Метасоматизм

МЕТАСОМАТИ́ЗМ (від мета... та грец. σώμα — тіло) — утворе­н­ня гірської породи шляхом заміще­н­ня мінералів певної породи (субстрату) іншими мінералами внаслідок дії роз­чину (флюїду), що від­бувається зі збереже­н­ням твердого стану порід і су­проводжується зміною хімічного складу субстрату. Терміни «М.», «метасоматоз» і «метасоматичний процес» у заг. ро­зумін­ні є синонімами. Рушій. причиною метасоматич. процесу є нерівноваж. стан за низкою фіз.-хім. параметрів між діючим роз­чином і мінерал. фазами субстрату. Заміще­н­ня одних мінералів іншими при метасоматозі від­бувається пере­важно шляхом роз­чине­н­ня мінералів субстрату та одночас. осадже­н­ня замість них нових мінералів. Такий механізм метасоматозу полягає в утворен­ні псевдоморфоз метасоматич. природи та в тому, що метасоматизм сут­тєво не змінює обʼєм порід (т. зв. правило сталості обʼємів при метасоматозі). За­значений механізм, сталість обʼємів, збереже­н­ня твердого стану та зміна хім. складу вирізняють М. серед ін. процесів утворе­н­ня гірських порід. Зокрема, магматичні та ультраметаморфічні процеси від­буваються за участі рідкої фази роз­плаву, а процеси утворе­н­ня жил виповнюва­н­ня досягаються завдяки кри­сталізації мінералів без­посередньо з гідротермал. роз­чинів у порожнинах і від­критих тріщинах. Метаморфічні процеси можуть призводити до зміни хім. складу лише за вмістом H₂O та CO₂, але не ін. компонентів (Na₂O, K₂O, CaO, MgO, SiO₂), як у випадку М. Носієм, що забезпечує зміну хім. складу субстрату, в метасоматич. процесах пере­важно ви­ступають гідротермал. роз­чини у стані рідини або надкритич. флюїду, що, як вважається, має високу густину. За способом пере­міще­н­ня компонентів роз­чином виділяють 2 край. типи метасоматозу — дифуз. (дифузія в роз­чині, що знаходиться в порах гірської породи) та інфільтраційний (у роз­чині, що рухається шляхом фільтрації або просочува­н­ня крізь породу).

Суперечливим до цього часу лишається пита­н­ня щодо від­несе­н­ня метасоматозу лише до ендоген. явищ, що від­буваються в земній корі або включають також подібні процеси в мантії чи в екзоген. умовах (напр., утворе­н­ня кір вивітрюва­н­ня). Перша точка зору перед­бачає звуже­н­ня змісту терміна «метасоматизм», що є доцільним у контекс­ті досягне­н­ня більшої одно­значності в за­стосуван­ні спец. термінів окремих галузей наук про Землю, орієнтованих на ви­вче­н­ня обʼєктів, що утворювалися за різних умов. Тому виправ­дано вживати термін «метасоматизм» щодо ендоген. умов земної кори, а у від­повід. випадках доречнішими є терміни «мантій. метасоматоз» або «гіперген. (екзоген.) метасоматоз». Продуктом метасоматич. процесів є метасоматична порода (метасоматит). На основі екс­перимент. моделюва­н­ня та дослідж. багатьох природ. обʼєктів метасоматич. природи показано, що внаслідок взаємодії між роз­чином і багатокомпонент. породою певного складу, у напрямку від внутр. (тилової) ділянки проникне­н­ня роз­чину до зовн. (фронтал.) ділянки не­зміненого субстрату, ново­утворені породи закономірно змінюють одна одну, формуючи певну метасоматичну зональність, що ви­значається як горизонтал. зональність. Таку закономірну сукупність метасоматич. порід, що складають окремі зони, називають метасоматич. колонкою. Будова метасоматич. колонок, зокрема компонент. і мінерал. склад, спів­від­ноше­н­ня потужностей зон та ін. речовин­ні й простор. характеристики, залежать перед­усім від фіз.-хім. умов взаємодії між субстратом і роз­чином (значе­н­ня температури та тиску, склад вихід. породи й діючого роз­чину). Із теорії метасоматич. зональності випливає, що всі зони метасоматич. колонки утворюються одночасно, а границі між зонами від­повід­ають фронтам заміще­н­ня мінерал. асоціацій сусід. зон. Дія метасоматич. процесу виражається пере­міще­н­ням границь та збільше­н­ням потужності окремих зон без зміни їхнього мінерал. складу. Для метасоматич. колонок характерними є чіткі межі між зонами та тенденція до закономір. зменше­н­ня числа мінералів від фронтал. до тилових зон. У напрямку гідротермал. потоку від його джерела (напр., від границі магматич. тіла, в процесі кри­сталізації якого утворюються постмагматичні роз­чини, змінюються фіз.-хім. властивості ендоген. роз­чину, зокрема внаслідок зміни термобарич. умов геол. середовища. Тому навіть при сталому складі субстрату вздовж гідротермал. потоку формуються різнорідні метасоматичні колонки, що змінюють одна одну від­повід­но до умов реалізації метасоматич. процесу. Від­так під дією єдиного гідротермал. потоку формується вертикал. зональність, тобто закономірна послідовність метасоматич. колонок, що утворилися внаслідок зміни температури, тиску та хім. властивостей роз­чинів, повʼязаних пере­важно з глибиною. Отже, метасоматичні породи, метасоматичні колонки та закономірну сукупність колонок, що формує вертикал. зональність, можна роз­глядати як ієрархічну систему, сформовану внаслідок М. під дією єдиного потоку роз­чинів певного петрогенет. типу. Цю ієрархічну систему ускладнює також той факт, що речовин­ні характеристики метасоматич. породи залежать від складу субстрату. Низка чин­ників, що впливає на структурні та мінералого-геохім. характеристики, та від­повід­на ієрархічна організація продуктів М. значно ускладнюють їхню класифікацію. Не викликає сумнівів лише те, що метасоматити мають класифікуватися за геол. критеріями (спів­від­ноше­н­ня з магматич. тілами, тектоніч. структурами та ін. геол. елементами різного мас­штабу); за петрологіч. характеристиками, що від­повід­ають умовам заляга­н­ня субстрату (глибина, а отже, й від­повід­ні значе­н­ня температури та тиску); за складом вихід. порід; за фіз.-хім. властивостями діючого роз­чину (т-ра, флюїд. тиск, кислотно-лужні та окислювально-від­новлювал. властивості, концентрація провід. катіонів, аніонів і роз­чинених газів). Ступінь узгодженості, повноти й об­ґрунтува­н­ня за­пропонованих систематик і класифікацій метасоматич. порід помітно по­ступається тим, що роз­роблено та широко використовується для магматич., метаморфіч. і осад. порід.

Завантажити статтю