Региональный метаморфизм

Региональный (динамотермальный) метаморфизм проявляется на обширных территориях в пределах подвижных поясов земной коры вне видимой связи с интрузиями. О причинах, вызывающих этот тип метаморфизма, существуют различные гипотезы, среди которых следует упомянуть о двух принципиально разных пред­ставлениях. По мнению Н. Г. Судовикова, главной причиной ре­гионального метаморфизма следует считать тектонические движе­ния, приводящие в результате развития подвижных поясов к погружению на разную глубину накопленных и дислоцированных геосинклинальных осадочных и вулканических образований. Со-

285

вершенно иная точка зрения по этому вопросу развивается Д. С. Коржинским и Ю. А. Кузнецовым. Эти исследователи свя­зывают региональный метаморфизм с периодом восходящих тектонических движений в складчатых поясах, подъемом магма­тических масс и генетически связанных с ними термальных ра­створов.

В зависимости от направленности процесса региональный ме­таморфизм может носить прогрессивный или регрессивный ха­рактер, превращаясь в особых условиях в ультраметаморфизм.

Прогрессивный метаморфизм. Факторами прогрессивного ре­гионального метаморфизма являются температура, гидростатиче­ское и направленное давление и метаморфизующие растворы. Имеются представления, согласно которым главным источником растворов при региональном метаморфизме являются сами оса­дочные породы, а их прогрев определяется глубиной погружения и величиной геотермического градиента; другие ученые наряду с глубиной погружения осадков большую роль отводят эманациям, поступающим из глубоко залегающих магматических очагов, воз­можно из областей развития базальтовых магм; третьи считают, что растворы являются продуктами интрателлурических процес­сов, одновременно являясь переносчиками внутриземного тепла, и наиболее активно действуют не в момент погружения геосин­клинального трога, а наоборот, в процессе поднятия и горообра­зования. Последняя точка зрения находит все больше сторон­ников.

По данным Г. Винклера, нижний температурный предел ре­гионального метаморфизма соответствует 350—400° С, понижаясь до 300°С при условии высоких давлений; верхний температурный предел метаморфизма зависит от состава метаморфизуемых по­род и давления. Для кварц-полевошпатовых пород Г. Винклер называет верхний предел метаморфизма 800° С. В. С. Соболев для верхнего температурного предела приводит цифры 900— 1000° С и даже 1200° С. Для регионального метаморфизма типи­чен прогрессивный характер процессов минералообразования, на­правленный на появление все более высокотемпературных мине­ральных парагенезисов.

Представителями продуктов прогрессивного регионального метаморфизма являются сланцы, кварциты, мраморы, амфиболи­ты, гнейсы, гранулиты, эклогиты и др.

Регрессивный метаморфизм. В отличие от прогрессивного ме­таморфизма регрессивный метаморфизм, или диафторез, харак­теризуется замещением высокотемпературных минеральных пара-генезисов низкотемпературными. Возникающие в этом случае продукты метаморфизма называются диафторитами.

Причиной диафтореза являются либо тектонические движе­ния, вследствие которых породы, образовавшиеся в процессе про­грессивного метаморфизма, могут попасть в условия относитель­но пониженных температур и давлений, либо приток водных ра-

286

створов извне, особенно если породы были предварительно де­формированы и стали более проницаемыми.

Регрессивный метаморфизм приводит к экзотермическим ре­акциям, сопровождающимся процессами гидратации и карбонати-зации с появлением новых низкотемпературных ассоциаций мине­ралов. В этих условиях происходит замещение граната биоти­том, хлоритом, серицитом; моноклинных пироксенов — роговой обманкой, актинолитом, хлоритом; дистена и силлиманита — мусковитом; основного плагиоклаза — альбитом. Так как глубоко метаморфизованные породы вследствие дегидратации минералов лишены необходимого катализатора — воды, то, если нет притока растворов, метаморфические превращения в условиях понижаю­щейся температуры будут происходить крайне медленно. Этим объясняется наличие в диафторитах реликтов высокотемператур­ных минеральных ассоциаций среди новообразованных низкотем­пературных минералов и незначительное распространение диафто-ритов в природе по сравнению с продуктами прогрессивного ме­таморфизма.

Ультраметаморфизм. В обстановке регионального метамор­физма при определенных физико-химических условиях происхо­дят весьма специфические процессы, которые объединяются под названием ультраметаморфизм. Среди процессов ультраметамор­физма главными являются мигматизация, анатексис, палингенез (или реоморфизм) и гранитизация.

Мигматизация — процесс образования смешанных пород (миг­матитов), состоящих из жилообразных, линзообразных и других обособлений кварц-полевошпатового материала, заключенного в метаморфизованной породе — субстрате. Мигматиты могут об­разоваться различными путями: вследствие инъекции гранитного расплава в толщи метаморфических пород, в результате анатек-сиса, в процессе щелочного метасоматоза. Инъекция гранитного расплава происходит по плоскостям сланцеватости во вмещаю­щие метаморфические породы и приводит к образованию так называемых инъекционных гнейсов, образующих иногда ореолы вокруг гранитных плутонов.

Анатексис — частичное, избирательное выплавление из мета­морфических пород низкотемпературного кварц-полевошпатового расплава (гранитной эвтектики).

Палингенез (или реоморфизм) — полное переплавление пород субстрата, приводящее к возрождению гранитной магмы.

Имеется большое число ученых, которые анатексис и палин­генез рассматривают в качестве ведущего процесса в гранитном магмообразовании. Г. Винклер отстаивает точку зрения, согласно которой в глубинных частях складчатых зон в соответствующих термодинамических условиях анатексису могут подвергаться лю­бые породы, характерные для геосинклинального осадкообразо­вания (аркозы, граувакки, аргиллиты, глины, туфы и др.). Для подтверждения этого предположения Г. Винклер привлекает

287

многочисленные экспериментальные данные, согласно которым из гнейсов (метаморфических пород состава, близкого к гранитам) может выплавляться до 95%, а из граувакк до 70% гранитного расплава. По его мнению, это свидетельствует о возможности появления больших количеств магмы, которая может либо остаться на месте, либо получить способность перемещаться в верхние горизонты земной коры, где и образует типичные маг­матические породы.

Гранитизация — процесс химического и минерального измене­ния пород любого состава с превращением их в граниты. Менее всего подвержены гранитизации известняки. Согласно представ­лениям Ф. Тернера и Дж. Ферхугена (1961), Н. Г. Судовикова (1964) и др., гранитизация — типично метасоматический процесс, сопровождающийся привносом в метаморфические породы К, Na, Si и выносом Са, Mg, Fe, при условии твердого состояния породы без прохождения ее через магматическую стадию.

Иная точка зрения развивается Д. С. Коржинским (1952), рассматривающим гранитизацию не как метасоматическое, а как магматическое замещение, при котором граниты при своем обра­зовании обязательно должны пройти через магматическую ста­дию. Агентами метаморфизма в этом случае являются потоки химических компонентов — сквозьмагматические растворы. Диф­фундируя через магматические расплавы, они обогащаются ле­тучими компонентами, прежде всего водой, становятся подвиж­ными, легко мигрирующими не только по мельчайшим трещин­кам в породе, но и через промежутки между зернами минералов. Если вмещающие породы приближаются по составу к гранитной эвтектике, то воздействие на них горячих растворов должно за­канчиваться их превращением в гранитный расплав. Последний как менее плотный, чем окружающие твердые породы, может перемещаться вверх, вовлекая постепенно в процесс гранитиза­ции все большие массы окружающих пород. По мере просачива­ния сквозьмагматических растворов продвигаются кверху и фронт метасоматоза и фронт расплавления с образованием мигматитов и пород гранитного облика.

Д. С^н'Коржинский считает, что гипотезе метасоматического образования гранитов в широких масштабах противоречит, с од­ной стороны, их полиминеральный состав, с другой — постоянство их состав в пределах больших объемов, что совершенно не ха­рактерно для пород метасоматического генезиса.

Подводя итог изложенному, видим, что согласно существую­щим представлениям, граниты могут образоваться (кроме маг­матического способа) в процессе анатексиса, метасоматоза или магматического замещения. Какой из этих путей стоит ближе к истине и шире проявлен в природных условиях, должны решить дальнейшие исследования. Не вызывает сомнений, что именно в обстановке глубоких метаморфических преобразований пород сиаля стирается граница между метаморфическими и магматиче-

288

скими явлениями и завершается круговорот в природе, идея кото­рого была намечена еще в начале века русским петрографом И. Д. Лукашевичем: магма->-магматические породы^-осадочные породы->-метаморфические породы—>-магма.