерала зависит от степени его метамор­физма.

В метаморфических породах ведущие элементы земной коры Si, Al, Fe, Mg, Na, K, Ti меняют свои концентрации в минералах в зави­симости от температур и давлений.

В минералах изменяется также содержание многих редких эле­ментов, что ведет к общему геохимическому эффекту. Редкие элемен­ты изменяют при метаморфизме свои концентрации в следующих ми­нералах: плагиоклазах (Ba, Sr, Rb), биотитах (Ge, Y, Mn), гранатах (Ge, Y, Mn), пироксенах (Ti, Al).

Степень насыщенности минералов теми или иными элементами неодинакова. Наименьшей способностью концентрировать редкие элементы характеризуется кварц. Цветные минералы насыщены им в значительно большей степени. Магнетит обладает максимальной спо­собностью концентрировать редкие элементы с малыми и средними ионнымирадиусами.

Прогрессивный метаморфизм приводит к дегидратации пород. Движение водных растворов всегда восходящее. Следовательно, вы­носятся Si, H, K, Na, O и другие элементы из областей высокой степе­ни метаморфизма в области пониженных температур и давлений.

В результате региональных метаморфических процессов проис­ходит геохимическая дифференциация вещества литосферы: нижние горизонты обедняются Si, K, H, O, Na и относительно обогащаются малоподвижными элементами Mg, Fe, Ti, Al. В геохимической диф­ференциации большую роль играет палингенез – образование регене­рированных пород путем регионального переплавления и анатексис – расплавление твердых горных пород и их превращение в магму. Воз­никающие при ультраметаморфизме расплавы гранитного состава поднимаются в верхние коровые горизонты и приводят к миграции легких гранитофильных элементов.

Метаморфизм изучает петрология, однако исследование геохи­мических процесов, химических реакций в системе порода-вода при высоких температуре и давлении предполагает активное участие спе­циалистов в области геохимии. В ходе метаморфизма породы частич­но подвергаются изменению химического состава. Например, серпен­тиниты, тальк-карбонатные породы по валовому химическому составу отличаются от исходных пород. В них повышено содержание крем­ния, алюминия.

Геохимия метаморфических пород изучена недостаточно по сравнению с геохимией магматических и осадочных пород, так как метаморфические породы практически не выходят на поверхность, а глубокое бурение пока ограничено первым десятком километров.

Контрольные вопросы:

1. Дайте определение постмагматических процессов.

2. Какие щелочные элементы переносятся в расплавах и растворах в постмагматическую стадию?

3. Какие галогениды переносятся в щелочном растворе в постмагматическую стадию?

4. Какие летучие компоненты образуются при вулканических возгонах?

5. Какой раствор называется пегматитовым?

6. Как называется процесс образования метасоматических апогранитов?

7. Основные факторы регионального метаморфизма.