Глава I факторы метаморфизма

Успехи, достигнутые за последние 10—15 лет в области полу­чения в лабораторных условиях высоких температур и давлений, соответствующих глубинным зонам земной коры, позволили по­дойти к достаточно надежной количественной оценке факторов метаморфизма и моделированию термодинамических условий, соответствующих естественным процессам.

Температура

Как уже было сказано ранее, предполагают, что главными источниками тепла в земной коре являются энергия радиоактив­ного распада, тепло, привносимое глубинными растворами, по­ступающими из недр Земли, тепло магматических интрузий и тектонических процессов, экзотермический эффект некоторых хи­мических реакций, сопровождающих метаморфизм пород, и ряд других. В целом тепло, образующееся в результате всех этих разнообразных процессов, представляет собой энергию земного шара, которая проявляется в виде геотермического градиента, характеризующего изменение температуры в градусах с увеличе­нием глубины в километрах. В различных геоструктурных зонах значения градиента различны. В областях древних щитов и плат­форм величины градиента соответствуют 10—30 град/км; в мо­лодых геосинклинальных зонах, где происходят активные текто­нические и магматические процессы, значения градиента дости­гают 50—80 и даже 100 град/км (Винклер, 1969).

Изменение геотермического градиента, установленное по наб­людениям в буровых скважинах для ряда районов Советского Союза, иллюстрируется данными табл. 23.

Из приведенных в табл. 23 данных видим, что на глубине 10 км в зоне молодой складчатости Кавказа температура может достигать 830° С, тогда как на территории древнего Украинского щита ее значения на той же глубине не превысят 100° С.

Температурный интервал, в пределах которого происходят ти­пичные метаморфические преобразования, заключен примерно между 300—400° С и 900—1000° С (Соболев, 1970). Ниже 300° С

278

Таблица 23 Изменение геотермического градиента

(по Белякову, 1955)

Район	Средний геотерми­ческий гра­диент, г рад/км
Грозненский район Кав- Донецкий бассейн . . Западная Украина . . Белоруссия Кривой Рог ....	83 31 23 12 9

вследствие резкого падения скорости метаморфических превра­
щений последние практически не происходят или протекают
крайне медленно; верхний предел ограничен температурой начала
плавления наиболее распространенных горных пород и соответст­
вует условиям магмообразования.
Температура — важнейший
фактор метаморфизма, влияю­
щий на процессы минералообра-
зования, резко увеличивающий
скорости химических реакций,
степень перекристаллизации по­
роды и в значительной мере
контролирующий возникновение
тех или иных парагенетических
минеральных ассоциаций. В ус­
ловиях растущей температуры
происходят важные для минера-
лообразования эндотермические
реакции, сопровождающиеся

процессами дегидратации гидро-ксилсодержащих минералов и декарбонатизации карбонатов. В качестве примера дегидратации приведем реакцию превраще­ния каолина в андалузит: Al₄[Si4Oi₀](OH)₈^:2Al2O[SiO]4+4H2O + + 2Si02. Примером декарбонатизации может служить пере­ход кальцита в волластонит: СаСОз + БЮг^СаБЮз+СОг. Повы­шение температуры ведет к образованию более высокотемпера­турных минеральных видов, лишенных воды, и сопровождается изменением структуры породы в направлении появления более крупнозернистых разностей.