Масъул муҳаррир: академик Т. Н. Долимов, г м. ф д., проф. Тақризчилар

12.2. Метаморфизм омиллари

Метаморфизм омиллари деганда дастлабки жинсларнинг ўзгаришига олиб келувчи сабаблар тушунилади. Уларнинг орасида ҳарорат, босим ва тоғ жинслари билан ўзаро таъсирга киришадиган кимёвий фаол бирикмалар (эритмалар, флюидлар) асосий ўринда туради.

Ҳарорат - минерал ҳосил бўлиш жараёнига таъсир кўрсатувчи ва пайдо бўладиган минераллар мажмуасини белгилайдиган муҳим омил ҳисобланади. Тоғ жинасларининг метаморфик қайта ўзгариши 250-1100°С ҳарорат оралиғида кечади. Метаморфик жараёнларнинг бошланиши тоғ жинсларининг 250°С ортиқ ҳароратларда ўзгаришидан бошланади. Айнан шу чегарада кимёвий реакциялар тезлигининг кескин ўзгариши сабабли диагенез ва метаморфизм орасидаги чегара ўтказилади.
Метаморфизмнинг устки чегараси тоғ жинсларининг суюқланабошлаш ҳарорати билан белгиланади. Ҳарорат ошиши билан тоғ жинсларининг қайта кристалланиш фаоллиги ошади. Ҳароратнинг ошиши бир қанча геологик жараёнлар туфайли амалга ошади:
- тоғ жинсларининг чуқурликка тушиши;
- совиётган магма;
- Ер қаъридан келаётган иссиқлик оқими;
- тектоник ҳаракатлар вақтида ишқаланишга боғлиқ исссиқлик генерацияси.
Флюидлар - минераллашган газсимон эритмалар. Чўкаётган майдонлар денгиз ва океанлар билан қопланиб, уларнинг тубида чўкинди тўпланади ва вулканизм жараёнлари кечади. Чўкмалар ва вулканитлар олдин шаклланган жинсларни қоплаб қолади, вақт ўтиши билан улар катта чуқурликларга кўмилиб кетади. Бу жараёнлар қанча узоқ давом этса, шаклланаётган ётқизиқларнинг қалинлиги шунча юқори бўлади. Бунда уларнинг чўкиш чуқурлиги ўнлаб километрга боради.
Чуқурлик ошган сари ҳарорат ҳам қонуний равишда ошиб боради (геотермик градиент). Тектоник фаол вилоятларда геотермик градиент 50-100 град/км га боради, қадимий пўстлоқларда эса градиент қиймати 10-30 град/км ташкил этади. Демак бир хил чуқурликдаги чўккан турли минтақадаги жинслар турлича ҳарорат таъсирига учрайди.
Архей ва протерозой акронларида умумий иссиқлик оқими фанерозой эонидагига нисбатан бир неча марта ортиқ бўлган. Шу сабабли Ер ривожланишининг дастлабки босқичларида шаклланган тоғ жинслари фаол иссиқлик таъсирига учраган.
Ёндош жинсларнинг фаол қизиши мантия чуқурликларидан ер юзасига кўтарилаётган йирик устунсимон мантия моддаси - плюмлар таъсирида ҳам кечиши мумкин.
Тоғ жинсларининг ўлчамлари жуда катта бўлган бўлаклари сурилганда ишқаланиш кучлари вужудга келади ва бу жараёнда иссиқлик энергияси ажралиб чиқади. Бу иссиқлик тектоник чокга туташган зоналардаги тоғ жинсларига таъсир кўрсатади.
Тоғ жинсларига таъсир кўрсатувчи босим литостатик (ҳар томонлама) ва стресс (бир томонлама) турларга бўлинади.
Литостатик босим тоғ жинсларининг чуқурликларга чўкиши билан боғлиқ. Чуқурликдаги жинслар турли томондан, шу жумладан устида ётувчи жинсларнинг босимига учрайди. Умумий ҳолда литостатик босим чуқурлик сари ошиб боради.
Стресс босим аниқ ифодаланган йўналиш векторига эга бўлади, уни ташкил этувчиларидан бири иккинчисига нисбатан қиймати бўйича юқоридир. Стресс босимнинг сабаби бўлиб тектоник ҳаракатлар таъсирида ер пўстининг йирик блоклари сурилиши ҳисобланади. Босим катталиги минераллар метаморфизми давомида шаклланган таркибига ва ички структурасига таъсир қилади.
Одатда юқори босимда ҳосил бўлувчи минералларнинг бутун бир гуруҳи (глаукофан, омфацит ва б.) ажратилади. Босим анча юқори ҳароратларда ҳам метаморфизм жараёнларида қатнашувчи, кимёвий фаол моддаларни келтирувчи сувнинг суюқ ҳолатда бўлишини таъминлайди. Босимнинг ўзгариши кимёвий реакция мувозанатининг у-ёки бу томонга силжишига олиб келади.
Босим тартибли текстура шаклланишига сабабчи бўлади. Пластинкали, таблеткали, варақли ёки узунчоқ шаклларга эга бўлган минераллар бир текисликда мўлжалланиб йўл-йўлли, гнейсли ва сланецли текстураларни ҳосил қилади.
Юзага яқин ва кам чуқурликларда бир томонлама босим тартибсиз текстура шаклланишига олиб келиши мумкин. Бунда тектоник брекчия ҳосил бўлиш билан кечадиган тектоник бузилиш зоналаридаги тоғ жинсларининг бурдаланиши тушунилади. Юқори босимда ва узоқ вақт давомида таъсир кўрсатишида тоғ жинсларининг майдаланиши туфайли унга ва талқонга айланиши мумкин.
Метаморфизмда тоғ жинсларига таъсир кўрсатувчи кимёвий фаол моддалар бўлиб биринчи навбатда деярли барча тоғ жинсларида у-ёки бу миқдорда мавжуд бўлган сув ва карбонат ангидрит саналади. Улардан ташқари, К₂О, Na₂O, O₂, Cl, F ва баъзи шунга ўхшаш компонентлар ҳам катта аҳамиятга эга. Уларнинг манбаси бўлиб магманинг совушида ажралиб чиқадиган магма эритмалари, чуқурлик флюидлари, ёндош жинсларда эритиб олинган кимёвий бирикмаларга эга иссиқ ерости сувлари ҳисобланади. Кимёвий бирикмаларнинг манбаси ўтмишдаги денгиз ва океанларнинг кўмилиб кетган қолдиқ сувлари ҳам бўлиши мумкин.
Метаморфик жинслар учун одатда фақат метаморфизм жараёнларида вужудга келадиган ўзига хос (типоморф) минераллар характерли бўлади. Уларнинг орасида хлоритлар, актинолит, тремолит, эпидот, дистен, андалузит, силлиманит, графит, серпентин, гранат, кордиерит, ставролит, диопсид ва бошқаларни кўрсатиш мумкин.
Бирламчи магматик ва чўкинди минераллардан кварц, биотит, мусковит, дала шпатлари, роговая обманка, пироксенлар, кальцит ҳамда босим ва ҳароратнинг кенг оралиқларида барқарор бўлган бошқа минераллар учраши мумкин. Юқори ҳарорат шароитларида кимёвий фаоллик кескин ошади ва баъзи минераллар орасида кимёвий реакция кетиб, янги минераллар ҳосил бўлади.
Метаморфик жинсларнинг минерал таркиби ташқаридан моддалар қўшилмайдиган ва ташқарига чиқиб кетмайдиган ёпиқ тизимда ҳам, ташқарида моддалар қўшиладиган (чиқиб кетадиган) очиқ табиий кимёвий шароитларда ҳам ўзгариши мумкин.
Метаморфизмнинг бошланғич босқичларида ҳароратнинг ошиши минералларнинг дегидратациясига (конституцион сув чиқиб кетади) олиб келади. Бу жараён бирнеча юз градусга қизиган ва босим таъсирида бўлган катта ҳажмдаги сувнинг ажралиб чиқиши билан бирга кечади. Бундай ҳолатда сув кимёвий томондан фаол бўлади ва тоғ жинсларининг компонентларини эритиб олиб, бошқа жойга ётқизади.
Ички ҳарорат нафақат метаморфизм жараёнида ажралиб чиқадиган сувга таъсир кўрсатади, балки устки сувлардан келиб чиққан ерости сувларининг ҳам фаоллашишига олиб келади. Метаморфизимга олиб келувчи эритмаларда эриган моддаларнинг умумий миқдори 50-60 масса % етиши мумкин.
Тоғ жинслари кимёвий таркибининг ўзгариши ўрин олиш ва ион алмашиш реакциялари натижасида содир бўлади ва у псевдоморфозага олиб келади.