Daha çox

Modul 8 - Metamorfizm və Metamorfik Qaya - Geoscience


Modul 8 - Metamorfizm və Metamorfik Qaya

ES10 - Torpaq

Metamorfizm formanı dəyişdirmək deməkdir. Geoloqun mənasında qatı vəziyyətdə olan süxurlarda (protolitlərdə) dəyişikliklərə (yəni qayanın topdan əriməsi ilə deyil) aiddir. Bir insan metamorfizmi bişirməyə bənzər şəkildə görə bilər. Tərkiblər qarışdırılır və fərqli bir temperaturda (və / və ya təzyiqdə) yerləşdirilir və dəyişikliklər baş verir. Goo partiyası nə idi, sevimli bir torta çevrilir!

Dəyişiklik yeni istilik, təzyiq və ya maye vəziyyətləri ilə tarazlıq şərtlərini qorumaq üçün baş verir. Beləliklə, bu üç ekoloji dəyişkəndən hər hansı birində baş verən böyük dəyişikliklər metamorfizmlə nəticələnə bilər. Plitə tektonikasının möhtəşəm konveyer kəməri olduğundan qayalar təzyiq, temperatur və maye boşluğunda gəzərək müxtəlif ətraf mühit şərtləri ilə qarşılaşa bilər. Gedərkən metamorfoz ola bilər və harada olduqlarını izah edəcək bir nağıl ola bilər.

Metamorfizmin barmaq izləri yeni PTF şəraitində stabil olan yeni mineralların böyüməsidir və stres vəziyyətini əks etdirən toxumadakı dəyişikliklərdir.

İstilik

Metamorfizmi hərəkətə gətirən istilik enerjisinin bir neçə mənbəyi var. Aydındır ki, magmatik cisim (təxminən 1200 dərəcə C) şübhəsiz ev sahibi qayaya girəndə təmas zonası xeyli dərəcədə isinir. Bu, kontakt metamorfizm adlanan qonşu qayanın bişməsinə səbəb olur.

Yerdəki temperatur dərinliklə birlikdə yüksəlir. Adi qabığın səthinə yaxın temperatur hər kilometrə 30 dərəcə qalxır. Bu, qismən qabığın içərisində olan radioaktiv çürüməyə görədir, eyni zamanda Yerin hələ ilk yaranmasından çox isti olması ilə əlaqədardır (nüvənin böyük ölçüdə əridilmiş dəmir olduğunu xatırlayın!). Yəni süxurlar dəfn olunmaqla və ya litosferik bir burun dalğıcından səthdən & borulara basaraq & quot; alınarsa, istilənir və metamorf olur.

Təzyiq

Üzərindəki süxurların ağırlığının artması nəticəsində təzyiq Yerdəki dərinliyə görə dəyişir. Artan təzyiq mineralları daha kompakt fazalar əmələ gətirir, məsələn kömür almaz, gil isə yaqut kimi dəyişir. Təzyiq həm də stres vəziyyətini dəyişdirir. Kristallar, stresin dəyişməsinə cavab olaraq çatlayaraq və ya axan bir şəkildə böyüyəcək və ya deformasiya olacaq və ya üstünlüklü uyğunlaşma, ya da yeni mühitin stres rejimini bir şəkildə əks etdirən sıxılma sübutu göstərəcəkdir. Məsələn, fay zonalarına yaxın deformasiya, süxurların çatlaması və üyüdülməsi ilə nəticələnir və kataklastik metamorfizm olaraq adlandırılır, qabığın dərin deformasiyası isə regional metamorfizm yaradan geniş bir ərazidə daha plastik şəkildə meydana gəlir.

Mayelər

Daşların məsamə boşluqlarındakı mayelərin kimyəvi maddələrindəki dəyişikliklər də dəyişikliyə səbəb olur. Ən aşağı temperatur / təzyiq şəklində bu dəyişikliyə son mühazirədə müzakirə olunan hava şəraiti daxil olmaqla diagenez deyilir. Diagenez ümumiyyətlə metamorfizmin bir hissəsi hesab edilmir, baxmayaraq ki, fərqi məndən soruşsanız olduqca incədir.

Maye kimyasındakı dəyişikliklərin ümumi səbəblərindən biri isti bir şeyin yaxınlığıdır - məsələn, vulkanik aktivliyi götürək. İstilik ətrafdakı mayelərdə konveksiya cərəyanlarına səbəb olur. Qızdırılan su lokal olaraq isti daşla reaksiya verir və yüksək istilik bölgəsindən daha soyuducu daş (və ya su) bölgəsinə həll olunmuş bir maddə (metal və kükürdlə zəngin) yük daşıyır. Burada mayelər yüklərini & quot; atmağa & quot; meyl edirlər. Metamorfizmin bu forması hidrotermal dəyişiklik kimi tanınır və ən çox metal filiz cisimlərinin əmələ gəlməsi yoludur. Super yüklənmiş mayelər yepyeni okean qabığından çıxdıqda və 2C suya vurduqda, yüklərini atırlar və qara bir siqaret çəkən kimi tanınırlar. Bir çox heyvan (onları belə adlandıra bilərsənsə) əşyaların hesabına yaşayır. Bunlara baxın:

Metamorfik toxumalar

Artan təzyiq, əvvəlcə sıxılaraq mineralların daha sıx formalarda yenidən kristalizasiya edilməsi ilə süxurun həcmində azalmaya səbəb olur. Sıxlaşdırma dənli bitkiləri daha sıx bir şəkildə düzəldir. Bu, gilin şiferə çevrilməsindən bəhs olunur. Yenidən kristalizasiya yeni mineralların böyüməsini əhatə edir. Toplu kimya dəyişməməlidir (mayelər iştirak etmədikdə).

Təzyiq digərlərinə nisbətən bir istiqamətdə daha yüksəkdirsə, minerallar parça bu oxa dik olan formada özlərini düzəltməyə meyllidir. Planar bir parça bir yarpaq kimi tanınır kristalların hizalanması isə bir xəttə səbəb olur.

Mikalar (platey olanlar) yarpaqları boyunca qabları ilə böyüyəcəkdir. Artan metamorfizm müxtəlif növ bitkilərlə nəticələnir.

Tektonik merri-go-round ətrafında gəzərkən gil diagenez zamanı əvvəlcə şistə çevriləcək, sonra şiferlənəcək. Mikaların böyüməsi daha sonra filit üçün xarakterik bir şaftalı fuzz parıltısına kömək edəcəkdir. Metamorfizm daha da gərginləşdikcə şist formalar yaranır. Şistlərin içərisində böyük mika lopa var.

Ən güclü metamorfizm altında minerallar xarakterik olan açıq və tünd mineral zolaqlara ayrılır qneys.

Qaya asanlıqla hamar paralel səthlər boyunca bölünürsə, qırıq parçalanma olaraq bilinir.

Bütün qayalar foliated deyil. Məsələn, təmas metamorfizmi ümumiyyətlə katlanmış qayalar əmələ gətirmir. Ayrıca, platey və ya uzanmamış minerallar yetişdirməyə meylli olan ana süxurlar (protolitlər), heç bir qat və xətt olmayan metamorfik süxurlar istehsal edəcəkdir. Bunlara kvars və kalsit daxildir. Beləliklə, qum daşları kütləvi kvarsitlər və əhəng daşları mərmər düzəldir, heç biri güclü bir şəkildə yapışdırılmır. Mərmərin necə göründüyünə dair bir nümunə.

Porfiroblast toxuması

Porfiroblastlar daha incə dənəli bir matrisdəki daha böyük kristallardır. Metamorfik süxur dominant porfiroblastların adını daşıyacaq, məsələn. qarnit şist.

Metamorfik süxurlarda mineral dəyişikliklər

Dəyişən şərtlər bir mineraldan digərinə faza çevrilməsinə səbəb olur. Minerallər birləşir və ya kristal quruluşunu dəyişdirir. Yaranan xüsusi minerallar təzyiq / temperatur şəraiti üçün xarakterikdir. PT şərtlərini təyin etmək üçün xüsusilə faydalı olan aşağıdakı metamorfik indeks minerallarıdır

Aşağı metamorfik dərəcə (aşağı temperatur və təzyiq) - təxminən 200 dərəcə C
Şiferlər və filitlər aşağıdakılarla xarakterizə olunur:

Şist kimi orta metamorfik dərəcəli süxurlar tez-tez aşağıdakılara malikdir:

Gneiss və migmatit kimi yüksək metamorfik dərəcə - 800 dərəcə C (ərimə hüdudları) yüksək temperaturda yüksək təzyiqli faz sillimanitə malikdir.

Staurolit, kyanit və sillimanitin hamısı eyni tərkibə malikdir, lakin fərqli PT şəraitində (qrafit və almaz kimi) sabitdir. Bu səbəbdən müəyyən bir formanın olması PT şərtlərini sənədləşdirir. PT şərtləri haqqında daha dəqiq bir fikir bütün minerallar paketini nəzərə alaraq əldə edilə bilər. Qaya ardıcıllığının PT tarixinin müəyyənləşdirilməsi, həmin qabıq paketinin tektonik liftə yuxarı və aşağı səyahətini təsvir edir.

İlkin tərkibin rolu

Aydındır ki, protolitin tərkibi mineralların böyüməsi üçün güclü bir rol oynayır. Beləliklə, bazaltlar, qranitlər və karbonat süxurlar hər biri fərqli olaraq metamorfik mineral birləşmələrə çevrilir, nəticədə müvafiq olaraq amfibolit, gneys və ya mərmərə gətirib çıxarır.

Metamorfizmin lövhə tektonik parametrləri

Kitabdakı Şəkil 8.2-ni nəzərdən keçirin. Hidrotermal metamorfizm, orada vulkanik fəaliyyətin istiliyi ilə idarə olunan orta okean silsilələrinin yaxınlığında baş verir. Magmatik süxurların müdaxiləsi, meydana gəldiyi yerdə təmas metamorfizmini idarə edir. Bu növlərin hər ikisi də yüksək temperatur və aşağı təzyiqə sahib metamorfizmdir.

Plitə sərhədləri ilə əlaqəli çatlaqlar dayaz qabıqda kataklastik metamorfizm yaradır.

Kataklaz, mylonitlər üçün xarakterik olan zolaqlar şəklində çıxarılan tamamilə toz halına gələn minerallara çevrilir.

Nəhayət, çöküntülərin çökmə hövzədə basdırılması, qayaları qabığın səciyyəvi xüsusiyyətləri olan PT yoluna aparır. geoterm . Buna dəfn metamorfizminin xarakterik mineral fazalarını inkişaf etdirərək cavab verirlər. Minerallər çöküntülərin nə qədər dərin və isti olmasına dair bir bələdçidir.


Modul 8 - Metamorfizm və Metamorfik Qaya

Metamorfizmin növləri

Metamorfizmin əsas növləri bunlardır əlaqə, regional, dəfn, dinamikmetasomatik. Onların meydana gəlməsi qayanın mövcud olduğu geoloji / tektonik mühitdən asılıdır. Bu səbəbdən metamorfik süxurlar və minerallar Yer tektonik tarixinin mükəmməl qeydediciləridir. Budur kobud bir nümunə:

Metamorfizmlə əlaqə saxlayın ilə xarakterizə olunur yüksək temperatur, aşağı təzyiq şərtlər və buna termal metamorfizm də deyilir.

Bir istilik mənbəyinin yaxınlığından qaynaqlanır və bu səbəbdən böyük magmatik intruziv cisimlərə bitişik təmas zonaları ilə məhdudlaşır. Metamorfizmin dərəcəsi süxurdan istilik yayılması və süxurların mayelərə keçiriciliyi ilə məhdudlaşır. Metamorfizm magmatik bir müdaxiləni əhatə etdiyindən, metamorfizm zonasına metamorfik aureole deyilir.


Kontakt metamorfizmin saxsı ilə müqayisəsi


Metamorfik Aureole eskizi

Bu tip metamorfizm, üstünlük verilən mineral uzanma istiqaməti olmayan yenidən kristallaşma, yəni yapışma, nəticədə əridilmiş, bir-birinə daxil olan dənələrin kütləvi, sərt qayasına səbəb olur. Qaya bir hornfels deyilir.


Hornfels

Hər hansı bir qaya növü hornfelsed edilə bilər, ad granat hornfels kimi müxtəlif porfiroblastların iştirakı ilə dəyişdirilə bilər. Kvars qumdaşı yenidən kristallaşdıraraq kvarsitə çevriləcəkdir.


Kvarsit

Təmiz bir əhəng daşı yenidən bir mərmərə dönəcəkdir.

Yenidən kristallaşdırma qayanın taxıl ölçüsünü artırır və adətən taxıllar arasında üçqat qovşaq əmələ gətirir.

Dəfn metamorfizmi geniş ərazilərə yayılır və süxurların və ya çöküntülərin dərin basdırılması ilə əlaqəli təzyiq və temperaturdan əmələ gəlir. Yönləndirilmiş bir təzyiq yoxdur, buna görə üstünlük verilən mineral uzanması yoxdur. Diagenezə qədər tədricidir və ümumiyyətlə ilk yeni minerallar əmələ gəldikdə və kristallaşdıqda başlanğıc kimi təyin olunur.

Regional metamorfizm bir sıra temperatur və təzyiq şərtləri ilə xarakterizə olunur. Bu tip metamorfizm, süxurlar basdırıldığı və tektonik lövhələrin toqquşması səbəbindən diferensial gərginlik yarandığı üçün getdikcə artan bir jeotermal qradiyent tərəfindən induksiya olunur. Beləliklə, regional metamorfizm kontinental toqquşma zonalarında geniş yayılmışdır. Minerallərin (mikaların) ən az gərginlik istiqamətinə paralel bir istiqamətdə yenidən kristallaşdırılması səbəbindən qayalarda bir yarpaq meydana gəlir. Geotermal qradiyentlərdəki və təzyiqlərdəki dəyişikliklər müxtəlif mineral reaksiyalara səbəb olacağından, regional metamorflaşmış süxurlar içərisində bir sıra fərqli mineralları müşahidə etmək mümkündür. Müəyyən bir metamorfik mineral birləşməsini xarakterizə edən mineral indeks mineral adlanır, indeks mineralının xəritədə ilk meydana çıxmasını birləşdirən xətt isograd adlanır.


Cənubi Appalatsians ildə Isograds

İndeks mineralları və metamorfizmin dərəcələri

Təxmini
İstilik. Menzil

Metamorfik
Sinif

İndeks mineralları

Ümumi Mineral Dərnəklər

650 o C

YÜKSƏK DƏRƏCƏ

SILLIMANITE - & gt

Kvarts, feldispat, biotit, muskovit, qranat

KYANITE

STAUROLITE - & gt

Kvars, biotit, muskovit

400 o C

ORTA SINIF

QARNET

BIOTİT - & gt

Kvarts, muskovit

150 o C

Xlor

Aşağı sinif

Regional metamorfik süxurların əsas diaqnostik xüsusiyyəti diferensial gərginliklər səbəbiylə bir yarpaq meydana gəlməsidir.

Buna bəzən fay zonası metamorfizmi, kataklastik metamorfizm və ya dislokasiya metamorfizmi deyilir və aşağı temperatur və yüksək təzyiqlə xarakterizə olunur. Bu tip metamorfizm yenidən kristallaşmaqdansa, mexaniki bir qırılma nəticəsində yaranır. Xəta zonalarında meydana gələn sarsıdıcı və daşlamadır. Başlanğıcda yalnız qırılan deformasiya iştirak edir, ancaq bir yaproqlaşmanın inkişaf edə biləcəyi milonit zonalarında süni deformasiyaya və qayçıya çevrilir.


İndiyə qədər müzakirə olunan metamorfik reaksiyalar, suyun və karbon dioksidin salınması və salınması xaricində nisbətən sabit kimyəvi tərkibləri əhatə edir. Bunun səbəbi, qaya miqdarı ilə əlaqədar olaraq nisbətən az mayenin olması və reaksiyaların yavaş-yavaş baş verməsi. Maye elementlərin bir mineraldan digərinə səfərbər edilməsi üçün yol təmin edir, lakin qaya tərkibini nəzərəçarpacaq dərəcədə dəyişdirəcək qədər elementi xaric etmir. Mayenin bol olduğu yerlərdə ionlar məhlulda xaric edilə bilər və ya məhluldan çökə bilər və süxur tərkibi dəyişir. Mayenin hərəkəti ilə süxur tərkibinin belə bir dəyişməsi metasomatizm adlanır. Metasomatik proseslər bir sıra qızıl, mis, qurğuşun və sink yataqlarının əmələ gəlməsində vacibdir.

Metasomatizm (hidrotermal metamorfizm də deyilir) adətən təmas metamorfizmi ilə əlaqələndirilir, çünki soyuducu plutondan çıxan mayelər yeraltı suların konveksiya cərəyanları ilə birləşərək bitişik qayalardan keçir. Bu isti mayelər (hidrotermik məhlullar) silikon, dəmir, manqan, mis, qurğuşun, sink və ya qızıl kimi elementləri məhlulda daşıyır. İsti mayelər əhəng daşları kimi reaktiv süxurlarla qarşılaşarsa, elementlər metamorfik məhluldan çökə bilər. Əhəngdaşı mayelərə nisbətən məsaməli olduğu üçün xüsusilə təsirlənir.

Yeni ionlar əlavə edilmədən təmiz bir əhəng daşı sadəcə mərmərə yenidən kristallaşacaq. Mayenin daşıdığı yeni elementlərin əlavə edilməsi ilə kalsit xaricində yeni minerallar kristallaşa bilər. Vollastonit, Ca-garnet (grossularit) və Ca-piroksen (diopsid) kimi müdaxilə minerallarına yaxın kristallaşır. Təmasdan başqa, dəyişdirilməmiş əhəngdaşına keçmədən əvvəl Ca-amfibol və epidot, sonra xlorit və serpantin görünə bilər. Yaranan qayaya skarn deyilir və metalların iqtisadi konsentrasiyaları ola bilər.


Skarn - Groundhog mədənindəki mərmər təması, New Mexico.
Ağartılmış mərmərin tərkibində 0,1-1,0 sm-lik kriinoid gövdələr var. Skarn, xırda piroksen liflərinin kristalitləri ilə ayrılan zolaqlarda böyümüş 1-10 santimetrlik johannsenitik piroksendən ibarətdir. Mərmər təmasda olan çəhrayı-qırmızı mineral rodonitdir. Sağ altdakı sikkə təxminən 1 sm diametrdədir.


Şimal-şərq Viktoriya əyalətindəki Benambra yaxınlığında qızıl daşıyan vesuvianit və grossular skarn.
Bu yataqda bəzi ekzotik ikincil fosfat və vanadat mineralları var.

Eynilə, geniş miqyaslı regional metamorfizm böyük həcmdə metamorfik mayelərin istehsalına səbəb ola bilər. Bu mayelər metamorfik süxurlardan qızıl da daxil olmaqla xeyli miqdarda element yuyur. İsti mayelər, qızılın kvars damarlarında çökə biləcəyi qabığın daha soyuq, daha yüksək hissələrinə getməyə məcbur edilir. Viktoriyadakı qızıl tərkibli kvars damarları bu cür metamorfik maye köçü və yağış prosesləri üçün yaxşı bir nümunədir.

İri miqyaslı metasomatizm orta okean silsilələrində də fəaliyyət göstərir. Dəniz suyu dalğalanan plitələrə nüfuz edir və qızdırılır. Konveksiya cərəyanı əmələ gəlir və qızdırılan dəniz suyu yüksəldikcə (buxar kimi) ultramafik mantiya süxurlarını dəyişdirir. Olivin və piroksen serpantin, xlorit, epidot və talk ilə dəyişdirilir. Bu serpentinisation kimi tanınır.

Dəniz suyunun qabığın dərinliyinə süzülməsi mis, qurğuşun və sink və digər elementləri qayalardan təmizləyir. Mayelər orta okean silsilələri boyunca qalxdıqca dəniz siqaret çəkənlər olaraq bilinən dəniz suyu metalları ilə zəngin şüalara atılır. Ani temperatur dəyişikliyi metalların hidrotermal mayelərdən çökməsinə səbəb olur. Nəticədə dəniz dibi metalla zəngin ləzzələrlə örtülür.


  1. Təmiz qatı maddələrin və qatı məhlulların termodinamik tarazlığı
  2. Petrogenetik ızgaralar və metamorfik fasiyalar
  3. Reaksiya tarazlığı və kinetikası
  4. Qayalardakı diffuziya gradiyanları və bağlanma temperaturu
  5. Təzyiq-temperatur vaxtı yolları.
  6. Bu P-T-t yolları üçün tektonik kontekstlər
  7. Eksperimental texnika
  8. Mayelər
  9. Birləşdirilmiş reaksiya və gərginlik

Kursun məqsədi müasir dünya təcrübələri ilə metamorfizm və metamorfik proseslərdəki əsas anlayışlara real dünya nümunələri ilə giriş təqdim edir.

Nəticələr

Əl və nazik hissədəki müxtəlif metamorfik süxurları müəyyənləşdirmək və P-T əmələ gəlməsi şərtlərinə məhdudiyyət qoymaq qabiliyyəti. Yüksək təzyiqli metamorfizmlə əlaqəli dinamik proseslər və maye arasındakı mürəkkəb fikirlər, reaksiya dərəcələri və aşağı qabıq mühitində geniş miqyaslı gərginlik barədə bir məlumat. Müasir eksperimental texnika bilikləri və bu cür təcrübələrin nəticələrini tənqidi qiymətləndirmək bacarığı.

Mənbələr:

Bütün modullar: Earth Science UCL-dəki bütün fərqli Modulların siyahısına baxın.

Necə müraciət etmək olar?: Yer Elmləri UCL dərəcəsi almaq üçün bilməli olduğunuz hər şey


Videoya baxın: التحول و علاقته بدينامية الصفائح:الصخور المتحولة المنتشرة بسلاسل الطمر (Oktyabr 2021).