Метаморфізм гірських порід

1. Лекция

Тема: Метаморфізм гірських
порід.

2. ПЛАН

1.Метаморфічні перетворення.
2.Типи метаморфізма.
3.Метаморфічні фації.

3. Литература:

1. Добрецов Н.Л., Соболев В.С., Ушаков Е.И. Теоретические основы
метаморфизма. Новосибирск: Изд-во Новосиб. ун-та, 1974. - 182
с.
2. Кортусов М.П. Метаморфические горные породы. Томск: ТГУ,
1984. - 120 с.
3. Миясиро А. Метаморфизм и метаморфические пояса. М.: Мир,
1976. - 535 с.
4. Карлович И.А. Геология: Учебное пособие для вузов. - 3-е изд. М.: Академический Проект: Трикста, 2005. - 704 с. - (Серия
«Gaudeamus»)
5. Добрецов Н.Л., Соболев В.С., Ушаков Е.И. Метаморфические
фации и формации. Новосибирск: Изд-во Новосиб. ун-та, 1980. 92 с.

4. 1. Метаморфічні перетворення.

Гірські породи під впливом глибинних ендогенних факторів, таких як:
висока температура, тиск, гарячі розчини, що містять іони натрію, калію,
кальцію, фтору, бору та сірки, а також вода і вуглекислота, зазнають певних
перетворень. Цей процес називається метаморфізмом (грецк. “метаморфозис”
– перетворення), а породи, які виникають в результаті його проявлення –
метаморфічними породами. Вони утворюються за рахунок перетворень вже
існуючих осадових, магматичних, а також метаморфічних утворень і складають
третій головний клас гірських порід.

5. Утворення метаморфічних гірних порід

6.

Метаморфічні перетворення осадових порід є продовженням тих перетворень,
які вони зазнали на стадіях метагенезу, катагенезу та епігенезу. Межа між
катагенезом і метаморфізмом є дуже умовною. За даними Г.Вінклера
метаморфічні перетворення в породах наступають при температурах 150-200
°С. М.Б. Вассоєвич вважає, що температурна межа початку метаморфізму
становить 300-350 °С. Мінералогічним підтвердженням початку метаморфізму
є виникнення групи нових мінералів за рахунок перетворення вже існуючих.
Так, наприклад, замість каолініту з’являється дикіт, антрацит переходить в
графіт, а найбільш раннім з типових метаморфічних мінералів вважається
ломонтин, який належить до водних алюмосилікатів кальцію з групи цеолітів.

7.

8.

Приклади утворення метаморфічних гірних
порід

9.

Головним фактором метаморфізму є підвищення температури, яке
визначається геотермічним градієнтом, який являє собою функцію
теплового потоку і теплопровідності порід. Його величина не постійна і
змінюється в межах від 6 до 1500 С на 1 км. В зв’язку з цим і перехід
від катагенезу до метаморфізму також може відбуватися на різних
глибинах – від перших кілометрів до 15 км і навіть більше. Найменшою
ця глибина є в межах осьових зон серединно-океанічних хребтів, де
окрім високого теплового потоку метаморфізму сприяє циркуляція по
тріщинах нагрітої до температури 300-350°С морської води.
Анате́ксис — процес часткового розплавлення гірських порід на
місці залягання при їх зануренні на великі глибини і при регіональному
та місцевому прогріванні.
Ультраметаморфізм - метаморфічний процес, що відбувається в
глибоких зонах земної кори і супроводжується виплавкою
анатектичного матеріалу. Складовими частинами ультраметаморфізму
є анатексис, гранітизація, палінгенез і реоморфізм.

10. 2. Типи метаморфізму

В геологічній літературі прийнято виділяти 2 основні типи
метаморфізму – регіональний і локальний.
РЕГІОНАЛЬНИЙ метаморфізм поширюється на великі площі
(тисячі й більше км²). Чим більше давніх порід охоплюється
метаморфізмом, тим на більшу площу він поширюється.
Регіональний метаморфізм поділяється
на прогресивний, регресивний та ультраметаморфізм.
Прогресивний метаморфізм – його причиною є стресовий
(спрямований) тиск та дія змінених флюїдів (розчинів). За цих умов
підвищення тиску й температури пов’язується з глибиною
занурення гірських порід, а надходження флюїдів – від
зневоднення водовмісних мінералів (гіпсу, лімоніту, цеоліту та ін.).
Температура при цьому виду метаморфізму коливається від 350 до
1100ºС. Прогресивний метаморфізм зумовлює формування таких
порід, як сланці, кварцити, мармури, амфіболіти, гнейси та ін.

11.

12.

Регресивний
(ретроградний,
діафторез
гр.
«проникнення,
смерть») метаморфізм – перетворення проходять при значно нижчих
показниках температури й тиску ніж у попередньому випадку. Внаслідок
цього, високотемпературні мінерали переходять у низькотемпературні
(піроксен → рогова обманка, актиноліт → хлорит та ін.).
Ультраметаморфізм – крайня стадія регіонального метаморфізму. На цій
стадії проходить часткове або повне плавлення вихідних гірських порід.
Відбувається це в глибоких зонах рухомих областей під дією високої
температури, тиску і глибинних флюїдів. Розплави, що утворюються за
таких умов, проникають у вмісні метаморфічні породи і
формують мігматити (своєрідні змішані породи). Мігматити дуже
поширені в межах УКЩ (великі гранітні масиви, що утворилися за рахунок
осадових і магматичних гірських порід).
Необхідно відзначити, що завдяки регіональному метаморфізму виникають
родовища залізних руд, поліметалів та рідкісних металів.

13.

ЛОКАЛЬНИЙ метаморфізм на відміну від регіонального проявляється на
обмежених площах. Він може бути пов'язаний з вторгненням магматичних
розплавів або з тектонічними розломами. Існують
наступні типи локального метаморфізму: контактовий (контактовотермальний), автометаморфізм, метасоматоз і динамометаморфізм.
Контактовий (контактово-термальний) метаморфізм проявляється на контакті
магматичних порід з вміщуючими породами. В цьому випадку процес
матаморфізації гірських порід проходить переважно під дією тепла, яке
виділяється з магми без привнесення і винесення хімічних речовин.
Автометаморфізм (його доцільно вважати різновидом контактового)
характеризується тим, що метаморфічні зміни проходять лише в бокових і
прикупольних зонах внутрішніх контактів інтрузивних масивів.

14.

Метасоматоз – процес зміни бокових гірських порід внаслідок
привнесення й винесення різноманітних компонентів. Під час
метасоматозу майже одночасно
проходить розчинення й заміщення мінералів під дією гарячих водних
розчинів, що надходять з магматичних джерел. Інтенсивність
перетворень гірських порід залежить від складу, концентрації,
температури, тиску, а також від складу й структури порід, що
метаморфізуються.
Динамометаморфізм (дислокаційний метаморфізм) проявляється
вздовж розривних тектонічних порушень (зсувів, насувів), які
утворюються внаслідок стискання ділянок земної кори. За площею зони
прояву динамометаморфізму невеликі.

15. 3. Метаморфічні фації.

Метаморфічна фація – це група метаморфічних порід, а точніше парагенезис мінералів,
які утворилися в певному діапазоні температур і тисків.
Фації групуються в ступені метаморфізму – нижній, середній та високий, або за породною
ознакою їх називають, відповідно, гранулітова, амфіболітова та зеленосланцева.
Перехід від низьких ступенів метаморфізму до високих називається прогресивним
метаморфізмом.
Діафторез (від грец. Diaphtheiro - руйную), повторний метаморфізм гірських порід, при
якому гірські породи, що утворилися в умовах глибинного високотемпературного
метаморфізму, піддаються потім низькотемпературного метаморфізму й перетворюються в
діафторіти.

16.

До продуктів низького ступеню метаморфізму належать спіліти і кератофіри.
Перші утворюються в результаті метаморфізму лави основного складу, а другі
– середнього. Такі ультраосновні породи як перидотити в умовах дуже
низьких ступенів метаморфізму перетворюються на серпентиніти.
Характерною властивістю всіх цих порід є їх зеленувате забарвлення,
обумовлене наявністю таких новоутворених метаморфічних мінералів як
хлорит, епідот, серпентин та інші.
Продуктом метаморфізму глинистих порід в умовах зеленосланцевої
фації є хлорит-серицитові сланці, які складені з кварцу, хлориту і серициту.
Але
типові
зелені
сланці
утворюються
за
рахунок
метаморфічних
перетворень вулканітів основного складу та їх туфів і завдячують своїм
забарвленням хлориту, епідоту і, рідше, зеленій роговій обманці.

17.

Типовими породами середнього ступеню метаморфізму (амфіболітові
фація) є кристалічні сланці, гнейси та амфіболіти. Індикаторами вищого
ступеню регіонального метаморфізму є грануліти і еклогіти. Основними
областями розвитку метаморфічних порід є щити древніх платформ, а
також, як вже зазначалося вище, ядерні частини складчастих споруд.
В межах території України метаморфічні породи складають
Український щит, і користуються незначним поширенням у внутрішній
зоні Карпат. На Українському щиті відомі утвореннявсіх метаморфічних
фацій. Комплекси високометаморфізованих порід (гранулітова фація)
поширені на Побужжі та в Західному Приазов’ї, утворення амфіболітової
фації складають кристалічну основу заходу Київщини та Середнє
Придніпров’я, поліфаціально метаморфізовані породи (від гранулітової
до зеленосланцевої фації) поширені на Волині і Кіровоградщині,
утвореннями низьких ступенів метаморфізму складені розрізи
Криворізької та низки зеленокам’яних структур Придніпров’я, а також
Білокоровицько-Овруцької системи депресій Полісся.

18. Питання для самостійної роботи

1. Надати загальну характеристику порід гранулітової формації, місце
локалізації.
2. Надати загальну характеристику порід амфіболітової формації, місце
локалізації.
3. Надати загальну характеристику порід зеленосланцевої формації, місце
локалізації.

19.

Дякую за увагу!!!