1.2.3. Метаморфизм гидратации

Метаморфизм, вызванный повышением температуры, называ­ют прогрессивным. Поскольку скорость метаморфических реакций выше скорости тепло- и массопереноса, то на каждом локальном участке достаточно быстро устанавливается равновесие или устой­чивое метастабильное состояние, которое соответствует макси­мальной температуре, достигнутой в ходе прогрессивного мета­морфизма. Если температура затем начинает снижаться, то реакции, направленные в противоположную сторону, как правило, не про­исходят, и высокотемпературные минеральные парагенезисы сохра­няются в метастабильном состоянии неопределенно долгое время, не испытывая регрессивного изменения. В этом можно убедиться, взяв в руки образец гнейса или кристаллического сланца, образо­ванного на глубине 10—20 км при температуре 600-700 "С. Нео­братимость метаморфических реакций обусловлена малой скоро­стью диффузии в твердых телах, особенно при низкой температуре.

Регрессивное (ретроградное) преобразование ранее возникших метаморфических пород при относительно низких температурах и давлениях (этот процесс иначе называют диафторезом) требует до­полнительных условий и чаще всего развивается под воздействием водного флюида, поступающего из внешнего или внутреннего ис­точника. Например, если в ходе прогрессивного метаморфизма произошла дегидратация тех или иных минералов и освободивша­яся при этом вода сохранилась в метаморфических породах в виде межзерновых пленок или включений, то при снижении температу­ры начинается обратный процесс гидратации с образованием рет­роградного минерального парагенезиса. Источником воды может служить гранитный расплав, возникающий в результате прогрессив­ного ультраметаморфизма. Охлаждение и затвердевание такого рас­плава сопровождается отделением водного флюида, который, про-

563

Часть IV. Петрография и петрология метаморфических горных пород

сачиваясь сквозь метаморфические породы, вызывает их ретро­градное изменение.

Привнос воды извне приводит к такому же результату. Если, например, метаморфические породы надвинуты на неметаморфи-зованные осадки, то вода, которая выделяется из осадочного мате­риала, может вызвать гидратацию пород в висячем крыле надвига. Поскольку диафторез обычно проявлен вдоль зон повышенной проницаемости, можно заключить, что фильтрация водного флю­ида является главным фактором ретроградного метаморфизма. Та­ким образом, метаморфизму нагревания, приводящему к дегидра­тации минералов, следует противопоставить метаморфизм гидратации, в результате которого безводные или относительно ма­ловодные минералы сменяются кристаллическими фазами, обога­щенными гидроксилом или молекулярной водой. Типичными при­мерами метаморфизма гидратации может служить серпентинизация ультрамафитов, амфиболизация пироксен-плагиоклазовых и гра-нат-пироксен-плагиоклазовых пород или появление позднего му­сковита в кварц-полевошпатовых породах.

Регрессивный метаморфизм гидратации может происходить непосредственно вслед за прогрессивным метаморфизмом нагрева­ния. Однако во многих случаях эти процессы разделены значитель­ными промежутками времени, достигающими сотен миллионов и миллиардов лет и не обнаруживают прямых геологических связей. Глубоко метаморфизованные древние толщи выступают при этом как исходная порода — протопит — на который накладывается са­мостоятельный метаморфический процесс. По отношению к неиз­мененным осадочным или магматическим породам этот процесс проявляется как прогрессивный метаморфизм нагревания, и возни­кающие минералы характеризуют максимальную температуру, до­стигнутую в данное время. Ранее метаморфизованные породы к это­му моменту также могут давно остыть, так что гидратация сопровождается их реальным нагревом. Легко представить геологи­ческую ситуацию, когда «прогрессивный» и «регрессивный» мета­морфизм одновременно развиваются на одной и той же глубине или «регрессивное» преобразование происходит на более высоком гипсометрическом уровне (рис. 1.5). Ретроградный характер мета­морфизма гидратации проявляется лишь в сравнении с метаста-бильно сохранившимися минеральными парагенезисами, которые образовались в ходе раннего метаморфизма. Заметим, что любое эпигенетическое преобразование магматических пород, возник-

564