Тема: «Метаморфизм. Виды метаморфизма».
План урока:
Вопрос №1: «Сущность процесса. Факторы метаморфизма».
Вопрос №2: «Виды метаморфизма».
Факторы метаморфизма.
Процесс преобразования горных пород в недрах Земли под влиянием эндогенных сил получил название метаморфизма. Этот термин был введен в 1885 году Ляйелем.
В процессах метаморфизма активное участие принимают
1. внутренняя теплота земли
2. высокое давление
3. магматизм
4. тектонические движения
Эти факторы воздействуя на горные породы вызывают в них изменения:
1. преобразование химического состава
2. преобразование минерального состава
3. изменение структуры и текстуры
Характер преобразований зависит от таких факторов как
1. давление (Р)
2. температура (Т)
3. близость к магматическому очагу
4. глубины залегания
Эти факторы могут действовать одновременно и порознь.
В зависмости от того какой из этих факторов вызывает существенное изменение в горных породах, выделяют следующие виды метаморфизма:
1. динамометаморфизм
2. термометаморфизм
3. гидротермальный и пневматолитовый метаморфизм
4. контактовый метаморфизм
5. региональный метаморфизм
Виды метаморфизма.
Динамометаморфизм.
Изменение минералов происходит за счет давления (Р).
В земной коре различают 3 вида давления:
1. гидростатическое давление обусловлено нагрузкой вышестоящих слоев. Такое давление возрастает с глубиной. Уже на глубине 10м Р=2600 атм. При таком Р ни одна, даже самая крепкая порода не может противостоять раздавливанию.
2. одностороннее Р или стресс – напряжение, вызывающее деформацию горных пород является следствием тектонических движений земной коры. Колоссальное внутреннее напряжение, возникающее при сдавливании горных пород, ведет к их дроблению, т.е. изменению формы зерен минералов. Породы под воздействием тектонических сил растекаются ┴ напряжения Р, в сторону меньшего сопротивления и
удлиняются, образуя новую структуру.
3. боковое давление возникает при проявлении в земной коре сил сжатия. Это вызывает пластические деформации и способствует смятию горных пород в складки.
2. Термометаморфизм – изменение горных пород за счет Т. Он проявляется там, где происходит интенсивное разогревание горных пород. Источником тепла является, внедряющаяся в верхние слои земной коры, магма.Магма, соприкасаясь с более холодными горными породами отдает ей свое тепло. Длительный подогрев, продолжающийся тысячелетиями ведет к перекристаллизации и изменению состава горных пород
Н известняки мрамор
песчанники кварц
3. Пневматолитовый игидротермальный метаморфизм.
Главным при этом является процесс метосоматоза.
Горячие газы и гидротермальные растворы поступают главным образом из магматических очагов.
Действие газов и растворов может быть раздельным или совместным.
При раздельном действии газы, проходя по трещинам вмещающих пород, вступают в обменные реакции с химически активными минералами и разлагают их.
Н в гранитах газ разлагает полевой шпат на кварц и слюду, одновременно оставляя в этих породах соединения Sn,W,Mo,Be и др.
В результате из гранитов образуется более светлая кварц – слюдяная порода – грейзен.
По мере охлаждения, газы, насыщенные водянными парами, преобразуется в гидротермические растворы. Они обуславливают вторую, более низкотемпературную стадию метосоматоза. Н серпентинизация, т.е. образование под давлением гидротерм метаморфического минерала серпинтина за счет магматического оливина.
Оливин Серментин
При воздействии гидротерм на карбонатной породе образуются метаморфические породы – скарны. Скарны имеют важное практическое значение, так как в них присутствуют многие полезнгые ископаемые: Сu,Fe, полиметаллы, Mo, W, Zn. Главные породообразовательные минералы скарнов – пироксен, плагиоклаз и гранит, а при более низких температурах – эпидот, актинолит и др. 4. Контактовый метаморфизм.
Он происходит на контакте двух сред. Одной из них является внедряющаяся в земную кору магма, другой – вмещающие породы. Внедрение в земную кору магмы изменяет обстановку окружающей среды. Повышается температура, через поры и трещины в породы просачиваются газы и водные пары. На границе контакта магмы с горными породами происходят сложные физико – химические процессы, ведущие:
1. к контактовому метасоматозу,
2. к температурным изменениям в породе, без заметного участия давления.
Интенсивность этих процессов зависит от состава магмы и вмещающих пород. Наиболее зничительные изменения происходят на контакте кислой магмы с карбонатными породами.
Контактовым изменениям подвергаются как осадочные, так и магматические горные породы.
Н глины и песчано-глинистые породы в процессе температурных изменений преобразуются в очень плотные, неслоистые, мелко или среднезернистые породы – роговики.
Граниты в грейзены.
Процессы контактового метаморфизма имеют ограниченное распространение, так как локализуются преимущественно вокруг интрузий.
Из пород контактового метаморфизма наиболее продуктивны скарны и грейзены.
С грейзенами связаны месторождения Zn, W, Mo, Li, U и др. В скарнах встречаются месторождения магнитных Fe руд (Сокол-Сарб.), меди (Каз.Джезказган).
Региональный метаморфизм происходит на больших глубинах и захватывает огромные площади. Верхним пределом метаморфизма является температура, при которой еще не происходит плавление, т.е. 800 - 850°С на значительных глубинах и 1000-1100°С ближе к поверхности. Давление может быть очень высоким и достигать нескольких десятков тысяч атмосфер. Особо велика роль одностороннего бокового давления - стресса. Его величина сегодня не может быть точно определена, но несомненно она значительно выше величины литостатического давления нагрузки вышележащих пород. Именно стресс вызывает появление характерной сланцеватости (полосчатосги) многих метаморфических образований.
Процесс регионального метаморфизма можно разделить на ступени, отвечающие определенным парагенетическим ассоциациям минералов, устойчивым в известных пределах температур и давлений. Такие ступени носят название фаций регионального метаморфизма. (табл.11).
Таблица 11. Парагенетические ассоциации минералов различных фаций регионально-метаморфизованных пород.
Фация зеленых сланцев - Хлорит, кальцит, кварц, альбит, мусковит,
серицит, актинолит, тремолит, тальк, серпентин,
магнетит, гематит
Эпидот- амфиболитовая - Роговая обманка, эпидот, биотит, мусковит,
кварц, кислые плагиоклазы, гранат, магнетит
Амфиболитовая - Роговая обманка, средние плагиоклазы, биотит,
кварц, кианит, магнетит
Гранулитовая - Ромбические и моноклинные пироксены
(диопсид, гиперстен), гранат (альмандин), основные
плагиоклазы, ортоклаз, кварц, форстерит
Метаморфическая фация - группа пород, минеральные парагенезисы которых отображают сходные Р - Т условия метаморфизма. Выделяют следующие главнейшие метаморфические фации (рис. 17):
□ зеленых сланцев;
□ эпидот-амфиболитовая;
□ амфиболитовая;
□ гранулитовая.
Метаморфизм горных пород
| Факторы метаморфизма | Виды метаморфизма | Название породы | Исходная порода |
| давление | динамомет. | глинистый сланец | глина |
| температура | термомет. | кварцит мрамор | песчаник известняк |
| 1. горячие растворы | гидротерм. | серпентин | оливин |
| 2. газ, пар | пневматомит. | грейзен | гранит |
| 1. температура (расплав) 2. горячие растворы | контактовый | скарны | карбонатные породы |
| 1.большая глубина | сланцы | ||
| глинистые | |||
| 2. температура | региональный | слюдяные | глина |
| тальковые | |||
| кровельные | |||
| 3. давление | филлиты | ||