21.03.2021

Особенности миграции вещества при метаморфизме


Теоретические предпосылки и природные наблюдения свидетельствуют о том, что природа факторов, определяющих и сопровождающих метаморфические преобразования, сама по себе неизбежно способствует миграции вещества. Региональный метаморфизм даже в областях моноциклического развития представляет собой эволюционизирующее явление, что обусловлено изменениями физико-химических условий во времени. Предполагается, что осадочные породы, прежде чем достигнуть определенной ступени изменения, проходят все промежуточные стадии преобразования, начиная с диагенеза. Степень изменения первичного состава осадков на этом прогрессивном пути развития оценить трудно. Сотрудниками ИГГД АН России проводились исследования зональных метаморфических комплексов с использованием методов корреляционного анализа, которые показали, что метаморфизм прогрессивного этапа приближается к изохимическому. Однако при этом следует заметить, что методика подобных исследований пока не учитывает объемные эффекты, связанные как с метаморфическими реакциями, так и с характером деформационных процессов по мере перехода от зоны к зоне, что придает полученным результатам большую неопределенность. Снижение температуры и давления в ходе метаморфизма означает переход к регрессивному этапу, процессы которого при условии свободной фильтрации флюидов достаточно интенсивно преобразуют минеральные парагенезисы прогрессивного этапа. Именно регрессивный этап характеризуется широким развитием процессов метасоматоза, связанных с изменением режима щелочности при снижении температуры, в целом отвечающем закономерностям, выведенным Д.С. Коржинским для послемагматических процессов. Ряд компонентов переходит в подвижное состояние. Вариации в ряду подвижности, связанные как с изменением щелочных свойств флюида, так и влиянием исходного состава пород, создают условия для метаморфической дифференциации вещества осадков и возникновения большого числа минеральных парагенезисов, часть из которых формально отвечает составам некоторых групп осадков, а составы других не имеют аналогов среди известных осадочных образований.

Достижения современной структурной петрологии свидетельствуют о том, что метаморфические процессы протекают в стрессовом поле при напряженном состоянии твердого вещества. Большинство метаморфических пород представляют собой тектониты. Еще Е. Рикке было показано, что в условиях ориентированного давления величина давления, а следовательно, и химический потенциал вещества будут меняться от точки к точке, вызывая растворение в точках наибольшего давления и осаждение в точках наименьшей его величины. Действие этого принципа фиксируется в структуре метаморфической породы. Таким образом, даже при максимальном приближении к изохимической модели метаморфизма действие тектонических факторов вызывает миграцию вещества, масштаб которой соизмерим со средним размером кристаллических индивидов в породе.

В зонах крупных тектонических нарушений, особенно когда имеет место значительное горизонтальное перемещение масс горных пород, свидетельствующее о высоком флюидном давлении, длительно действующие сколовые напряжения реализуются в образовании плоско-параллельных текстур, развитие которых сопровождается дифференциацией вещества под влиянием существующих градиентов давления и химических потенциалов компонентов.

Таким образом, в процессе изменения физико-химических условий и под воздействием тектонических сил в метаморфизуемой породе всегда имеет место перемещение компонентов. Для литологических исследований крайне важно выбрать системы, приближающиеся к закрытым. Поэтому необходимо разрабатывать методы качественной и количественной оценки миграции вещества, соизмеряя при этом масштабы миграции и объем системы, степень закрытости которой оценивается. При отсутствии такого рода исследований дискуссия по поводу изохимичности или неизохимичности метаморфизма останется беспредметным спором.





Яндекс.Метрика