Метаморфізм

процес зміни гірських порід під впливом температури, тиску, розчинів

Метаморфізм (від дав.-гр. μεταμορφόομαι — піддаюся перетворенню, перетворююся) — процес твердофазної мінеральної і структурної зміни гірських порід під впливом температури, тиску, підземних розсолів, часто в присутності флюїду. Виділяють ізохімічний метаморфізм — при якому хімічний склад породи змінюється неістотно, і неізохімічний метаморфізм (метасоматоз) для якого характерна помітна зміна хімічного складу породи, в результаті перенесення компонентів флюїдом.

Метаморфічні фації температури і тиску

Загальний описРедагувати

Метаморфізм (перетворення) гірських порід – це зміна їхнього мінерального складу, структури і текстури під дією фізико-хімічних процесів, обумовлених високими температурами, тисками та впливом термальних флюїдів. Термін метаморфізм (грец. μεταμορφισμός – перетворення) було введено в геологічну науку французьким геологом Ч. Лайелем у 1885 році.

Метаморфічні процеси зазвичай відбуваються в інтервалах температур 300–1100оС і тисків 1–6000 атм. Метаморфізм включає в себе перекристалізацію, мінералогічні та хімічні зміни в осадових, магматичних і раніше утворених метаморфічних породах, внаслідок чого всі вони перетворюються на метаморфічні гірські породи.

Генетичний сенс метаморфізму – у зміні первинного хімічного складу мінералів та зародженні нових мінералів, стійких у тих або інших фізико-хімічних умовах геологічного середовища. Під дією зовнішніх чинників (високі тиски й температури, термальні флюїди) відбувається часткова або повна перекристалізація гірських порід, що супроводжується докорінною перебудовою їхньої структури та текстури. Метаморфічні процеси є різноманітними як за формою проявів, так і за характером перетворень.

Перетворення гірських порід може відбуватися на контакті інтрузії з боковими породами (контактовий метаморфізм); в процесі дії термальних розчинів на породи-колектори (гідротермальний метаморфізм); внаслідок надвисоких тисків, що виникають на великих глибинах (динамометаморфізм), та за участю усіх цих факторів на величезних просторах у складчастих регіонах (регіональний метаморфізм).

Найпоширенішим видом метаморфізму гірських порід є регіональний метаморфізм, який характеризується трьома стадіями їхньої зміни:

  • 1. Перша стадія (низький ступінь) відповідає слабкій зміні порід. Такі зміни відбуваються за помірних температур близько 5000С і тисках, що не перевищують 5000 атм. В цих умовах механічні процеси превалюють над хімічними настільки, що у метаморфізованих породах можуть ще залишатися мінерали, які вміщують воду.
  • 2. Друга стадія (середній ступінь) метаморфізму, або мезометаморфізм, характеризується температурами від 500 до 10000С і тисками від 5000 до 10000 атм. Цій стадії відповідає повне зневоднення мінералів.
  • 3. Третя стадія (найважливіший ступінь) метаморфізму, або катаметаморфізм, характеризується температурами більшими за 1000ºС і тисками, що перевищують 10000 атм. При цьому гідростатичний тиск суттєво зростає, а хімічна дія на гірські породи перевищує механічну. Кристалізація мінералів повна.

З метаморфічних порід найпоширенішими є кварцити (масивна порода, що майже цілком складається з зерен кварцу), різноманітні сланці (роговообманкові; хлоритові; талькові; слюдяні; глинисті; вуглисті і т. ін.), філіти, роговики, гнейси.

РізновидиРедагувати

За розміром ареалів розповсюдження метаморфічних порід, їх структурному положенню і причинам метаморфізму виділяють:

  • Регіональний метаморфізм який залучає значні об'єми земної кори, і поширений на великих площах. У результаті регіонального М. утворюються метаморфічні сланці (філіти, слюдяні сланці, ґнейси, амфіболіти, піроксен-плагіоклазові сланці, еклогіти), кварцити і мармури. Цього типу М. зазнають геосинклінальні вулканогенні, вулканогенно-осадові і осадові відклади в ході еволюц. розвитку складчастих поясів.
  • Контактовий метаморфізм приурочений до магматичних інтрузій, і походить від тепла вистигаючої магми. Контактний М. відбувається в безпосередній близькості від інтрузій або екструзій магм під впливом на вмісні породи флюїдів і тепла. М. в умовах підвищення т-ри супроводжується дегідратацією мінералів і назив. прогресивним (М. зворотного напряму назив. регресивним).
  • Динамометаморфізм відбувається в зонах розломів, пов'язаний зі значною деформацією порід. Причина — тиск при гороутворенні;
  • Пірометаморфізм (термічний) — причина — висока температура;
  • Піродинамометаморфізм — причина — висока температура і тиск;
  • Гідротермальний метаморфізм — відбувається за участю гарячих водних розчинів;
  • Імпактний метаморфізм Відбувається при різкому ударі метеорита об поверхню планети.

Метаморфізм поділяється на ендогенний, що відбувається під впливом на породи тепла, флюїдів, а також тиску шарів Землі, і космогенний, що має місце в астроблемах (великих метеоритних кратерах) при впливі на породи ударних хвиль, що породжуються падіннями великих метеоритів. Екзогенні процеси вивітрювання порід і літогенез при зануренні осадів на глибину в ході накопичення шаруватих товщ (діагенез, катагенез) в поняття М. не включаються.

Ендогенний метаморфізм поділяється на регіональний і контактний.

  • Ізохімічний та алохімічний метаморфізм. Сланцева, ґнейсова, амфіболітова текстури метаморфічних порід зумовлені розвитком М. в умовах стресу (направленого тиску, що викликає складчастість і ін. деформації шаруватих товщ). З контактним М. пов'язане утворення родовищ мармуру, корунду тощо. М. завжди супроводжується істотними змінами хімічного складу порід. У тих випадках, коли ці зміни торкаються головним чином летких компонентів, М. умовно називають ізохімічним, при радикальніших змінах складу — алохімічним. При крайньому вираженні алохімічної природи М. за постійного об'єму використовується термін метасоматизм.
  • Космогенний метаморфізм. Пов'язаний з різким короткочасним зростанням т-ри і тиску під впливом на породи ударних хвиль, що породжуються падіннями великих метеоритів. Він призводить до утворення імпактитів, в яких зустрічаються мінерали високого тиску (стишовіт, коесит, дрібні алмази і ін.) спільно з продуктами плавлення, деформації та дроблення мінералів первинних порід.
  • Гідрометаморфізм — відбувається за участю води підземних надр.
  • Хемометаморфізм — вторинні зміни в магматичних мінеральних комплексах, які відбуваються під впливом високої температури при наявності розчинників.

Послідовність змін осадових порід у процесі метаморфізмуРедагувати

Послідовність змін осадових порід у процесі метаморфізму

Див. такожРедагувати

ЛітератураРедагувати

  • Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Східний видавничий дім, 2004—2013.
  • Інженерна геологія (з основами геотехніки): підручник для студентів вищих навчальних закладів /Колектив авторів: В. Г. Суярко, В. М. Величко, О. В. Гаврилюк, В. В. Сухов, О. В. Нижник, В. С. Білецький, А. В. Матвєєв, О. А. Улицький, О. В. Чуєнко.; за заг. ред. проф. В. Г. Суярка. — Харків: Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна, 2019. — 278 с.

ДжерелаРедагувати