Onder invloed van druk, hoge temperatuur, verwijdering of introductie van stoffen in gesteenten - sedimentair, magmatisch, metamorf, wat dan ook - treden na hun vorming veranderingsprocessen op, en dit is metamorfisme. Dergelijke processen kunnen worden onderverdeeld in twee brede groepen: lokaal metamorfisme en diep. De laatste wordt ook regionaal genoemd, en de eerste - lokaal metamorfisme. Het hangt af van de schaal van het proces.
Lokaal metamorfisme
Lokaal metamorfisme is een te grote categorie en wordt ook onderverdeeld in hydrothermisch metamorfisme, dat wil zeggen lage en gemiddelde temperatuur, contact en autometamorfisme. Dit laatste is het proces van verandering in stollingsgesteenten na stolling of verharding, wanneer ze worden beïnvloed door restoplossingen, die het product zijn van hetzelfde magma en in het gesteente circuleren. Voorbeelden van een dergelijk metamorfisme zijn de serpentinisering van dolomieten, ultramafische gesteenten en basisgesteenten, en de chloritisering van diabasen. Het volgende type wordt gekenmerktal bij zijn naam.
Contactmetamorfose vindt plaats aan de grenzen van gastgesteenten en gesmolten magma, wanneer temperaturen, vloeistoffen (inerte gassen, boor, water) afkomstig van magma optreden. Een halo of contactzone kan twee tot vijf kilometer verwijderd zijn van het gestolde magma. Deze rotsen van metamorfose vertonen vaak metasomatisme, waarbij een rots of mineraal wordt vervangen door een ander. Neem bijvoorbeeld contact op met skarns, hornfelses. Het hydrothermische proces van metamorfose vindt plaats wanneer gesteenten worden veranderd als gevolg van waterige thermische oplossingen die vrijkomen door de stolling en kristallisatie van een uitbarsting. Ook hier zijn de processen van metasomatisme van groot belang.
Regionale metamorfose
Regionale metamorfose vindt plaats over grote gebieden waar de aardkorst mobiel is en onder invloed van tektonische processen in grote gebieden tot op grote diepte onder water komt te staan. Dit resulteert in bijzonder hoge drukken en hoge temperaturen. Regionale metamorfose transformeert eenvoudige kalksteen en dolomieten in marmer en graniet, dioriet, syenieten in granietgneis, amfibolieten en leisteen. Dit komt door het feit dat op gemiddelde en grote diepten dergelijke temperaturen en drukindicatoren zijn dat de steen zachter wordt, smelt en weer vloeit.
Rotsen van metamorfose van dit type onderscheiden zich door hun oriëntatie: wanneer massieve texturen stromen, worden ze gestreept, lineair, schalie, gneis en alle oriëntatiepunten worden gegeven ten opzichte van de stroomrichting. Kleine dieptes laten dit niet toe. Omdat het metamorfisme van rotsen ons laat zienverpletterd, leisteen, klei of gerafelde rotsen. Als veranderde gesteenten geassocieerd kunnen worden met sommige lijnen, kunnen we spreken van lokaal bijna-fout dislocatiemetamorfisme (dynamometamorfisme). De rotsen gevormd door dit proces worden mylonieten, schalies, kakirites, cataclasites, breccias genoemd. Stollingsgesteenten die alle stadia van metamorfisme hebben doorgemaakt, worden orthorocks genoemd (dit zijn orthoschisten, orthogneissen, enzovoort). Als de metamorfosegesteenten sedimentair zijn, worden ze pararotsen genoemd (dit zijn paraschisten of paragneissen, enzovoort).
Metamorfisme facies
Onder bepaalde thermodynamische omstandigheden tijdens het metamorfisme worden groepen gesteenten onderscheiden, waarbij minerale associaties overeenkomen met deze omstandigheden - temperatuur (T), totale druk (Рtotaal), partiële waterdruk (P H2O).
Soorten metamorfose omvatten vijf hoofdfasciae:
1. Groene leien. Deze fascia ontstaat bij een temperatuur onder de tweehonderdvijftig graden en de druk is ook niet te hoog - tot 0,3 kilobar. Het wordt gekenmerkt door biotiet, chloride, albiet (zure plagioclasen), sericiet (fijnvlokkende muscoviet) en dergelijke. Gewoonlijk wordt deze fascia bovenop sedimentaire gesteenten gelegd.
2. Epidoot-amfiboliet fascia wordt verkregen met een temperatuur tot vierhonderd graden en een druk tot een kilobar. Hier zijn amfibolen (vaak actinoliet), epidoot, oligoklaas, biotiet, muscoviet en dergelijke stabiel. Deze fascia is ook te zien in sedimentaire gesteenten.
3. Amfiboliet fascia is te vinden op elk typegesteenten - zowel stollings als sedimentair en metamorf (dat wil zeggen, deze fasciae zijn al onderworpen aan metamorfisme - epidoot-amfibolische of groenschist fascia). Hier vindt het metamorfe proces plaats bij temperaturen tot zevenhonderd graden Celsius en loopt de druk op tot drie kilobar. Deze fascia wordt gekenmerkt door mineralen als plagioklaas (andesine), hoornblende, almandine (granaat), diopside en andere.
4. Granulite fascia stroomt bij een temperatuur van meer dan duizend graden met een druk tot vijf kilobar. Mineralen die geen hydroxyl (OH) bevatten, kristalliseren hier uit. Bijvoorbeeld enstatiet, hyperstheen, pyrope (magnesische granaat), labrador en andere.
5. Eclogiet fascia passeert bij de hoogste temperaturen - meer dan anderhalve duizend graden, en de druk kan meer dan dertig kilobar zijn. Pyrope (granaat), plagioklaas, omphacite (groen pyroxeen) zijn hier stabiel.
Andere fascia
Een verscheidenheid aan regionaal metamorfisme is ultrametamorfisme, wanneer rotsen geheel of gedeeltelijk worden gesmolten. Indien gedeeltelijk - dit is anatexis, indien volledig - dit is palingenese. Migmatisatie wordt ook onderscheiden - een nogal complex proces waarbij gesteenten in lagen worden gevormd, waarbij stollingsgesteenten worden afgewisseld met relict, dat wil zeggen het bronmateriaal. Granitisatie is een wijdverbreid proces, waarbij het eindproduct een verscheidenheid aan granitoïden is. Dit is als het ware een speciaal geval van het algemene proces van granietvorming. Hier hebben we de introductie van kalium, natrium, silicium en de verwijdering van calcium, magnesium, ijzer met de meest actieve alkaliën, water enkooldioxide.
Diafthorese of regressief metamorfisme is ook wijdverbreid. Associaties van mineralen gevormd bij hoge drukken en temperaturen worden vervangen door hun lage temperatuur fasciae. Wanneer amfiboliet fascia wordt gesuperponeerd op granuliet fascia, en groenschist en epidoot-amfiboliet fascia enzovoort, treedt diaphtorese op. Het is in het proces van metamorfisme dat afzettingen van grafiet, ijzer, aluminiumoxide en dergelijke verschijnen, en de concentraties van koper, goud en polymetalen worden herverdeeld.
Processen en factoren
De processen van verandering en wedergeboorte van gesteenten vinden plaats in zeer lange perioden, ze worden gemeten in honderden miljoenen jaren. Maar zelfs niet te intense, significante factoren van metamorfisme leiden tot werkelijk gigantische veranderingen. De belangrijkste factoren zijn, zoals reeds vermeld, drukken en temperaturen die gelijktijdig werken met verschillende intensiteiten. Soms overheerst een of andere factor sterk. Druk kan ook op verschillende manieren op rotsen werken. Het kan veelomvattend (hydrostatisch) en eenzijdig gericht zijn. Een verhoging van de temperatuur verhoogt de chemische activiteit, alle reacties worden versneld door de interactie van oplossingen en mineralen, wat leidt tot hun herkristallisatie. Zo begint het proces van metamorfose. Roodgloeiend magma dringt de aardkorst binnen, oefent druk uit op rotsen, verwarmt ze en brengt veel stoffen in vloeibare en dampvorm met zich mee, en dit alles vergemakkelijkt reacties met gastgesteenten.
Soorten metamorfose zijn divers, net zo divers zijn de gevolgen van deze processen. BIJIn ieder geval worden de oude mineralen getransformeerd en nieuwe gevormd. Bij hoge temperaturen wordt dit hydrometamorfisme genoemd. Een snelle en sterke stijging van de temperatuur van de aardkorst treedt op wanneer magma opstijgt en erin binnendringt, of het kan het gevolg zijn van onderdompeling van hele blokken (grote delen) van de aardkorst tijdens tektonische processen tot grote diepten. Er is een onbeduidend smelten van het gesteente, wat er niettemin voor zorgt dat de ertsen en gesteenten de chemische en minerale samenstelling en fysische eigenschappen veranderen, soms verandert zelfs de vorm van de minerale afzettingen. Hematiet en magnetiet worden bijvoorbeeld gevormd uit ijzerhydroxiden, kwarts uit opaal, steenkoolmetamorfose treedt op - grafiet wordt verkregen en kalksteen herkristalliseert plotseling tot marmer. Deze transformaties vinden plaats, zij het voor een lange tijd, maar altijd op een wonderbaarlijke manier, waardoor de mensheid afzettingen van mineralen krijgt.
Hydrothermische processen
Wanneer er een proces van metamorfisme plaatsvindt, beïnvloeden niet alleen hoge drukken en temperaturen de kenmerken ervan. Een grote rol is weggelegd voor hydrothermische processen, waarbij zowel jonge wateren die vrijkomen uit afkoelende magma's als oppervlaktewater (vandose) zijn betrokken. De meest typische mineralen komen dus voor in gemetamorfoseerde gesteenten: pyroxenen, amfibolen, granaten, epidoot, chlorieten, mica's, korund, grafiet, serpentijn, hematiet, talk, asbest, kaoliniet. Het komt voor dat bepaalde mineralen de overhand hebben, er zijn er zoveel dat zelfs de namen de omvang van de inhoud weerspiegelen: pyroxeengneis, amfiboolgneis, biotietleien en dergelijke.
Alle processen van mineraalvorming - zowel magmatisch als pegmatiet, en metamorfismen - kunnen worden gekarakteriseerd als een fenomeen van paragenese, dat wil zeggen de gezamenlijke aanwezigheid van mineralen in de natuur, wat te wijten is aan de gemeenschappelijkheid van hun vormingsproces en vergelijkbare omstandigheden - zowel fysisch-chemisch als geologisch. Paragenese toont de volgorde van fasen van kristallisatie. Eerst - magmatische smelt, dan pegmatietresten en hydrothermische emanaties, of dit zijn sedimenten in waterige oplossingen. Wanneer magma in contact komt met basisgesteenten, verandert het ze, maar het verandert zichzelf. En als er veranderingen optreden in de samenstelling van het opdringerige gesteente, worden ze endocontactveranderingen genoemd, en als de gastgesteenten veranderen, worden ze exocontactveranderingen genoemd. De rotsen die een metamorfose hebben ondergaan, vormen een zone of halo van veranderingen, waarvan de aard afhangt van de samenstelling van het magma, evenals van de eigenschappen en samenstelling van de gastrotsen. Hoe groter de discrepantie in compositie, hoe intenser het metamorfisme.
Volgorde
Contacttransformaties zijn meer uitgesproken bij zuurintrusies die rijk zijn aan vluchtige ingrediënten. De gastgesteenten kunnen in de volgende volgorde worden gerangschikt (naarmate de mate van metamorfisme afneemt): klei en leisteen, kalksteen en dolomieten (carbonaatgesteenten), dan stollingsgesteenten, vulkanisch tufsteen en tufsteengesteente, zandsteen, kiezelhoudend gesteente. Het contactmetamorfisme neemt toe met toenemende porositeit en scheuren van het gesteente, aangezien gassen en dampen er gemakkelijk in circuleren.
En altijd,absoluut in alle gevallen is de dikte van de contactzone recht evenredig met de afmetingen van het indringende lichaam, en de hoek is omgekeerd evenredig wanneer het contactoppervlak een horizontaal vlak vormt. De breedte van de contacthalo's is meestal enkele honderden meters, soms tot vijf kilometer, in zeer zeldzame gevallen zelfs meer. De dikte van de exocontactzone is veel groter dan de dikte van de endocontactzone. De processen van metamorfose in de metaalvorming van de exocontactzone zijn veel diverser. Het endocontactgesteente is fijnkorrelig, vaak porfierachtig en bevat meer non-ferrometalen. In het exocontact neemt de intensiteit van het metamorfisme vrij sterk af, weg van de indringing.
Ondersoort van contactmetamorfose
Laten we contactmetamorfisme en zijn variëteiten nader bekijken - thermisch en metasomatisch metamorfisme. Normaal - thermisch, het komt voor bij een vrij lage druk en hoge temperatuur, er is geen significante instroom van nieuwe stoffen uit een al afkoelende indringing. Het gesteente herkristalliseert, soms worden nieuwe mineralen gevormd, maar er is geen significante verandering in de chemische samenstelling. Leischalies gaan soepel over in hoornfelses en kalksteen in knikkers. Mineralen worden zelden gevormd tijdens thermische metamorfose, behalve af en toe afzettingen van grafiet en apatiet.
Metasomatisch metamorfisme is duidelijk zichtbaar bij contacten met opdringerige lichamen, maar de manifestaties ervan worden vaak geregistreerd in die gebieden waar regionaal metamorfisme zich ontwikkelde. dergelijke manifestatiesvrij vaak kan worden geassocieerd met minerale afzettingen. Het kunnen mica, radioactieve elementen en dergelijke zijn. In deze gevallen vond de vervanging van mineralen plaats, die gepaard ging met de verplichte deelname van vloeibare en gasoplossingen en gepaard ging met veranderingen in de chemische samenstelling.
Dislocatie en impactmetamorfose
Er zijn veel synoniemen voor dislocatiemetamorfose, dus als kinetisch, dynamisch, cataclastisch metamorfisme of dynamometamorfisme wordt genoemd, hebben we het over hetzelfde, wat de minerale structurele transformatie van de rots betekent wanneer tektonische krachten inwerkten het in zones van puur discontinue verstoringen tijdens het vouwen van de bergen en zonder enige deelname van magma. De belangrijkste factoren hier zijn hydrostatische druk en gewoon stress (eenzijdige druk). Afhankelijk van de grootte en verhouding van deze drukken, herkristalliseert dislocatiemetamorfisme het gesteente volledig of gedeeltelijk, maar volledig, of het gesteente wordt verpletterd, vernietigd en ook herkristalliseerd. De output is een verscheidenheid aan schalies, mylonieten, cataclasites.
Impact of impactmetamorfose vindt plaats door een krachtige meteoritische schokgolf. Dit is het enige natuurlijke proces waarbij dit soort metamorfose kan worden waargenomen. Het belangrijkste kenmerk is het onmiddellijke uiterlijk, enorme piekdruk, temperatuur boven de anderhalve duizend graden. Vervolgens treden hogedrukfasen in voor een aantal verbindingen - ringwoodiet, diamant, stishoviet, coesiet. Rotsen en mineralen worden verpletterd,hun kristalroosters worden vernietigd, diaplectische mineralen en glazen verschijnen, alle rotsen smelten.
Metamorfismewaarden
In een diepgaande studie van metamorfe gesteenten worden, naast de belangrijkste soorten veranderingen die hierboven zijn opgesomd, vaak enkele andere betekenissen van dit concept gebruikt. Dit is bijvoorbeeld prograde (of progressief) metamorfisme, dat voortgaat met de actieve deelname van endogene processen en de vaste toestand van het gesteente behoudt zonder op te lossen of te smelten. Vergezeld van het verschijnen van hogere temperatuur associaties van mineralen op de plaats van bestaan van lage temperatuur, verschijnen parallelle structuren, herkristallisatie en afgifte van koolstofdioxide en water uit mineralen.
Regressief metamorfisme (of retrograde of monodiafthorese) wordt ook in aanmerking genomen. In dit geval worden minerale transformaties veroorzaakt door de aanpassing van metamorfe gesteenten en magmatische gesteenten aan nieuwe omstandigheden in lagere stadia van metamorfisme, wat leidde tot het verschijnen van mineralen bij lage temperatuur in plaats van mineralen bij hoge temperatuur. Ze werden gevormd tijdens eerdere processen van metamorfose. Selectief metamorfisme is een selectief proces, veranderingen vinden selectief plaats, alleen in bepaalde delen van de reeks. Hier de heterogeniteit van de chemische samenstelling, kenmerken van de structuur of textuur, en dergelijke.
