МЕТАМОРФИ́ЗМ

МЕТАМОРФИ́ЗМ (от греч. μεταμορφόομαι – пре­об­ра­жать­ся, под­вер­гать­ся пре­вра­ще­нию), про­цесс пе­ре­кри­стал­ли­за­ции гор­ных по­род, со­про­во­ж­даю­щий­ся из­ме­не­ни­ем их ми­не­раль­но­го и хи­мич. со­ста­ва. В ре­зуль­та­те М. ис­ход­ные по­ро­ды пре­вра­ща­ют­ся в ме­та­мор­фи­че­ские гор­ные по­ро­ды. М. в боль­шин­ст­ве слу­ча­ев про­ис­хо­дит под воз­дей­ст­ви­ем на по­ро­ды эн­до­ген­ных вы­со­ко­тем­пе­ра­тур­ных вод­ных флюи­дов и ли­то­ста­тич. дав­ле­ния вы­ше­ле­жа­щих сло­ёв Зем­ли. В от­ли­чие от диа­ге­не­за, ка­та­ге­не­за и ме­та­ге­не­за, про­те­каю­щих под воз­дей­ст­ви­ем темп-ры те­п­ло­во­го по­ля Зем­ли, ко­то­рая оп­ре­де­ля­ет­ся гео­тер­ми­че­ским гра­ди­ен­том, М. от­ве­ча­ет бо­лее вы­со­кой темп-ре, обу­слов­лен­ной воз­дей­ст­ви­ем флюи­дов, под­ни­маю­щих­ся из вы­со­ко­тем­пе­ра­тур­ной глу­бин­ной об­лас­ти Зем­ли, гл. обр. из ман­тий­ных маг­ма­тич. оча­гов. По­это­му гео­тер­мич. гра­ди­ен­том оп­ре­де­ля­ют­ся толь­ко ниж­ние пре­де­лы темп-ры М. на ка­ж­дом уров­не глу­бин­но­сти его про­те­ка­ния. М. про­ис­хо­дит в ин­тер­ва­ле тем­пе­ра­тур от 200 °C (по мне­нию ря­да ис­сле­до­ва­те­лей, 350 °C) до 1000 °C и бо­лее; дав­ле­ний – от 200–300 до 1000–1500 МПа и бо­лее. Глу­би­на зо­ны М. силь­но варь­и­ру­ет. Гео­ло­гич. вре­мя не яв­ля­ет­ся су­ще­ст­вен­ным фак­то­ром М. (древ­ние по­ро­ды мо­гут быть ме­та­мор­фи­зо­ва­ны в той же сте­пе­ни, что и мо­ло­дые). В про­цес­се М. про­ис­хо­дит пе­ре­кри­стал­ли­за­ция (в твёр­дом со­стоя­нии) ми­не­ра­лов ис­ход­ных по­род, рост но­вых ме­та­мор­фо­ген­ных по­ро­до­об­ра­зую­щих ми­не­ра­лов (бла­стез). М. все­гда со­про­во­ж­да­ет­ся из­ме­не­ни­ем хи­мич. со­ста­ва ис­ход­ных по­род. С из­ме­не­ни­ем в по­ро­дах со­дер­жа­ния толь­ко ле­ту­чих ком­по­нен­тов ($\ce{H_2O, CO_2}$) он ус­лов­но на­зы­ва­ет­ся изо­хи­ми­че­ским. Ал­ло­хи­ми­че­ский М. со­про­во­ж­да­ет­ся бо­лее ра­ди­каль­ным из­ме­не­ни­ем хи­мич. со­ста­ва по­род. При край­нем вы­ра­же­нии ал­ло­хи­мич. при­ро­ды M. при по­сто­ян­ст­ве объ­ёма (не­за­ви­си­мо от ли­то­ста­тич. дав­ле­ния) ис­поль­зу­ет­ся тер­мин ме­та­со­ма­тоз. Ори­ен­ти­ро­ван­ные тек­сту­ры ме­та­мор­фич. по­род (слан­це­ва­тая, гней­со­вая и др.) и все­воз­мож­ные де­фор­ма­ции обу­слов­ле­ны на­прав­лен­ным (обыч­но бо­ко­вым) дав­ле­ни­ем – стрес­сом. С не­рав­но­мер­но­стью стрес­со­вых на­пря­же­ний свя­за­на ме­та­мор­фич. диф­фе­рен­циа­ция, соз­даю­щая так­си­то­вые тек­сту­ры по­род (с вы­де­ле­ни­ем пя­тен разл. ми­нер. со­ста­ва и/или струк­ту­ры): в зо­нах силь­но­го стрес­са уве­ли­чи­ва­ет­ся кон­цен­тра­ция слюд (хло­ри­та, мус­ко­ви­та, био­ти­та) за счёт пе­ре­ме­ще­ния из них квар­ца и по­ле­вых шпа­тов в зо­ны сла­бо­го на­пря­же­ния, ко­то­рые по­лу­чи­ли назв. «те­ни дав­ле­ния». Вы­де­ля­ют разл. ви­ды М. с учё­том ро­ли отд. фак­то­ров, тер­мо­ди­на­мич., фи­зи­ко-хи­мич. и гео­ло­гич. ус­ло­вий про­те­ка­ния ме­та­мор­физ­ма.

Ре­гио­наль­ный М., про­ис­хо­дя­щий в глу­би­нах зем­ной ко­ры и рас­про­стра­няю­щий­ся на боль­шие пло­ща­ди, ох­ва­ты­ва­ет оса­доч­ные, вул­ка­но­ген­но-оса­доч­ные и вул­ка­но­ген­ные от­ло­же­ния, на­ко­п­лен­ные в де­прес­си­ях зем­ной ко­ры в под­виж­ных поя­сах. В фор­ма­ци­он­ном ас­пек­те ре­гио­наль­ный М. под­раз­де­ля­ет­ся на ран­ний (до­оро­ген­ный) и позд­ний, от­но­ся­щий­ся к ста­дии склад­ча­то­сти и оро­ген­но­го воз­ды­ма­ния и со­пря­жён­ный с раз­ви­ти­ем миг­ма­ти­тов и вне­дре­ни­ем гра­ни­тов. В про­цес­се ран­не­го М. про­ис­хо­дит при­внос в по­ро­ды на­трия и вы­нос из них каль­ция. При­ме­ром это­го яв­ля­ет­ся об­ра­зо­ва­ние спи­ли­тов. Бо­лее ин­тен­сив­ный прив­нос на­трия при­во­дит к фор­ми­ро­ванию глау­ко­фа­но­вых слан­цев, со­пря­жён­ных в сво­ём рас­про­стра­не­нии с ин­тру­зия­ми ги­пер­ба­зи­тов. При позд­нем М. по­ро­ды обо­га­ща­ют­ся ка­ли­ем, что при­бли­жа­ет их со­став к гра­ни­там; позд­ний М. со­про­во­ж­да­ет­ся ра­зу­п­лот­не­ни­ем глу­бин­ных зон склад­ча­тых поя­сов, при­во­дя­щим к на­ру­ше­нию изо­ста­зич. рав­но­ве­сия, воз­ды­ма­нию и эро­зии склад­ча­тых поя­сов. В ре­зуль­та­те на по­верх­но­сти Зем­ли вы­сту­па­ют ме­та­мор­фич. по­ро­ды, об­ра­зо­ван­ные на глу­би­не. Ме­та­мор­фич. ком­плек­сы боль­шой глу­бин­но­сти фор­ми­ро­ва­ния рас­про­стра­ня­ют­ся на ог­ром­ные тер­ри­то­рии кри­стал­лич. щи­тов древ­них плат­форм или ог­ра­ни­чи­ва­ют­ся гра­нит­но-гней­со­вы­ми ку­по­ла­ми в склад­ча­тых поя­сах. По­втор­ный низ­ко­тем­пе­ра­тур­ный и низ­ко­ба­ри­че­ский М. на­зы­ва­ют диа­фто­ре­зом; его про­дук­та­ми яв­ля­ют­ся диа­фто­ри­ты. Диа­фто­рез ха­рак­те­рен для зон круп­ных раз­ло­мов и тек­то­нич. смя­тия, где воз­ни­ка­ют ус­ло­вия для его про­яв­ле­ния (вы­со­кая про­ни­цае­мость по­род, на­ли­чие рас­тво­ров).

Вы­де­ля­ют М., со­пря­жён­ный с маг­ма­тич. за­ме­ще­ни­ем гор­ных по­род. Ме­та­мор­фич. пре­об­ра­зо­ва­ния за­ме­щае­мых по­род обу­слов­ле­ны воз­дей­ст­ви­ем на них фильт­рую­щи­ми­ся че­рез маг­мы (транс­маг­ма­ти­че­ски­ми) флюи­да­ми. При­ме­ром по­доб­но­го М. яв­ля­ет­ся фор­ми­ро­ва­ние миг­ма­ти­тов, воз­ни­каю­щих в ре­зуль­та­те слож­но­го пре­об­ра­зо­ва­ния гней­сов при за­ме­ще­нии их гра­нит­ной маг­мой.

Кон­так­то­вый M. про­те­ка­ет на ма­лых глу­би­нах в не­по­сред­ст­вен­ной бли­зо­сти от ин­тру­зий и экс­тру­зий под воз­дей­ст­ви­ем на вме­щаю­щие по­ро­ды от­де­ляю­щих­ся от магм флюи­дов и те­п­ла (воз­ни­ка­ют ро­го­ви­ки). Кон­так­то­вое воз­дей­ст­вие при очень вы­со­кой темп-pe из­вер­жен­ной маг­мы при­во­дит к M., со­про­во­ж­дае­мо­му час­тич­ным плав­ле­ни­ем по­род, и об­ра­зо­ва­нию бу­хи­тов (ро­го­ви­ков, со­дер­жа­щих стек­ло). Вул­ка­нич. фор­ма­ци­ям свой­ст­вен низ­ко­тем­пе­ра­тур­ный М. (не­ред­ко ох­ва­ты­ва­ет боль­шие тер­ри­то­рии), от­ра­жаю­щий по­ствул­ка­нич. ак­тив­ность глу­бин­ных маг­ма­тич. оча­гов.

К М. ис­то­ри­че­ски от­но­сят ди­на­мо­ме­та­мор­физм (дис­ло­ка­ци­он­ный М.), хо­тя в его про­цес­се не про­ис­хо­дит пе­ре­кри­стал­ли­за­ции. Этот тип М. про­яв­лен в пре­де­лах зон ин­тен­сив­ных тек­то­нич. де­фор­ма­ций и обу­слов­лен дей­ст­ви­ем на­прав­лен­но­го дав­ле­ния (стрес­са); он за­клю­ча­ет­ся в дроб­ле­нии, струк­тур­но-тек­стур­ных пре­об­ра­зо­ва­ни­ях по­род с фор­ми­ро­ва­ни­ем тек­то­ни­тов (ми­ло­ни­тов и ка­так­ла­зи­тов).

Им­пакт­ный ме­та­мор­физм, по­ро­ж­даю­щий им­пак­ти­ты, про­ис­хо­дит при очень вы­со­ких дав­ле­ни­ях и темп-рах за ко­рот­кое по срав­не­нию с др. ти­па­ми М. вре­мя; он со­про­во­ж­да­ет­ся об­ра­зо­ва­ни­ем плот­ных ми­не­ра­лов (рин­гву­ди­та, ко­эси­та, сти­шо­ви­та, ал­ма­за и др.), дроб­ле­ни­ем, плав­ле­ни­ем по­род, из­би­ра­тель­ным ис­па­ре­ни­ем их ком­по­нен­тов. Б. ч. учё­ных им­пакт­ный М. свя­зы­ва­ют с со­уда­ре­ни­ем кос­мич. тел с Зем­лёй, ряд ис­сле­до­ва­те­лей – со взры­ва­ми флюи­дов, вос­хо­дя­щих из внеш­не­го жид­ко­го яд­ра Зем­ли, очень вы­со­кой энер­гии.

С разл. ви­да­ми М. свя­за­ны ме­та­мор­фо­ген­ные ме­сто­ро­ж­де­ния по­лез­ных ис­ко­пае­мых.