Вещества, концентрирующиеся в известняке при

Контактовом метаморфизме

(район Осло)

Элементы	Минералы
Fe	Андрадит, геденбергит, окислы, сульфиды
Zn, Cu, Pb	Сфалерит, халькопирит, галенит
Mn	Андрадит, геденбергит, родонит
Bi, Ag	Висмутин, галенит, сфалерит
Mo,W	Молибденит, шеелит
Co, As, Sb	Кобальтин, арсенопирит, висмутин
Be, Ce	Гельвин, везувиан, алланит (ортит)
Si	Силикаты и кварц
F, C1, S	Флюорит, скаполит, сульфиды
В, Р, Ti	Турмалин, аксинит, апатит

Не менее, если не более активно, чем в скарнах, геохимический аспект контактового метаморфизма выступает при процессах грейзенизации. В этом случае во вмещающих горных породах кислотного характера отмечаются следующие привнесённые в них элементы: Fе, Al, F, Cl, Be, Li, Sn, W, Mo, Bi, As, Сu. Они фиксируются в новообразо­ванных минералах — турмалине, флюрите, берилле, касситерите, вольфрамите, молибдените, в ряде рудных и других минералов.

Процессы контактового метаморфизма протекают тем интенсивнее, чем выше температура и чем большую роль играют летучие компо­ненты. Основные магматические породы в период своего становления имеют большую температуру, чем кислотные (граниты), но они не дают обширных контактовых зон, так как более бедны летучими ком­понентами. Основные интрузии приводят к образованию узких контактовых зон, в которых изменения зачастую сводятся лишь к обыч­ной закалке. Интенсивность контактового метаморфизма также зависит от состава горных пород, в которые внедряются интрузии.

Контактовые химические изменения охва­тывают не только вмещающие толщи, но и зоны внутри массивов изверженных пород. В результате главным образом ассимиляции вещест­ва из вмещающих горных пород химический состав внешних частей интрузивных массивов отличается от внутренних частей. Эти зоны называются эндоконтактами в отличие от экзоконтактов, располо­женных во вмещающих толщах.

2. Динамометаморфизм – метаморфизм, обусловленный давле­нием (главный фактор). В него входит пластический метаморфизм и метаморфизм нагрузки. Динамометаморфизм заключается в динами­ческих преобразованиях горных пород и минералов. Кластический метаморфизм приводит к разрывным деформациям пород с дроблением минеральных индивидов. Происходит образование катаклазитов и милонитов.

Несмотря на то что динамометаморфизм играет важную роль в пет­рологии и структурной геологии, в геохимическом аспекте роль его ничтожна. Динамические процессы метаморфизма не приводят к зна­чительным миграциям химических элементов. Они могут лишь замедлять или уско­рять реакции, имеющие место при контактовом или региональном метаморфизме. Так, например, одностороннее давление понижает тем­пературу химических реакций и обусловливает анизотропию среды, а это в свою очередь сказывается на процессах растворения и пере­кристаллизации.

В общем, оценивая динамометаморфизм с геохимической точки зрения, можно сказать, что он играет скорее вспомогательную роль, выступает как фактор общего метаморфизма, а не как самостоятель­ный вид.

3. Региональный метаморфизм – метаморфизм, обширно прояв­ляющийся в пространстве и происходящий на глубинах под воздей­ствием внутренней теплоты Земли. Он проявляется обычно на огромных площадях орогенных поясов, что даёт право называть его также орогенным метаморфизмом.

В результате горообразовательных процессов толщи горных пород первоначально попадают на значительные глубины в чуждую для них обстановку повышенных температур и давлений. Поскольку темпера­тура регионального метаморфизма обусловлена внутренней теплотой Земли, а давление нагрузкой вышележащих толщ, то естественно, что интенсивность метаморфизма зависит от глубины погружения. Как известно, геобарический градиент составляет в среднем 27 · 10⁶ Па/км, а геотермический колеблется от 10 до 100 град/км. В современных орогенных поясах геотермический градиент равен 35-50, на плат­формах – 15-35 и на щитах – 10-15 град/км и менее.

Таким образом, при региональном метаморфизме только погру­жение толщ горных пород на некоторую глубину, без влияния магма­тических масс, создаёт благоприятные условия для нарушения в поро­дах физико-химического равновесия и для их минерально-структурной перестройки. При значительных погружениях региональный метамор­физм переходит в ультраметаморфизм.

По данным экспериментов, температура наи­более легкоплавкой из силикатных природных систем – гранитной эвтектики – при давлениях 2-3 · 10⁸ Па лежит около 500 ⁰С. В земной коре эти термодинамические условия достижимы в орогенных зонах на глубинах около 10 км, под платформами – около 30 км, под щитами – на глубинах около 55 км.

Эти глубины соответствуют нижней границе нормальных метамор­фических процессов, протекающих без переплавления вещества. Глубже располагается зона ультраметаморфизма. Таким образом, очевидно, что региональный метаморфизм охватывает всю земную кору (или её континентальную часть) до глубин в среднем 25-30 км. Глубина проявления нижней границы нормального метаморфизма (метасферы) в общих чертах обратно про­порциональна мощности земной коры (рис. 13).

Рис. 13. Основные типы строения земной коры и схематическое положение верхней границы ультраметаморфизма

Интенсивность метаморфических процессов определяется не толь­ко температурой и давлением. Не меньшую роль играют и летучие компоненты, присутствующие в горных породах в виде поровых растворов, влияние которых на интенсивность метаморфизма сводит­ся к следующему.

- поровые растворы – растворители и переносчики веществ;

- поровые растворы – химически агрессивные вещества, которые принимают активное участие в различных химических реакциях (на­пример, приобразовани гидроксилсодержащих минералов);

- часто летучие вещества играют роль катализаторов при различ­ных процессах (химические реакции, кристаллизация) – такова, например, роль фтора при крис­таллизации амфиболов.

Присутствие летучих компонентов ус­коряет многие метаморфические процессы в миллионы раз, хотя их количество в горных породах редко превышает 2-3 % (по массе).