метаморфизм, метаморфизма, мн. нет, муж. (от греч. metamorphoo - превращаю) (геол.). Изменение в структуре и составе горных пород под действием химических и физических причин.
процесс существенного изменения текстуры, структуры и минерального состава горных пород под воздействием температуры, давления и химической активности глубинных растворов (флюидов). К метаморфизму не относятся процессы изменения горных пород, происходящие при расплавлении и при выветривании. Различают региональный метаморфизм, динамометаморфизм, контактовый метаморфизм.
м.
Процесс преобразования структуры и состава горных пород под действием
физических и химических причин.
(геолог.) — под этим термином понимают те видоизменения, которые претерпевают горные породы под влиянием химических, физических и механических процессов, наступающих после и независимо от условий образования породы и обыкновенно оставляющих на ней столь глубокие следы, что получается новая порода, существенно отличная от первоначальной. Переход известняка в доломит или мрамор, перидотита в змеевик, превращение диабаза или габбро в амфиболитовый сланец, переход глинистого сланца в роговиковую породу могут служить примерами М. Под понятие М. не подходят поэтому те частные, несущественные видоизменения, которые не лишают породу ее первоначального габитуса и названия. Не подходят сюда и процессы "выветривания", совершающиеся под влиянием атмосферы и отчасти воды и направленные к разрушению, дезагрегации породы путем реакций окисления, гидратизации, образования карбонатов и т. п. Породы, на которых явно сказался М., обозначали и продолжают обозначать названием "метаморфических". Особенно прилагают это обозначение к архейским кристаллическим сланцам и другим породам, в которых трудно или невозможно признать первоначальный субстрат. Впервые термин М. был применен Ляйэллем (Lyell) в 1825 г. к кристаллическим сланцам, в предположении, что они представляют древнейшие осадочные породы, метаморфизованные внутренней теплотой земного шара, действовавшей на них снизу. По топографическим данным различают, особенно после работ Добрэ (Daubr é e), М. региональный или общий и М. контактный; под последним понимают те метаморфические процессы, которые наблюдаются в месте соприкосновения, в контакте, изверженной породы с другой изверженной или осадочной породой и которые приписывают обыкновенно непосредственному или косвенному воздействию изверженной породы; контактный М. отражается на неширокой полосе породы, непосредственно примыкающей к контакту; региональный М. совершается на обширных площадях независимо от контактов. Лоссен (Lossen), a за ним и многие другие показали, что в обоих случаях могут получиться сходные или даже тождественные продукты, так что существенного различия между региональным и контактным M. (некаустическим) нет.
По генетическим соображениям различают следующие роды М., которые часто действуют по два, по три сообща или последовательно, нередко вполне маскируя первоначальный характер и состав горной породы и давая начало совсем новым образованьям: 1) гидатоморфизм, обнимающий все процессы метаморфизма, совершающиеся водным путем, под влиянием растворов, а иногда и атмосферы; 2) пироморфизм, к которому относят все процессы М., вызванные высокой температурой изверженной породы в контакте, или каменноугольного пожара, или вулкана; 3) гидатопироморфизм, т. е. М., совершающийся под влиянием горячих растворов и часто под довольно значительным давлением; 4) механический М. или динамометаморфизм (также дислокационный М.) — те процессы М., которые совершаются под влиянием давления, вообще механических сил, действующих на горные породы при горообразовании; 5) инъекционный M. — превращение осадочных пород в кристаллические сланцы путем внедрения в них тонкими жилками и пропластками расплавленной магмы изверженной горной породы; 6) эманационный М. (Pneumatolyse Бунзена) — воздействие газов, выделяющихся при вулканическом низвержении из трещин вулканов или вообще сопровождающих застывание расплавленной магмы. Случаи, обозначенные №№ 1, 3 и 4, пользуются наиболее широким распространением и представляют такое большое разнообразие, что нет возможности разобрать их здесь даже и в общих чертах. Гидрохимические процессы, слагающие гидатоморфизм и гидатопироморфизм, сводятся к троякому действию: видоизменению химического состава породы, изменению ее минералогического состава путем видоизменения существующих составных частей или возникновения новых (так называемые "новообразования") и к изменению структуры путем перекристаллизации, расстеклования и т. п. Из числа наиболее распространенных гидрохимических процессов следует отметить: гидратизацию, выделение окислов железа и появление вследствие этого красной окраски, образование карбонатов, образование водных магнезиальных силикатов, образование волокнистых амфиболов, образование глин и многое др. Экспериментальное изучение гидрохимических процессов М. получило особенно важное значение благодаря трудам Бишофа, Добрэ и Лемберга. Пироморфизм выражается преимущественно в каустических действиях, каковы: обжигание глин, стеклование песчаников, коксование каменного угля, сплавление с соседней породой и т. д., а также в образовании столбчатой отдельности. Пироморфизм есть один из частных случаев контакт-М. У вулканических пород контакт-М. выражается почти исключительно пироморфизмом, у глубинных пород, напротив, наблюдаются многочисленные и разнообразные процессы минеральных новообразований и превращений, совершающиеся в соседней с изверженной породой под влиянием гидрохимических процессов, газовых эманаций, высокой температуры изверженной породы. Контактный М. наблюдается как на горной породе, с которой соприкасается изверженная порода (экзогенный контакт-М.), так и на самой изверженной породе (эндогенный контакт-М.). Разнообразные случаи контакт-М. наблюдаются также и на обломках посторонних пород, оторванных и включенных в расплавленную магму; здесь наблюдаются различные процессы частного резорбирования, сплавления и т. п. Существуют попытки и экспериментального исследования некоторых явлений контакт-М. Динамометаморфизм или механический М. наблюдается везде там, где процессы горообразования вывели горные породы из их первоначального положения, в складчатых горных цепях, где сильное боковое давление отразилось на строении и составе слагающих их пород. Динамометаморфизму одинаково подвергаются и осадочные, и изверженные породы. Здесь следует различать чисто механические и химические процессы. В числе первых особенное значение имеет возникновение диагональной сланцеватости, так называемого кливажа; Сорби, Добрэ и др. изучили это явление экспериментально; кроме того, наблюдаются растяжения и сплющивания, хорошо видимые на крупных порфировидных выделениях и на окаменелостях; далее перегибы, изломы, раздробление и распыление отдельных составных частей. Эти механические проявления динамометаморфизма часто так глубоко видоизменяют характер породы, что от первоначальной структуры не остается и следа и возникают новые структуры; сюда относятся явления, обозначаемые названиями: метатаксис, милонит, катакластическая, цементная, мозаичная, ложнопорфировая, чечевитая структура и т. п. Процессы видоизменений, превращения и новообразования минералов при динамометаморфизме чрезвычайно распространены, довольно разнообразны и часто глубоко отражаются на характере породы; здесь особенно следует отметить амфиболизацию пироксенов и новообразование волокнистых и игольчатых амфиболов. Эти процессы выражаются в более или менее сложных химических реакциях; одни ученые считают эти реакции исключительно за результат сильного давления — и возможность таких процессов экспериментально доказана Спрингом (Spring); другие видят в этих реакциях лишь обыкновенные гидрохимические процессы, особенно благоприятствуемые или давлением, под которым действуют растворы, или теплотой, развиваемой давлением и трением, или, наконец, тем, что измельченные минералы легче поддаются гидрохимическим процессам вследствие увеличения поверхности соприкосновения с растворами. Кроме процессов выветривания и частных маловажных видоизменений, от М. отделяют еще так называемый "диагенез"; под этим названием понимают те метаморфические процессы, которые сопровождают само образование породы, и не видоизменяя ее, а лишь доканчивая, так сказать, процесс образования породы, как, например, затвердевание и другие ничтожные изменения, превращающие морской осадок в горную породу. Но и за вычетом всех этих процессов М. обнимает чрезвычайно многочисленные, сложные, разнообразные и широко распространенные процессы и представляет одно из наиболее важных геологических явлений.
Литература М. разбросана по многочисленным геологическим и петрографическим работам; в больших сочинениях по петрографии (см.) можно найти ссылки на важнейшие из них.
Ф. Л.-Л.