Вопросы для самопроверки

1. Что относится к магматическим системам?

2. Какие геохимические особенности отражает химическая классификация магматических пород?

3. Какую роль играют ионы в магматической миграции?

4. Сравните геохимию ультраосновных и кислых пород.

Тема 7.2. Геохимия метаморфических систем Содержание работы с преподавателем. Теоретический блок

К метаморфизму относятся процессы преобразования систем породного уровня под влиянием высоких температур и давлений. Наряду с температурой и давлением, во всех процессах метаморфизма в той или иной степени участвуют Н₂О, СО₂ – подвижные компоненты метаморфических систем. С увеличением температуры и давления связан прогрессивный метаморфизм. Если при этих условиях элементарный состав твердой фазы не меняется и характерен привнос или вынос газообразных продуктов (Н₂О, СО₂, О₂ и др.), то такой метаморфизм именуется изохимическим. На минеральном уровне происходит деформация, изохимическая перекристаллизация минералов, рост кристаллов. Если в систему поступают и выносятся не только газообразные, но и растворимые соединения (особенно Na, K, Ca, Mg, Fe), то такой метаморфизм называют аллохимическим. Порода сильно изменяется, вплоть до метасоматического преобразования.

Породные системы, испытывающие метаморфизм, стремятся к химическому и термодинамическому равновесию в новых термодинамических условиях. Однако полного равновесия в метаморфических системах не наступает по причине затрудненной миграции тех или иных атомов к области осуществления реакции. Как следствие наличие локальных неоднородностей: полосчатость, порфиробласты и пр.

На основе определенных диапазонов изменений температур и давлений установлены минеральные фации метаморфизма. Метаморфическая фация – это совокупность всех метаморфических пород (минеральных ассоциаций), образовавшихся при одних и тех же значениях температуры и давления, равновесных в данных условиях метаморфизма (Баранов, 1985). В метаморфических системах, находящихся в условиях любой фации, происходит рассеяние атомов и выравнивание химического состава.

Миграция атомов в метаморфических системах носит физико-химический характер и протекает диффузионно в форме молекул и ионов. Средой миграции являются жидкие и газообразные флюиды водного и углекислого состава. Вода при высоком давлении и температуре обладает высокой растворяющей способностью и оказывается главной средой миграции. Различают флюиды окисленные (Н₂О+СО₂+SO₂) и восстановленные (Н₂+СО+H₂S+CH₄). Поступление последних связывают с мантией. По мере подъема они окисляются и это приводит к наличию высоких температур при метаморфизме и возрастанию в составе флюидов роли Н₂О, СО₂. Миграция атомов осуществляется в пределах системы. За пределы системы выносятся только летучие компоненты (Н₂О, СО₂) и растворимые соединения (Na, K, Ca, Mg, Fe).

При прогрессивном метаморфизме происходит:

1. Энергичная дегазация СО₂, возможно углеводородов, Н₂ и других газов.

2. Дегидратация горных пород, заключающаяся в высвобождении поровой, конституционной и кристаллизационной воды глинистых и других минералов.

С уменьшением температуры и давления связан регрессивный метаморфизм. Для него характерен широкий интервал температур и щелочно-кислотных условий, гидратация и карбонатизация пород, привнос B, F, Cl, SO₄^2-, Au, U и других рудных элементов.

В результате действия одностороннего давления (стресса) проявляется дислокационный (динамометаморфизм). В зонах тектонических движений происходит дробление (катаклаз), тонкое перетирание (милонитизация) пород, рост кристаллов (бластез). Возможен также метасоматоз. Миграция элементов носит механохимический характер.

В результате действия высоких температур проявляется контактовый метаморфизм. На контакте с интрузиями температура достигает 550-700 ⁰С. Это приводит к перекристаллизации минералов и росту кристаллов. Если в зону контакта поступают флюиды, то проявляются явления метасоматоза, носящего инфильтрационно-диффузионный характер.

Таким образом, главными внешними факторами миграции в метаморфических системах являются температура и давление, миграция носит физико-химический характер (среда миграции жидкая и газообразная), механический характер (при одностороннем давлении), либо совокупное воздействие обоих видов. Атомы мигрируют форме молекул и ионов.