Факторы метаморфизма

Главными факторами метаморфизма являются температура, давление и состав и концентрации флюидов.

Температура – один из главных факторов метаморфизма, она ускоряет химические реакции, способствует процессам перекристаллизации, увеличивает пористость пород и, т.о., проницаемость их для флюидов. Пределы колебания T при формировании метаморфических пород в земной коре 300 – 400^о до 1000^о, редко до 1200^о (начало плавления базальта).

Процессы метаморфизма происходят в зонах, в которых температура превышает фоновую температур Земли и определяется повышенным геотермическим ингредиентом.

Реакции при метаморфизме идут либо с поглощением, либо с выделением тепла. Метаморфизм, сопровождаемый реакциями с поглощением тепла (∆H>O), называется прогрессивным, а метаморфизм обратного направления (∆H<O) – регрессивным.

Литостатическое давление (P_s) – всестороннее давление, которое связано с глубиной погружения пород и способствует реакциям с изменением объема. Пределы колебания давления при метаморфизме в земной коре от 1бар до 15–17кбар. Давление и температура в земной коре – независимые величины, поэтому иногда удается наблюдать, что в одном разрезе по горизонтали чередуются метаморфические породы разной степени изменения.

Боковое давление (стресс) ранее считалось одним из главных факторов метаморфизма, но, как показали работы Д.С.Коржинского, стресс не является фактором минеральных равновесий и не влияет на минеральный состав ассоциаций, определяющих ту или иную ступень метаморфизма. Однако, его роль как катализатора метаморфических процессов велика. Деформации пород, сланцеватость, образование кливажа, катаклаз увеличивают проницаемость пород для флюидов.

Флюиды играют огромную роль в метаморфических процессах, без них метаморфическая перекристаллизация горных пород обычно отсутствует даже при значительном изменении температуры и давления. Состав флюидов сложен и изменяется в процессе метаморфизма. Наиболее важные компоненты флюидов – H₂O, CO₂, CO, CH₄, H₂S и др.

Главную роль при метаморфизме играют флюиды, имеющие глубинный (подкоровый) источник. Вода и другие летучие, выделяющиеся из пород при увеличении температуры и перекристаллизации гидроксилсодержащих минералов, составляют небольшую часть флюидов и мало влияют на процессы метаморфизма.

На больших глубинах присутствуют в основном восстановленные флюиды, по мере продвижения их к поверхности они окисляются, благодаря чему выделяются значительные количества тепла. Эти процессы и являются главным источником тепла при метаморфических процессах. Такое поднятие флюидов с проявлением реакций выделения тепла называется флюидно-тепловым потоком.

Другие источники, такие как радиоактивный распад, тепло магматических интрузий, играют при процессах метаморфизма подчиненную роль.

Глубинные флюиды проникают в зоны метаморфических изменений по межзерновым пространствам (инфильтрация). Вода увеличивает проницаемость пород, она смачивает поверхность кристаллов, благодаря чему флюиды с водой легче проникают по межзерновому пространству. Кислоты и щелочи, растворенные в воде, усиливают эффект смачиваемости.

Наряду с участием в химических реакциях, флюиды оказывают каталитическое воздействие, способствуя процессам перекристаллизации пород, которые сопровождаются растворением и переотложением вещества.

Степень перекристаллизации пород зависит и от окисленности флюида. Флюиды могут быть кислотными (H₂S, CO₂, Cl₂, F₂), щелочными (KOH, NaOH, Ca(OH)₂) или нейтральными (H₂O).

Процессы регионального метаморфизма идут под воздействием флюидов, близких к нейтральным, локального метаморфизма – щелочных или кислотных.

Дата добавления: 2014-01-07