Б. Т. Тошмухамедов ўзбекистон Республикаси Олий ва ўрта

2.5. Метаморфизм.

“Метоморфизм” сўзи аввал мавжуд бўлган тоғ жинсларининг кейинчалик физик-химиявий муҳитнинг ўзгариши таъсири остида структура ва минерал таркибининг ўзгариши учун сабаб бўладиган ҳамма жараёнларни англатади. Бу жараёнларда температура билан босим ва шунингдек Ер қаъридан тоғ жинсларидаги дарз-бўшлиқлар бўйлаб силжиб чиқадиган иссиқ сув-эритмалар айниқса муҳим роль ўйнайди.

Температуранинг кўтарилишига жинсларнинг Ер пўстида содир бўладиган геологик жараёнлар натижасида катта чуқурликларга чўкиб кетиши, радиоактив парчаланиш, экзотермик реакциялар, магматик масса сабаб бўлиши мумкин. Шу жараёнларнинг ҳаммасини умум таъсири геотермик градиант деб айтиладиган ернинг ички энергияси таъсиридан иборатдир. Қадимий шит ва платформалар областларида геометрик градиентнинг қиммати 10-30 градус/км тўғри келади. Актив тектоник ва магматик жараёнлар таъсир этувчи ёш давр геосинклиналь зоналарида бу миқдор 50-80 градус/км гача кўтарилади.
Температура шу жараёнда содир бўладиган химиявий реакцияларнинг тезлигини ва жинсларнинг қайта кристалланиш даражасини кескин оширувчи, шунингдек минералларнинг маълум парагеннтик ассоциацияларини юзага келтирувчи метаморфизмнинг энг муҳим омилидир.
Температуранинг таъсири билан бир қаторда метаморфик ўзгаришлар учун гидростатик ва биртомонлама(стресс) босимлар ҳам катта роль ўйнайди.
Гидростатик босим юқорида ётувчи жинс қатламларнинг остки қисм қатламларига кўрсатган таъсир кучи билан аниқланади ва у континентлар остида 270 ат/км гача кўтарилиб, 10 км. чуқурликда 2700 атмосферага етади.
Гидростатик босимнинг кучи маълум чуқурликдаги сув буғларининг пациаль босими P_H2O қиймати ва карбонат кислота парциаль босими қиймати билан боғлиқ. Бу компонентлар сувли бирикмаларнинг ва карбонат минералларнинг кимёвий парчаланиши натижасида ажралади. Ўзгармас температурада гидростатик босимнинг орта бориши солиштирма оғирлиги катта, эриш температураси юқори бўлган минералларни ҳосил бўлишига сабаб бўлади ва массив структурали тоғ жинсларининг шаклланишига шароит яратилади.
Бир томонлама босим стресс-тектоник сабабларга кўра юзага келади. Бир мунча аниқ билинадиган стресс ҳаракатчан зоналарнинг юқори структур қаватларида намоён бўлади ва 10 км дан ортиқ бўлган чуқурликларда у гидростатик босимга айланиб сезилмай қолади. Стресс тоғ жинсларини синдириб-майдалаб метаморфикловчи эритмалар циркуляциясини осонлаштиради, минералларнинг эрувчанлигини орттиб ўша жинсларнинг қайта кристалланишига ёрдам беради. Стресс таъсиридаги мухитда метаморфик жинсларнинг ўзига хос структур-текстур хусусиятлари шаклланади. Амфиболлар, дистен, глаукофан, силлимонит каби минераллар юзага келади. Ёки слюдалар, хлоритлар каби минералларда таъсир этувчи босим йўналишига перпендикуляр равишда уланиш текислиги (сланецсимон текстура) намоён бўлади.
Тоғ жинсларининг ғовак-бўшлиқларидаги эритма ва газлар таркибидаги актив кимёвий моддалар қаторига аввало ҳамма сув ва карбонат кислоталар киритилади. Шунинингдек, водород, азот, хлор, фтор, олтингугурт, бор, фосфор, калий, натрий ва бошқа элементларнинг бирикмалари ҳам бир мунча муҳим аҳамиятга эга бўлади. Мантия моддаларининг газсимонланиш жараёни гидрооқсилли минералларнинг дегид-ротацияси (сувсизланиши) магматик қотишмалар температурасини пасайтирувчи сув манбаи бўлиб ҳизмат қилади. Бирламчи чўкинди жинслар таркибида сақланиб қолган қолдиқ намлик ҳам бу жараёнда катта роль ўйнайди.
Карбонат кислотанинг асосий манбаи карбонатларининг кимёвий парчаланиш жараёнидир. Карбонат эритмаларнинг магматик манбаълари ҳам анча муҳим аҳамиятга эга. Бошқа кимёвий актив моддалар литосфера жинсларидан ажралиб чиқади ва магматик қотишмаларнинг газ ёки сувли эманациялари билан бирга шу жараёнда иштирок этади.
Метаморфоген эритмалар юқори босимли областлардан паст босимли зоналарига силжиб, ўзи билан бирга иссиқлик ва кимёвий элементларни ҳам олиб боради. Шу билан бирга газ-ларнинг буғ босимларининг ортишига ва минералларнинг эрувчанлигини пасайишига сабаб бўлади. Шуларнинг ҳаммаси метаморфикланувчи жинсларни ўзгаришига сабаб бўлади.
Метаморфизмнинг умуман ҳаммаси шу жараёнда иштирок этадиган факторларнинг турига, кучига ва метаморфизм натижасида юзага келадиган тоғ жинсининг умумий типига қараб бир неча турларга бўлиниши мумкин.
Катакластик метаморфизм ёки динамометаморфизм. Тектоник жараёнлар таъсирида тоғ жинсларининг силжиши натижасида юзага келадиган у жинсларнинг синган, ёрилган зоналарида намоён бўлади. Бу жараённинг юзага келишидаги асосий омил бир томонлама босим ёки стрессдир. Динамомета-морфизмда жинслар қайта кристалланмасдан, фақат уларнинг эзилиши билан чекланиши мумкин. Конструктив динамомета-морфизм учун минерал доналарнинг бузилишигина эмас, балки янги минералларни ва тоғ жинсларининг янги структураларини (қайта кристалланиш) юзага келиши ҳам характерлидир.
Автометаморфизм. Автометаморфик ўзгаришлар магматик жинсларнинг ўзида, температуранинг пасайиши ва ўз таркибидаги енгил учувчан ҳамда осонликча силжийдиган магматик компонентлардан иборат агентларнинг ва шунингдек гидротермал эритмаларнинг таъсирида юз беради. Гидротермал эритмаларнинг манбаи ҳам шу магматик тоғ жинсларни ўзидир.
Контакт-термаль метаморфизм. Контакт метаморфик ўзгаришлар магматик масса билан қиздирилган атрофидаги ён жинсларида содир бўлади. Бунда метаморфикланувчи жинс таркибидаги модда четга чиқиб ҳам кетмайди, четдан келиб қўшилмайди ҳам, яъни изокимёвий ҳарактерга эга бўлади. Шу билан бирга бу жараёнинг ривожланишида магматик ва интрузив атрофидаги жинсларнинг кимёвий таркиби, содир бўлаётган шу жараённинг чуқурлиги ва унга таъсир этувчи босим катта роль ўйнайди. Метаморфизм, шу жараённинг бошланиши учун сабаб бўлган магматик массага нисбатан ташқарида ёки ичкарида юз бериши мумкин. Шунга қараб магматик жинсларнинг ўз ичидаги жараён эндоконтакт, ташқарисидаги жараён эса экзоконтакт метаморфизм дейилади.
Шунингдек контакт метасоматик жараёнлар ҳам борки бунинг натижасида тоғ жинсларининг таркиби эритмалар ва пневматолатлар таъсирида бир мунча ўзгаради.
В.С. Соболев (1970) берган маълумотларига кўра типик контакт метаморфизми 550-900⁰ С температуралар оралиғида давом этади.
Метаморфик ўзгарган жинслар тарқалган жой интрузив жинслар контактида узоқлаша борган сари юқори температурадан бошлаб, паст температура оралиқда термал метаморфизм зоналарига бўлинади. Шунга мувофиқ минераллар парагенезиси паст ва юқори температуралилаога ажралади ва бунда контактдан узоқлаша борган сари жинсларнинг кристалланишидаги интенсивликнинг камая бориши кўринади.
Регионал (динамотермал)метаморфизм. Тоғ жинсларининг бундай типдаги метоморфик ўзгариши бурмачанглик областлари билан боғлиқ бўлиб жуда кенг майдонларда тараққий этади. Бундай тур метоморфизмнинг асосий омиллари температура, гедростатик ва бир томанлама юналган босим билан метаморфиклаштирувчи эритмалардан иборатдир.
Г. Венклер маълумотларига қараганда регионал метаморфизмда таъсир этувчи температуранинг энг паст чегараси 350⁰-400⁰ С юқори босимли шароитларда эса 300⁰ С гача пасаяди; юқори чегараси 800⁰ С га тўғри келади. В.С. Соболев метаморфикланиш температурасининг юқори чегарасини 900-1200⁰ С гача орттиради. Регионал метаморфизмда минерал ҳосил қилувчи жараёнлар прогрессив, характерда бўлиб, бир мунча юқори температурали минераллар парагенезисини юзага келиши учун сабаб бўлади. (Прогрессив метаморфизм). Сланецлар, мармартошлар, амфиболитлар, гнейслар, гранолитлар, эклогиптлар ва бошқа жинслар прогрессив регионал метаморфизм натижасида ҳосил бўлган маҳсулотларнинг намуналаридир. Регионал прогрессив метаморфизм натижалари тектоник ҳаракатлар билан сусайтирилиши мумкин, чунки бундай ҳаракатлар таъсирида тоғ жинслари нисбатан паст температурали ва паст босимли областларга кўтарилиб қолиши мумкин. Бунда юқори температурали минераллар парагенезиси паст температурали-лари билан (реггрессив метаморфизм). Метаморфизмнинг бундай жараёнларда келган махсулотлари диафторитлар дейилади.
Ультраметаморфизм. Бурмачанглик поясларининг чуқур иқисмларида эриб турган қотишмалар иштирокида юзага келади.Ультраметаморфизм орасида энг асосийлари магмати-зация, анатексис, палингенес гранитизация жараёнларидир.
Магматизация-метаморфик махсулот таркибидаги кварц-далашпатидан иборат алоҳида жинсларнинг (магматитларнинг) пайдо бўлиши. Магматитлар асосан эриб турган гранит таркибли қотишмаларнинг метаморфик жинс қаватлари орасидаги текисликлар бўйича сингиши натижасида ҳосил бўлади (инъекцион гнейслар).
Апатексис-метаморфик жинсда кварц-далашпатли қотишмани танланган ҳолда эриши (гранитли эфтектика).
Палингенес-гринит магманинг қайта ҳосил бўлишига олиб келадиган даражада жинсларнинг тўлиқ қиздириб эриши (юқори температура таъсирида).
Гранитланиш-бошланғич жинсларнинг кимёвий ва минерал таркибининг ўзгариш жараёни, шу жараён натижасида бошланғич жинс таркибига кўра гранитларга яқинлашади.
“Гранитланиш” жараёнининг ҳарактери ҳақидаги тушунчалар бир хил эмас. Баъзи тадқиқотчилар (Ф. Тернет, Дж. Ферхугун, 1961; Н.Г. Судовиков, 1964 ва бошқалар) бу жараённи К, Na, Si атрафдан келиб қўшиладиган ва Ca, Mg, Fe четга чиқиб кетиши билан боғлиқ типик метасоматик жараён деб, ҳисоблайдилар. Бу жараён натижасида ҳар қандай таркибли бошланғич жинслар, магматик стадияга учрамасдан ҳам гранитлар ҳосил қилиши мумкин. Д.С. Коржинский (1952-1968) гранитланиш жараёни магматик алмашиниш жараёни деб, қарайди. Бунинг натижасида остдан чиқиб келадиган, таркибида К ва Na иштирок этадиган трансмагматик эритмалар таъсири натижасида тоғ жинслари қизиб эрийди ва гранит таркибли магма ҳосил бўлади.
В.А. Рудник (1967) гранитланиш жараёнини палинген-метасоматик алмашиниш жараёни деб, қарайди. Бу юқори температурали алмашиниш билан қизиб эриш жараёнини бир пайтда таъсир этиши натижасида, метасоматик гранитланиш жараёнидан кейин ажралиб чиқадиган кимёвий компонентлар-нинг қандай йўл билан келиб чиқиши ёки чиқиб кетишида қатъий назар (компонентлар диффузияси йўли билан, трансмагматик эритмалар инфельтрацияси ва ҳ.к. йўллар билан) тоғ жинсларнинг шаклланишидан иборатдир.
Метасоматоз-бу бошланғич жинсларнинг кимёвий таркибини маълум даражада ўзгартириши билан бирга юз берадиган жинсларнинг метаморфик ўзгаришидир.
“Метасоматоз” термини ўтган аср ўрталарида К.Ф. Наумане томонидан минераллар псефдоморфози маҳсуллари учун киритилган эди. Кейиналик бу тушунча тоғ жинслари учун қўллана бошланди. Тоғ жинслари метасоматози жараёнини назарий жихатдан тадқиқ этишда В.М. Гольдшмидт, В. Линдгрен, П. Эскола ва бошқа олимлар асосий роль ўйнайдилар. Кейинги пайтларда метасоматозларни тадқиқ этиш сохасида жуда кўп назарий масалалар Д.С. Коржинский, Н.А. Елисев, Н.Г. Судовиков каби олимлар томонидан ишлаб чиқилган.
Кўпинча генетик жихатдан магматик ва постмагматик ҳаракат билан боғлиқ бўлган, таркибида ишқорий металлар, хлоридлари, галлоидлар, олтингугурт, фтор, бор каби элемент-лар иштирок этадиган гидротермал эритма ва пневматолитлар метасоматоз жараёнинг асосий агентлари бўлади. Тоғ жинслари орасидаги жуда майда бўшлиқ (ғовак) бўйлаб сингиб борадиган эритма ва пневматолитлар (бўшлиқ эритмалари) аввало минерал доналари орасида силжийди, актив равишда кимёвий реакцияга киришади. Бўшлиқ эритмалари жинслар таркибига моддаларни четдан олиб келиб қўшадиган ва олиб чиқиб кетадиган, моддалар миграцияси (силжиши) содир бўладиган асосан муҳит бўлиб қолади.
Моддалар силжиши (миграцияси) диффузия ва фильтра-ция йўли билан содир бўлади.
Биринчи ҳолда компонентларнинг миграцияси диффузия йўли билан моддаларнинг ҳаракатланмайдиган бўшлиқ эритмалари ичида эритманинг концентрацияси камайган томонга қараб силжиши билан давом этади. Моддалар миграциясини иккиинчи йўли эритманинг оқиши, фильтрацияси билан содир бўлади. Бундай фильтрация жинслар орасидаги дарзлар, сланецланиш ва тектоник бузилиш зоналари бўлиб осонликча юз беради.
Метасоматик жараёнлар классификацияси ўзгарган жинслар таркибига келиб қўшиладиган моддаларни кимёвий ҳарактерига асосланган (В.М. Гольдшмидт, П. Эскола).
Ишқорли метасоматоз қуйидаги жараёнларни ўз ичига олади:
1. Ишқорий элементларнинг метасоматик алмашиниши калийли далашпатини альбитланиши.
2. Отиқча алюминий оксидини ишқорий элементлар билан бирикма ҳосил қилиши-метапелитлардаги альбит ва ортаклазни кристалланиши.
3. Ишқорий элеметларни темир ва магний силикатларига бирикиши-шох алдамчисини биотит билан алдмашиниши.
4. Эритмадаги ишқорий металлар алюминатлари билан кварц орасидаги реакция-нефелинли сиенитларнинг гнейслар ва гранит жинслар контакт жойларида ишқорли далашпатларини пайдо бўлиши ва ўша жинсларни лекокран ишқорий сиенитлар-га айланиши (фенитланиш). Мигматитланиш ва гранитланиш зоналарида ишқорий метасоматоз натижасида фельдшпатит-ланиш-ишқорли далашпатлар билан бойиш жараёни кенг тарқалган бўлади.
Кальцийли метасоматоз ҳам бир неча йўллар билан юзага келади. Улардан мухимлари қуйидагилар:
1. Кальций карбонатли жинсларнинг кальцийли-силикатларга айланиши.
2. Метасоматик йўл билан кальцийни гранитларга, пегматитларга ва шунга ўхшаш жинсларга келиб қўшилиши.
3. Нордон интрузивларнинг мармартош билан контактида кальций силикатларини пайдо бўлиши.
Темир-магнезиаль-силикатли метасоматоз. Бу тип метасоматоз икки хил бўлади:
1. Карбонат жинсларга темир билан магнийнинг келиб қўшилиши.
2. Кальций карбонати бўлмаган силикат жинсларда темирли магнийли минералларнинг ривожланиши.
Si, Sn, B, Li, Ca, F, S бирикиши билан боғлиқ метасома-тоз натижасида касситерит, турмалин, топаз, флюорит ва бошқа минераллардан иборат ўзига хос ассоциация юзага келади.
Метасоматитлар метаморфикларга нисбатан анча кам тарқалган бўлиб деярли ҳамма тип метаморфизм жинсларга учрайди.
Автометасоматоз-автометаморфизм натижасида юзага келган метасоматоз жараёни ҳам кўп тараққий этган. Пироксенларнинг амфиболланиши, калийли далашпатларининг альбитланиши, скаполитланиши, плагиоклазларнинг эпидот-ланиши, пиросенлар билан оливеннинг серпентинланиши жараёнлари автометасоматоз учун типик мисол бўлади. Авто-метсоматоз натижасида юзага келган метасоматитлар қаторига серпентенитлар, лиственитлар, грейзенлар каби тоғ жинслари киради.
Регионал метаморфизм шароитларида юзага келган метасоматик жараёнларга ставролит-дистенли сланецлардаги ставролит билан дистеннинг серпентинланишини, амфиболит-ларнинг скаполитланишини, вулқоноген жинслар-нинг (кўпинча ўртача нордон таркиблисининг) пропилитланишини, ўрта ва асос магматик жинсларни ва шундай таркибли туфларни яшил ттошли ўзгаришини кўрсатиши мумкин.
Ҳар хил компонентларни четдан келиб қўшиладиган контакт метаморфизми ҳам метасоматит жараён бўлади, Бунинг типик мисоли скарнлардир.
Ултраметаморфизм мухитида метасоматоз жараёни бир мунча интенсив намоён бўлади (ҳар хил таркибли тоғ жинсларини гранитсимон жинслар билан метасоматик алмашиниши, гнейс ва мигматит каби жинсларда калийли далашпатлар порфир районларини ривожланиши бунга мисол бўлади).
Метасоматитлар жуда кўп хил бўлишига қарамай, уларнинг ҳаммаси қуйидаги хосаларга эга:
1. Метасоматик зональликнинг мавжудлиги, бу метасоматоз жуда ҳам интенсив намоён бўлган участкаларда минераллар сонининг камайиб кетишида ўз аксини топади (Коржинский, 1956; Елисеев, 1963).
2. Жараённи кимёвий мувозанатига жуда яқин бориши билан боғлиқ равишда, мономинерал (ёки кам санли минералли) жинсларнинг ҳосил бўлиши.
3. Бир минералнинг бошқаси билан алмашинишининг натижаси ўлароқ. Каррозион структурани юзага келиши, псевдоморфозларни ривожланиши.
4. Метасоматитларни ўзига хос рудали бўлиши, полиметаллар, қалай, вольфрам, молибден, олтин, мис ва бошқа фойдали қазилмаларнинг жуда кўп саноатбоб конлари генетик жихатдан шу жинслар билан боғлиқдир.