Sous l'influence de la pression, des températures élevées, de l'élimination ou de l'introduction de substances dans les roches - sédimentaires, magmatiques, métamorphiques, etc. - après leur formation, des processus de changement se produisent, et c'est le métamorphisme. De tels processus peuvent être divisés en deux grands groupes: métamorphisme local et profond. Ce dernier est également appelé régional et le premier - métamorphisme local. Cela dépend de l'ampleur du processus.
Métamorphisme local
Le métamorphisme local est une trop grande catégorie, et il est également subdivisé en métamorphisme hydrothermal, c'est-à-dire à basse et moyenne température, de contact et d'autométamorphisme. Ce dernier est le processus de modification des roches ignées après solidification ou durcissement, lorsqu'elles sont affectées par des solutions résiduelles, qui sont le produit du même magma et circulent dans la roche. Des exemples d'un tel métamorphisme sont la serpentinisation des dolomites, des roches ultramafiques et des roches basiques, et la chloritisation des diabases. Le type suivant est caractérisédéjà par son nom.
Le métamorphisme de contact se produit aux limites des roches hôtes et du magma en fusion, lorsque les températures, les fluides (gaz inertes, bore, eau) provenant du magma agissent. Un halo ou une zone d'impacts de contact peut être de deux à cinq kilomètres du magma solidifié. Ces roches de métamorphisme présentent souvent un métasomatisme, où une roche ou un minéral est remplacé par un autre. Par exemple, contactez les skarns, les hornfelses. Le processus hydrothermal de métamorphisme se produit lorsque les roches sont altérées en raison de solutions thermiques aqueuses qui sont libérées par la solidification et la cristallisation d'une éruption. Ici aussi, les processus de métasomatisme sont d'une grande importance.
Métamorphisme régional
Le métamorphisme régional se produit sur de vastes zones où la croûte terrestre est mobile et submergée sous l'influence de processus tectoniques dans de vastes zones jusqu'à une certaine profondeur. Il en résulte des pressions et des températures particulièrement élevées. Le métamorphisme régional transforme les calcaires simples et les dolomies en marbres, et les granites, diorites, syénites en gneiss granitiques, amphibolites et schistes. Cela est dû au fait qu'à des profondeurs moyennes et grandes, de tels indicateurs de température et de pression font que la pierre se ramollit, fond et coule à nouveau.
Les roches de métamorphisme de ce type se distinguent par leur orientation: lorsque des textures massives s'écoulent, elles deviennent rayées, linéaires, schisteuses, gneissiques, et tous les repères sont donnés par rapport à la direction de l'écoulement. Les petites profondeurs ne le permettent pas. Parce que le métamorphisme des roches nous montreroches concassées, schisteuses, argileuses ou effilochées. Si des roches altérées peuvent être associées à certaines lignes, on peut parler de métamorphisme local de dislocation proche de la faille (dynamométamorphisme). Les roches formées par ce processus sont appelées mylonites, schistes, kakirites, cataclasites, brèches. Les roches ignées qui ont traversé toutes les étapes du métamorphisme sont appelées orthorocks (ce sont des orthoschistes, des orthogneiss, etc.). Si les roches du métamorphisme sont sédimentaires, on les appelle des para-roches (ce sont des paraschistes ou des paragneiss, etc.).
Faciès de métamorphisme
Sous certaines conditions thermodynamiques du cours du métamorphisme, on distingue des groupes de roches, où les associations minérales correspondent à ces conditions - température (T), pression totale (Рtotal), pression partielle de l'eau (P H2O).
Les types de métamorphisme comprennent cinq fascias principaux:
1. Ardoises vertes. Ce fascia se produit à une température inférieure à deux cent cinquante degrés et la pression n'est pas non plus trop élevée - jusqu'à 0,3 kilobars. Il est caractérisé par la biotite, le chlorure, l'albite (plagioclases acides), la séricite (muscovite en flocons fins) et autres. Habituellement, ce fascia se superpose à des roches sédimentaires.
2. Le fascia épidote-amphibolite est obtenu avec une température allant jusqu'à quatre cents degrés et une pression allant jusqu'à un kilobar. Ici, les amphiboles (souvent l'actinolite), l'épidote, l'oligoclase, la biotite, la muscovite et similaires sont stables. Ce fascia peut également être vu dans les roches sédimentaires.
3. Le fascia amphibolite se trouve sur tout typeroches - à la fois ignées, sédimentaires et métamorphiques (c'est-à-dire que ces fascias ont déjà subi un métamorphisme - fascia épidote-amphibolique ou schiste vert). Ici, le processus métamorphique se déroule à des températures allant jusqu'à sept cents degrés Celsius et la pression monte à trois kilobars. Ce fascia est caractérisé par des minéraux tels que le plagioclase (andésine), la hornblende, l'almandine (grenat), le diopside et autres.
4. Le fascia de granit coule à une température de plus de mille degrés avec une pression allant jusqu'à cinq kilobars. Les minéraux qui ne contiennent pas d'hydroxyle (OH) cristallisent ici. Par exemple, enstatite, hypersthène, pyrope (grenat magnésien), labrador et autres.
5. Le fascia éclogite passe aux températures les plus élevées - plus d'un millier et demi de degrés, et la pression peut être supérieure à trente kilobars. Le pyrope (grenat), le plagioclase, l'omphacite (pyroxène vert) sont stables ici.
Autre fascia
Une variété de métamorphisme régional est l'ultramétamorphisme, lorsque les roches sont complètement ou partiellement fondues. Si partiellement - c'est l'anatexie, si complètement - c'est la palingénésie. On distingue également la migmatisation - un processus assez complexe dans lequel les roches se forment en couches, où les roches ignées alternent avec les reliques, c'est-à-dire le matériau source. La granitisation est un processus répandu, où le produit final est une variété de granitoïdes. C'est, pour ainsi dire, un cas particulier du processus général de formation du granite. Ici, nous avons besoin de l'introduction de potassium, de sodium, de silicium et de l'élimination du calcium, du magnésium, du fer avec les alcalis les plus actifs, de l'eau etdioxyde de carbone.
La diaphthorèse ou métamorphisme régressif est également répandu. Les associations de minéraux formées à hautes pressions et températures sont remplacées par leurs fascias à basse température. Lorsque le fascia d'amphibolite est superposé au fascia de granulite, et au fascia de schiste vert et d'épidote-amphibolite et ainsi de suite, une diaphtorèse se produit. C'est dans le processus de métamorphisme qu'apparaissent les gisements de graphite, de fer, d'alumine, etc., et que les concentrations de cuivre, d'or et de polymétaux se redistribuent.
Processus et facteurs
Les processus de changement et de renaissance des roches se produisent sur de très longues périodes de temps, elles se mesurent en centaines de millions d'années. Mais même pas trop intenses, d'importants facteurs de métamorphisme conduisent à des changements vraiment gigantesques. Les principaux facteurs sont, comme déjà mentionné, les pressions et les températures qui agissent simultanément avec des intensités différentes. Parfois, un facteur ou un autre prévaut fortement. La pression peut également agir sur les roches de différentes manières. Elle peut être globale (hydrostatique) et dirigée unilatéralement. Une augmentation de la température augmente l'activité chimique, toutes les réactions sont accélérées par l'interaction des solutions et des minéraux, ce qui conduit à leur recristallisation. Ainsi commence le processus de métamorphisme. Le magma chauffé au rouge pénètre dans la croûte terrestre, exerce une pression sur les roches, les réchauffe et apporte avec lui de nombreuses substances à l'état liquide et vapeur, et tout cela facilite les réactions avec les roches hôtes.
Les types de métamorphisme sont divers, tout aussi diverses sont les conséquences de ces processus. ÀDans tous les cas, les anciens minéraux se transforment et de nouveaux se forment. A haute température, on parle d'hydrométamorphisme. Une augmentation rapide et brutale de la température de la croûte terrestre se produit lorsque le magma monte et s'y infiltre, ou cela peut être le résultat de la submersion de blocs entiers (de grandes surfaces) de la croûte terrestre au cours de processus tectoniques à de grandes profondeurs. Il y a une fusion insignifiante de la roche, ce qui fait néanmoins que les minerais et les roches changent la composition chimique et minérale et les propriétés physiques, parfois même la forme des gisements minéraux change. Par exemple, l'hématite et la magnétite sont formées d'hydroxydes de fer, le quartz d'opale, le métamorphisme du charbon se produit - du graphite est obtenu et le calcaire se recristallise soudainement en marbre. Ces transformations s'opèrent, quoique pour longtemps, mais toujours de façon miraculeuse, ce qui donne à l'humanité des gisements de minéraux.
Procédés hydrothermaux
Lorsqu'il y a un processus de métamorphisme, ce ne sont pas seulement les hautes pressions et les températures qui affectent ses caractéristiques. Un rôle énorme est attribué aux processus hydrothermaux, où les eaux juvéniles libérées par les magmas de refroidissement et les eaux de surface (vandose) sont impliquées. Les minéraux les plus typiques apparaissent ainsi dans les roches métamorphisées: pyroxènes, amphiboles, grenats, épidote, chlorites, micas, corindon, graphite, serpentine, hématite, talc, amiante, kaolinite. Il arrive que certains minéraux prédominent, ils sont si nombreux que même les noms reflètent l'ampleur de la teneur: gneiss à pyroxène, gneiss à amphibole, biotiteardoises et autres.
Tous les processus de formation minérale - magmatiques, pegmatites et métamorphismes - peuvent être caractérisés comme un phénomène de paragenèse, c'est-à-dire la présence conjointe de minéraux dans la nature, qui est due à la similitude de leur processus de formation et des conditions similaires - à la fois physico-chimiques et géologiques. La paragenèse montre l'enchaînement des phases de cristallisation. D'abord - la fonte magmatique, puis les restes de pegmatite et les émanations hydrothermales, ou ce sont des sédiments dans des solutions aqueuses. Lorsque le magma entre en contact avec des roches basiques, il les modifie, mais il se modifie lui-même. Et si des changements se produisent dans la composition de la roche intrusive, ils sont appelés changements d'endocontact, et si les roches hôtes changent, ils sont appelés changements d'exocontact. Les roches ayant subi un métamorphisme constituent une zone ou un halo de changements dont la nature dépend de la composition du magma, ainsi que des propriétés et de la composition des roches hôtes. Plus la différence de composition est grande, plus le métamorphisme est intense.
Séquence
Les transformations par contact sont plus prononcées dans les intrusions acides riches en ingrédients volatils. Les roches hôtes peuvent être disposées dans l'ordre suivant (au fur et à mesure que le degré de métamorphisme diminue): argiles et schistes, calcaires et dolomies (roches carbonatées), puis roches ignées, tufs volcaniques et roches tufacées, grès, roches siliceuses. Le métamorphisme de contact augmente avec l'augmentation de la porosité et de la fissuration de la roche, car les gaz et les vapeurs y circulent facilement.
Et toujours,absolument dans tous les cas, l'épaisseur de la zone de contact est directement proportionnelle aux dimensions du corps intrusif, et l'angle est inversement proportionnel là où la surface de contact forme un plan horizontal. La largeur des halos de contact est généralement de plusieurs centaines de mètres, parfois jusqu'à cinq kilomètres, dans de très rares cas même plus. L'épaisseur de la zone d'exocontact est bien supérieure à l'épaisseur de la zone d'endocontact. Les processus de métamorphisme dans la formation métallique de la zone d'exocontact sont beaucoup plus diversifiés. La roche endocontact est à grain fin, assez souvent porphyrique, et contient plus de métaux non ferreux. Dans l'exocontact, l'intensité du métamorphisme diminue assez fortement, s'éloignant de l'intrusion.
Sous-espèce de métamorphisme de contact
Regardons de plus près le métamorphisme de contact et ses variétés - métamorphisme thermique et métasomatique. Normal - thermique, il se produit à une pression assez basse et à une température élevée, il n'y a pas d'afflux significatif de nouvelles substances à partir d'une intrusion déjà refroidissante. La roche recristallise, parfois de nouveaux minéraux se forment, mais il n'y a pas de changement significatif dans la composition chimique. Les schistes argileux passent en douceur dans les hornfels et les calcaires dans les marbres. Les minéraux se forment rarement au cours du métamorphisme thermique, à l'exception des dépôts occasionnels de graphite et d'apatite.
Le métamorphisme métasomatique est clairement visible aux contacts avec des corps intrusifs, mais ses manifestations sont souvent enregistrées dans les zones où le métamorphisme régional s'est développé. De telles manifestationsassez souvent peuvent être associés à des gisements minéraux. Il peut s'agir de mica, d'éléments radioactifs, etc. Dans ces cas, le remplacement des minéraux a eu lieu, qui s'est déroulé avec la participation obligatoire de solutions liquides et gazeuses et s'est accompagné de modifications de la composition chimique.
Dislocation et métamorphisme d'impact
Il y a beaucoup de synonymes de métamorphisme de dislocation, donc si l'on parle de métamorphisme cinétique, dynamique, cataclastique ou de dynamométamorphisme, on parle de la même chose, c'est-à-dire de la transformation structurale minérale de la roche lorsque des forces tectoniques ont agi sur dans des zones de perturbations purement discontinues lors du plissement des montagnes et sans aucune participation de magma. Les principaux facteurs ici sont la pression hydrostatique et simplement la contrainte (pression unilatérale). Selon l'importance et le rapport de ces pressions, le métamorphisme de dislocation recristallise la roche totalement ou partiellement, mais totalement, ou les roches sont broyées, détruites, et aussi recristallisent. La sortie est une variété de schistes, mylonites, cataclasites.
L'impact ou le métamorphisme d'impact se produit à travers une puissante onde de choc météoritique. C'est le seul processus naturel où ces types de métamorphisme peuvent être observés. La principale caractéristique est l'apparition instantanée, une pression de pointe énorme, une température supérieure à mille et demi degrés. Ensuite, des phases à haute pression se sont installées pour un certain nombre de composés - ringwoodite, diamant, stishovite, coésite. Roches et minéraux sont broyés,leurs réseaux cristallins sont détruits, des minéraux diaplectiques et des verres apparaissent, toutes les roches fondent.
Valeurs de métamorphisme
Dans une étude approfondie des roches métamorphiques, en plus des principaux types de changements énumérés ci-dessus, d'autres significations de ce concept sont souvent utilisées. Il s'agit par exemple du métamorphisme prograde (ou progressif), qui procède avec la participation active de processus endogènes et préserve l'état solide de la roche sans dissolution ni fusion. Accompagné par l'apparition d'associations de minéraux à haute température au lieu d'existence d'associations à basse température, des structures parallèles apparaissent, une recristallisation et une libération de dioxyde de carbone et d'eau à partir de minéraux.
Le métamorphisme régressif (ou rétrograde, ou monodiaphthorèse) est également pris en compte. Dans ce cas, les transformations minérales sont causées par l'adaptation des roches métamorphiques et des roches magmatiques à de nouvelles conditions aux stades inférieurs du métamorphisme, ce qui a conduit à l'apparition de minéraux à basse température à la place de ceux à haute température. Ils se sont formés au cours des processus antérieurs de métamorphisme. Le métamorphisme sélectif est un processus sélectif, les changements se produisent de manière sélective, uniquement dans certaines parties de la séquence. Ici, l'hétérogénéité de la composition chimique, les caractéristiques de la structure ou de la texture, etc.
