73. Понятие о метаморфизме и его факторах, типах метаморфических пород

Метаморфизм (греч. «метаморфозис» – превращение) - это процесс

преобразования первично магматических или осадочных пород под воздействием

температуры (Т), давления (Р) и флюидов (F) преимущественно водно-углекислых

жидких или газово-жидких, содержащих ионы К, Na, Ca, F, B, S и других, часто

существующих в надкритических растворах. Метаморфические изменения в горных породах начинаются при повышении

температуры до +200°С и увеличении всестороннего, т.е. литостатического давления,

вызванного весом вышележащих пород. Однако не только это давление играет важную

роль. Не меньшее значение имеет стресс, боковое давление, обеспечивающее различное

напряженное состояние горных пород, в результате которого открываются пути для

миграции глубинных мантийных флюидов, являющихся главными переносчиками тепла,

т.к. кондуктивный теплообмен в горных породах крайне незначителен. Без флюидного

потока вероятность метаморфизма невелика, хотя необходимо принимать во внимание и

геотермический градиент, который сильно изменяется в разных районах (от 5° до 180° и

даже более на 1 км глубины). Перечисленные выше главные факторы метаморфизма – температура, флюиды,

давление оказывают влияние на любые горные породы, находящиеся на различной

глубине, при этом время не особенно важно при метаморфизме. Например, лавы раннего

протерозоя (2,2 млрд. лет) в Прибайкалье, почти не отличаются от голоценовых лав (6-4

тыс. лет) Эльбруса; глины кембрийского возраста (550 млн. лет) под Санкт-Петербургом

выглядят почти также, как и современные глинистые отложения; многочисленными

нефтяными скважинами вскрыты неизмененные осадочные отложения на глубинах свыше

8 км. Известны случаи, например, на о. Исландия, где начальные стадии метаморфизма

установлены на глубинах всего в 0,5 км по данным бурения. В тоже время толщи пород

на глубинах в 20 км, если судить по данным сейсмических исследований, совсем не

испытали метаморфических изменений. Поэтому флюиды являются одним из важнейших

факторов метаморфизма. Все метаморфические породы можно разделить на 2 группы, исходя из того, какие

осадочные или магматические породы подвергаются метаморфизму.

1-ая группа – парапороды, образовалась из первично осадочных пород. Например,

из карбонатных пород получаются мраморы, из песчаников – кварциты, из глин –

филлиты и др.

2-ая группа – ортопороды, сформировалась из первично магматических пород,

например, метабазиты – из базальтов.

74. Ударный метаморфизм, продукты, примеры, значение

На поверхность Земли всегда падали, падают и будут падать метеориты – эти

космические «гости» из нашей Солнечной системы. При падении на Землю метеорита

образуется кратер или астроблема (греч. астра – звезда, блема (?) – рана), которая всегда

больше, чем упавший метеорит. Соударение метеорита и поверхности Земли зависит от

массы тела и его скорости при движении в атмосфере, т.к. последняя играет роль тормоза.

Знаменитый железный метеорит Хоба из Намибии в Африке весом в 60 т просто лежит на

поверхности, не сделав даже малейшего углубления. Следовательно, его скорость при

сближении с поверхностью Земли равнялась нулю. Большинство кратеров соответствует скорости сближения с поверхностью Земли в

3-4 км/с. При такой скорости удара образуется ударная волна, со скоростью 3-5 км/с,

сжимающая горные породы с силой до 100 ГПа, причем возрастание давления, как

полагает В.И.Фельдман, происходит в миллиардные доли секунды (10-9 с). Естественно,

что это колоссальное мгновенное сжатие вызывает такой же быстрый нагрев пород до

+10000°С и выше, причем нагрев происходит в момент разряжения сжатия, когда ударная

волна исчезает. Все это сопровождается дроблением, плавлением и испарением вещества

мишени. Горные породы, образующиеся при таком мгновенном ударном событии

называются импактитами (англ. «импэкт» – удар) и подразделяются на 3 группы: 1)

импактированные породы, т.е. подвергнутые воздействию ударной волны; 2)

расплавленные породы; 3) импактные брекчии. Ударный метаморфизм проявляется в

образовании различных пород и новых минералов, в изменении структуры минералов.

Все зависит от давления и температуры. При давлениях Р= 10-35 ГПа и Т=+100-300°С, в

породах и минералах образуются трещины и диаплектовые (греч. «диа» – пере,

«плектос» – витой, крученый) структуры в кварце и полевых шпатах, выражающиеся в

скольжении блоков кристаллической решетки относительно друг друга (планарные

элементы) и в конечном итоге превращении минерала в изотропное вещество. При Р=45-

60 ГПа и Т=+900° - 1500°С минералы становятся аморфными и начинается их плавление. Ударный

метаморфизм имеет локальное

распространение и не выходит за

пределы метеоритного кратера

75-82. + Типы складок

Типы складок по форме сводов и соотношению крыльев, формы складок в плане, замыкания складок, сочетание складок, типы складчатости

Два типа складок являются главными: антиклинальная и синклинальная. Первая

складка характеризуется тем, что в ее центральной части, или в ядре, залегают более

древние породы; во второй – более молодые. Эти определения не меняются, даже если

складки наклонить, положить на бок или перевернуть. У каждой складки существуют определенные элементы, описываемые всеми

геологами одинаково: крыло складки, угол при вершине складки, ядро, свод, осевая

поверхность, ось и шарнир складки. С помощью этих понятий, обозначающих разные части (элементы) складок, их

легко классифицировать. Например, характер наклона осевой поверхности складки

позволяет выделять следующие виды складок: 1) прямые, 2) наклонные, 3) опрокинутые,

4) лежачие, 5) ныряющие. Такие складки называются подобными,

потому что углы наклона всех слоев в крыле складки одинаковы и не меняются с

глубиной. Но есть другой тип изгиба, когда, наоборот, мощность слоев остается везде

неизменной, но при этом форма свода складки должна изменяться. Такие

складки называются концентрическими. Существует еще один очень интересный тип складок – диапировый. Образуется он в том

случае, когда в толщах горных пород присутствуют пластичные и относительно легкие

породы, например, такие как соль, гипс, ангидрит, реже глины. Всплывая, соль приподнимает слои, залегающие выше, деформирует их и

прорывает, появляясь иногда на поверхности в виде соляного купола.