Sotto l'influenza di pressione, alta temperatura, rimozione o introduzione di sostanze nelle rocce - sedimentarie, magmatiche, metamorfiche, qualsiasi - dopo la loro formazione, si verificano processi di cambiamento, e questo è metamorfismo. Tali processi possono essere suddivisi in due grandi gruppi: metamorfismo locale e profondo. Quest'ultimo è anche chiamato metamorfismo regionale e il primo - locale. Dipende dalla scala del processo.
Metamorfismo locale
Il metamorfismo locale è una categoria troppo ampia, ed è anche suddiviso in metamorfismo idrotermale, cioè bassa e media temperatura, contatto e autometamorfismo. Quest'ultimo è il processo di trasformazione delle rocce ignee dopo la solidificazione o l'indurimento, quando sono interessate da soluzioni residue, che sono il prodotto dello stesso magma e circolano nella roccia. Esempi di tale metamorfismo sono la serpentinizzazione di dolomiti, rocce ultramafiche e rocce basiche e la clorurazione delle diabasi. Il tipo successivo è caratterizzatogià con il suo nome.
Il metamorfismo di contatto si verifica ai confini delle rocce ospiti e del magma fuso, quando agiscono temperature, fluidi (gas inerti, boro, acqua) provenienti dal magma. Un alone o una zona di impatto di contatto può essere da due a cinque chilometri dal magma solidificato. Queste rocce di metamorfismo spesso mostrano metasomatismo, in cui una roccia o un minerale viene sostituito da un altro. Ad esempio, contatta skarn, hornfelses. Il processo idrotermale del metamorfismo si verifica quando le rocce vengono alterate a causa di soluzioni termiche acquose che vengono rilasciate attraverso la solidificazione e la cristallizzazione di un'eruzione. Anche qui i processi di metasomatismo sono di grande importanza.
Metamorfismo regionale
Il metamorfismo regionale si verifica su vaste aree in cui la crosta terrestre è mobile ed è sommersa fino in profondità sotto l'influenza dei processi tettonici in vaste aree. Ciò si traduce in pressioni e temperature particolarmente elevate. Il metamorfismo regionale trasforma semplici calcari e dolomiti in marmi, e graniti, dioriti, sieniti in gneiss granitici, anfiboliti e scisti. Ciò è dovuto al fatto che a medie e grandi profondità tali temperature e pressioni indicano che la pietra si ammorbidisce, si scioglie e scorre di nuovo.
Le rocce di metamorfismo di questo tipo si distinguono per il loro orientamento: quando le trame massicce scorrono, diventano striate, lineari, argillose, gneissiche e tutti i punti di riferimento vengono forniti rispetto alla direzione del flusso. Piccole profondità non lo consentono. Perché ce lo mostra il metamorfismo delle roccerocce frantumate, argillose, argillose o sfilacciate. Se le rocce alterate possono essere associate ad alcune linee, si può parlare di metamorfismo locale di dislocazione quasi di faglia (dinamometamorfismo). Le rocce formate da questo processo sono chiamate miloniti, scisti, cachiriti, cataclasiti, brecce. Le rocce ignee che hanno attraversato tutti gli stadi del metamorfismo sono chiamate orthorocks (questi sono orthoscisti, orthogneiss e così via). Se le rocce del metamorfismo sono sedimentarie, sono dette para-rocce (questi sono parascisti o paragneis, e così via).
Facies metamorfismo
In determinate condizioni termodinamiche del corso del metamorfismo, si distinguono gruppi di rocce, dove le associazioni minerali corrispondono a queste condizioni: temperatura (T), pressione totale (Рtotale), pressione parziale dell'acqua (P H2O).
I tipi di metamorfismo includono cinque fasce principali:
1. Liste verdi. Questa fascia si verifica a una temperatura inferiore a duecentocinquanta gradi e anche la pressione non è troppo alta, fino a 0,3 kilobar. È caratterizzato da biotite, cloruro, albite (plagioclasi acida), sericite (moscovite a scaglie fini) e simili. Solitamente questa fascia è sovrapposta alle rocce sedimentarie.
2. La fascia di epidoto-anfibolite si ottiene con una temperatura fino a quattrocento gradi e una pressione fino a un chilobar. Qui sono stabili gli anfiboli (spesso actinolite), l'epidoto, l'oligoclasio, la biotite, la muscovite e simili. Questa fascia può essere vista anche nelle rocce sedimentarie.
3. La fascia anfibolite si trova su qualsiasi tiporocce - sia ignee, sia sedimentarie e metamorfiche (cioè queste fasce sono già state soggette a metamorfismo - fascia epidoto-anfibolica o scisto verde). Qui, il processo metamorfico avviene a temperature fino a settecento gradi Celsius e la pressione sale a tre kilobar. Questa fascia è caratterizzata da minerali come plagioclasio (andesina), orneblenda, almandino (granato), diopside e altri.
4. La fascia di granulite scorre a una temperatura di oltre mille gradi con una pressione fino a cinque kilobar. I minerali che non contengono idrossile (OH) cristallizzano qui. Ad esempio, enstatite, iperstene, piropo (granato di magnesio), labrador e altri.
5. La fascia di eclogite passa alle temperature più elevate - più di millecinquecento gradi e la pressione può essere superiore a trenta kilobar. Pyrope (granato), plagioclasio, onfacite (pirosseno verde) sono stabili qui.
Altra fascia
Una varietà di metamorfismo regionale è l'ultrametamorfismo, quando le rocce sono completamente o parzialmente sciolte. Se parzialmente - questa è anatessi, se completamente - questa è palingenesi. Si distingue anche la migrazione: un processo piuttosto complesso in cui le rocce si formano a strati, in cui le rocce ignee si alternano al relitto, cioè il materiale sorgente. La granitizzazione è un processo diffuso, in cui il prodotto finale è una varietà di granitoidi. Questo è, per così dire, un caso speciale del processo generale di formazione del granito. Qui è necessaria l'introduzione di potassio, sodio, silicio e l'eliminazione di calcio, magnesio, ferro con gli alcali più attivi, acqua eanidride carbonica.
È diffusa anche la diaftoresi o metamorfismo regressivo. Le associazioni di minerali formate ad alte pressioni e temperature sono sostituite dalle loro fasce a bassa temperatura. Quando la fascia dell'anfibolite è sovrapposta alla fascia della granulite e alla fascia dello scisto verde e dell'epidoto-anfibolite e così via, si verifica la diaftoresi. È nel processo di metamorfismo che compaiono depositi di grafite, ferro, allumina e simili e le concentrazioni di rame, oro e polimetalli vengono ridistribuite.
Processi e fattori
I processi di cambiamento e rinascita delle rocce avvengono in periodi di tempo molto lunghi, si misurano in centinaia di milioni di anni. Ma anche fattori di metamorfismo non troppo intensi e significativi portano a cambiamenti davvero giganteschi. I fattori principali sono, come già accennato, pressioni e temperature che agiscono contemporaneamente con intensità diverse. A volte un fattore o l' altro prevale nettamente. La pressione può anche agire sulle rocce in modi diversi. Può essere completo (idrostatico) e diretto unilateralmente. Un aumento della temperatura aumenta l'attività chimica, tutte le reazioni sono accelerate dall'interazione di soluzioni e minerali, che porta alla loro ricristallizzazione. Inizia così il processo di metamorfismo. Il magma rovente penetra nella crosta terrestre, esercita pressione sulle rocce, le riscalda e porta con sé molte sostanze allo stato liquido e di vapore, e tutto questo facilita le reazioni con le rocce ospiti.
I tipi di metamorfismo sono diversi, così come diverse sono le conseguenze di questi processi. AIn ogni caso i vecchi minerali si trasformano e se ne formano di nuovi. Ad alte temperature, questo è chiamato idrometamorfismo. Un rapido e brusco aumento della temperatura della crosta terrestre si verifica quando il magma si solleva e si intromette al suo interno, oppure può essere il risultato dell'immersione di interi blocchi (grandi aree) della crosta terrestre durante i processi tettonici a grandi profondità. C'è uno scioglimento insignificante della roccia, che tuttavia fa sì che i minerali e le rocce cambino la composizione chimica e minerale e le proprietà fisiche, a volte cambia anche la forma dei depositi minerali. Ad esempio, l'ematite e la magnetite sono formate da idrossidi di ferro, quarzo dall'opale, si verifica il metamorfismo del carbone: si ottiene la grafite e il calcare si ricristallizza improvvisamente in marmo. Queste trasformazioni avvengono, anche se per molto tempo, ma sempre in modo miracoloso, che fornisce all'umanità giacimenti di minerali.
Processi idrotermali
Quando c'è un processo di metamorfismo, non solo le alte pressioni e le temperature ne influenzano le caratteristiche. Un ruolo enorme è assegnato ai processi idrotermali, in cui sono coinvolte sia le acque giovanili rilasciate dai magmi di raffreddamento che le acque superficiali (vandose). I minerali più tipici compaiono così nelle rocce metamorfosate: pirosseni, anfiboli, granati, epidoto, cloriti, miche, corindone, grafite, serpentina, ematite, talco, amianto, caolinite. Succede che predominano alcuni minerali, ce ne sono così tanti che anche i nomi riflettono l'entità del contenuto: gneiss di pirosseno, gneiss di anfibolo, biotiteliste e simili.
Tutti i processi di formazione dei minerali - sia magmatici, sia pegmatite e metamorfismi - possono essere caratterizzati come un fenomeno di paragenesi, ovvero la presenza congiunta di minerali in natura, che è dovuta alla comunanza del loro processo di formazione e condizioni simili - sia fisico-chimiche che geologiche. La paragenesi mostra la sequenza delle fasi di cristallizzazione. Primo: fusione magmatica, quindi resti di pegmatite ed emanazioni idrotermali, o questi sono sedimenti in soluzioni acquose. Quando il magma entra in contatto con le rocce di base, le cambia, ma cambia se stesso. E se si verificano cambiamenti nella composizione della roccia intrusiva, sono chiamati cambiamenti di endocontatto e se le rocce ospiti cambiano, sono chiamati cambiamenti di esocontatto. Le rocce che hanno subito metamorfismo costituiscono una zona o alone di mutamenti, la cui natura dipende dalla composizione del magma, nonché dalle proprietà e dalla composizione delle rocce ospiti. Maggiore è la discrepanza nella composizione, più intenso è il metamorfismo.
Sequenza
Le trasformazioni di contatto sono più pronunciate nelle intrusioni acide ricche di ingredienti volatili. Le rocce ospiti possono essere disposte nella seguente sequenza (al diminuire del grado di metamorfismo): argille e scisti, calcari e dolomiti (rocce carbonatiche), poi rocce magmatiche, tufi vulcanici e rocce tufacee, arenarie, rocce silicee. Il metamorfismo di contatto aumenta con l'aumentare della porosità e della fessurazione della roccia, poiché gas e vapori circolano facilmente al suo interno.
E sempre,assolutamente in tutti i casi, lo spessore della zona di contatto è direttamente proporzionale alle dimensioni del corpo intrusivo, e l'angolo è inversamente proporzionale dove la superficie di contatto forma un piano orizzontale. La larghezza degli aloni di contatto è solitamente di diverse centinaia di metri, a volte fino a cinque chilometri, in casi molto rari anche di più. Lo spessore della zona di esocontatto è molto maggiore dello spessore della zona di endocontatto. I processi di metamorfismo nella formazione del metallo della zona di esocontatto sono molto più diversi. La roccia dell'endocontatto è a grana fine, abbastanza spesso porfirica e contiene più metalli non ferrosi. Nell'esocontatto, l'intensità del metamorfismo diminuisce abbastanza bruscamente, allontanandosi dall'intrusione.
Sottospecie di metamorfismo di contatto
Diamo un'occhiata più da vicino al metamorfismo di contatto e alle sue varietà - metamorfismo termico e metasomatico. Normale - termico, si verifica a una pressione abbastanza bassa e ad una temperatura elevata, non vi è un afflusso significativo di nuove sostanze da un'intrusione già di raffreddamento. La roccia si ricristallizza, a volte si formano nuovi minerali, ma non vi è alcun cambiamento significativo nella composizione chimica. Gli scisti argillosi passano dolcemente in hornfelses e i calcari in marmi. I minerali si formano raramente durante il metamorfismo termico, fatta eccezione per i depositi occasionali di grafite e apatite.
Il metamorfismo metasomatico è chiaramente visibile ai contatti con corpi intrusivi, ma le sue manifestazioni sono spesso registrate in quelle aree in cui si è sviluppato il metamorfismo regionale. Tali manifestazioniabbastanza spesso può essere associato a giacimenti minerari. Può essere mica, elementi radioattivi e simili. In questi casi avveniva la sostituzione dei minerali, che procedeva con la partecipazione obbligatoria di soluzioni liquide e gassose ed era accompagnata da variazioni della composizione chimica.
Dislocazione e metamorfismo da impatto
Ci sono molti sinonimi di metamorfismo da dislocazione, quindi se si parla di metamorfismo cinetico, dinamico, cataclastico o dinamometamorfismo, stiamo parlando della stessa cosa, il che significa la trasformazione minerale strutturale della roccia quando le forze tettoniche hanno agito su esso in zone di perturbazioni puramente discontinue durante il ripiegamento montano e senza alcuna partecipazione di magma. I fattori principali qui sono la pressione idrostatica e semplicemente lo stress (pressione unilaterale). A seconda dell'entità e del rapporto di queste pressioni, il metamorfismo di dislocazione ricristallizza la roccia completamente o parzialmente, ma completamente, oppure le rocce vengono frantumate, distrutte e anche ricristallizzate. L'output è una varietà di scisti, miloniti, cataclasiti.
Il metamorfismo dell'impatto o dell'impatto si verifica attraverso una potente onda d'urto meteoritica. Questo è l'unico processo naturale in cui si possono osservare questi tipi di metamorfismo. La caratteristica principale è l'aspetto istantaneo, l'enorme picco di pressione, la temperatura superiore a mille e mezzo gradi. Quindi le fasi ad alta pressione si sono stabilite per un certo numero di composti: ringwoodite, diamante, stishovite, coesite. Rocce e minerali vengono frantumati,i loro reticoli cristallini vengono distrutti, compaiono minerali diaplettici e vetri, tutte le rocce si sciolgono.
Valori del metamorfismo
In uno studio approfondito delle rocce metamorfiche, oltre ai principali tipi di modifiche sopra elencati, vengono spesso utilizzati altri significati di questo concetto. Questo, ad esempio, è il metamorfismo progrado (o progressivo), che procede con la partecipazione attiva dei processi endogeni e preserva lo stato solido della roccia senza dissoluzione o fusione. Accompagnato dalla comparsa di associazioni di minerali a temperatura più elevata nel luogo di esistenza di quelli a bassa temperatura, compaiono strutture parallele, ricristallizzazione e rilascio di anidride carbonica e acqua dai minerali.
Si tiene conto anche del metamorfismo regressivo (o retrogrado o monodiaftorico). In questo caso, le trasformazioni minerali sono causate dall'adattamento delle rocce metamorfiche e magmatiche a nuove condizioni agli stadi inferiori del metamorfismo, che hanno portato alla comparsa di minerali a bassa temperatura al posto di quelli ad alta temperatura. Si sono formati durante precedenti processi di metamorfismo. Il metamorfismo selettivo è un processo selettivo, i cambiamenti avvengono selettivamente, solo in alcune parti della sequenza. Qui, l'eterogeneità della composizione chimica, le caratteristiche della struttura o della trama e simili.
