ГлавнаяОн полагал, что наиболее глубинной является эклогитовая фация. Это, однако, по мнению Коржинского, не подтверждается геологическими данными. Исследования докембрия Сибири, проведенные Коржинским в 1935—1936 гг., подтвердили вывод, согласно которому образование минералов в процессе метаморфизма зависит в основном от следующих факторов:
1. Химического состава исходной породы.
2. Состава и концентрации растворов, вызывающих процесс метаморфизма.
3. Температуры.
4. Давления.
Стресс, как и время, согласно этому выводу, не оказывают на образование новых минералов существенного влияния, т. е. они не являются факторами химического (минерального) равновесия.
Факторы, которые особенно сильно влияют на процессы метаморфизма, — в первую очередь растворенные газы и другие подвижные компоненты: они усиливают процессы минерал образования на глубине.
В процессе метаморфизма с поглощением H2O и CO2 при понижении температуры происходит ряд реакций минералов образования с частичным вытеснением SiO2.
Соглашаясь с учением Вейншенка (1906 г.), Коржинский полагает, что метаморфизм всегда обусловлен воздействием постмагматических жидких растворов. Мощный процесс метаморфизации захватывает зоны часто в сотни квадратных километров и более. Отсюда вытекает, что устойчивость водных минералов в общем не зависит от глубины. На всех глубинах ,даже и на самых больших, но при условии достаточного давления устойчивы биотит, роговая обманка. В то же время мусковит, энидот, хлорит и другие водные минералы устойчивы только при постмагматических температурах.
Отсутствие в глубинных процессах новообразований комплексов минералов, богатых CaO, как водных, так и безводных, является следствием карбонатизации этих минералов.
Коржи некий выдвигает существование таких фаций глубинности (в зависимости от P и Т), которые связаны с кривой разложения и новообразования кальциевых минералов по формуле подобной следующей:
CaSiO3 + CO2 <—> CaCO3 + SiO2.
Поэтому с глубиной исчезает ряд кальциевых минералов.
Фации, выдвигаемые Коржинским, следующие:
I. Ларнит-мервинитовая фация, связанная с контактами долеритов и траппов Нижней Тунгуски, Монтаны (США) Мексики, Калифорнии, Ирландии (Антрим).
Только здесь встречен ряд средне- и низкотемпературных кальциевых водных и безводных минералов. Характерные особенности минералов этих месторождений, часто вулканического типа, обусловлен не только высокой температурой долеритов и траппов, но и малой глубиной.
II. Геленит-монтичеллитовая фация без ларнита — Ca2SiO4, мервинита — Ca3Mg(SiO4)2, спуррита — 5CaO*CO2*2SiO5. Связана с гипабиссальными месторождениями, сопровождающими монцонитовые интрузии (Кедабек на Кавказе, Тироль).
III. Периклазовая фация с "запрещенными" геленитом и монтичеллитом. Сюда относятся докембрийские мраморы Пассау на Дунае, возможно также Алайского хребта.
IV. Волластонит-гроссуляровая фация — протерозойский комплекс Саян, Станового хребта, докембрия Финляндии, возможно также Украины.
V. Безгроссуляровая фация (устойчивый минерал—андрадит) — докембрий Алдана, Слюдянки, Украины, Гренвиля (Канада), Южной Африки, о. Мадагаскара, о. Нейлона, Индии, Южной Австралии. Здесь развиты чарнокитовые комплексы типа чарнокнтов Индостана.
I и II фации — типичные неглубиниые, III—V фации — типичные глубинные мигматитовые комплексы.
На глубине перовскит (CaTiO5) разлагается и заменяется кальцитом и рутилом. Сарколит на глубине разлагается на кальцит и плагиоклаз. Силикаты кальция — волластонит и ларнит — соединяясь, вступают в обменное разложение с кальцитом, плавиком, спурритом и другими типичными абиссофобными минералами.
На небольшой глубине остаются неизменными только кварц и кальцит.
Наиболее бедные CaO минералы — анортит и цоизит — устойчивы до наибольших глубин.
Вообще, чем минерал богаче CaO, тем выше в земной коре лежит нижняя граница его устойчивости.
Что касается других минералов, можно указать, что гиперстен в верхних горизонтах сменяется тальком и магнезитом, но не антофиллитом. Глаукофан устойчив в складчатых зонах Альп, но отсутствует в глубинных зонах.
Роль кислорода промежуточная между подвижными компонентами (H2O и CO2) и малоподвижными (SiO2 и AIiO3). Он частично играет роль в процессе окисления FeO, образующейся, как и Fe, в вулканическом процессе.
Давление кислорода уменьшается с глубиной в противоположность CO2. Температура восстановления Fe2O3 до FeO — при давлении 1 атм 1200°, а при глубинном метаморфизме понижается до 500°. Глубинные зоны бедны кислородом. Поэтому некоторые минералы теряют на глубине устойчивость, например базальтическая роговая обманка. При повышении давления смесь CO2 и CO становится окислительной, отдавая С в виде графита. Поэтому Fe и FeO па глубине исчезают и отсутствуют в глубинных интрузиях и в кристаллических сланцах.
Большое значение имеют также и молекулярные объемы. На большой глубине высокотемпературен силлиманит; в тех же комплексах дистен среднетемпературен, а андалузит низкотемпературен (филлиты с андалузитом). На малых глубинах андалузит образуется только в исключительных случаях (в бухитах). В нормальных высокотемпературных условиях образуется андалузит. На малых глубинах дистсн отсутствует; следовательно, с понижением давления поле устойчивости дистена выклинивается.
Большое влияние оказывает давление на парагенетические отношения Fe — Mg-гранатов.
В гипабиссальных районах, например около Осло в Норвегии, вместо железистых гранатов в роговиковой фации образуется кордиерит. На больших глубинах в зависимости от отношения FeO: MgO образуется один из следующих двух минералов; в магнезиальных породах — кордиерит, в более желеаистих — альмандин; феррокордиерит, обладающий большим молекулярным объемом, чем гранат, вытесняется последних. Высокое давление благоприятствует образованию граната. Это именно и привело к мнению, что эклогиты (клинопироксен + гранат) и гранатовые амфиболиты неустойчивы: их гранам содержащий свыше 30% гроссуляра и свыше 60% пиропа (Эскола, 1921 г.), распадается при избытке SiO2 на гиперстен и анортит (плагиоклаз) или на гиперстен и кордиерит. Однако, как показали исследования последних лет, эклогиты образуются и на средних глубинах. В то же время эклогиты отсутствуют в типичных докембрийских глубинных комплексах (щитах) и приурочены к складчатым областям неглубокого типа, иногда альпийским, для которых характерны часто надвиги. Характерно также то, что в волластонит-гроссуляровой фации (докембрий Финляндии, комплекс Слюдянки) альмандиновый гранат всегда ассоциирует с роговой обманкой и диопсидовым пироксеном, если содержание MgO не особенно мало сравнительно с FeO. Иначе альмандин и диопсидовый пироксен обычно заменяются гиперстеном и плагиоклазом.
Таким образом, для особенно глубоких безгроссуляровых зон характерны гиперстеновые гнейсы, в средних зона их заменяют роговообманковые и диопсидовые гнейсы с Fe — Mg-гранатами. По мере уменьшения глубина поле устойчивости гранатов увеличивается.
Отсюда вытекает положение, согласно которому для горных пород без избытка CaO и насыщенных глиноземом характерны следующие фации глубинности:
1.Роговиковая фация без альмандина — гипабиссальная,
2. Роговиковая фация с альмандином.
3. Эклогитовая фация.
4. Гранат-амфиболовая фация.
5. Гиперстен-гнейсовая фация — наиболее глубокая.
Таковы те изменения, которые вносит Коржинскнй в схему Эскола.
Для эклогитов характерно присутствие в них жадеитового минала NaAlSi2O6. Ассоциация жадеит — хлоромеланит (жадеит-эгирин) характерна для альпийской складчатости, но отсутствует в докембрийских щитах.
Эклогиты тесно связаны с глаукофанозыми сланцами, т. е. с ассоциациями абиссофобных минералов, разлагаемых на глубине углекислотой.
В эклогитах присутствует иногда абиссофобный перовскит, именно в участках, приуроченных к кимберлитам.
Поле химической устойчивости гранатов, наибольшее в средних глубинах, обусловлено в своих границах очень малым коэффициентом сжатия гранатов, в пять раз меньшим, чем у кварца, в три раза меньшим, чем у плагиоклаза, и в два раза меньшим, чем у пироксенов. Поля устойчивости ряда других минералов также имеют свои границы в зависимости от глубины.
Можно считать установленным, что имеются многочисленные случаи изменении парагенетических отношений в зависимости в первую очередь от давления. Так, например, нарагенез тремолит + ортоклаз, устойчивый в глубокой безгроссуляровой фации Алдано-Слюдянского комплекса, в менее глубоком Саяно-Становом комплексе не является устойчивым ни при каких температурах.
К числу других факторов, влияющих на сохранность минеральных фаций, относятся также быстрота охлаждения и потеря летучих в вулканической стадии кристаллизации, с образованием особенно высокотемпературных минералов, неустойчивых при более низких температурах (санидин, муллит, пижонит, клиноэнстатит, титан-авгит).
Коржинский разделяет типоморфные минералы на несколько групп (цифры указывают фации глубинности, в которых минералы устойчивы, цифры в скобках соответственно фации, в которых минералы неустойчивы). Значения этих цифр следующие:
I — вулканическая ларнит-мервинитовая фация; П — геленит-монтичеллитовая фация; III — периклазовая фация; IV — волластонит-гроссуляровая фация; V — безгроссуляровая фация.
A. Абиссофобные минералы, на глубине разлагаемые углекислотой.
Безводные: ларнпт I; монтнчеллнт I, II; мелилит (геленит) I, II; периклаз I—III; волластонит I—IV; гроссуляр I—IV; глаукофан (—IV, V); антофиллит (—V).
Водные алюмосиликаты кальция: везувиан I—IV; лаусонит I-III.
Кальциевые цеолиты: все неустойчивы (по крайней мере V).
Водные силикаты Ca, Mg, Fe, щелочей. Датолит.
B. Абиссофобные минералы, на глeбине восстанавливаемые.
Базальтическая роговая обманка. I; иддингсит I.
Окисляемые: самородное железо I; поцит (FeO) I.
C. Абиссофильные минералы, требующие большого давления CO2: доизит (—1).
Д. Минералы, требующие определенного давления: дистен BI—V; феррокордиерит I, II; альмандин III—V; эклогитовые гранаты (Fe — Mg — Ca) III, IV; богатые глиноземом пироксены (омфацит, жадеит, хлоромеланит, фассаит) I—III.
Е. Высокотемпературные минералы лав и контактов: санидин, муллит, пижонит, титан-авгит (все I).
Сравнительное изучение геологических комплексов показало существование закономерной взаимосвязи их разнообразных особенностей. Комплексы, сходные друг с другом в каком-либо одном отношении, обычно сходны друг с другом и в других отношениях. Пo всем признакам главнейшим фактором, определяющим все основные особенности складчатых комплексов, является глубинность их формирования. Однако пока все эти выводы недостаточно обоснованы фактическим материалом, так как часто даже для особенно хорошо изученных комплексах отсутствуют минералогические данное, необходимые для отнесения их к той или иной фации глубинности.