Paineen, korkean lämpötilan, aineiden poistamisen tai viemisen vaikutuksesta kiviin - sedimenttisiin, magmaattisiin, metamorfisiin, mihin tahansa - niiden muodostumisen jälkeen tapahtuu muutosprosesseja, ja tämä on metamorfia. Tällaiset prosessit voidaan jakaa kahteen laajaan ryhmään: paikallinen metamorfia ja syvä. Jälkimmäistä kutsutaan myös alueelliseksi ja entistä paikalliseksi metamorfoksiksi. Se riippuu prosessin laajuudesta.
Paikallinen metamorfismi
Paikallinen metamorfismi on liian suuri luokka, ja se on myös jaettu hydrotermiseen metamorfiaan, eli matalan ja keskilämpötilan, kontaktin ja autometamorfian. Jälkimmäinen on muutosprosessi magmaisissa kivissä jähmettymisen tai kovettumisen jälkeen, kun niihin vaikuttavat jäännösliuokset, jotka ovat saman magman tuotetta ja kiertävät kivessä. Esimerkkejä sellaisesta muodonmuutoksesta ovat dolomiittien, ultramafisten kivien ja emäksisten kivien serpentinisoituminen sekä diabaasien kloristoituminen. Seuraava tyyppi on tunnusomaistajo nimellä.
Kosketusmuodonmuutoksia tapahtuu isäntäkivien ja sulan magman rajoilla, kun lämpötilat, magmasta tulevat nesteet (inertit kaasut, boori, vesi) vaikuttavat. Halo tai kosketusiskuvyöhyke voi olla kahdesta viiteen kilometriä jähmettyneestä magmasta. Näissä muodonmuutoskivissä esiintyy usein metasomatismia, jossa yksi kivi tai mineraali korvataan toisella. Ota yhteyttä esimerkiksi skarnit, hornfelssit. Metamorfismin hydroterminen prosessi tapahtuu, kun kivet muuttuvat vesipitoisten lämpöliuosten vuoksi, jotka vapautuvat purkauksen jähmettymisen ja kiteytymisen seurauksena. Myös tässä metasomatismin prosessit ovat erittäin tärkeitä.
Alueellinen metamorfismi
Alueellinen muodonmuutos tapahtuu laajoilla alueilla, joilla maankuori liikkuu ja on syvälle tektonisten prosessien vaikutuksen alaisena suurilla alueilla. Tämä johtaa erityisen korkeisiin paineisiin ja korkeisiin lämpötiloihin. Alueellinen muodonmuutos muuttaa yksinkertaiset kalkkikivet ja dolomiitit marmoreiksi ja graniitit, dioriitit, syeniitit graniittigneisseiksi, amfiboliiteiksi ja liuskeiksi. Tämä johtuu siitä, että keskisyvillä ja suurilla syvyyksillä sellaiset lämpötilat ja paineet osoittavat, että kivi pehmenee, sulaa ja valuu uudelleen.
Tällaiset muodonmuutoskivet erottuvat suuntauksestaan: kun massiivinen pintakuviointi virtaa, niistä tulee raidallisia, lineaarisia, liuske-, gneisisiä, ja kaikki maamerkit on annettu suhteessa virtaussuuntaan. Pienet syvyydet eivät tätä salli. Koska kivien muodonmuutos näyttää meillemurskatut, liuske-, savi- tai rispaantuneet kivet. Jos muuttuneita kiviä voidaan liittää joihinkin linjoihin, voidaan puhua paikallisesta läheisvikaan siirtymän metamorfismista (dynamometamorfismista). Tässä prosessissa muodostuneita kiviä kutsutaan myloniiteiksi, liuskeiksi, kakiriiteiksi, kataklasiiteiksi, breksiiksi. Magmakiviä, jotka ovat käyneet läpi kaikki muodonmuutoksen vaiheet, kutsutaan ortokiviksi (nämä ovat ortoskistit, ortogneisset ja niin edelleen). Jos muodonmuutoskivet ovat sedimenttisiä, niitä kutsutaan parakiviksi (nämä ovat paraskisteja tai paragneissejä ja niin edelleen).
Metamorfismifacies
Tietyissä muodonmuutoksen kulun termodynaamisissa olosuhteissa erotetaan kiviryhmiä, joissa mineraaliyhdistykset vastaavat näitä olosuhteita - lämpötila (T), kokonaispaine (Рyhteensä), veden osapaine (P H2O).
Metamorfismityyppejä ovat viisi pääfaskiaa:
1. Vihreät laatat. Tämä faskia esiintyy lämpötilassa alle kaksisataaviisikymmentä astetta, eikä paine ole myöskään liian korkea - jopa 0,3 kilobaaria. Sille on tunnusomaista biotiitti, kloridi, albiitti (happoplagioklaasi), serikiitti (hiutalemuskoviitti) ja vastaavat. Yleensä tämä sidekalvo on kerrostunut sedimenttikivien päälle.
2. Epidootti-amfiboliittifaskia saadaan jopa neljäsataa astetta lämpötilassa ja kilobarin paineessa. Tässä amfibolit (usein aktinoliitti), epidootti, oligoklaasi, biotiitti, muskoviitti ja vastaavat ovat stabiileja. Tämä sidekalvo näkyy myös sedimenttikivissä.
3. Amfiboliittifaskia löytyy mistä tahansa tyypistäkivet - sekä magmaisia että sedimenttisiä ja metamorfisia (eli nämä sidekalvot ovat jo altistuneet muodonmuutokselle - epidootti-amfibolinen tai viherliuskofaski). Täällä metamorfinen prosessi tapahtuu jopa seitsemänsadan celsiusasteen lämpötiloissa ja paine nousee kolmeen kilobariin. Tälle faskialle on ominaista sellaiset mineraalit kuin plagioklaasi (andesiini), sarvisekoite, almandiini (granaatti), diopsidi ja muut.
4. Granuliittifaski virtaa yli tuhannen asteen lämpötilassa jopa viiden kilobaarin paineella. Täällä kiteytyvät mineraalit, jotka eivät sisällä hydroksyyliä (OH). Esimerkiksi enstaatti, hypersteeni, pyrooppi (magnesiangranaatti), labrador ja muut.
5. Eclogite fascia kulkee korkeimmissa lämpötiloissa - yli puolitoista tuhatta astetta, ja paine voi olla yli kolmekymmentä kilobaaria. Pyrooppi (granaatti), plagioklaasi, omfasiitti (vihreä pyrokseeni) ovat stabiileja täällä.
Muu kojeisto
Erilainen alueellinen metamorfismi on ultrametamorfismia, kun kivet ovat kokonaan tai osittain sulaneet. Jos osittain - tämä on anateksis, jos kokonaan - tämä on palingeneesi. Erotetaan myös migmatisaatio - melko monimutkainen prosessi, jossa kiviä muodostuu kerroksittain, joissa magmaiset kivet vuorottelevat jäännösaineksen, eli lähdemateriaalin, kanssa. Granitointi on laajalle levinnyt prosessi, jossa lopputuotteena on erilaisia granitoideja. Tämä on ikään kuin erityinen tapaus yleisestä graniitin muodostumisprosessista. Tässä tarvitaan kaliumin, natriumin, piin käyttöönottoa sekä kalsiumin, magnesiumin, raudan poistamista aktiivisimmilla emäksillä, vedellä jahiilidioksidi.
Diaftoreesi tai regressiivinen metamorfismi on myös laajalle levinnyt. Korkeissa paineissa ja lämpötiloissa muodostuneet mineraalien yhdistelmät korvataan niiden matalan lämpötilan faskioilla. Kun amfiboliittifaski on päällekkäin granuliittifaskian ja viherliuskeen ja epidootti-amfiboliittifaskian ja niin edelleen, tapahtuu diaphtoreesia. Grafiitin, raudan, alumiinioksidin ja vastaavien kerrostumia ilmaantuu muodonmuutosprosessissa, ja kuparin, kullan ja polymetallien pitoisuudet jakautuvat uudelleen.
Prosessit ja tekijät
Kivien muutos- ja uudestisyntymisprosessit tapahtuvat hyvin pitkiä ajanjaksoja, ne mitataan satoissa miljoonissa vuosissa. Mutta jopa ei liian voimakkaat, merkittävät metamorfismin tekijät johtavat todella jättimäisiin muutoksiin. Päätekijät ovat, kuten jo mainittiin, paineet ja lämpötilat, jotka vaikuttavat samanaikaisesti eri intensiteetillä. Joskus yksi tai toinen tekijä voittaa jyrkästi. Paine voi myös vaikuttaa kiviin eri tavoin. Se voi olla kattava (hydrostaattinen) ja suunnattu yksipuolisesti. Lämpötilan nousu lisää kemiallista aktiivisuutta, liuosten ja mineraalien vuorovaikutus kiihdyttää kaikkia reaktioita, mikä johtaa niiden uudelleenkiteytymiseen. Tästä alkaa muodonmuutosprosessi. Kuuma magma tunkeutuu maankuoreen, kohdistaa painetta kiviin, lämmittää niitä ja tuo mukanaan paljon aineita nestemäisessä ja höyryssä, mikä kaikki helpottaa reaktioita isäntäkivien kanssa.
Metamorfismityypit ovat erilaisia, aivan yhtä erilaisia ovat näiden prosessien seuraukset. ATJoka tapauksessa vanhat mineraalit muuttuvat ja uusia muodostuu. Korkeissa lämpötiloissa tätä kutsutaan hydrometamorfismiksi. Maankuoren lämpötilan nopea ja jyrkkä nousu tapahtuu, kun magma nousee ja tunkeutuu siihen, tai se voi olla seurausta kokonaisten maankuoren lohkojen (suurten alueiden) upottamisesta tektonisten prosessien aikana suuriin syvyyksiin. Kivessä tapahtuu merkityksetöntä sulamista, joka kuitenkin aiheuttaa malmien ja kivien kemiallisen ja mineraalisen koostumuksen ja fysikaalisten ominaisuuksien muuttamisen, joskus jopa mineraaliesiintymien muoto muuttuu. Esimerkiksi hematiitti ja magnetiitti muodostuvat rautahydroksideista, kvartsi opaalista, tapahtuu hiilen metamorfia - saadaan grafiittia ja kalkkikivi kiteytyy yhtäkkiä uudelleen marmoriksi. Nämä muutokset tapahtuvat, vaikkakin pitkään, mutta aina ihmeellisellä tavalla, mikä antaa ihmiskunnalle mineraaliesiintymiä.
Hydrotermiset prosessit
Kun tapahtuu muodonmuutosprosessi, korkeat paineet ja lämpötilat eivät vaikuta sen ominaisuuksiin. V altava rooli on osoitettu hydrotermisille prosesseille, joissa mukana ovat sekä jäähtyvistä magmaista vapautuvat nuoret vedet että pintavedet (vandoosi). Tyypillisimpiä mineraaleja esiintyy siis muodonmuutoskivissä: pyrokseenit, amfibolit, granaatit, epidootti, kloriitit, kiillet, korundi, grafiitti, serpentiini, hematiitti, talkki, asbesti, kaoliniitti. Tietyt mineraalit ovat vallitsevia, niitä on niin paljon, että nimetkin heijastavat sisällön suuruutta: pyrokseenigneisset, amfiboligneisset, biotiittiliuskekivet ja vastaavat.
Kaikki mineraalien muodostumisprosessit - sekä magmaattiset että pegmatiittiset ja metamorfismit - voidaan luonnehtia parageneesin ilmiöksi eli mineraalien yhteiseksi esiintymiseksi luonnossa, mikä johtuu niiden muodostumisprosessin yhteisyydestä ja vastaavat olosuhteet - sekä fysikaalis-kemialliset että geologiset. Parageneesi näyttää kiteytysvaiheiden järjestyksen. Ensin - magmaattinen sula, sitten pegmatiittijäännökset ja hydrotermiset emanaatiot tai nämä ovat sedimenttejä vesiliuoksissa. Kun magma joutuu kosketuksiin peruskivien kanssa, se muuttaa niitä, mutta se muuttaa itseään. Ja jos tunkeutuvan kiven koostumuksessa tapahtuu muutoksia, niitä kutsutaan endokontaktimuutoksiksi, ja jos isäntäkivet muuttuvat, niitä kutsutaan eksokontaktimuutoksiksi. Metamorfian läpikäyneet kivet muodostavat muutosvyöhykkeen eli halon, jonka luonne riippuu magman koostumuksesta sekä isäntäkivien ominaisuuksista ja koostumuksesta. Mitä suurempi ero koostumuksessa, sitä voimakkaampi metamorfia.
Järjestö
Kosketusmuutokset ovat selvempiä haihtuvia ainesosia sisältävissä happamissa tunkeutumisissa. Isäntäkivet voidaan järjestää seuraavaan järjestykseen (muodonmuutosasteen pienentyessä): savet ja liuskeet, kalkkikivet ja dolomiitit (karbonaattikivet), sitten magmaiset kivet, vulkaaniset tuffit ja tuffikivet, hiekkakivet, piipitoiset kivet. Kosketusmuodonmuutos lisääntyy kallion huokoisuuden ja halkeamisen myötä, koska kaasut ja höyryt kiertävät niissä helposti.
Ja aina,Ehdottomasti kaikissa tapauksissa kosketusvyöhykkeen paksuus on suoraan verrannollinen tunkeutuvan kappaleen mittoihin ja kulma on kääntäen verrannollinen silloin, kun kosketuspinta muodostaa vaakatason. Kosketushalojen leveys on yleensä useita satoja metrejä, joskus jopa viisi kilometriä, erittäin harvoissa tapauksissa jopa enemmän. Eksokontaktivyöhykkeen paksuus on paljon suurempi kuin endokontaktialueen paksuus. Metamorfismiprosessit eksokontaktialueen metallin muodostuksessa ovat paljon monipuolisempia. Endokontaktikivi on hienorakeista, melko usein porfyriittistä ja sisältää enemmän ei-rautametalleja. Eksokontaktissa metamorfismin intensiteetti laskee melko jyrkästi siirtyen pois tunkeutumisesta.
Kosketusmetamorfian alalajit
Katsotaanpa lähemmin kontaktin muodonmuutosta ja sen lajikkeita - lämpöä ja metasomaattista metamorfiaa. Normaali - lämpö, se tapahtuu melko alhaisessa paineessa ja korkeassa lämpötilassa, ei ole merkittävää uusien aineiden virtaa jo jäähdyttävästä tunkeutumisesta. Kivi kiteytyy uudelleen, joskus muodostuu uusia mineraaleja, mutta kemiallisessa koostumuksessa ei ole merkittävää muutosta. Saviliuskeet muuttuvat sujuvasti sarvikiviksi ja kalkkikivet marmoriksi. Mineraalit muodostuvat harvoin terminen muodonmuutoksen aikana, lukuun ottamatta satunnaisia grafiitti- ja apatiittikertymiä.
Metasomaattinen muodonmuutos näkyy selvästi kosketuksissa tunkeilevien kehojen kanssa, mutta sen ilmenemismuotoja kirjataan usein niille alueille, joilla alueellista metamorfiaa kehittyi. Sellaisia ilmentymiämelko usein voidaan yhdistää mineraaliesiintymiin. Se voi olla kiilleä, radioaktiivisia elementtejä ja vastaavia. Näissä tapauksissa tapahtui mineraalien korvaaminen, joka eteni neste- ja kaasuliuosten pakollisella osallistumisella ja siihen liittyi muutoksia kemiallisessa koostumuksessa.
Dislokaatio ja iskun muodonmuutos
Sinonyymejä dislokaatiometamorfismille on paljon, joten jos mainitaan kineettinen, dynaaminen, kataklastinen metamorfismi tai dynamometamorfismi, puhumme samasta asiasta, joka tarkoittaa kiven mineraalirakenteen muutosta tektonisten voimien vaikutuksesta se vyöhykkeillä, joilla on puhtaasti epäjatkuvia häiriöitä vuoren taittumisen aikana ja ilman magman osallistumista. Tärkeimmät tekijät tässä ovat hydrostaattinen paine ja yksinkertaisesti jännitys (yksipuolinen paine). Näiden paineiden suuruuden ja suhteen mukaan dislokaatiometamorfismi kiteyttää kallion kokonaan tai osittain, mutta kokonaan tai kivet murskautuvat, tuhoutuvat ja myös uudelleenkiteytyvät. Tuotos on erilaisia liuskekiveä, myloniitteja, kataklasiitteja.
Iskun tai törmäyksen muodonmuutos tapahtuu voimakkaan meteoriittisen shokkiaallon kautta. Tämä on ainoa luonnollinen prosessi, jossa tämän tyyppisiä muodonmuutoksia voidaan havaita. Pääominaisuus on välitön ulkonäkö, v altava huippupaine, lämpötila yli puolitoista tuhatta astetta. Sitten korkeapainefaasit asettuvat useille yhdisteille - ringwoodiitti, timantti, stisoviitti, koesiitti. Kivet ja mineraalit murskataan,niiden kidehilat tuhoutuvat, diaplektisia mineraaleja ja laseja ilmaantuu, kaikki kivet sulavat.
Metamorfismiarvot
Metamorfisten kivien syvätutkimuksessa yllä lueteltujen tärkeimpien muutostyyppien lisäksi käytetään usein joitain muita tämän käsitteen merkityksiä. Tämä on esimerkiksi progressiivinen (tai progressiivinen) metamorfismi, joka etenee endogeenisten prosessien aktiivisella osallistumisella ja säilyttää kiven kiinteän tilan ilman liukenemista tai sulamista. Korkeamman lämpötilan mineraaliyhdistelmien ilmaantumisen myötä matalalämpöisten mineraalien esiintymispaikalle ilmaantuu rinnakkaisia rakenteita, uudelleenkiteytyminen ja hiilidioksidin ja veden vapautuminen mineraaleista.
Regressiivinen metamorfismi (tai retrogradinen tai monodiaftoreesi) otetaan myös huomioon. Tässä tapauksessa mineraalien muunnoksia aiheuttavat metamorfisten ja magmaattisten kivien sopeutuminen uusiin olosuhteisiin metamorfismin alemmissa vaiheissa, mikä johti matalalämpöisten mineraalien ilmaantumiseen korkean lämpötilan mineraalien tilalle. Ne muodostuivat aikaisempien muodonmuutosprosessien aikana. Selektiivinen metamorfismi on selektiivinen prosessi, muutokset tapahtuvat valikoivasti, vain tietyissä sekvenssin osissa. Tässä kemiallisen koostumuksen heterogeenisuus, rakenteen tai koostumuksen ominaisuudet ja vastaavat.