Минералдық фациялар метаморфизм әрекеттерініі
Метаморфтық тау жыныстары: құралуы және құрамы
Метаморфизм әрекеттерінің нәтижесінде метаморфтық тау жыныстары түзіледі. Бұл жыныстардың құрамындағы минералдар, әдетте, толық кристалданған күйде болады. Химиялық құрамы көбіне күрделі келеді, себебі олар алғашқы магмалық, алғашқы шөгінді немесе бұрын түзілген метаморфтық жыныстардың қайта кристалдануы арқылы қалыптасады. Құралу барысында әртүрлі химиялық компоненттердің өзара орын алмасуы да маңызды рөл атқарады.
Аналық жыныстан келетін минералдар
Метаморфтық жыныстарда магмалық жыныстарға тән негізгі минералдардың бәрі дерлік кездесуі мүмкін: кварц, дала шпаттары, пироксендер, оливин, амфиболдар, слюдалар және т.б.
Метаморфизмде жаңадан түзілетін минералдар
Сонымен қатар метаморфтық жолмен пайда болған минералдар да жиі ұшырасады: гранат, тальк, хлорит, серпентин, дистен, серицит, эпидот, волластонит және т.б. Бұлар метаморфизмнің индикаторлары ретінде индекс-минералдар деп аталады.
Реликт және типоморфты минералдар
Алғашқы аналық жыныстан сақталған минералдар қалдық (реликт) минералдар тобын құрайды. Ал тек метаморфизмге байланысты түзілген минералдар типоморфты минералдар деп аталады.
Минералдық фациялар және метаморфизм дәрежелері
Белгілі бір термодинамикалық жағдайда түзілген минералдар ассоциациясы метаморфтық жыныстардың минералдық фациясын сипаттайды. Фациялар метаморфизмнің әртүрлі дәрежедегі сатыларына — төменгі, орта және жоғарғы — сәйкес келеді.
Өте төменгі дәрежелі метаморфизм: сазды және аспидті сланецтер
Өте төменгі дәрежелі аймақтық метаморфизм жағдайында сазды сланецтер (тақтатастар) кездеседі. Кейбір зерттеушілер олардың қалыптасуын метагенездік немесе апокатагенездік сатылармен байланыстырады. Бұл жыныстар өте жұқа қабыршақтарға оңай ажыратылатын қатты сазды қабаттардан тұрады.
Егер мұндай сланецтер қара түсті болса, оларды аспидті сланецтер деп атайды. Қара түс көбіне алғашқы саз құрамындағы органикалық заттардың метаморфизм нәтижесінде графитке айналуымен түсіндіріледі. Бұл тип Үлкен Кавказдың юра шөгінділерінде, Таулы Алтайдың девон шөгінділерінде және басқа аймақтарда кең таралған.
Өте төменгі дәрежелі фацияларда жаңадан түзілген цеолиттердің болуы метаграувактар арасында жиі байқалады.
Төменгі дәрежелі өзгерістер: спилит, кератофир және серпентинит
- Құрамы негізді лавалар өте төменгі дәрежелі метаморфизмде спилиттерге айналады.
- Құрамы орта негізді лавалар кератофирлерге (альбитофирлерге) өзгереді; олардың құрамында екінші реттік альбит, хлорит, эпидот және басқа минералдар басым, түсі көбіне көкшіл болады.
- Мұхиттық жер қыртысындағы ультранегізді жыныстар (перидотиттер) мұхит суымен әрекеттесіп, серпентиниттерге (змеевиктерге) айналады.
Филлиттер және көк-жасыл сланецтер фациясы
Метаморфизмнің төменгі сатысында сазды (соның ішінде аспидті) сланецтер филлиттерге айналады. Филлиттер қат-қабат тақталанған слюдалардың жылтыраған жапырақшаларымен ерекшеленіп, жай көзге айқын көрінеді және оңай ажыратылады.
Төменгі сатылы метаморфизм өнімдерінің жетілген түрлерінің бірі — көк-жасыл сланецтер (тақтатастар) фациясы. Бұл қатарға хлоритті-серицитті сланецтер, кремнийлі және хлоритті көк-жасыл сланецтер жатады.
Типоморфты минералдар (жиі кездесетін)
Әсіресе актинолиттің болуы төменгі дәрежелі метаморфизм үшін маңызды диагностикалық белгі саналады.
Көгілдір сланецтер: жоғары қысымның белгісі
Төмен және өте төмен дәрежелі метаморфизм сатылары аясындағы ерекше фациялардың бірі — көгілдір (аспан түсті) сланецтер. Олардың негізгі индекс-минералдары ретінде көгілдір түсті глаукофан және лавсонит (Ca–Al гидросиликаты) аталады.
Глаукофанды сланецтер, әдетте, өте жоғары қысым жағдайларында (шамамен 10–12 кбар) және салыстырмалы төмен температура аймақтарында түзіледі.
Жер қыртысындағы тұйық цикл: үгілу → шөгінділер → метаморфизм → магматизм
Егер сазды жыныстардың үгілу өнімдері екенін ескерсек, ал үгілу қыртысы магмалық жыныстардың (граниттер, чарнокиттер және т.б.) негізінде түзіліп, әрі қарай эволюциялық сатылардан өтетінін түсінсек, онда процестердің жалпы тізбегі мынадай түрде беріледі (И. Д. Лукашевич, 1909–1911):
Процестер тізбегі
- 1 Үгілу заттары
- 2 Шөгінді қабаттардың түзілуі
- 3 Диагенез
- 4 Катагенез
- 5 Метаморфизм
- 6 Магматизм (граниттік)
- 7 Қайтадан үгілу әрекеттері
Осылайша, жер қыртысы, атмосфера және гидросфераны түгел қамтитын, үгілу үдерістері арқылы биосфераның қатысуымен жүретін тұйық цикл үздіксіз қайталанып отырады. Сондықтан академик В. И. Вернадскийдің тұжырымына сәйкес, қазіргі жер қыртысын белгілі бір мағынада бұрынғы биосфераның сақталған іздері ретінде түсіндіруге болады.
Екпінді-соқпалық метаморфизм: метеориттік соққының әсері
Жоғарыда аталған түрлерден бөлек, метаморфизмнің ерекше бір түрі бар — екпінді-соқпалық метаморфизм. Ол Жер бетіне ірі метеориттердің аса жоғары жылдамдықпен құлауынан туатын соқтығысу процестерімен байланысты.
Астроблемдер туралы
Қазіргі деректер бойынша (Антарктидадан басқа) барлық құрлықтарды қоса есептегенде екі жүзден астам метеориттік кратер (астроблем) анықталған. Олардың шамамен жүзге жуығы екпінді-соқпалық метаморфизммен байланысты деп қарастырылады.
Мысал: Попигай астроблемі
Әлемдегі ең ірі астроблемдердің бірі — Солтүстік Сібірдегі Попигай; оның диаметрі 100 км-ге дейін жетеді. Жалпы астроблемдердің көпшілігі 2–33 км аралығында кездеседі.
Соққы сәтіндегі энергияның бөлінуі
Метеориттің жер бетіне түсу сәтінде қас қағым уақытта (шамамен 0,1 с) орасан зор кинетикалық энергия бөлінеді. Бұл энергия:
- Механикалық әсерлерге (сығылу, уатылу, бөлшектену);
- Жылулық әсерлерге (балқу, буланып ұшып кету) жұмсалады.