4.2. Типы метаморфизма
Различают два основных вида преобразования пород: локальный метаморфизм, который объединяет контактовый и дислокационный типы метаморфизма, развивающиеся на ограниченных пространствах; региональный метаморфизм, проявления которого охватывают большие регионы.
В зависимости от сочетания термодинамических (Р, Т) параметров выделяются те или иные типы метаморфизма. При термальном типе метаморфизма порода преобразуется под преимущественным воздействием температуры, а при динамическом – давление. Когда проявляются оба фактора одновременно – динамометаморфизм. Каждый из этих типов обладает своими специфическими геологическими условиями проявления.
Контактовый метаморфизм. При внедрении в земную кору магма воздействует на вмещающие породы (высокая температура расплава и магматических газов), изменяя их вокруг магматического очага (контактный ореол до нескольких километров, рис.1).
В случае, когда на вмещающие породы кроме температурного воздействия магмы влияют химически агрессивные, отделяющиеся от магмы во флюидном состоянии летучие компоненты, происходит возникновение пород, совершенно новых по химическому и минералогическому составу. Эти процессы называются метасоматозом (в переводе с греческого «замещение», «вытеснение»).
Рис. 1 Контактовый метаморфизм
Динамический метаморфизм (дислокационный) протекает в относительно «холодных» условиях, когда проявляются тектонические движения по разрывным нарушениям (разломам). При этом происходит дробление пород, их истирание.
Контактовый и дислокационный типы метаморфизма развиваются в ограниченных пространствах и объединяются названием локальный (рис. 2).
Рис. 2 Дислокационный метаморфизм
Региональный метаморфизм. Движения в земной коре, захватывающие большие пространства, как это происходит при горообразовательных процессах, совместно с давлением вышележащих толщ пород и возрастающей с увеличением глубины погружения температурой обуславливают регионально-метаморфические преобразования пород. В зависимости от давления и температуры наблюдаются изменения более слабой или более сильной степени, которые отличаются характерными минеральными новообразованиями и называются метаморфическими фациями.
Название фации определяется по общим условиям образования, по общим внешним признакам и по типичным для нее минералам. По мере возрастания Р–Т условий регионального метаморфизма выделяют:
– зеленосланцевую фацию;
– эпидот-амфиболитовую фацию;
– амфиболитовую фацию;
– гранулитовую фацию (рис.3).
Рис. 3 Типы метаморфизма. Фации регионального метаморфизма:
I – зеленосланцевая; II – эпидот-амфиболитовая; ш – амфиболитовая; IV – гранулитовая.
На первой стадии, осадки, богатые водой подвергаются прогрессирующему обезвоживанию. Под влиянием направленного давления образуются листоватые минералы группы слюд, талька, хлоритов, расположенные параллельно. Так возникают филлиты, тальковые и хлоритовые сланцы, отличающиеся тонкоплитчатой отдельностью.
С повышением давления различные химические элементы реагируют между собой и образуют новые минералы, занимающие меньший объем, чем исходные виды (гранат, дистен). Такие новообразования характерны для более высокой степени метаморфизма – эпидот-амфиболитовой фации.
При последующем повышении давления и температуры условия образования приближаются к условиям образования магматических пород. В результате этого минеральный состав и структура метаморфических пород все более сближаются с составом и структурой магматических пород. Из первоначального глинистого сланца при интенсивном метаморфизме появляется гранитоподобный гнейс.
В области термодинамических условий гранулитовой (иногда амфиболитовой) фации в породе может отмечаться частичное плавление, такое преобразование называют ультраметаморфизмом. Это переходная зона от метаморфизма к магматизму. Ультраметаморфизм выделяют как самостоятельный вид регионального метаморфизма.