Эндогенные процессы в образовании полезных ископаемых
Тема: Общие сведения. Эндогенные геологические процессы
1. Классификация геологических процессов. Эндогенные процессы.
2. Тектонические движения земной коры.
3. Тектонические процессы и явления. Формы тектонических дислокаций.
4. Выветривание. Элювий
1. Классификация геологических процессов. Эндогенные процессы.
Геологическими называютпроцессы, протекающие в недрах Земли или на ее поверхности и связанные с образованием, перемещением или разрушением горных пород. Эти процессы постоянно изменяют облик нашей планеты.
Различают эндогенные (внутренней динамики) и экзогенные (внешней динамики) процессы.
Основной движущей силой эндогенных процессов является энергия, которая выделяется за счет перераспределения вещества в недрах Земли, радиоактивного превращения элементов, химических реакций.
К ним относятся: магматизм, метаморфизм, вулканизм, землетрясение и породообразование.
Экзогенные процессы действуют под влиянием солнечной энергии. Они проявляются во взаимодействии литосферы с атмосферой, гидросферой и биосферой.
Эндогенными (внутренними) процессами называются такие геологические процессы, происхождение которых связано с глубокими недрами Земли. Вещество земного шара развивается во всех своих частях, в том числе и в глубинных. В недрах Земли под внешними ее оболочками происходят сложные физико-механические и физико – химические преобразования вещества, в результате которых возникают мощные силы, воздействующие на земную кору и коренным образом преобразующие последнюю. Вот эти-то преобразующие процессы и называются эндогенными процессами.
Наиболее отчетливо эндогенные процессы выражаются в явлениях вулканизма, под которыми понимаются процессы, связанные с перемещением магмы как в верхние слои земной коры, так и на ее поверхность.
Явления вулканизма знакомят человека с материей, располагающейся в глубинах земного шара, с ее физическим состоянием и химическим составом. Проявления поверхностного вулканизма происходят не повсеместно, а приурочены к определенным участкам земной коры, положение и площадь которых изменялись в ходе геологической истории.
Магма, внедряясь в земную кору, очень часто не достигает поверхности, а застывает где-то на глубине, образуя при этом глубинные, интрузивные горные породы (гранит, габбро и др.). Явления внедрения магмы в земную кору получили название глубинного вулканизма, или плутонизма.
Вторым видом эндогенных процессов являются землетрясения, проявляющиеся в определенных участках земной поверхности в виде кратковременных толчков или сотрясений. Явления землетрясений, так же как и вулканизм, всегда поражали воображение человека. В тех случаях, когда толчки приходились на населенные пункты, землетрясения приносили человечеству значительные бедствия: гибель многих людей, разрушения построек и т. д.
Кроме кратковременных и сильных колебаний типа землетрясений, земная кора испытывает колебания, при которых одни участки ее опускаются, а другие поднимаются. Движения совершаются очень медленно со скоростью нескольких сантиметров или даже миллиметров в столетие, они недоступны непосредственным наблюдениям без приборов. Но так как эта движения совершаются повсеместно и непрерывно в течение многих миллионов лет, то конечные результаты их весьма существенны.
Вследствие этих колебательных движений, многие области, ранее бывшие сушей, оказались дном океана и, наоборот, некоторые участки земной поверхности, сейчас возвышающиеся на сотни и даже тысячи метров над уровнем моря, сохраняют свидетельство того, что когда-то они были под водой. Интенсивность колебательных движений неодинакова: на одних, участках земной коры опускания или поднятия более значительны, на других менее значительны.
Одним из самых ярких проявлений внутренних сил являются складчатые и разрывные деформации земной коры. Эти явления в большинстве случаев недоступные непосредственному наблюдению, хорошо запечатлелись в характере залегания осадочных пород, слагающих земную кору. Осадки морей и океанов, выпадая из воды, ложатся обычно ровными горизонтальными пластами. Вследствие же складкообразования эти горизонтально залегающие пласты оказываются собранными в различного вида складки, а иногда разорванными или надвинутыми друг на друга.
Явление смятия и разрыва пластов способствует образованию возвышенностей и гор, впадин и котловин. Многие ученые приписывали явлению складчатых деформаций главную роль в образовании гор, считая, что породы, сминаясь в складки, вспучивают земную поверхность и образуют возвышенности. Этот процесс получил название орогенеза («орос» — по-гречески возвышенность, «генез» — образование). В настоящее время установлено, что в образовании гор колебательные движения играют не меньшую роль, чем складчатые, поэтому термин «орогенез», утратив свое первоначальное значение, стал употребляться реже.
Складчатые деформации проявляются только в определенных, наиболее подвижных и наиболее проницаемых для магмы участках земной коры, именуемых геосинклиналями. В противоположность им устойчивые, со слабой тектонической активностью, области называются платформами.
Складчатые деформации, землетрясения и особенно вулканизм способствуют существенному изменению горных пород, слагающих земную кору. Вследствие сдавливания они становятся более плотными и твердыми, а под действием высокой температуры обжигаются и даже переплавляются. Действие паров и газов, выделяемых из магмы, способствует образованию в горных породах новых минералов. Все эти явления преобразования горных пород под действием эндогенных процессов носят название метаморфизма («метаморфизм» – по-гречески означает превращение) и также связаны с глубинными силами.
К числу эндогенных процессов относятся, следовательно, вулканизм, землетрясения, колебательные движения (или эпейрогенез), складчатые и разрывные деформации и метаморфизм.
Из всех видов эндогенных явлений только колебательные движения, как указывалось ранее, проявляются более или менее равномерно в пределах всей земной коры; все же остальные явления сосредотачиваются главным образом в подвижных геосинклинальных поясах Земли.
Эндогенные процессы коренным образом меняют характер земной коры и, в частности, ее поверхности; они приводят к созданию основных форм рельефа поверхности Земли — горных стран и отдельных возвышенностей, огромных впадин — вместилищ океанической и морской воды и др.
Формы, созданные эндогенными силами, в свою очередь подвергаются действию экзогенных сил. Возвышенности размываются реками, развеваются ветрами; у подножия возвышенностей накапливаются мощные пролювиально-делювиальные шлейфы, впадины заполняются осадками, берега впадин размываются волнами. Эндогенные силы стремятся к расчленению и усложнению рельефа земной поверхности, а экзогенные силы денудируют, т. е. выравнивают поверхность Земли. Во взаимодействии экзогенных и эндогенных процессов происходит развитие земной коры и ее поверхности.
2. Тектонические процессы и явления. Формы тектонических дислокаций.
Тектоническими нарушениями называются перемещения вещества земной коры под влиянием процессов, происходящих в более глубоких недрах Земли. Эти движения вызывают тектонические нарушения, т. е. изменения первичного залегания горных пород. Особенно отчетливо эти изменения наблюдаются на примере осадочных пород, которые первично отлагаются в виде горизонтально залегающих пластов, а вследствие тектонических нарушений оказываются смятыми в складки или разорванными на отдельные чешуи и блоки. Тектонические движения, в конечном счете создают наблюдаемую структуру земной коры, т. е. они являются созидательными движениями («тектонос» по-гречески—созидательный). В результате этих движений возникают и основные неровности рельефа поверхности Земли.
Тектонические движения можно разделить на два типа: радиальные – колебательные, или эпейрогенические движения, и тангенциальные, орогенические. В первом типе движении напряжения передаются в направлении, близком к радиусу Земли, во втором — по касательной к поверхности оболочек земной коры. Очень часто эти движения бывают, взаимосвязаны, или один тип движений порождает другой. В результате этих типов движений создаются три вида тектонических деформаций :1) деформации крупных прогибов и поднятий; 2) складчатые; 3) разрывные.
Первый тип тектонических деформаций, вызванный радиальными движениями в чистом виде, выражается в пологих поднятиях и прогибах земной коры, чаще всего большого радиуса. Колебания, вызывающие образование подобных форм, в отличие от сейсмических колебаний совершаются относительно медленно, ощутимых разрушений не приносят и непосредственным наблюдениям человека не поддаются.
Складчатые деформации вызываются тангенциальными движениями и выражаются в виде складок, образующих длинные или широкие пучки, иногда короткие, быстро затухающие моршины.
Третий тип тектонических деформаций характеризуется образованием разрывов в земной коре и перемещением отдельных участков ее вдоль трещин этих разрывов. Разрывные нарушения очень часто являются производными от первых двух типов, но в большей мере от складчатых. Установить причину той или иной деформации не всегда удается, так как, кроме вышеуказанных типов движений, деформации могут образоваться в связи с внедрением магмы и т.п
Тектонические процессы приводят к нарушениям в залегании Г.П. Эти нарушения наз. дислокациями.
3. Формы залегания пластов, дислокаций.
1 антиклиналь 2 синклиналь
Основные виды разрывных дислокаций:
ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ
Землетрясе́ния — подземные толчки и колебания поверхности Земли, вызванные естественными причинами (главным образом тектоническими процессами), или (иногда) искусственными процессами (взрывы, заполнение водохранилищ, обрушение подземных полостей горных выработок). Небольшие толчки могут вызываться также подъёмом лавы при вулканических извержениях.
Ежегодно на всей Земле происходит около миллиона землетрясений, но большинство из них так незначительны, что они остаются незамеченными. Действительно сильные землетрясения, способные вызвать обширные разрушения, случаются на планете примерно раз в две недели. Большая их часть приходится на дно океанов, и поэтому не сопровождается катастрофическими последствиями (если землетрясение под океаном обходится без цунами).
Землетрясения наиболее известны по тем опустошениям, которые они способны произвести. Разрушения зданий и сооружений вызываются колебаниями почвы или гигантскими приливными волнами (цунами), возникающими при сейсмических смещениях на морском дне.
ИЗВЕРЖЕНИЯ
Везувианский тип. Назван по имени знаменитого вулкана Везувия, расположенного в Италии близ Неаполя. Известен своим катастрофическим извержением, разразившимся в 79 г. н. э., которое красочно описано древнеримским ученым Плипием Младшим. Тогда под толщей вулканического пепла и грязевых потоков были погребены три города — Геркуланум, Помпея, Стабия. Для этого типа характерны сильные взрывные извержения вследствие периодической закупорки жерла вулкана, а также последующее излияние лавовых потоков.
Гавайский тип особенность его состоит в том, что базальтовые расплавы здесь изливаются относительно спокойно, без взрывов; расплав слабо насыщен газами и имеет небольшую вязкость, хотя иногда и возникают необыкновенно эффектные лавовые фонтаны. В результате такого извержения вулкан имеет очень пологие склоны, на которых расположено несколько кратеров.
Тип Пеле Которому свойственны раскаленные пепловые тучи и рост купола в кратере вулкана. Впервые на этом вулкане был отмечен направленный взрыв, охвативший большую площадь.
Тип Вулкано. Вулкан Вулкано, находящийся на Липарских островах, также весьма знаменит — ведь отсюда происходит и сам термин «вулкан». Для него характерно извержение относительно кислых вулканических продуктов (андезито-дацитового состава). Вследствие большой вязкости расплава происходит закупорка жерла вулкана; скопившиеся пары и газы взрывают эту пробку, выбрасывая на большую высоту пепел и другие лавовые частицы разнообразных форм и размеров.
4. Выветривание. Элювий.
К экзогенным процессам относят процессы выветривания,
Выветривание (а. weathering, degradation, disengagement; н. Verwitterung; ф. alteration; и. meteorizacion) — процесс разрушения и изменения горной породы в условиях земной поверхности под влиянием механического и химического воздействия атмосферы, грунтовых и поверхностных вод и организмов. По характеру среды, в которой происходит выветривание, различают атмосферное (или наземное) выветривание и подводное (или гальмиролиз). Основные типы выветривания по роду воздействия на горные породы; физическое, химическое и органическое (биологическое).
Физическое выветривание вызывает разрушение горной породы на обломки и происходит вследствие быстрого изменения объёма поверхностных частей пород и последующего их растрескивания под влиянием резких суточных колебаний температуры, замерзания и оттаивания воды в трещинах. (высокогорные области, полярная и пустынные зоны, тундра, сухой климат).
Химическое выветривание ведёт к изменению химического состава горной породы процессами окисления, гидратации и др. с образованием минералов, более стойких в условиях земной поверхности. (влажные области, тропики, субтропики).
Биологическое выветривание сводится к механическому и химическому изменению пород, вызываемому жизнедеятельностью организмов. Биологические факторы играют важную роль в своеобразном типе выветривания — почвообразовании. (во многих климатических зонах).
Элювий – продукты выветривания горных пород, оставшиеся на месте своего образования.
Элювий накапливается там на горизонтальных или слабонаклонных поверхностях, где ослаблена денудация. Он образует кору выветривания и отличается отсутствием сортировки материала и слоистости. Размер кусков эливия (механический состав) — от глыб до глин. Во многих районах в элювие концентрируются россыпи тех полезных ископаемых, которые заключались в коренных горных породах.
Контрольные вопросы:
1. Дать классификацию геологических процессов.
2. Что понимают под эндогенными процессы.
3. Назвать виды тектонических движений земной коры.
4. Перечислите тектонические процессы и явления.
5. Назовите формы тектонических дислокаций.
6. Что понимают под выветриванием.
7. Что понимают под элювием.
К эндогенным процессам относятся тектонические движения и сейсмические процессы, магматизм, вулканизм и метаморфизм.
Тектонические движения бывают горизонтальными (тангенциальными, складчатыми) и вертикальными (эпейрогеническими, разрывными).
Горизонтальные движения длятся многие миллионы и миллиарды лет и совершаются на многие тысячи километров — перемещаются океаны и континенты. В архее и протерозое все современные континенты представляли собой единую площадь — Пангею, располагавшуюся в Южном полушарии. Далее она раскололась сначала на две части, а потом — на шесть. Еще в мезозое (200 млн лет назад) Африка отделялась от Евразии океаном Тетис. Остатки его — это Средиземное море.
В сам факт таких масштабных горизонтальных перемещений поначалу трудно поверить, но среди ученых-геологов он считается неоспоримо доказанным. Неясным остается механизм, осуществляющий горизонтальные движения. Предполагается, что его источником является конвективное движение вещества в астеносфере — в подкоровом объеме верхней мантии, в то время как геофизические данные указывают на это вещество как на твердое.
Горизонтальные тектонические движения выполняют колоссальную геологическую работу. Они сминают в складки пласты горных пород и заставляют их подняться в рельефе высокими горами или опуститься глубоко вниз, образуя океанические впадины. Они формируют разломы земной коры, многие из которых потом превращаются в моря и озера. По разломам земной коры внедряется магма, и формируются вулканы. Причиной землетрясений тоже являются горизонтальные движения.
Вертикальные движения имеют небольшую амплитуду — в десятки и несколько сотен метров, они постоянно то поднимают, то опускают поверхность континентов. В итоге на одной и той же территории поочередно образуется то неглубокое шельфовое море, то суша — низменность, равнина или невысокое плоскогорье.
Главным результатом вертикальных движений является накопление осадочного чехла. В то время, когда некая территория опускается ниже уровня океана, на ней происходит интенсивное накопление осадочного материала, приносимого реками с окружающей суши. Дополнительный материал дает само море за счет разрушения береговой линии. Отложенные на дне осадки постепенно уплотняются и каменеют. Через некоторое время данная территория вновь испытывает поднятие, превращается в сушу, на которой в разрезе горизонтально залегают морские осадочные породы.
Сейсмические явления — это землетрясения — мгновенные перемещения земной поверхности, вызванные перемещениями масс земной коры. Источник перемещений — горизонтальные движения земной коры, сталкивающие, тангенциальные, растягивающие. Землетрясения, как правило, приурочены к определенным участкам земной коры — геосинклинальным и складчатым поясам. Проявляются землетрясения в основном на границах тектонических структур, где происходит накопление значительных напряжений, готовых реализоваться в виде сейсмического толчка. Эти территории носят название сейсмических зон, обычно они совпадают с районами интенсивной вулканической деятельности.
Для оценки силы землетрясений используется несколько сходных между собой шкал. Первой была шкала Рихтера. В нашей стране использовалась близкая к ней шкала Медведева. В настоящее время часто используется шкала магнитуд. Относительная энергетическая характеристика землетрясения (магнитуда М) определяется так:
М = lg[А / (А · Аэ)]
где А — максимальная амплитуда смещения частиц почвы на удалении от эпицентра в 100 км; Аэ — эталонная амплитуда слабого землетрясения.
В реальных случаях магнитуда составляет 9,5 баллов при очень сильных землетрясениях.
Сейсмические воздействия могут иметь различные проявления на инженерных объектах в зависимости от балльности землетрясений.
Воздействия землетрясений различной балльности опасны для всех гидротехнических сооружений, поэтому необходимо уделять внимание сейсмостойкости строительства плотин. Опыт показывает, что гидротехнические сооружения, построенные без учета сейсмического фактора, нередко подвергались частичному или полному разрушению.
При землетрясениях частицы грунта движутся в пространстве по сложной траектории, при этом возникают инерционные силы, величина и направление действия которых резко меняется во времени. В этом случае деформации сооружений и его элементов могут иметь сложный характер с преобладанием деформаций осевого растяжения, сжатия, изгиба, сдвига и кручения, которые действуют динамически, приводя к волновым и колебательным движениям всего сооружения в целом. На рис. показаны серьезные разрушения автомобильной трассы при землетрясении.
Землетрясения вызывают серьезные разрушения зданий, при которых возможны большие человеческие жертвы. Различный характер разрушений, интенсивность которых оценивается в пределах от 6 до 12 баллов по шкале Медведева — Спонейера — Карника.
Наиболее крупными сейсмическими областями являются Тихоокеанский и Средиземноморский пояса. К первому приурочено 68% всех землетрясений, ко второму — свыше 20%. На территории России к сейсмическим областям относятся: Кавказ, Прибайкалье, Южное Приморье, Сахалин, Курильские острова.
В настоящее время техногенное воздействие на геологическую среду достигло такой силы, что стали возможными землетрясения, которые провоцирует деятельность человека.
Понятие «наведенная сейсмичность» включает в себя как возбужденные, так и инициированные сейсмические явления. В качестве основных техногенных причин выступают такие, которые создают избыточную нагрузку или, наоборот, недостаток давления.
В качестве первых особенно характерны крупные водохранилища, создание которых провоцирует вероятность возбужденного землетрясения.
Магматизм и вулканизм
Магматизм и вулканизм— это совокупность геологических процессов, которые обусловлены движением магмы из недр Земли.
Магма представляет собой природное высокотемпературное расправленное вязкое вещество земной коры, находящееся преимущественно в астеносфере и верхней мантии. Основной причиной плавления вещества и возникновения магматических очагов в литосфере является повышение температуры, а подъем магмы и ее прорыв в вышележащие горизонты происходят вследствие инверсии плотностей, при которых образуются очаги менее плотного и мобильного расплава. Движение магмы вверх происходит пре-
имущественно по ослабленным тектоническим зонам — границам тектонических структур, разломам, осям складок.
Магма зарождается на различных глубинах и, поднимаясь вверх, разогревает и расплавляет горные породы, по которым происходит ее движение. В зависимости от характера продвижения магмы выделяют глубинный (интрузивный) магматизм и излившийся (эффузивный) магматизм.
С точки зрения химического состава магма представляет собой сложную многокомпонентную систему, образованную в основном кремнеземом Si02 и веществами, химически эквивалентными силикатам, — Al, Na, К, Са. В магме содержатся и летучие компоненты (пары воды и газы H2S, Н2, НС1, С02), которые химически очень активны, а их содержание при высоком давлении и высоких температурах может достигать 12%.
Внедряясь в толщу горных пород, магма распадается на две фазы — расплав и летучие компоненты, температура ее снижается, летучие компоненты проникаются вверх по трещинам горных пород, магма затвердевает и дает начало магматическим горным породам (габбро, граниты, лабрадориты и т.д.). Процессы магматизма играют исключительно важную роль в формировании земной коры, поставляя в нее материал из мантии и наращивая ее. Магматические горные породы составляют основную часть земной коры и занимают более 90% ее объема.
Вулканизм — это совокупность явлений, связанных с перемещением магмы и излиянием ее на поверхность. Вулканизм представляет собой природный геологический процесс, связанный с извержением (выбросом) на поверхность Земли, в атмосферу и гидросферу твердых и газообразных продуктов расплавленной магмы.
В настоящее время на континентах и островах Земли насчитывается в общей сложности около 500 действующих вулканов. Наземные вулканы образуются вблизи глубоководных желобов — там, где океаническая литосферная плита подвигается под другую ли- тосфернуюплшу. Трение литосферных плит в этих зонах сопровождается выделением значительного тепла, что обеспечивает плавление базальтов и затянутых вместе с подвигаемой вниз плитой осадочных горных пород, где температура составляет около 1000°С. Расплавленные массы выжимаются наверх вместе с выделяющимся из базальтовых пород перегретым водяным паром и в результате этого происходят не только формирование континентальной коры, но и образование вулканов.
В расплавленной магме растворены водяные пары и различные газы (С02, СО, НС1, HF, S02, СН4), которые давят на магму и под давлением поднимают ее по жерлу вулкана. Главный продукт вулканических извержений — это эффузивные магматические породы (риолиты, андезиты, базальты). Кроме них, из вулканических жерл выбрасываются газы и водяные пары, а также различные рыхлые твердые продукты (вулканический пепел, вулканический песок, вулканические бомбы, имеющие серо-черный цвет).
Вулканический пепел составляет главную массу твердых вулканических выбросов и представляет собой мелкие (от долей до миллиметра) остроугольные частицы, состоящие из вулканического стекла и различных минералов. Пепел часто выбрасывается вместе с мелкими частицами пемзы, которая представляет собой пористое вулканическое стекло, образованное в результате выделения газов при быстром застывании кислых и средних лав.
Облако вулканического пепла представляет собой опасную преграду для летящих самолетов. Острые частички пепла выводят из строя систему снабжения воздухом двигателя. Проблема проявляется даже при небольшой концентрации пепла.
Вулканический песок — это частицы лавы размером от 1 до 5 мм, практически всегда содержащие пепловые частицы.
Вулканические бомбы являются самым грубым твердым материалом, который выбрасывается вулканами при извержениях. Они могут иметь в поперечнике от нескольких сантиметров до метра. Это куски извергаемой лавы, выброшенные в пластическом состоянии и принявшие разнообразную форму (шарообразную, грушевидную, лепешкообразную и др.).
Самым высоким в Европе действующим стратовулканом является вулкан Этна (3340 м), расположенный на восточном побережье Сицилии и имеющий много боковых кратеров и кальдер, через которые периодически происходят выбросы лавы и вулканические извержения. На рисунке показаны спящие кальдеры вулкана Этна на о. Сицилия.
Потухшие и спящие кальдеры вулкана Этна на о. Сицилия
Выпавшие на землю при извержении массы пепла вместе с вулканическим песком и частицами пемзы с течением времени уплотняются и подвергаются цементированию под действием различных природных факторов, в результате чего формируются горные породы, называемые вулканическими туфами.
Современные вулканы расположены на земном шаре поясами, вдоль крупных разломов и тектонически активных областей — Тихоокеанской, Средиземноморско-Индонезийской, Атлантической и Индийско-Африканской.
Ежегодно на земле происходит в среднем 20—30 вулканических извержений, которые, к сожалению, не обходятся без человеческих жертв. На территории России наиболее подвижная в тектоническом отношении зона — это полуостров Камчатка и Курильские острова, где активно наблюдаются проявления вулканизма. Извержения активно действующего вулкана Шивелуч происходят достаточно часто, последнее мощное извержение произошло в июне 2013 г., в результате чего произошел выброс вулканического пепла на 10 км.
Не менее ярким примером мощного проявления вулканизма может служить вулкан Эйяфьятлайокудль (Исландия), который 14 апреля 2010 г. начал свое извержение, продолжавшееся несколько недель. Столб пепла этого вулкана на несколько месяцев нарушил воздушное сообщение между Европой и Америкой.
С поствулканической деятельностью современных вулканов связаны гейзеры — источники, периодически выбрасывающие фонтаны горячей воды; фумаролы — небольшие отверстия и трещинки, по которым поднимаются струи водяных паров и горячих газов (Н20, HF, S02, С02, H2S, Н2 и др.), выделяющихся из магмы и из еще не остывших лавовых потоков и находящихся в кратере, на склонах и подножиях вулканов.
Распространены гейзеры на Камчатке в долине реки Гейзерной, в Исландии, Новой Зеландии, США (Йеллостоунский нацио¬нальный парк), Чили.
Выбросы водяных паров и газов в боковых кратерах вулкана Этна наблюдались в течение 2012 г.
В России явления поствулканической деятельности сосредоточены в Долине гейзеров на Камчатке. Гейзеры периоди чески выбрасывают вверх столбы горячей воды.
Вулканизм имеет и положительные черты. Излияние магмы из кратера вулкана, выбрасывание из него пепла и прочих твердых продуктов извержения, фумарольные струи — все это способствует ныносу на земную поверхность различных химических элементов, находящихся в земных недрах. Поэтому районы активной тектонической деятельности изобилуют месторождениями различных полезных ископаемых.
Метаморфизм (от греч. metamorphomai— подвергаюсь изменению, превращению) — это процесс глубокого изменения и перекристаллизации исходных пород за счет высоких температур, давлений и переноса вещества подземными растворами и газами. Процесс протекает постепенно и на начальных стадиях речь идет только
о некоторой метаморфизации исходной породы — о появлении в ней небольшого количества новых минералов, частичном изменении структуры и текстуры. Далее изменения нарастают.
Действию метаморфизма могут подвергаться любые горные породы: осадочные, метаморфические, магматические. Процессы метаморфизма происходят при температуре от 250 до 900°С. Повышение температуры на 10°С увеличивает скорость химических реакций в 2 раза, а на 100°С — примерно в 1000 раз. Химически активные вещества (вода, углекислота, водород, соединения хлора, серы и т.д.) являются катализаторами протекания различных химических реакций.
Различается много видов метаморфизма, наиболее распространенный среди которых региональный. Он развивается на больших глубинах по всей территории земного шара и прежде всего просто за счет повышения там давления и температуры. Упоминавшиеся уже гнейсы, кварциты, мраморы, многие кристаллические сланцы — породы регионального метаморфизма.
Представление, что чем старше порода, тем сильнее она мета- морфизована, верно лишь отчасти; прямой такой зависимости нет. В природе имеются очень древние породы, совершенно не затронутые метаморфизмом, и наоборот, совсем молодые сильно мета- морфизованные. Можно говорить о другой зависимости (опять же выполняющейся не всегда): чем глубже залегает порода, тем вероятнее, что она будет метаморфизована.
Почему происходит метаморфизм? Любые химические соединения (минералы) устойчивы в довольно узких рамках температур и давлений. Если условия изменяются, то исходные минералы будут превращаться в другие, соответствующие новым условиям. Список химических элементов с их процентным содержанием останется прежним.
Прочие виды метаморфизма — метасоматоз, контактовый, гидротермальный, пневматолитовый, инъекционный преимущественно связаны с взаимодействием внедряющейся магмы и вмещающих ее пород. Происходит интенсивный обмен химического материала за счет переноса растворами и летучими компонентами. Названные разновидности выделяются в зависимости от преобладающих условий, факторов метаморфизма и вновь образующихся пород. Объем развития процесса — несколько километров в стороны от магматического расплава. Динамометаморфизм развивается в результате повышенного давления в тектонических зонах.