7. Граница катагенез — метагенез

Все границы между стадиями осадочного процесса достаточно условны. Граница катагенез — метагенез, пожалуй, наиболее условная из них. Это связано с тем, что стадии метагенеза, в отличие от всех других стадий осадочного процесса, имеющих яркие, отличительные особенности, присущ переходный характер. Метагенетические явления сочетают в себе особенности процессов катагенеза и метаморфизма.

Отражением переходного характера стадии метагенеза и значительной условности границы катагенез — метагенез является то, что некоторые исследователи (Л.Б. Рухин, А.В. Копелиович, Г.А. Каледа и др.) вообще не выделяли стадию метагенеза.

Интересно отметить, что Н.Б. Вассоевич предлагал называть метаморфизм метагенезом, чтобы придать всем зонам (стадиям) единообразные наименования (с окончанием на “генез”).

Отличие процессов метагенеза от катагенетических состоит в том, что первые протекают в условиях более высоких температур и давлений, нередко стрессовых, которые присущи областям тектонической активизации. Кроме того, высокая уплотненность пород в зоне метагенеза затрудняет процессы фильтрации подземных вод, на первый план выходит диффузионный массоперенос и, как следствие, здесь высока роль процессов метасоматического замещения и твердофазовых реакций.

В результате в зоне метагенеза формируются некоторые специфические структурно-текстурные (бластез, кливаж) и минералогические (исчезновение обломочного биотита, широкое образование мусковита и хлорита) особенности пород. Эти и другие вещественные характеристики, помогающие разграничивать зоны катагенеза и метагенеза, будут рассмотрены ниже.

8. Граница литогенез (метагенез) — Метаморфизм

Для определения позиции границы метагенез — метаморфизм, которая одновременно является нижней границей литогенеза, основополагающее значение имеют замечания Г.А. Каледы, В.В. Красинцевой и А.В. Щербакова. По их мнению, границу между литогенезом и метаморфизмом следует проводить по глубине, на которой давление и температура приобретают бόльшее влияние на преобразование горных пород, чем активность подземных вод, причем, вода в зоне метаморфизма под действием высоких температуры и давления приобретает особые свойства, становясь надкритическим флюидом.

Таким образом, граница между зонами метагенеза и метаморфизма сопоставляется с поверхностью критической температуры воды и ее растворов, которая составляет 374—450 С. При более высоких температурах в условиях любых давлений пар не может перейти в жидкость, а при давлениях свыше 22,1 МПа для физического состояния воды характерно отсутствие различия между жидкостью и газом. Это — вода в надкритическом состоянии.

Начало метаморфизма знаменуется появлением образований зеленосланцевой фации и фации глаукофановых сланцев — наиболее низкотемпературных фаций регионального метаморфизма осадочных пород. Отмечаются массовое образование слюд, широкое развитие альбита, эпидота, перекристаллизация грубых обломочных фракций, высокая окристаллизованность гидрослюды, возникновение слюдяных кварцитов, пирофиллитовых сланцев, филлитов и мраморов, антрацита и графита.

Поскольку глубины, где процессы метаморфизма протекают в настоящее время, почти нигде не достигнуты, то о положении нижней границы литогенеза можно судить по расчетной модели гидрофизической зональности Земли, построенной В.И. Ко­ноновым и В.И. Ильиным. Современная граница распространения жидких структурированных вод (т. е. граница литогенез — метаморфизм) погружается от 8 км в районах современных островных дуг до 10—15 км в кайнозойских геосинклиналях, 25 км — в областях палеозойской и мезозойской складчатости, океанических плит, в кайнозойских краевых и внутренних прогибах. В районах современного вулканизма данная граница поднимается до отметок 5 км и менее. В осадочном чехле докембрийских платформ термобарические параметры, как правило, далеко не достигают тех значений, при которых возможны процессы не только метаморфизма, но и метагенеза. Поэтому здесь поверхность кристаллического фундамента граничит с зоной катагенеза.