Типы и условия проявления метаморфизма

Метаморфизм — преобразование горных пород под действием эндогенных процессов, вызывающих изменение физико-химических условий в земной коре. Стадийность, зоны и фации регионального метаморфизма. Его роль в образовании месторождений полезных ископаемых.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

Федеральное агентство по образованию РФ

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Геолого-географический факультет

Кафедра динамической геологии

МЕТАМОРФИЗМ

Курсовая работа

Автор работы:

студент 02301 группы

Р.В. Голещихин

.

Томск 2014

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Общее понятие о метаморфизме

2. Стадии и этапы метаморфизма

3. Общая характеристика и основные факторы метаморфизма

3.1 Термальный метаморфизм

3.2 Динамометаморфизм

3.3 Метасоматоз

3.3.1 Типы метасоматических процессов

4. Типы и условия проявления метаморфизма

4.1 Локальный метаморфизм

4.2 Контактовый метаморфизм

4.3 Региональный метаморфизм

4.3.1 Стадийность, зоны и фации регионального метаморфизма

4.4 Катакластический метаморфизм

5. Горные породы метаморфизма

6. Роль метаморфизма в образовании месторождений полезных ископаемых

Заключение

Список использованной литературы

метаморфизм горная порода ископаемое

ВВЕДЕНИЕ

Что такое метаморфизм? Слово «метаморфизм» в переводе с греческого языка означает изменение, превращение. Понятие «метаморфическая порода» было впервые введено Ч. Лейеллем. В геологии под метаморфизмом понимается физическая и химическая переработка горных пород под влиянием изменений физико-химических условий внутри Земли. В результате изменений условий в земных недрах горные породы преобретают новые текстурные, структурные свойства и минеральные качества. Зачастую новые породы по минеральному составу значительно отличаются от первоначальных. На изменение первоначального строения и состава пород основное влияние оказывает давление, температура, наличие флюидов и химические процессы, происходящие на глубине.

1. ОБЩЕЕ ПОНЯТИЕ О МЕТАМОРФИЗМЕ

Впервые идею о метаморфизме горных пород высказал М.В. Ломоносов в 1763 г. в своем труде «О слоях земных». Он описал превращение ила и глины в «дикий камень» в результате длительного слеживания и «подземного огненного действия» с последующим «проникновением вод минеральных». Об изменениях горных пород под влиянием внутреннего тепла Земли писал в своем трактате шотландский ученый Дж. Геттон (1775).

Термин «метаморфизм горных пород» ввёл английский геолог Ч. Лайель в 1883 г.

Метаморфизм -- преобразование горных пород под действием эндогенных процессов, вызывающих изменение физико-химических условий в земной коре. Преобразованию могут подвергаться любые горные породы -- осадочные, магматические и ранее образовавшиеся метаморфические. В физико-химических условиях, отличных от тех, в которых образовались горные породы, происходит изменение их минерального состава, структуры и текстуры. Изменение минерального состава при метаморфизме может протекать изохимически, т.е. без изменения химического состава метаморфизуемой породы, и метасоматически, т. е. со значительным изменением химического состава метаморфизуемой породы за счет привноса и выноса вещества. Изменение структуры и текстуры пород обычно происходит в процессе перекристаллизации вещества. Особенность метаморфических процессов заключается в том, что они протекают с сохранением твердого состояния системы, без существенного расплавления пород. Лишь при определенных физико-химических условиях метаморфизм сопровождается частичной или полной кристаллизацией исходных пород. Процессы подобного характера объединяются под названием ультраметаморфизма.

В зависимости от интенсивности метаморфических процессов наблюдается постепенный переход от слабо измененных пород, сохраняющих состав и структуру исходных разностей, до глубоко преобразованных пород, первичная природа которых практически утрачена.

Метаморфизм представляет собой сложное физико-химическое явление, обусловленное комплексным воздействием температуры, давления и химически активных веществ. Он протекает без существенного изменения химического состава первичных пород.

Например, глины в процессе метаморфизма переходят в гнейсы, базальт в амфиболит, породы ультраосновного состава в серпентиниты.

Рис. 1. Схема метаморфизма горных пород

Метаморфизм генетически связан с тектоникой литосферных плит, а именно с формированием субдукционных и рифтовых зон.

В зонах субдукции, где океаническая кора, как более тяжелая, опускается под континентальную, образуются впадины (желоба), которые со временем превращаются в геосинклинали. Аналогичная геологическая обстановка создается и в зонах столкновения тектонических плит.

Рис. 2. В зоне субдукции происходит образование глубоководных желобов и горных сооружений, а также затягивание континентальной коры на большую глубину

Процесс формирования мощных многосотметровых толщ происходит и в зонах рифтогенеза (раздвижения континентальной коры).

Рис. 3. Схема воздействия магматического расплава на породы земной коры

Рифтогенез происходит с утонением континентальной коры и проседанием ее на большую глубину. Отрицательные структуры рельефа заполняются осадками (глинами, песком, органическими веществами) и близлежащими горными породами. Все это происходит на фоне повышения температуры за счет магматических масс, проникающих по глубинным разломам к дневной поверхности.

Все три описанные выше геологические обстановки происходят с понижением рельефа и переходом их в геосинклинали, формирование которых происходит длительное время (несколько млрд лет). В настоящее время гнейсы слагают древние структуры, т.н. щиты. Их возраст составляет 3 - 4,5 млрд лет, поэтому можно считать, что метаморфизм это древний процесс, т.к. молодых гнейсов в природе не существует. 

2. СТАДИИ И ЭТАПЫ МЕТАМОРФИЗМА

Процесс метаморфизма постоянно находится в динамике. На первой стадии метаморфизма при погружении осадков на большие глубины низкотемпературные минеральные ассоциации замещаются высокотемпературными. Все это происходит на фоне увеличения давления, температуры и агрессивности флюидов. Первую стадию метаморфизма условно можно подразделить на четыре этапа:

I этап - накопление осадочных, магматических горных пород в геосинклинальных зонах.

II этап сопровождается медленным (1 - 2 млрд лет) опусканием накопившихся осадков на большую глубину (до 30 км). В результате глины преобразуются в гнейсы, породы основного состава - в амфиболиты, породы ультраосновного состава - в серпентиниты, т.е. происходит перекристаллизация вещества из одного состояния в другое без изменения химического состава. В это время происходит смятие пород в складки, образование разрывных нарушений.

III этап характеризуется широкой гранитизацией (метасоматозом) с формированием в тектонических зонах крупных массивов плагиогранитов. Масштабный метасоматоз сопровождается выносом флюидов в открытые трещины или в ослабленные участки земной коры.

IV этап - процесс формирования микроклиновых гранитов, пегматитов и кварца, за счет флюидов, сформированных при региональной гранитизации. Вышеперечисленные породы образуют секущие жилы в гнейсах, гранитах и кристаллосланцах.

Вторая стадия метаморфизма называется регрессивным метаморфизмом - это подъём глубинных метаморфических пород на дневную поверхность. В результате происходит разрушение породообразующих минералов и образование новых. Например, при разложении и переходе плагиоклаза в глинистые минералы (процесс пелитизации) выносится большое количество кальция с образованием эпидота, т.е. проявляется вторичный процесс (эпидотизация). Обратный процесс Ф. Бекке назвал диафторезом. Диафторез, как правило, связан с явлениями гидратации (присоединение молекул воды к молекулам или ионам). Горные породы, претерпевшие регрессивный метаморфизм, иногда называют диафторитами.

3. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ МЕТАМОРФИЗМА

Метаморфизм -- преобразование горных пород под действием эндогенных процессов, вызывающих изменение физико-химических условий в земной коре. Преобразованию могут подвергаться любые горные породы -- осадочные, магматические и ранее образовавшиеся метаморфические. В физико-химических условиях, отличных от тех, в которых образовались горные породы, происходит изменение их минерального состава, структуры и текстуры. Изменение минерального состава при метаморфизме может протекать изохимически, т.е. без изменения химического состава метаморфизуемой породы, и метасоматически, т. е. со значительным изменением химического состава метаморфизуемой породы за счет привноса и выноса вещества. Изменение структуры и текстуры пород обычно происходит в процессе перекристаллизации вещества. Особенность метаморфических процессов заключается в том, что они протекают с сохранением твердого состояния системы, без существенного расплавления пород. Лишь при определенных физико-химических условиях метаморфизм сопровождается частичной или полной кристаллизацией исходных пород. Процессы подобного характера объединяются под названием ультраметаморфизма.

В зависимости от интенсивности метаморфических проц...