Rõhu, kõrge temperatuuri, ainete eemaldamise või sisseviimise mõjul kivimitesse - settelistesse, magmaatilistesse, moondekivimitesse, mis tahes - pärast nende moodustumist toimuvad muutumisprotsessid ja see on metamorfism. Sellised protsessid võib jagada kahte suurde rühma: lokaalne metamorfism ja sügav. Viimast nimetatakse ka piirkondlikuks ja esimest - kohalikuks metamorfismiks. See sõltub protsessi ulatusest.
Kohalik metamorfism
Kohalik metamorfism on liiga suur kategooria ja see jaguneb ka hüdrotermiliseks metamorfismiks, see tähendab madala ja keskmise temperatuuri, kontakt- ja autometamorfismiks. Viimane on tardkivimite muutumise protsess pärast tahkumist või kõvenemist, kui neid mõjutavad jääklahused, mis on sama magma saadus ja ringlevad kivimis. Sellise metamorfismi näideteks on dolomiitide, ultramafiliste kivimite ja aluseliste kivimite serpentiniseerumine ning diabaaside klooristumine. Iseloomustab järgmine tüüpjuba selle nime järgi.
Kontaktmetamorfism toimub põhikivimite ja sula magma piiridel, kui magmast pärinevad temperatuurid, vedelikud (inertgaasid, boor, vesi) toimivad. Halo või kontaktlöökide tsoon võib tahkunud magmast asuda kahe kuni viie kilomeetri kaugusel. Nendel metamorfismi kivimitel esineb sageli metasomatismi, kus üks kivim või mineraal asendub teisega. Näiteks kontaktskarnid, hornfelsid. Metamorfismi hüdrotermiline protsess toimub siis, kui kivimid muutuvad termiliste vesilahuste tõttu, mis vabanevad purske tahkumisel ja kristalliseerumisel. Ka siin on metasomatismi protsessidel suur tähtsus.
Piirkondlik metamorfism
Piirkondlik metamorfism toimub suurtel aladel, kus maakoor on liikuv ja on tektooniliste protsesside mõjul suurtel aladel sügavuti vee all. See toob kaasa eriti kõrge rõhu ja kõrge temperatuuri. Regionaalne metamorfism muudab lihtsad lubjakivid ja dolomiidid marmoriks ning graniidid, dioriidid, süeniidid graniidist gneissideks, amfiboliitideks ja kiltideks. See on tingitud asjaolust, et keskmisel ja suurel sügavusel näitavad sellised temperatuurid ja rõhud, et kivi pehmeneb, sulab ja voolab uuesti.
Seda tüüpi moondekivimid eristuvad nende orientatsiooni järgi: massiivsete tekstuuride voolamisel muutuvad need triibuliseks, lineaarseks, kilda-, gneissiks ja kõik orientiirid on antud voolusuuna suhtes. Väike sügavus seda ei võimalda. Sest kivimite metamorfism näitab meilepurustatud, põlevkivi, savi või kulunud kivimid. Kui muudetud kivimeid saab seostada mõne joonega, võib rääkida lokaalsest rikkelähedasest dislokatsiooni metamorfismist (dünamometamorfism). Selle protsessi käigus tekkinud kivimeid nimetatakse müloniitideks, kildadeks, kakiriitideks, kataklasiitideks, bretšadeks. Tardkivimeid, mis on läbinud kõik metamorfismi etapid, nimetatakse ortokivimiteks (need on ortoskistid, ortogneissid jne). Kui metamorfismi kivimid on settelised, nimetatakse neid parakivimiteks (need on paraschistid või paragneissid jne).
Metamorfismifaatsid
Teatud moonde kulgemise termodünaamilistes tingimustes eristatakse kivimite rühmi, kus nendele tingimustele vastavad mineraalide kooslused - temperatuur (T), üldrõhk (Рkokku), vee osarõhk (P H2O).
Metamorfismi tüübid hõlmavad viit peamist fastsiat:
1. Rohelised kiltkivid. See fastsia tekib temperatuuril alla kahesaja viiekümne kraadi ja rõhk pole ka liiga kõrge - kuni 0,3 kilobaari. Seda iseloomustavad biotiit, kloriid, albiit (happeplagioklaasid), seritsiit (peenhelveste muskoviit) jms. Tavaliselt asetseb see sidekivi settekivimite peal.
2. Epidoot-amfiboliidist sidekirme saadakse temperatuuriga kuni nelisada kraadi ja rõhuga kuni kilobar. Siin on stabiilsed amfiboolid (sageli aktinoliit), epidoot, oligoklaas, biotiit, muskoviit jms. Seda fastsiat võib näha ka settekivimites.
3. Amfiboliidist fastsiat leidub mis tahes tüüpidelkivimid - nii tard- ja settekivimid kui ka moondekivimid (see tähendab, et need sidekivid on juba läbinud metamorfismi - epidoot-amfiboolne või rohekaskivi). Siin toimub moondeprotsess kuni seitsmesaja kraadi Celsiuse järgi ja rõhk tõuseb kolme kilobaarini. Seda fastsiat iseloomustavad sellised mineraalid nagu plagioklaas (andesiin), sarvest, almandiin (granaat), diopsiid ja teised.
4. Granuliidist fassaad voolab temperatuuril üle tuhande kraadi rõhuga kuni viis kilobaari. Siin kristalliseeruvad mineraalid, mis ei sisalda hüdroksüülrühma (OH). Näiteks enstatiit, hüpersteen, püroop (magneesiagranaat), labrador ja teised.
5. Eclogite fastsia läbib kõrgeimal temperatuuril - rohkem kui poolteist tuhat kraadi ja rõhk võib olla üle kolmekümne kilobaari. Püroop (granaat), plagioklaas, omfatsiit (roheline pürokseen) on siin stabiilsed.
Muud sidemed
Erinevad piirkondlikud metamorfismid on ultrametamorfism, kui kivimid on täielikult või osaliselt sulanud. Kui osaliselt - see on anateksis, kui täielikult - see on palingenees. Eristatakse ka migmatiseerumist - üsna keerukat protsessi, mille käigus kivimid tekivad kihtidena, kus tardkivimid vahelduvad reliktiga ehk lähtematerjaliga. Granitiseerimine on lai alt levinud protsess, mille lõpp-produktiks on erinevad granitoidid. See on justkui graniidi moodustumise üldise protsessi erijuhtum. Siin on vaja kaaliumi, naatriumi, räni kasutuselevõttu ning k altsiumi, magneesiumi, raua eemaldamist kõige aktiivsemate leeliste, vee jasüsinikdioksiid.
Lai alt levinud on ka diaftorees ehk regressiivne metamorfism. Kõrgel rõhul ja temperatuuril moodustunud mineraalide kooslused asenduvad nende madalatemperatuuriliste fastsiatega. Kui amfiboliitfastsia kattub granuliitfastsiaga ning rohekast- ja epidoot-amfiboliitfastsia ja nii edasi, tekib diaftorees. Grafiidi, raua, alumiiniumoksiidi ja muu sarnase ladestused tekivad moondeprotsessis ning vase, kulla ja polümetallide kontsentratsioonid jaotuvad ümber.
Protsessid ja tegurid
Kivimite muutumise ja taassünni protsessid toimuvad väga pikkade ajavahemike jooksul, neid mõõdetakse sadades miljonites aastates. Kuid isegi mitte liiga intensiivsed, olulised metamorfismi tegurid viivad tõeliselt hiiglaslike muutusteni. Peamised tegurid on, nagu juba mainitud, rõhud ja temperatuurid, mis toimivad samaaegselt erineva intensiivsusega. Mõnikord domineerib üks või teine tegur terav alt. Rõhk võib ka kividele erinev alt mõjuda. See võib olla terviklik (hüdrostaatiline) ja ühepoolselt suunatud. Temperatuuri tõus suurendab keemilist aktiivsust, kõiki reaktsioone kiirendab lahuste ja mineraalide koostoime, mis viib nende ümberkristalliseerumiseni. Nii algab metamorfismi protsess. Punakuum magma tungib maapõue, avaldab kivimitele survet, soojendab neid ja toob endaga kaasa palju vedelas ja aurulises olekus aineid ning see kõik hõlbustab reaktsioone põhikivimitega.
Metamorfismi tüübid on mitmekesised, nagu ka nende protsesside tagajärjed. ATIgal juhul vanad mineraalid muunduvad ja tekivad uued. Kõrgetel temperatuuridel nimetatakse seda hüdrometamorfismiks. Maakoore temperatuuri kiire ja järsk tõus toimub siis, kui magma tõuseb ja tungib sellesse või võib see olla tingitud tervete maakoore plokkide (suurte alade) uputamisest tektooniliste protsesside käigus suurde sügavusse. Toimub ebaoluline kivimi sulamine, mis siiski põhjustab maakide ja kivimite keemilise ja mineraalse koostise ning füüsikaliste omaduste muutumist, mõnikord muutub isegi maavarade maardlate kuju. Näiteks raudhüdroksiididest tekivad hematiit ja magnetiit, opaalist kvarts, toimub kivisöe metamorfism - saadakse grafiit ja lubjakivi kristalliseerub järsku ümber marmoriks. Need muutused toimuvad, kuigi pikka aega, kuid alati imelisel viisil, mis annab inimkonnale mineraalide lademeid.
Hüdrotermilised protsessid
Kui toimub moondeprotsess, ei mõjuta selle omadusi mitte ainult kõrge rõhk ja temperatuur. Suur roll on hüdrotermilistel protsessidel, kus osalevad nii jahtuvatest magmadest eralduvad noorveed kui ka pinnaveed (vandoossed). Kõige tüüpilisemad mineraalid esinevad seega moondunud kivimites: pürokseenid, amfiboolid, granaadid, epidoot, kloritid, vilgukivid, korund, grafiit, serpentiin, hematiit, talk, asbest, kaoliniit. Juhtub, et ülekaalus on teatud mineraalid, neid on nii palju, et isegi nimetused peegeldavad sisalduse suurust: pürokseengneissid, amfiboolgneissid, biotiittahvlid jms.
Kõiki mineraalide moodustumise protsesse – nii magmaatilisi, pegmatiite kui ka metamorfisme – võib iseloomustada kui parageneesi nähtust ehk mineraalide ühist esinemist looduses, mis on tingitud nende moodustumise protsessi ühtsusest ja sarnased tingimused – nii füüsikalis-keemilised kui ka geoloogilised. Paragenees näitab kristallisatsioonifaaside järjestust. Esiteks - magmaatiline sulam, seejärel pegmatiidi jäänused ja hüdrotermilised emanatsioonid või need on vesilahustes setted. Kui magma puutub kokku põhiliste kivimitega, muudab see neid, kuid muudab ennast ise. Ja kui intrusiivse kivimi koostises toimuvad muutused, nimetatakse neid endokontakti muutusteks ja kui peremeeskivimid muutuvad, siis eksokontakti muutusteks. Metamorfismi läbinud kivimid moodustavad muutuste tsooni ehk halo, mille olemus sõltub magma koostisest, aga ka põhikivimite omadustest ja koostisest. Mida suurem on lahknevus koostises, seda intensiivsem on metamorfism.
Järjestus
Kontakttransformatsioonid on rohkem väljendunud lenduvate koostisosade rikaste hapete sissetungimisel. Peremeeskivimid võivad paikneda järgmises järjestuses (moondeastme vähenedes): savid ja kiltkivid, lubjakivid ja dolomiidid (karbonaatkivimid), seejärel tardkivimid, vulkaanilised tuffid ja tuttkivimid, liivakivid, ränikivimid. Kontaktmetamorfism suureneb koos kivimi poorsuse ja lõhenemisega, kuna gaasid ja aurud ringlevad neis kergesti.
Ja alati,absoluutselt kõigil juhtudel on kontakttsooni paksus otseselt võrdeline sissetungiv keha mõõtmetega ja nurk on pöördvõrdeline seal, kus kontaktpind moodustab horisonta altasandi. Kontakthalode laius on tavaliselt mitusada meetrit, mõnikord kuni viis kilomeetrit, väga harvadel juhtudel isegi rohkem. Eksokontakttsooni paksus on palju suurem kui endokontakttsooni paksus. Metamorfismi protsessid eksokontakttsooni metallide moodustumisel on palju mitmekesisemad. Endokontaktkivim on peeneteraline, üsna sageli porfüüriline ja sisaldab rohkem värvilisi metalle. Eksokontaktis väheneb metamorfismi intensiivsus üsna järsult, eemaldudes sissetungist.
Kontaktmetamorfismi alamliigid
Vaatleme lähem alt kontaktmetamorfismi ja selle variante – termilist ja metasomaatilist metamorfismi. Tavaline - termiline, see toimub üsna madalal rõhul ja kõrgel temperatuuril, juba jahtuvast sissetungist ei tule märkimisväärset uute ainete sissevoolu. Kivim rekristalliseerub, vahel tekib uusi mineraale, kuid keemilises koostises olulist muutust ei toimu. Savikiltkivid lähevad sujuv alt sarvkivideks ja lubjakivid marmoriks. Mineraalid tekivad termilise metamorfoosi käigus harva, välja arvatud aeg-aj alt grafiidi ja apatiidi ladestused.
Metasomaatiline metamorfism on selgelt nähtav kokkupuutel pealetükkivate kehadega, kuid selle ilminguid registreeritakse sageli nendes piirkondades, kus arenes piirkondlik metamorfism. Sellised ilmingudüsna sageli võib seostada maavaramaardlatega. See võib olla vilgukivi, radioaktiivsed elemendid jms. Nendel juhtudel toimus mineraalide asendamine, mis kulges vedelate ja gaasilahuste kohustusliku osalusel ning millega kaasnes keemilise koostise muutus.
Dislokatsioon ja löögi metamorfism
Dislokatsiooni metamorfismi sünonüüme on palju, nii et kui mainida kineetilist, dünaamilist, kataklastilist metamorfismi või dünamometamorfismi, siis räägime samast asjast, mis tähendab kivimi mineraalset struktuurimuutust tektooniliste jõudude mõjul. seda puht alt katkendlike häirete tsoonides mägede voltimise ajal ja ilma magma osaluseta. Peamisteks teguriteks on siin hüdrostaatiline rõhk ja lihts alt pinge (ühepoolne rõhk). Vastav alt nende rõhkude suurusele ja suhtele rekristalliseerib dislokatsiooni metamorfism kivimi täielikult või osaliselt, kuid täielikult või kivimid purustatakse, hävivad ja ka rekristallistuvad. Väljundiks on erinevad kiltkivid, müloniidid, kataklasiidid.
Löök või kokkupõrke metamorfism toimub võimsa meteoriidi lööklaine kaudu. See on ainus loomulik protsess, kus seda tüüpi metamorfismi võib täheldada. Peamine omadus on hetkeline välimus, tohutu tipprõhk, temperatuur üle pooleteise tuhande kraadi. Seejärel rakenduvad kõrgsurvefaasid mitmete ühendite jaoks – rõngasvudiit, teemant, stišoviit, koesiit. Kivid ja mineraalid purustatakse,nende kristallvõred hävivad, ilmuvad diaplektilised mineraalid ja klaasid, kõik kivimid sulavad.
Metamorfismi väärtused
Moondekivimite põhjalikul uurimisel kasutatakse lisaks ül altoodud peamistele muutuste tüüpidele sageli selle mõiste mõnda muud tähendust. See on näiteks prograde (või progresseeruv) metamorfism, mis kulgeb endogeensete protsesside aktiivsel osalusel ja säilitab kivimi tahke oleku ilma lahustumise või sulamiseta. Kaasnedes kõrgema temperatuuriga mineraalide assotsiatsioonide ilmnemisega madala temperatuuriga mineraalide tekkekohas, tekivad paralleelsed struktuurid, ümberkristallisatsioon ning süsinikdioksiidi ja vee vabanemine mineraalidest.
Arvesse võetakse ka regressiivset metamorfismi (või retrograadset ehk monodiaftoreesi). Sel juhul põhjustab mineraalide transformatsioone moondekivimite ja magmakivimite kohanemine uute tingimustega moonde madalamates staadiumides, mis tõi kaasa madala temperatuuriga mineraalide ilmumise kõrge temperatuuriga mineraalide asemele. Need tekkisid varasemate metamorfismiprotsesside käigus. Selektiivne metamorfism on selektiivne protsess, muutused toimuvad valikuliselt, ainult teatud järjestuse osades. Siin on keemilise koostise heterogeensus, struktuuri või tekstuuri omadused jms.
