Метасоматизм
Метасоматизм (от греческого μετά " изменение" и σῶμα soma "организм") является химическим изменением породы гидротермальными и metá другими жидкостями. [ 1 ] Традиционно определяется как метаморфизм, который включает в себя изменение химического состава, исключая летучие компоненты. [ 2 ] Это замена одной породы другой из разных минералогических и химических композиций. Минералы, которые составляют камни, растворены, и новые минеральные образования наносятся на их место. Растворение и осаждение происходит одновременно, а скала остается прочной.
Синонимы слова метасоматизм - метасоматоз [ 3 ] и метасоматический процесс . Слово метасоматоза может использоваться в качестве названия для определенных разновидностей метасоматизма (например, Mg -тасоматоза и Na -метасоматоза ). [ 4 ]
Метасоматизм может происходить посредством действия гидротермальных жидкостей из магматического или метаморфического источника.
В магматической среде метасоматизм производит Skarns , Greisen и может повлиять на Hornfels в контактном метаморфическом ауреоле, прилегающем к навязчивой массе породы . В метаморфическом среде метасоматизм обусловлен массопереносом из объема метаморфической породы при более высоком напряжении и температуре в зону с более низким напряжением и температурой, причем метаморфические гидротермальные растворы действуют в качестве растворителя . Это можно рассматривать в виде метаморфических пород в глубокой коре, теряющих жидкости и растворенные минеральные компоненты, когда гидристые минералы разрушаются, при этом эта жидкость просачивается до мелких уровней коры, чтобы химически изменять и изменить эти породы.
Этот механизм подразумевает, что метасоматизм-это поведение открытой системы, которое отличается от классического метаморфизма , который является минералогическим изменением породы на месте без заметных изменений в химии породы. Поскольку метаморфизм обычно требует воды для облегчения метаморфических реакций, метаморфизм почти всегда происходит с метасоматизмом.
Кроме того, поскольку метасоматизм является процессом массопереноса, он не ограничивается породами, которые изменяются путем добавления химических элементов и минералов или водных соединений . Во всех случаях для получения метасоматической породы какая -то другая порода также метасоматизируется, хотя бы в результате реакций дегидратации с минимальными химическими изменениями. Это лучше всего иллюстрируется отложениями золотой руды , которые являются продуктом сфокусированной концентрации жидкостей, полученных из многих кубических километров дегидратированной коры в тонкую, часто сильно метасоматизированную и измененные зоны и лоды . Область источника часто в значительной степени химически не затронута по сравнению с сильно гидратированными, измененными зонами сдвига, но оба должны были подвергаться комплементарному метасоматизму.
Метасоматизм более сложный в мантии Земли , потому что состав перидотита при высоких температурах может быть изменен путем проникновения карбонатных и силикатных расплавов и диоксида углерода и жидкостей, богатых водой, как обсуждалось Лут (2003). [ 5 ] Считается, что метасоматизм особенно важен для изменения композиции мантийного перидотита под островными дугами , поскольку вода выезжает из океана литосферы во время субдукции . Метасоматизм также считался критическим для обогащения исходных областей некоторых , насыщенных кремнеземами магм . Часто считается, что расплав карбонатита ответственны за обогащение мантийного перидотита в несовместимых элементах .
Метасоматизм может быть похож на другие эндогенные процессы и разделен 4 основными признаками. [ 6 ] Первым из них является замена ионного иона в минералах , это может произойти из-за осаждения новых минералов в то же время, что и растворение существующих минералов. [ 6 ] Вторая особенность, используемая для выявления метасоматизма, заключается в том, что он связан с сохранением пород в его твердом состоянии во время замены. [ 6 ] Третья отличительная особенность связана с изохимическим метаморфизмом, или добавление или вычитание основных элементов, отличных от воды (H 2 O) и углекисленного диоксида (CO 2 ). [ 6 ] Последней особенностью являются отдельные зоны метасоматизма. Они образуются из магматизма и метаморфизма и образуют характерный паттерн метасоматической колонки. [ 6 ]
Типы метасоматитов
[ редактировать ]Метасоматические породы могут быть чрезвычайно разнообразными. Часто метасоматизированные породы повторяются, но слабо изменяются , так что единственным доказательством изменения является отбеливание, изменение цвета или изменение кристалличности слюных минералов.
В таких случаях характеристика изменения часто требует исследования микроскопа минеральной сборки пород для характеристики минералов, любого дополнительного роста минералов, изменений в минералах протолита и так далее.
В некоторых случаях геохимические данные могут быть обнаружены в процессах метасоматических изменений. Обычно это в форме мобильных, растворимых элементов, таких как барий , стронций , рубидий , кальций и некоторые редкоземельные элементы . Однако для правильной характеристики изменения необходимо сравнивать измененные с неизменными образцами.
Когда процесс становится чрезвычайно продвинутым, типичные метасоматиты могут включать в себя:
- Замена цельной рока хлорита или слюды в зонах сдвига, что приводит к скалам, в которых существующая минералогия была полностью перекристализирована и заменена гидратированными минералами, такими как хлорит, московит и змеи .
- Типы скарноидов и скарноид, как правило, прилегают к гранитным вторжениям и прилегают к реактивной литологии, таким как известняк , Marl и полосатая образование железа .
- Грейсенские отложения в гранитных краях и куполах .
- Родингит, типичный для офиолитов, в частности, их серпентинизированные мафические дайки, содержащие гранат гроссулярного андрадита, кальцический пироксен, везувианит, эпидот и скаполит.
- Фенит , как вариант метасоматизма, связанного с сильно щелочным или карбонатитическим магматизмом, вводящим различные полевые шпаты , пироксены или амфиболы и часто необычные минералы (такие как шевкинит или колумбит), включающие в себя не совсем неподготовленные элементы, которые не становятся внедренными в кристати. Ниобий , цирконий
- Альбит, от замены плагиоклаза с альбитом ( альбинизация ) [ 7 ] [ 8 ]
Эффекты метасоматизма в мантийном перидотите могут быть либо модальными, либо загадочными. В загадочном метасоматизме минеральные композиции изменяются, или внедренные элементы сосредоточены на границах зерна, а минералогия перидотита кажется неизменной. В модальном метасоматизме образуются новые минералы.
Загадочный метасоматизм может быть вызван, поскольку растущие или перколяционные расплавы взаимодействуют с окружающим перидотитом, и состав как расплавов, так и перидотита изменяются. твердого состояния При высоких температурах мантий диффузия также может быть эффективной при изменении композиций горных пород на десятках сантиметров, прилегающих к расточительным каналам: градиенты в минеральном составе, примыкающих к пироксенитовым дамбам, могут сохранить доказательства процесса.
Модальный метасоматизм может привести к образованию амфибола и флогопита , а присутствие этих минералов в перидотитных ксенолитах считалось убедительным доказательством метасоматических процессов в мантии. Образование минералов менее распространено у перидотита, таких как доломит , кальцит , ильменит , рутил и армальколит , также объясняется таем или метасоматизмом жидкости.
Схемы метасоматизма
[ редактировать ]Существуют две основные схемы, обсуждаемые для проявления метасоматизма в природе в гранитных системах. [ 9 ] Диффузиоматизм, который упоминался в типах сечения метасоматитов и метасоматизме инфильтрации. Инфильтрация происходит в трещинах или трещинах, которые способствуют потоку жидкости в областях высокой проницаемости. [ 9 ] Диффузия происходит, когда жидкость включается в поры породы, это определяется пористостью . Скалы, измененные при инфильтрационном метасоматизме, будут менее изменены, чем породы, измененные диффузией из -за эффектов дисперсии во время адвекции жидкости. [ 10 ]
Эти два метода обычно используются для транспортировки из одного региона в другой. Эти пострадавшие области могут быть обогащены или истощены в компонентах, транспортируемых по сравнению с предварительным состоянием. [ 11 ] Химическое выветривание сильно влияет на уровни и содержание метасоматической жидкости и геохимию основного элемента и минералогии силикаклюстных отложений. [ 12 ]
Соглашения изменений
[ редактировать ]Исследование измененных пород в гидротермальных рудных отложениях выявило несколько вездесущих типов комплексов изменения , которые образуют различные группы эффектов метасоматического изменения, текстур и минеральных сообществ.
- Пропилитовое изменение вызвано гидротермальными жидкостями с железом и серой , и обычно приводит к изменению эпидота - хлорита - пирита , часто с гематитовыми и магнетитными фациями.
- Изменение альбите -эпидота вызвано силиками , богатыми жидкостями, богатыми натрием и кальцием , и, как правило, приводит к слабым альбит -силика -эпидоте.
- Калическое изменение , типичное для отложений порфирской меди и золота с лодами, приводит к производству слюных, калийных минералов, таких как биотит в железо, богатых породах, мусковитовая слюда или серицит в фельцических породах и ортоклазовые (Адулярные), часто довольно перваженные и вырабатывающие различные различные лосось-розовый изменение вена.
- Кварц-сирикит-пиритовое изменение , при котором эти минералы могут быть осаждены как по венам , так и в диссеминированном манере; Серицит, в частности, заменяет плагиоклаз и биотит. Это распространено в порфирских медных и порфирских отложениях молибдена.
- Аргиллическое изменение , обычно присутствующее в дистальных областях порфирских отложений, представляет собой низкотемпературную сборку, которая превращает полевые шпаты и некоторые другие минералы в глинистые минералы, такие как каолинит и иллит. Это может перегрузить более старые и более температурные комплексы изменений. [ 13 ]
пород хозяина, типичными для -силикатов жидкому Рядкие включать типы гидротермальных жидкостей могут кальци , и крематитово- хематитовому реакции в себя высококаналевые жидкости, что приводит к продвинутой карбонизационной Полем Подчеркнутые минералы и загородные породы гранитных плутонов заменяются порфиробластами ортоклаза и кварца в папуозе -кварцевом монзонитах. [ 14 ]
Смотрите также
[ редактировать ]- Greisen - сильно измененная гранитная скала или пегматит
- Hornfels - группа метаморфических скал
- Гидротермальная циркуляция - циркуляция воды, обусловленная тепловым обменом
- Руда Genesis - как различные типы минеральных отложений образуются в коре Земли
- Пневматолиз - устаревший геологический термин для газ, излучающих магма
- Skarn -твердые, крупнозернистые, гидротермально измененные метаморфические породы
Ссылка
[ редактировать ]- ^ Харлов, де; Austrheim, H. (2013). Метасоматизм и химическая трансформация породы: рок-минеральное взаимодействие в наземной и внеземной среде . Берлин: Спрингер. doi : 10.1007/978-3-642-28394-9_1 . ISBN 978-3-642-28393-2 .
- ^ Putnis, A.; Austrheim, H. (2010-12-23). «Процессы, вызванные жидкостью: метасоматизм и метаморфизм» . Границы в геофлюидах : 254–269. doi : 10.1002/97814444394900.CH18 . ISBN 978-1-4443-3330-5 .
- ^ «Метасоматоз» . Merriam-Webster.com Словарь . Мерриам-Уэбстер . Получено 10 апреля 2023 года .
- ^ Жариков В.А.; Pertsev nn; Rusinov VL; Callegari E.; Fettes DJ "9. Метасоматизм и метасоматические породы" (PDF) . Рекомендации подкоммиссии IUGS по систематике метаморфических камней: веб -версия 01.02.07 . Британская геологическая служба .
- ^ Luth, RW (2003). Мантийные летучие вещества - Распределение и последствия в мантии и ядре (Трактат об томе 2 по геохимии изд.). Elsevier-Pergamon, Оксфорд. С. 319–361. ISBN 0-08-043751-6 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный в дюймовый и Жариков В.А.; Pertsev nn; Rusinov VL; Callegari E.; Fettes DJ "9. Метасоматизм и метасоматические породы" (PDF) . Рекомендации подкоммиссии IUGS по систематике метаморфических камней: веб -версия 01.02.07 . Британская геологическая служба .
- ^ Boulvais, Philippe; Раффет, Жиль; Корнишет, Джин; Mermet, Maxime (Janogy 2007). «Альбификация и декарцификация герциниана Пералуминозного гранита в массиве Сальвезины (французские пиранты)». Литос . 93 (1–2): 89–106. Bibcode : 2007litho..93 ... 89b . Doi : 10.1016/j.lithos.2006.05,001 .
- ^ Энгвик, Ак; Putnis, A.; Фитц Джеральд, JD; Austrheim, H. (1 декабря 2008 г.). «Альбизация гранитных пород: механизм замены олигоклаза на альбите». Канадский минералогист . 46 (6): 1401–1415. Bibcode : 2008 Camin..46.1401e . doi : 10.3749/canmin.46.6.1401 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный Жариков, Вирджиния; и др. (и др.). Метасоматизм и метасоматические породы . Академия наук Россия. С. 131–146.
- ^ Харлов, де; Austrheim, H. (2013). Метасоматизм и химическая трансформация породы: рок-минеральное взаимодействие в наземной и внеземной среде . Берлин: Спрингер. doi : 10.1007/978-3-642-28394-9_1 . ISBN 978-3-642-28393-2 .
- ^ Рен, Майкл Ф.; Moturhy, v. Рама (1985). «Манте метасоматизм». Планета Sci Lett . 13 : 269–296. Bibcode : 1985areps.13.13.269r . к DOO : 10.1146/annurev.13.0500185.001413 .
- ^ Федо, Кристофер М.; Уэйн Несбитт, Х.; Янг, Грант М. (1995). <0921: uteopm> 2.3.co; 2 "распутывание эффектов метасоматизма калия в осадочных породах и палеозолах, с последствиями для условий палеовины и происхождения» . Геология . 23 (10): 921. Bibcode : 1995geo .... 23..921f . doi : 10.1130/0091-7613 (1995) 023 <0921: uteopm> 2.3.co; 2 . ISSN 0091-7613 .
- ^ Taylor, RD, Hammarstrom, JM, Piatak, NM и SEAL II, RR, 2012, Связанная с дугами модель месторождения порфирского молибдена: глава D в моделях минеральных месторождений для оценки ресурсов: Отчет о геологических исследованиях США. 5070-D, http://pubs.er.usgs.gov/publication/sir20105070d
- ^ Dickson, FW, 1996, Порфиробласты Barium-зонированного K-Feldsppar и Quartz, Papoose Flat California, Genesis и исследования. В Coyner, AR, Fahey, Pi, Eds. Геология и руда месторождения американской Кордильеры: Геологическое общество Симпозиума Невады, Рено/Спаркс, Невада, апрель 1995 г., с. 909-924. Dickson, FW, 2000, Химическое размещение магмы, т. 30, с.475-487. Dickson, FW, 2005, Роль жидкостей в необратимых процессах в Земле и замене в плоском плутоне Папуоза, штат Калифорния. В Rhoden, RH, Steininger, RC и Vikre, RG, Eds: Geol. Соц Nevada Symposium 2005: окно к миру, Рено, Невада Мэй, 2005, с. 161-178.
