Фации метаморфизма

Вещественным отражением степени преобразования пород в процессе метаморфизма являются минеральные парагенезисы – одновременно кристаллизующиеся минералы, стабильно сосуществующие при данных условиях метаморфизма. Изучение метаморфических парагенезисов позволило разработать учение о метаморфических фациях, основы которого заложены П. Эскола в 1920 г.

Метаморфическая фация – совокупность горных пород, претерпевших метаморфизм в близких термодинамических условиях и вследствие этого обладающих типичными для данных условий стабильными парагенезисами минералов. На границах фаций протекают минеральные преобразования, отражающие смену одних парагенезисов на другие, устойчивые в новых термодинамических условиях. Учитывая это, приведём ещё одно определение, данное Н.Л. Добрецовым: «Метаморфическая фация – Р-Т область метаморфизма, ограниченная линиями нескольких наиболее важных реакций». Все породы с одинаковым валовым химическим составом в условиях одной фации представлены одной и той же фации представлены одной и той же ассоциацией минералов. Это правило объясняет конвергенцию составов при метаморфизме. ....

Схема выделения фаций и соответствующие им термодинамические условия приведены на следующем рисунке.

....

В зависимости от направленности смены фаций разделяют прогрессивный и регрессивный метаморфизм. Прогрессивный метаморфизм протекает в условиях повышения температуры и давления и приводит к смене более низкотемпературных парагенезисов на более высокотемпературные. Регрессивный метаморфизм, напротив, приводит с замене высокотемпературных парагенезисов на более низкотемпературные (этот процесс называют диафторез). Протекание реакций регрессивной ветви метаморфизма возможно только при условии поступления в метаморфическую систему водного флюида, необходимого для гидротации минералов. Именно из-за отсутсвия воды на поверхности обнажаются метаморфические комплексы, сформированные в глубинах при высоких температурах и давлениях и не утратившие минмаморфических минеральных ассоциаций при подъёме к поверхности. 

Систематика метаморфических пород

Принципы систематики метаморфических пород приведены на следующем рисунке.

.....

При рассмотрении подвергшихся метаморфизму пород среди них целесообразно выделять породы метаморфизованные и метаморфические. Метаморфизованные – частично преобразованные в процессе метаморфизма горные породы, сохранившие видимые признаки своей первичной природы. К названию таких пород добавляется приставка мета- (например, метапесчаник). Метаморфические – горные породы, сформировавшиеся в результате глубоких метаморфических преобразований, уничтоживших в процессе перекристаллизации видимые признаки первоначальных структур, текстур и минерального состава исходных пород. Глубокие метаморфические преобразования приводят к полной замене исходного минерального состава пород новыми минеральными парагенезисами. Определение первичного состава метаморфических порода требует применения специальных методик.

Метасоматоз. Метасоматические горные породы

Под метасоматозом понимают процесс преобразования горной породы в твёрдом состоянии, сопровождающийся частичным или полным изменением её химического и минерального состава. Как и при метаморфизме, растворение существующих минералов и образование новых происходит одновременно, благодаря чему порода сохраняет твёрдое состояние, но в отличие от метаморфизма, при метасоматических реакциях происходит активный привнос и вынос химических элементов. Метасоматическая система является открытой. Метасоматоз вызывается воздействием на породу (протолит) химически отличного от нё флюида, и метасоматические реакции протекают между твердой (горная порода) и жидкой или газообразной (флюид) фазами при постоянном сохранении горной породой твердого состояния.  Регулирующими факторами метасоматоза являются: а) температура, б) флюидное давление (зависящее от температуры), в) градиент химических потенциалов компонентов в системе порода - флюид, г) эволюция Eh и pH в потоке флюида. В высокотемпературной области метасоматоз сопряжён с процессами магмообразования; в низкотемпературной переходит в гипергенез (и прекращается в условиях замерзания воды).

В зависимости от обуславливающих метасоматоз причин его разделяют на три разновидности: 1. контактовый, связанный с воздействием теплового потока и флюидов магматических тел на окружающие их породы; включая процесс автометасоматоза – воздействия магматогенного флюида на успевшие ранее раскристаллизоваться магматические породы;  2. региональный, связанный с региональным эндогенными потоками флюидов; такие потоки могут предварять и завершать магматизм, либо не иметь с ним непосредственной пространственной связи;  3. гипергенный, приуроченный к зоне гипергенеза-эпигенеза и связанный с химическим воздействием на породы фильтрующихся сквозь них низкотемпературных растворов; обычно гипергенно-метасоматические преобразования рассматривают как самостоятельный процесс – гипергенез.