Ультраметаморфизм

Термин «ультраметаморфизм» был предложен Хольмквистом (1909 г.) для обозначения метаморфических процессов такого рода, в которых горные породы снова переходят в состояние магмы.

Под названием «ультраметаморфизм» следует понимать региональный метаморфизм в глубоких складчатых зонах. Для ультраметаморфизма типичны переплавление пород, регенерация гранитной магмы, мигматизация, резкое преобладание гнейсов, широкое развитие пегматитов.

Изучение ультраметаморфизма привело к постановке вопроса о происхождении гранита, к концепции трансформатизма. Правда, сначала явления ультраметаморфизма объясняли воздействием гранитной магмы на различные метаморфические породы на глубине.

В последние годы развиваются взаимно исключающие друг друга взгляды. Крайние сторонники концепции трансформатизма пришли даже к отрицанию магматизма вообще.

Однако, дискуссия по этим вопросам несомненно принесла и большую пользу, она внесла ясность во многие вопросы, связанные с явлением ультраметаморфизма.

В литературе вы можете встретить и такие термины как анатексис и палиогенезис. В известной мере они являются синонимами. Эти термины обозначают частичное и полное переплавление пород и образование магмы.

Зоны ультраметаморфизма встречаются среди древнейших пород преимущественно архейского возраста: Карелия, Украина, Анабарский и Алданский щиты, Скандинавия, Канада, которые выведены на дневную поверхность. То, что зоны ультраметаморфизма мало распространены среди более молодых геологических формаций, объясняется малой обнаженностью глубинных частей складчатых зон более молодого возраста.

Остановимся кратко на частных проявлениях ультраметаморфизма.

Мигматизация. Седерхольм (1907 г.) под мигматитами понимает мешанные породы, состоящие из двух частей: метаморфические породы в виде глыб или слоев и жильного гранитного, аплитового или пегматитового материала, цементирующего глыбы или проникающего по слоистости или сланцеватого субстрата. Раньше считали (Седерхольм и др.), что жильный материал - это результат инъекции магмы или раствора, насыщенного магматогенными эманациями в некоторый субстрат.

В последние годы все больше рассматривается жильный материал как результат выплавления его из вмещающих пород при содействии процессов метасоматоза (Судовиков), который считал, что все случаи мигматитов легко объяснить, если допустить, что они образуются посредством селективного плавления метаморфических пород. Наиболее легкоплавкие вещества, соответствующие по составу пегматитам или гранитам, в условиях метаморфизма плавятся и благодаря подвижности расплава проникают в субстрат. В пользу этого взгляда более часто мигматизация сопровождается гранитизацией.

Гранитизация. Это образование гранитной магмы и гранитоидов из метаморфических пород. Чаще же под гранитизацией понимают изменение первоначально твердых пород различного состава, в результате которых химический и минералогический состав пород приближается к составу гранитов. Таким образом, гранитизации могут подвергаться также и основные и ультраосновные породы. При этом изменении минерального состава происходит согласно реакционным рядам Боуэна, т.е. члены высших рядов неустойчивы и замещаются членами низших рядов. Поэтому цветные минералы горных (основных) пород при гранитизации замещаются биотитом. Другими словами, гранитизагщя — это процесс замещения любых пород гранитом.

Разные породы по разному поддаются этому процессу. Наиболее легко гранитизации подвергаются метаморфические породы, возникшие за счет глинистых пород осадочного происхождения. Это слюдистые сланцы и парагнейсы.

Более устойчивы к процессам гранитизации основные и ультраосновные изверженные породы, а также карбонатные осадочные породы. В настоящее время проблема образования гранитов, как видно из всего, перестала быть лишь магматической проблемой. Причем, ряды «правоверных» магматистов редеют, тогда как число сторонников идей трансформатизма растет. Есть и сторонники крайних взглядов. Вероятно, правы умеренные петрологи, допускающие возможность образования гранитов разными путями. Судовиков и др. петрологи различают три типа метаморфических гранитов:

1. Метасоматические гранитоиды образуются за счет других пород при участии растворов, допускается также некоторое количество расплава. Однако количество подвижной фазы при ее равномерном распределении не должно превышать 26 %. Если больше - порода приобретает способность к течению и тогда образуются реоморфические гранитоиды. Характерным признаком метамоматических гранитоидов является постепенный их переход во вмещающие породы.

2. Реоморфические гранитоиды — это гранитоиды которые прошли стадию метасоматической гранитизации и еще более подверглись метаморфизму. Количество мобильной фазы у них более 26%, они могут течь, то есть для них характерна структура течения, тогда как для метасоматических гранитоидов характерны реликтовые ненарушенные структуры.

3. Магматические гранитоиды образуются в условиях крайнего ультраметаморфизма, когда образуется гранитоидная магма, то есть в результате кристаллизации последней. Поэтому в отличии от метасоматических и даже реоморфических гранитоидов, сохраняющих реликты более основного, а следовательно и более тугоплавкого материала, магматические гранитоиды более однородны по составу и строению.

В заключении следует еще раз отметить, что вопросы возникающие при изучении ультраметаморфизма, очень сложны, во многих отношениях спорны и до конца не решены. Дальнейшие усилия, в том числе и в области эксперимента, прольют свет на многие темные стороны этой проблемы. Можно также надеяться, что глубинное и сверхглубинное бурение также будет способствовать решению этой проблемы.