Қысымның, жоғары температураның әсерінен, жыныстарға заттардың жойылуы немесе енуі – шөгінді, магмалық, метаморфтық, кез келген – олар пайда болғаннан кейін өзгеру процестері жүреді, бұл метаморфизм. Мұндай процестерді екі кең топқа бөлуге болады: жергілікті метаморфизм және терең. Соңғысын аймақтық, ал біріншісін жергілікті метаморфизм деп те атайды. Бұл процестің ауқымына байланысты.
Жергілікті метаморфизм
Жергілікті метаморфизм тым үлкен категория, сонымен қатар ол гидротермиялық метаморфизмге, яғни төмен және орташа температураға, контактілі және автометаморфизмге бөлінеді. Соңғысы – бір магманың өнімі болып табылатын және тау жыныстарында айналатын қалдық ерітінділердің әсерінен магмалық тау жыныстарының қатаю немесе қатаюдан кейін өзгеру процесі. Мұндай метаморфизмнің мысалдары доломиттердің, ультрамәндік жыныстардың және негізгі жыныстардың серпентинденуі және диабазалардың хлориттенуі. Келесі түрі сипатталадыатымен әлдеқашан.
Байланыс метаморфизмі негізгі тау жыныстары мен балқыған магманың шекарасында магмадан келетін температуралар, сұйықтықтар (инерттік газдар, бор, су) әрекет еткенде пайда болады. Ореол немесе байланыс әсер ету аймағы қатайған магмадан екі-бес километрге дейін болуы мүмкін. Бұл метаморфизм жыныстары көбінесе метасоматизмді көрсетеді, мұнда бір жыныс немесе минерал екіншісімен ауыстырылады. Мысалы, контактілі скарндар, мүйізділер. Метаморфизмнің гидротермиялық процесі тау жыныстары атқылаудың қатаюы мен кристалдануы арқылы бөлінетін сулы термиялық ерітінділердің әсерінен өзгерген кезде пайда болады. Мұнда да метасоматизм процестерінің маңызы зор.
Аймақтық метаморфизм
Аймақтық метаморфизм жер қыртысы жылжымалы және үлкен аумақтардағы тектоникалық процестердің әсерінен тереңдікке дейін су астында қалған үлкен аумақтарда жүреді. Бұл әсіресе жоғары қысым мен жоғары температураға әкеледі. Аймақтық метаморфизм қарапайым әктастарды және доломиттерді мәрмәрға, ал граниттерді, диориттерді, сиениттерді гранитті гнейстерге, амфиболиттер мен шисттерге айналдырады. Бұл орташа және үлкен тереңдікте мұндай температуралар мен қысым көрсеткіштері тасты жұмсартып, балқып, қайтадан ағып кетуіне байланысты.
Бұл типтегі метаморфизм таужыныстары бағыттылығымен ерекшеленеді: массивтік текстуралар ағу кезінде олар жолақты, сызықты, тақтатас, гнейсті болады және барлық белгілер ағынның бағытына қатысты беріледі. Кішкентай тереңдіктер бұған жол бермейді. Өйткені тау жыныстарының метаморфизмі бізді көрсетедіұсақталған, тақтатас, саз немесе тозған жыныстар. Егер өзгерген жыныстарды кейбір сызықтармен байланыстыруға болатын болса, біз жергілікті жарыққа жақын дислокация метаморфизмі (динамометаморфизм) туралы айтуға болады. Осы процестен пайда болған тау жыныстары милониттер, тақтатастар, какириттер, катаклазиттер, брекчиялар деп аталады. Метаморфизмнің барлық сатыларынан өткен магмалық жыныстар ортороктар деп аталады (бұлар ортошистер, ортогнейстер және т.б.). Егер метаморфизм таужыныстары шөгінді болса, олар пара-жыныстар деп аталады (бұл парашистер немесе парагнейстер және т.б.).
Метаморфизм фациялары
Метаморфизм ағымының белгілі бір термодинамикалық жағдайында тау жыныстарының топтары бөлінеді, мұнда минералдық ассоциациялар осы шарттарға сәйкес келеді - температура (T), жалпы қысым (Рбарлығы), судың ішінара қысымы (P H2O).
Метаморфизм түрлеріне бес негізгі фасция кіреді:
1. Жасыл тақталар. Бұл фассия екі жүз елу градустан төмен температурада пайда болады және қысым да тым жоғары емес - 0,3 килобарға дейін. Оған биотит, хлорид, альбит (қышқыл плагиоклаздар), серицит (ұсақ қабыршақты мусковит) және т.б. Әдетте бұл фассия шөгінді жыныстардың үстіне қойылады.
2. Эпидот-амфиболит фассиясы төрт жүз градусқа дейінгі температура мен килобарға дейінгі қысыммен алынады. Мұнда амфиболдар (көбінесе актинолит), эпидот, олигоклаза, биотит, мусковит және т.б. Бұл фассияны шөгінді жыныстарда да көруге болады.
3. Амфиболит фассиясы кез келген түрде кездеседітау жыныстары – магмалық та, шөгінді де, метаморфты да (яғни, бұл фасциялар метаморфизмге ұшыраған – эпидот-амфиболалық немесе жасыл фасция). Мұнда метаморфтық процесс жеті жүз градус Цельсийге дейінгі температурада жүріп, қысым үш килобарға дейін көтеріледі. Бұл фасция плагиоклаз (андезин), мүйізді бленд, алмандин (гранат), диопсид және басқалары сияқты минералдармен сипатталады.
4. Гранулитті фассия бес килобарға дейінгі қысыммен мың градустан жоғары температурада ағып жатыр. Мұнда құрамында гидроксил (ОН) жоқ минералдар кристалданады. Мысалы, энстатит, гиперстен, пироп (магнезиялық гранат), лабрадор және т.б.
5. Эклогит фассиясы ең жоғары температурада өтеді - бір жарым мың градустан астам, ал қысым отыз килобардан жоғары болуы мүмкін. Мұнда пироп (гранат), плагиоклаз, омфацит (жасыл пироксен) тұрақты.
Басқа фасция
Аймақтық метаморфизмнің алуан түрі ультраметаморфизм болып табылады, тау жыныстары толық немесе жартылай балқыған кезде. Егер ішінара болса - бұл анатексия, толық болса - бұл палингенез. Мигматизация да ерекшеленеді - тау жыныстары қабат-қабат түзілетін, магмалық тау жыныстары реликті, яғни бастапқы материалмен кезектесетін өте күрделі процесс. Гранитизация кең таралған процесс, мұнда түпкі өнім әртүрлі гранитоидтар болып табылады. Бұл гранит түзілудің жалпы процесінің ерекше жағдайы сияқты. Мұнда бізге калий, натрий, кремний енгізу және кальцийді, магнийді, ең белсенді сілтілері бар темірді, суды жәнекөмірқышқыл газы.
Диафторез немесе регрессивті метаморфизм де кең таралған. Жоғары қысымда және температурада түзілген минералдардың бірлестіктері олардың төмен температуралы фассияларымен ауыстырылады. Амфиболит фасциясы гранулитті фассияға, ал гриншист және эпидот-амфиболит фасциясы және т.б. қабаттасса, диафторез пайда болады. Дәл метаморфизм процесінде графит, темір, алюминий тотығы және т.б. шөгінділер пайда болып, мыс, алтын және полиметалл концентрациясы қайта бөлінеді.
Процестер мен факторлар
Тау жыныстарының өзгеру және қайта туылу процестері өте ұзақ уақыт аралығында жүреді, олар жүздеген миллион жылдармен өлшенеді. Бірақ тым қарқынды болмаса да, метаморфизмнің маңызды факторлары шын мәнінде үлкен өзгерістерге әкеледі. Негізгі факторлар, жоғарыда айтылғандай, әртүрлі қарқындылықпен бір уақытта әрекет ететін қысымдар мен температуралар. Кейде бір немесе басқа фактор күрт басым болады. Қысым тау жыныстарына да әртүрлі әсер етуі мүмкін. Ол жан-жақты (гидростатикалық) және бір жақты бағытталған болуы мүмкін. Температураның жоғарылауы химиялық белсенділікті арттырады, барлық реакциялар ерітінділер мен минералдардың өзара әрекеттесуінен жеделдетіледі, бұл олардың қайта кристалдануына әкеледі. Осылайша метаморфизм процесі басталады. Қызыл-ыстық магма жер қыртысына еніп, тау жыныстарына қысым жасайды, оларды қыздырады және өзімен бірге сұйық және бу күйіндегі көптеген заттарды әкеледі және мұның бәрі негізгі жыныстармен реакцияларды жеңілдетеді.
Метаморфизм түрлері де әртүрлі, бұл процестердің салдары әртүрлі. ATҚалай болғанда да, ескі пайдалы қазбалар түрленіп, жаңалары пайда болады. Жоғары температурада бұл гидрометаморфизм деп аталады. Жер қыртысы температурасының тез және күрт жоғарылауы магма көтеріліп, оған енген кезде болады немесе ол тектоникалық процестер кезінде жер қыртысының тұтас блоктарының (үлкен аумақтарының) үлкен тереңдікке батуының нәтижесі болуы мүмкін. Тау жыныстарының елеусіз балқуы байқалады, соған қарамастан кендер мен тау жыныстарының химиялық және минералдық құрамы мен физикалық қасиеттерінің өзгеруіне әкеледі, кейде тіпті минералды кен орындарының пішіні де өзгереді. Мысалы, темір гидроксидтерінен гематит пен магнетит, опалдан кварц түзіледі, көмір метаморфизмі жүреді - графит алынады, әктас кенеттен мәрмәрге қайта кристалданады. Бұл трансформациялар ұзақ уақыт болса да, әрқашан керемет түрде жүреді, бұл адамзатқа пайдалы қазбалардың кен орындарын береді.
Гидротермиялық процестер
Метаморфизм процесі болған кезде оның сипаттамаларына жоғары қысым мен температура ғана әсер етпейді. Суыту магмаларынан бөлінетін жас сулар да, жер үсті (вандоза) сулары да қатысатын гидротермиялық процестерге үлкен рөл беріледі. Осылайша метаморфозға ұшыраған жыныстарда ең типтік минералдар пайда болады: пироксендер, амфиболдар, гранаттар, эпидот, хлориттер, слюдалар, корунд, графит, серпентин, гематит, тальк, асбест, каолинит. Белгілі бір минералдар басым, олардың көптігі сонша, тіпті атаулары да мазмұнның шамасын көрсетеді: пироксен гнейстері, амфибол гнейстері, биотит.тақталар және т.б.
Минерал түзілудің барлық процестерін – магмалық та, пегматитті де, метаморфизмді де – парагенез құбылысы ретінде, яғни минералдардың табиғатта бірігіп болуы, олардың түзілу процесінің ортақтығына байланысты сипатталуы мүмкін. және ұқсас жағдайлар – физикалық-химиялық және геологиялық. Парагенез кристалдану фазаларының ретін көрсетеді. Алдымен - магмалық балқымалар, содан кейін пегматит қалдықтары және гидротермиялық эманациялар немесе бұл сулы ерітінділердегі шөгінділер. Магма негізгі тау жыныстарымен жанасқанда оларды өзгертеді, бірақ өзі өзгереді. Ал егер интрузивті жыныстың құрамында өзгерістер болса, эндоконтакттік өзгерістер, ал негізгі жыныстар өзгерсе, экзоконтакттік өзгерістер деп аталады. Метаморфизмге ұшыраған тау жыныстары өзгерістер аймағын немесе ореолын құрайды, олардың табиғаты магманың құрамына, сондай-ақ негізгі жыныстардың қасиеттері мен құрамына байланысты. Құрамдағы сәйкессіздік неғұрлым көп болса, метаморфизм соғұрлым қарқынды болады.
Тізбек
Ұшқыш ингредиенттерге бай қышқылдық интрузияларда жанасу өзгерістері айқынырақ болады. Негізгі жыныстарды келесі реттілікпен орналастыруға болады (метаморфизм дәрежесінің төмендеуіне қарай): саз және тақтатас, әктас және доломиттер (карбонатты жыныстар), одан кейін магмалық жыныстар, жанартаулық туфтар және туфты жыныстар, құмтастар, кремнийлі жыныстар. Контактілі метаморфизм тау жыныстарының кеуектілігі мен жарықшақтылығы артқан сайын артады, өйткені оларда газдар мен булар оңай айналады.
Және әрқашан,абсолютті барлық жағдайларда жанасу аймағының қалыңдығы интрузивті дененің өлшемдеріне тура пропорционал, ал жанасу беті көлденең жазықтықты құрайтын жерде бұрыш кері пропорционал болады. Байланыс ореолдарының ені әдетте бірнеше жүз метрді құрайды, кейде бес километрге дейін, өте сирек жағдайларда одан да көп. Экзоконтакт аймағының қалыңдығы эндоконтакт аймағының қалыңдығынан әлдеқайда көп. Экзоконтакт аймағының металл түзілуіндегі метаморфизм процестері әлдеқайда әртүрлі. Эндоконтактілі тау жынысы ұсақ түйіршікті, жиі порфиртті және құрамында түсті металдар көбірек. Экзоконтактте метаморфизм қарқындылығы интрузиядан алыстап айтарлықтай күрт төмендейді.
Байланыс метаморфизмінің кіші түрлері
Байланыс метаморфизмін және оның сорттарын - термиялық және метасоматикалық метаморфизмді толығырақ қарастырайық. Қалыпты - термиялық, ол айтарлықтай төмен қысымда және жоғары температурада пайда болады, қазірдің өзінде салқындатылған интрузиядан жаңа заттардың айтарлықтай ағыны болмайды. Тау жынысы қайта кристалданады, кейде жаңа минералдар түзіледі, бірақ химиялық құрамында айтарлықтай өзгеріс болмайды. Сазды тақтатастар мүйізді тастарға, әктастар мәрмәрге біркелкі өтеді. Термиялық метаморфизм кезінде минералдар сирек түзіледі, графит пен апатиттің кездейсоқ шөгінділерін қоспағанда.
Метасоматикалық метаморфизм интрузивті денелермен байланыста айқын көрінеді, бірақ оның көріністері көбінесе аймақтық метаморфизм дамыған аймақтарда тіркеледі. Мұндай көріністерпайдалы қазбалар кен орындарымен жиі байланысты болуы мүмкін. Бұл слюда, радиоактивті элементтер және т.б. Бұл жағдайларда сұйық және газ ерітінділерінің міндетті қатысуымен жүретін және химиялық құрамның өзгеруімен қатар жүретін минералдарды ауыстыру орын алды.
Дислокация және әсер ету метаморфизмі
Дислокациялық метаморфизмнің синонимдері өте көп, сондықтан кинетикалық, динамикалық, катакластиялық метаморфизм немесе динамометаморфизм туралы айтатын болсақ, біз дәл сол нәрсе туралы айтып отырмыз, яғни тектоникалық күштер әсер еткен кезде тау жынысының минералдық құрылымдық түрленуін білдіреді. ол тау қатпарлары кезінде және магманың қатысуынсыз таза үзіліссіз бұзылулар аймақтарында. Мұнда негізгі факторлар гидростатикалық қысым және жай кернеу (бір жақты қысым). Осы қысымдардың шамасы мен арақатынасы бойынша дислокациялық метаморфизм тау жынысын толығымен немесе ішінара, бірақ толығымен қайта кристалданады немесе тау жыныстары ұсақталып, бұзылады, сонымен қатар қайта кристалданады. Шығару - әртүрлі тақтатастардың, милониттердің, катаклазиттер.
Соққы немесе әсер ету метаморфизмі күшті метеориттік соққы толқыны арқылы жүреді. Бұл метаморфизмнің осы түрлерін байқауға болатын жалғыз табиғи процесс. Негізгі сипаттамасы - бұл лезде пайда болуы, үлкен шың қысымы, бір жарым мың градустан жоғары температура. Содан кейін бірқатар қосылыстар үшін жоғары қысымды фазалар орнатылады - рингвудит, алмаз, стиховит, коезит. Тау жыныстары мен минералдар ұсақталған,олардың кристалдық торлары бұзылады, диаплектикалық минералдар мен шынылар пайда болады, барлық тау жыныстары еріп кетеді.
Метаморфизм мәндері
Метаморфтық тау жыныстарын терең зерттеуде жоғарыда аталған өзгерістердің негізгі түрлерінен басқа бұл ұғымның кейбір басқа да мағыналары жиі қолданылады. Бұл, мысалы, эндогендік процестердің белсенді қатысуымен жүретін және ерімей немесе балқымай тау жынысының қатты күйін сақтайтын проградтық (немесе прогрессивті) метаморфизм. Төмен температуралылар бар жерде минералдардың жоғары температуралық ассоциацияларының пайда болуымен қатарлас құрылымдар пайда болады, қайта кристалданады және минералдардан көмірқышқыл газы мен суды бөледі.
Регрессивті метаморфизм (немесе ретроградтық, немесе монодиафторез) де есепке алынады. Бұл жағдайда минералдық трансформациялар метаморфизмнің төменгі сатыларында метаморфтық таужыныстар мен магмалық жыныстардың жаңа жағдайларға бейімделуінен туындайды, бұл жоғары температуралы минералдардың орнына төмен температуралы минералдардың пайда болуына әкелді. Олар бұрынғы метаморфизм процестері кезінде қалыптасқан. Таңдамалы метаморфизм – селективті процесс, өзгерістер селективті түрде болады, тек тізбектің белгілі бір бөліктерінде. Мұнда химиялық құрамның гетерогенділігі, құрылымның немесе текстураның ерекшеліктері және т.б.