Геохимия метаморфических процессов Метаморфические процессы а Региональный

Геохимия метаморфических процессов

Метаморфические процессы: а) Региональный метаморфизм; б) Контактовый метаморфизм; в) Автометаморфизм.

Причины метаморфизма: • Изменение температуры; • Изменение давления; • Химизм среды.

Региональный метаморфизм Значение геотермических ступеней для разных тектонических областей по В. В. Белоусову: Области новейшего вулканизма 5 – 20 м Окраины областей кайнозойской складчатости 20 – 30 м Платформы 30 – 80 м Кристаллические щиты > 100 м

Температуры регионального метаморфизма Наивысшие метаморфические преобразования идут при температурах около 700ºС (гранулитовая фация), а частичное плавление, с образованием палингенных гранитов, происходит при температурах несколько выше 700ºС.

Методы изучения температур метаморфического минералообразования 1. Метод «Пары минералов» : Взаимная растворимость веществ с повышением температуры растет, а с понижением – уменьшается; при некоторой довольно определенной температуре наступает распад смешанных кристаллов. Для определения температур метаморфического минералообразования можно использовать, пары минералов, приведенные в таблице ниже. Минерал-растворитель Растворённый минерал Температура распада изоморфной смеси, °C Пирротин Халькопирит 600 » Пентландин 450 Халькопирит Сфалерит 550 » Станнин 500 » Пирротин 300 Сфалерит Халькопирит 350 – 400 Борнит Халькозин 175 – 225

2. Метод «Изоморфного компонента» : Метод, основанный на изучении содержания в минерале изоморфного с ним компонента; здесь используется известное правило изоморфизма – с повышением температуры растет количество растворенного вещества. Например: Fe. S в сфалерите возрастает от 1 до 24 мол. % в соответствии с ростом температуры от 138 до 625ºC; содержание Mg. CO 3 в кальците при 500 ºC достигает мол. %, а при 800 ºC возрастает до 18 мол. % и т. д.

3. Метод «Газовых включений» : Для определения температуры образования минерала используют соотношения некоторых изотопов. Эти соотношения зависят почти исключительно от температуры.

Давление регионального метаморфизма - Одностороннее - Гидростатическое (всестороннее) Пример гидростатического давления: Mg 2 Si. O 4 + Ca. Al 2 Si 2 O 8 = Ca. Mg 2 Al 2(Si. O 4)3

По В. И. Вернадскому Гранитная оболочка нашей планеты – это былые биосферы, т. е. переработанные осадки.

Пористость • Изучение пористости глинистых сланцев, взятых с разной глубины, показало, что, если на поверхности она достигает 25%, то на h= 1 км уменьшается до 10%, а на h=6 км пористость становится ничтожно малой. • По данным Петтиджона содержание поровой воды в среднем составляет (в%): в сланцах ≈5; в песчаниках 1, 6; в известняках 0, 8; в граувакках 2; в кремнистых сланцах 0, 7.

Химические элементы, содержащиеся в метаморфизованной воде • CO 2 • S, Cl, B, щелочи, Ca, U и цветные Ме. Содержание воды в: Зеленых сланцах – 3, 15 % Амфиболитах – 1, 03 % Гранулитах – 0, 35 %

Метаморфические фации По Ван Хайзу: - Верхняя – зона катаморфизма (реакции с «+» эффектом) - Нижняя – Зона анаморфизма ( с «-» энергетическим эффектом, с диссоциацией минералов, дегидратацией)

По И. Д. Лукашевичу: - Приземная (до h=110 м) - Сланцевая (с хлоритом, слюдами, дистеном, амфиболом, пироксеном, гранатами) - Батическая (глубинная, с развитием гнейсов и гранито-гнейсов)

Общие положения Бекке: 1. Породы стремятся к состоянию хим. равновесия. 2. Давление - мощный фактор метаморфизма и способствуют к реакциям, ведущим к уменьшению объема ( «закон объемов» ). 3. Обратно действует повышение t. 4. Возрастающее давление (в верхней зоне М). Противодействие высокой t давлению(в нижней зоне М).