Unter dem Einfluss von Druck, hoher Temperatur, Entfernung oder Einführung von Substanzen in Gesteine - sedimentäre, magmatische, metamorphe, beliebige - treten nach ihrer Entstehung Veränderungsprozesse auf, und dies ist Metamorphose. Solche Prozesse können in zwei große Gruppen eingeteilt werden: lokale Metamorphose und tiefe. Letzteres wird auch als regionale und erstere als lokale Metamorphose bezeichnet. Es hängt vom Umfang des Prozesses ab.
Lokale Metamorphose
Lokale Metamorphose ist eine zu große Kategorie und wird auch in hydrothermale Metamorphose unterteilt, dh niedrige und mittlere Temperatur, Kontakt und Autometamorphose. Letzteres ist der Veränderungsprozess in magmatischen Gesteinen nach dem Erstarren oder Erhärten, wenn sie von Restlösungen beeinflusst werden, die das Produkt desselben Magmas sind und im Gestein zirkulieren. Beispiele für eine solche Metamorphose sind die Serpentinisierung von Dolomiten, ultramafischen Gesteinen und basischen Gesteinen sowie die Chloritisierung von Diabasen. Der nächste Typ wird charakterisiertbereits unter seinem Namen.
Kontaktmetamorphose tritt an den Grenzen von Wirtsgestein und geschmolzenem Magma auf, wenn Temperaturen, Flüssigkeiten (Inertgase, Bor, Wasser) aus Magma wirken. Ein Halo oder eine Kontaktzone kann zwei bis fünf Kilometer vom erstarrten Magma entfernt sein. Diese Gesteine der Metamorphose weisen oft Metasomatismus auf, bei dem ein Gestein oder Mineral durch ein anderes ersetzt wird. Zum Beispiel Kontaktskarns, Hornfelsen. Der hydrothermale Prozess der Metamorphose tritt auf, wenn Gesteine aufgrund wässriger thermischer Lösungen verändert werden, die durch die Verfestigung und Kristallisation einer Eruption freigesetzt werden. Auch hier sind die Prozesse der Metasomatose von großer Bedeutung.
Regionale Metamorphose
Regionale Metamorphose findet über weite Gebiete statt, in denen die Erdkruste beweglich ist und unter dem Einfluss tektonischer Prozesse in weiten Bereichen bis in die Tiefe überschwemmt wird. Dadurch entstehen besonders hohe Drücke und hohe Temperaturen. Regionale Metamorphose verwandelt einfache Kalksteine und Dolomite in Marmore und Granite, Diorite, Syenite in Granitgneise, Amphibolite und Schiefer. Dies liegt daran, dass in mittleren und großen Tiefen solche Temperaturen und Drücke darauf hinweisen, dass der Stein weich wird, schmilzt und wieder fließt.
Metamorphosefelsen dieser Art unterscheiden sich durch ihre Ausrichtung: Wenn massive Texturen fließen, werden sie gestreift, linear, schieferig, gneisartig, und alle Orientierungspunkte sind relativ zur Fließrichtung angegeben. Kleine Tiefen lassen dies nicht zu. Denn die Metamorphose der Felsen zeigt es unszerkleinertes, schieferh altiges, lehmiges oder ausgefranstes Gestein. Wenn einigen Linien alteriertes Gestein zugeordnet werden kann, können wir von einer lokalen Nahverwerfungsmetamorphose (Dynamometamorphie) sprechen. Die durch diesen Prozess gebildeten Gesteine werden Mylonite, Schiefer, Kakirite, Kataklasite, Brekzien genannt. Eruptive Gesteine, die alle Stadien der Metamorphose durchlaufen haben, werden Orthogesteine genannt (dies sind Orthoschisten, Orthogneise usw.). Wenn die Gesteine der Metamorphose Sedimente sind, werden sie Paragesteine genannt (das sind Paraschisten oder Paragneise usw.).
Fazies der Metamorphose
Unter bestimmten thermodynamischen Bedingungen des Metamorphoseverlaufs werden Gesteinsgruppen unterschieden, bei denen Mineralverbände diesen Bedingungen entsprechen - Temperatur (T), Totaldruck (Рtotal), Wasserpartialdruck (P H2O).
Typen der Metamorphose umfassen fünf Hauptfaszien:
1. Grüne Schiefer. Diese Faszie tritt bei einer Temperatur unter zweihundertfünfzig Grad auf und der Druck ist auch nicht zu hoch - bis zu 0,3 Kilobar. Es ist gekennzeichnet durch Biotit, Chlorid, Albit (saure Plagioklase), Serizit (feinflockiger Muskovit) und dergleichen. Normalerweise wird diese Faszie von Sedimentgesteinen überlagert.
2. Epidot-Amphibolit-Faszien werden mit einer Temperatur von bis zu vierhundert Grad und einem Druck von bis zu einem Kilobar gewonnen. Hier sind Amphibole (oft Aktinolith), Epidot, Oligoklas, Biotit, Muskovit und dergleichen stabil. Diese Faszie ist auch in Sedimentgesteinen zu sehen.
3. Amphibolit-Faszien kommen bei jedem Typ vorGesteine - sowohl magmatisch als auch sedimentär und metamorph (das heißt, diese Faszien waren bereits einer Metamorphose unterworfen - Epidot-Amphibol- oder Grünschiefer-Faszie). Hier findet der Umwandlungsprozess bei Temperaturen bis zu siebenhundert Grad Celsius statt, der Druck steigt auf drei Kilobar. Diese Faszie ist durch Mineralien wie Plagioklas (Andesin), Hornblende, Almandin (Granat), Diopsid und andere gekennzeichnet.
4. Granulitfaszien fließen bei einer Temperatur von über tausend Grad mit einem Druck von bis zu fünf Kilobar. Hier kristallisieren Mineralien, die kein Hydroxyl (OH) enth alten. Zum Beispiel Enstatit, Hypersthen, Pyrop (magnesischer Granat), Labrador und andere.
5. Eklogit-Faszien passieren bei den höchsten Temperaturen - mehr als anderthalbtausend Grad, und der Druck kann mehr als dreißig Kilobar betragen. Pyrop (Granat), Plagioklas, Omphazit (grünes Pyroxen) sind hier stabil.
Andere Faszien
Eine Vielzahl von regionalen Metamorphosen ist Ultrametamorphismen, wenn Gesteine ganz oder teilweise geschmolzen werden. Wenn teilweise - das ist Anatexis, wenn vollständig - ist das Palingenese. Es wird auch die Migmatisierung unterschieden - ein ziemlich komplexer Prozess, bei dem Gesteine in Schichten gebildet werden, wobei sich Eruptivgesteine mit Relikten, dh dem Ausgangsmaterial, abwechseln. Die Granitisierung ist ein weit verbreitetes Verfahren, bei dem das Endprodukt eine Vielzahl von Granitoiden ist. Dies ist sozusagen ein Sonderfall des allgemeinen Prozesses der Granitbildung. Hier brauchen wir die Einführung von Kalium, Natrium, Silizium und die Entfernung von Calcium, Magnesium, Eisen mit den aktivsten Alkalien, Wasser undKohlendioxid.
Diaphthorese oder regressive Metamorphose ist ebenfalls weit verbreitet. Bei hohen Drücken und Temperaturen gebildete Mineralverbände werden durch ihre Niedertemperaturfaszien ersetzt. Wenn Amphibolit-Faszien Granulit-Faszien und Grünschiefer- und Epidot-Amphibolit-Faszien usw. überlagern, tritt eine Diaphtorese auf. Im Prozess der Metamorphose erscheinen Ablagerungen von Graphit, Eisen, Tonerde und dergleichen, und die Konzentrationen von Kupfer, Gold und Polymetallen werden neu verteilt.
Prozesse und Faktoren
Die Veränderungs- und Wiedergeburtsprozesse von Gesteinen vollziehen sich in sehr langen Zeiträumen, sie werden in Hunderten von Millionen Jahren gemessen. Aber auch nicht zu intensive, signifikante Faktoren der Metamorphose führen zu wahrhaft gigantischen Veränderungen. Die Hauptfaktoren sind, wie bereits erwähnt, Drücke und Temperaturen, die gleichzeitig unterschiedlich stark wirken. Manchmal überwiegt der eine oder andere Faktor stark. Druck kann auch auf unterschiedliche Weise auf Felsen wirken. Es kann umfassend (hydrostatisch) und einseitig gerichtet sein. Eine Temperaturerhöhung erhöht die chemische Aktivität, alle Reaktionen werden durch die Wechselwirkung von Lösungen und Mineralien beschleunigt, was zu deren Rekristallisation führt. Damit beginnt der Prozess der Metamorphose. Glühendes Magma dringt in die Erdkruste ein, übt Druck auf Gesteine aus, heizt sie auf und bringt viele Stoffe in flüssigem und dampfförmigem Zustand mit sich, und all das erleichtert Reaktionen mit Wirtsgesteinen.
Arten der Metamorphose sind vielfältig, ebenso vielfältig sind die Folgen dieser Prozesse. BEIMIn jedem Fall werden die alten Mineralien umgewandelt und neue gebildet. Bei hohen Temperaturen spricht man von Hydrometamorphose. Ein schneller und starker Temperaturanstieg der Erdkruste tritt auf, wenn Magma aufsteigt und in sie eindringt, oder er kann das Ergebnis des Untertauchens ganzer Blöcke (großer Bereiche) der Erdkruste während tektonischer Prozesse in große Tiefen sein. Es kommt zu einem unbedeutenden Aufschmelzen des Gesteins, was jedoch dazu führt, dass die Erze und Gesteine die chemische und mineralische Zusammensetzung und die physikalischen Eigenschaften verändern, manchmal sogar die Form der Mineralvorkommen. Beispielsweise werden Hämatit und Magnetit aus Eisenhydroxiden gebildet, Quarz aus Opal, es findet eine Kohlemetamorphose statt - es entsteht Graphit und Kalkstein rekristallisiert plötzlich zu Marmor um. Diese Transformationen finden statt, wenn auch für lange Zeit, aber immer auf wundersame Weise, die der Menschheit Mineralienvorkommen beschert.
Hydrothermale Prozesse
Bei einem Metamorphoseprozess wirken sich nicht nur hohe Drücke und Temperaturen auf seine Eigenschaften aus. Eine große Rolle wird hydrothermalen Prozessen zugeschrieben, bei denen sowohl juvenile Wässer, die aus abkühlenden Magmen freigesetzt werden, als auch Oberflächenwässer (Vandose) beteiligt sind. Die typischsten Mineralien kommen daher in metamorphosierten Gesteinen vor: Pyroxene, Amphibole, Granate, Epidot, Chlorite, Glimmer, Korund, Graphit, Serpentin, Hämatit, Talk, Asbest, Kaolinit. Es kommt vor, dass bestimmte Mineralien überwiegen, es gibt so viele davon, dass sogar die Namen die Größe des Geh alts widerspiegeln: Pyroxengneise, Amphibolgneise, BiotitSchiefer und dergleichen.
Alle Prozesse der Mineralbildung - sowohl Magmatik als auch Pegmatit und Metamorphismen - können als Phänomen der Paragenese charakterisiert werden, dh des gemeinsamen Vorhandenseins von Mineralien in der Natur, was auf die Gemeinsamkeit ihres Entstehungsprozesses zurückzuführen ist und ähnlichen Bedingungen - sowohl physikalisch-chemische als auch geologische. Die Paragenese zeigt die Abfolge der Kristallisationsphasen. Zuerst - magmatische Schmelze, dann Pegmatit-Überreste und hydrothermale Emanationen, oder dies sind Sedimente in wässrigen Lösungen. Wenn Magma mit Grundgestein in Kontakt kommt, verändert es diese, aber es verändert sich selbst. Und wenn Änderungen in der Zusammensetzung des Intrusivgesteins auftreten, werden sie Endokontaktänderungen genannt, und wenn sich die Wirtsgesteine ändern, werden sie Exokontaktänderungen genannt. Die Gesteine, die eine Metamorphose durchlaufen haben, bilden eine Zone oder einen Halo von Veränderungen, deren Art von der Zusammensetzung des Magmas sowie von den Eigenschaften und der Zusammensetzung des Wirtsgesteins abhängt. Je größer die Diskrepanz in der Zusammensetzung, desto intensiver die Metamorphose.
Sequenz
Kontakttransformationen sind ausgeprägter bei Säureintrusionen, die reich an flüchtigen Inh altsstoffen sind. Die Wirtsgesteine können in folgender Reihenfolge angeordnet werden (mit abnehmendem Metamorphosegrad): Tone und Tonschiefer, Kalke und Dolomite (Karbonatgesteine), dann Eruptivgesteine, vulkanische Tuffe und Tuffsteine, Sandsteine, Kieselgesteine. Die Kontaktmetamorphose nimmt mit zunehmender Porosität und Zerklüftetheit des Gesteins zu, da Gase und Dämpfe in ihnen leicht zirkulieren.
Und immer,Absolut in allen Fällen ist die Dicke der Kontaktzone direkt proportional zu den Abmessungen des eindringenden Körpers, und der Winkel ist umgekehrt proportional, wenn die Kontaktoberfläche eine horizontale Ebene bildet. Die Breite der Kontakthöfe beträgt meist mehrere hundert Meter, manchmal bis zu fünf Kilometer, in sehr seltenen Fällen sogar noch mehr. Die Dicke der Exokontaktzone ist viel größer als die Dicke der Endokontaktzone. Wesentlich vielfältiger sind die Prozesse der Metamorphose bei der Metallbildung der Exokontaktzone. Das Endokontaktgestein ist feinkörnig, oft porphyritisch und enthält mehr Nichteisenmetalle. Beim Exokontakt nimmt die Intensität der Metamorphose ziemlich stark ab und entfernt sich von der Intrusion.
Unterart der Kontaktmetamorphose
Werfen wir einen genaueren Blick auf die Kontaktmetamorphose und ihre Varianten - thermische und metasomatische Metamorphose. Normal - thermisch, es tritt bei einem ziemlich niedrigen Druck und einer hohen Temperatur auf, es gibt keinen signifikanten Zufluss neuer Substanzen von einem bereits abkühlenden Eindringen. Das Gestein rekristallisiert, manchmal werden neue Mineralien gebildet, aber es gibt keine wesentliche Änderung in der chemischen Zusammensetzung. Tonschiefer gehen glatt in Hornfelsen und Kalksteine in Marmor über. Mineralien werden selten während der thermischen Metamorphose gebildet, abgesehen von gelegentlichen Ablagerungen von Graphit und Apatit.
Metasomatische Metamorphose ist bei Kontakten mit eindringenden Körpern deutlich sichtbar, aber ihre Manifestationen werden oft in den Bereichen aufgezeichnet, in denen sich regionale Metamorphose entwickelt hat. Solche Manifestationenkönnen häufig mit Mineralvorkommen in Verbindung gebracht werden. Es kann Glimmer, radioaktive Elemente und dergleichen sein. In diesen Fällen erfolgte der Ersatz von Mineralien, der unter der obligatorischen Beteiligung von flüssigen und gasförmigen Lösungen erfolgte und mit Änderungen in der chemischen Zusammensetzung einherging.
Versetzung und Impaktmetamorphose
Es gibt viele Synonyme für Versetzungsmetamorphose, wenn also von kinetischer, dynamischer, kataklastischer Metamorphose oder Dynamometamorphose die Rede ist, ist dasselbe gemeint, also die mineralische Gefügeumwandlung des Gesteins unter Einwirkung tektonischer Kräfte es in Zonen rein diskontinuierlicher Störungen während der Bergf altung und ohne Beteiligung von Magma. Die Hauptfaktoren sind hier hydrostatischer Druck und einfach Stress (einseitiger Druck). Je nach Größe und Verhältnis dieser Drücke rekristallisiert die Versetzungsmetamorphose das Gestein ganz oder teilweise, aber vollständig, oder die Gesteine werden zertrümmert, zerstört und rekristallisieren ebenfalls. Die Ausgabe ist eine Vielzahl von Schiefern, Myloniten, Kataklasite.
Aufprall oder Aufprallmetamorphose erfolgt durch eine mächtige meteoritische Schockwelle. Dies ist der einzige natürliche Prozess, bei dem diese Art von Metamorphose beobachtet werden kann. Das Hauptmerkmal ist das sofortige Auftreten, der enorme Spitzendruck und die Temperatur über anderthalbtausend Grad. Dann setzen Hochdruckphasen für eine Reihe von Verbindungen ein - Ringwoodit, Diamant, Stishovit, Coesit. Steine und Mineralien werden zerkleinert,ihre Kristallgitter werden zerstört, es treten diaplektische Mineralien und Gläser auf, alle Gesteine schmelzen.
Metamorphosewerte
In einer eingehenden Untersuchung von metamorphen Gesteinen werden zusätzlich zu den oben aufgeführten Haupttypen von Veränderungen häufig einige andere Bedeutungen dieses Konzepts verwendet. Dies ist zum Beispiel eine prograde (oder fortschreitende) Metamorphose, die unter aktiver Beteiligung körpereigener Prozesse abläuft und den festen Zustand des Gesteins ohne Auflösung oder Schmelze bewahrt. Begleitet vom Auftreten von Mineralverbänden höherer Temperatur am Ort der Existenz von Niedertemperaturverbänden treten parallele Strukturen auf, Rekristallisation und Freisetzung von Kohlendioxid und Wasser aus Mineralien.
Regressive Metamorphose (oder Retrograde oder Monodiaphthorese) wird ebenfalls berücksichtigt. In diesem Fall werden Mineralumwandlungen durch die Anpassung von metamorphen Gesteinen und magmatischen Gesteinen an neue Bedingungen in niedrigeren Stadien der Metamorphose verursacht, was zum Auftreten von Niedertemperaturmineralien anstelle von Hochtemperaturmineralien führte. Sie sind während früherer Metamorphoseprozesse entstanden. Selektive Metamorphose ist ein selektiver Prozess, Veränderungen treten selektiv auf, nur in bestimmten Teilen der Sequenz. Hier die Heterogenität der chemischen Zusammensetzung, Merkmale der Struktur oder Textur und dergleichen.
