Метаморфические горные породы

Метаморфические горные породы образуются в результате преобразования существующих пород в твердом состоянии под воздействием тепла, давления и химически активных флюидов, фиксируя условия, существовавшие глубоко в горных поясах и земной коре.

Definition

Метаморфическая порода — это порода, образованная в результате твердофазного преобразования ранее существовавшей магматической, осадочной или метаморфической породы в ответ на изменения температуры, давления или состава флюидов без полного плавления.

Scope

Эта тема знакомит с метаморфическими породами с точки зрения общей геологии: агенты и типы метаморфизма, контраст между сланцеватыми и несланцеватыми породами, а также концепция степени метаморфизма как показателя изменяющихся температуры и давления. Детальное фазовое равновесие и метаморфическая петрология рассматриваются в разделе «Минералогия и петрология».

Core questions

• Какие агенты и условия вызывают метаморфизм?
• Почему одни метаморфические породы сланцеватые, а другие нет?
• Как минеральные ассоциации фиксируют степень метаморфизма?

Key theories

Степень метаморфизма и минералы-индикаторы

Барроу установил, что характерные минералы-индикаторы появляются в предсказуемом порядке с увеличением интенсивности метаморфизма, что позволяет картировать метаморфические зоны, отражающие прогрессивно более высокие температуру и давление.

Типы метаморфизма

Метаморфизм обусловлен теплом (контактовый метаморфизм вблизи интрузий), комбинированным воздействием тепла и давления на обширных территориях (региональный метаморфизм в горных поясах), а также направленным напряжением и флюидами, что приводит к образованию характерных текстур, включая сланцеватость.

Mechanisms

Когда порода подвергается воздействию повышенной температуры, давления или реактивных флюидов, ее минералы перекристаллизовываются и реагируют, образуя новые, более стабильные минералы, оставаясь при этом в твердом состоянии. Направленное напряжение выравнивает пластинчатые и удлиненные минералы, образуя сланцеватость, в то время как породы, не содержащие таких минералов, перекристаллизовываются без сланцеватости. Полученный минеральный ансамбль фиксирует пиковую температуру и давление, выраженные как степень или фация метаморфизма.

Clinical relevance

Метаморфические породы являются источником ценных строительных и декоративных камней, таких как мрамор и сланец, содержат графит, тальк и некоторые месторождения металлов, а их минеральные ассоциации позволяют геологам реконструировать глубину, температуру и тектоническую историю древних горных поясов.

History

Джордж Барроу картировал метаморфические зоны в Шотландском нагорье в 1890-х годах, установив концепцию прогрессивного метаморфизма с использованием минералов-индикаторов. Пентти Эскола в начале XX века ввел концепцию метаморфических фаций, обеспечив основу, связывающую минеральные ассоциации с температурой и давлением.

Key figures

• George Barrow
• Pentti Eskola

Seminal works

• barrow1893

Frequently asked questions

В чем разница между сланцеватыми и несланцеватыми метаморфическими породами?

Сланцеватые породы, такие как сланец и гнейс, имеют слоистую или полосчатую текстуру, вызванную выравниванием минералов под направленным давлением, в то время как несланцеватые породы, такие как мрамор и кварцит, не имеют такого выравнивания, поскольку они перекристаллизовались из минералов, которые не образуют пластинчатых или удлиненных кристаллов.