ترکیب شیمیایی سنگهای دگرگونی
ترکیب شیمیایی سنگهای دگرگونی :
ترکیب شیمیایی کلی سنگهای دگرگونی فوق العاده متنوع است. این ترکیب می تواند با ترکیب هرسنگ آذرین یارسوبی مطابقت داشته ،یا اینکه دراثر متاسوماتیسم ترکیبی بوجود آید که باترکیب هرسنگ آذرین یارسوبی تفاوت داشته باشد .به هرحال ، اغلب این امکان وجوددارد که بتوان ازروی ترکیب شیمیایی سنگ دگرگونی ،ماهیت سنگ اولیه راتعیین نمود ،حتی اگر سنگ بطور کامل دچار تبلورمجدد گردیده ،وساختار اولیه آن کاملا ازبین رفته باشد.
دیدیم که سنگهای رسوبی در مقایسه با سنگهای آذرین ازنظر ترکیب شیمیایی ،ترکیب متنوع تری دارند ،همین موضوع در شناسایی معادلهای دگرگونی آنها کمک می کند .برخی از معیارهای شیمیایی که برای تعیین منشا رسوبی اولیه ی سنگهای دگرگونی بکار می رود به شرح زیراست:
1-مقداراضافی آلومین که درمحاسبه نورم سنگ بصورت Cظاهرمیشود (اگربیش از 5%باشد منشا رسوبی محتمل ،واگرمقدار آن بیش از10%باشد منشاء رسوبی تقیبا قطعی است )؛
2-K2O > NA2Oهمراه باMgO > CAO(این سیما مشخصه سنگهای رسی می باشد،به ویژه سنگهایی که دارای مقادیر متنابهی ایلیت ومونت موریلونیت هستند )؛
3-درصد بسیار بالای Sio2( مثلا بیشتراز 80%یابیش از50% ،Qدرنورم محاسبه شده )نشان می دهدکه سنگ اولیه یک ماسه سنگ یاچرت بوده است .
ترکیب شیمیایی کلی یک سنگ می تواند ضمن دگرگونی ثابت باقی مانده (دگرگونی ایزو شیمیایی )،ویا دراثر ورود وخروج مواد ،تغییر کند (دگرگونی آلوشیمیایی) . حتی در دگرگونی ایزو شیمیایی هم مقداری انتقال مواد صورت می گیرد ،هرچند این انتقال ممکن است در فواصل بسیار کوچک رخ دهد .برای مثال بلورهای دگرگون شده گارنت منگنزدار درسنگهای رسی دگرگون شده ،پدیده ای رایج هستند ،اگرچه میانگین مقدارمنگنز درسنگ مادرفقط 1/0%است .عنصرمنگنز از سنگهای اطراف منتقل شده ودربلور های گارنت دگرگونی جمع شده است . فاصله ی این مهاجرت کاملا ناچیز بوده و ازچند میلیمتر تجاوز نمی کند.
مهاجرت دگرگونی به استثنای اجزای فرار ،ازحدود چند میلیمتر یا چند سانتیمتر تجاوزنمی کند.نیروی پیشران اصلی دردگرگونی ،افزایش گرما است که انرژی اکتیواسیون لازم برای تشکیل فازهای کانیایی جدید ،وهمچنین رشد دانه های کوچک کانی به اندازه های بزرگتر ،و یا برای وقوع تبدیلات پلی مور فیکی رافراهم می سازد ..
دگرگونی آلو شیمیایی یا متاسوماتیسم این سوال رابرمی انگیزد که ورود و خروج مواد چگونه صورت میگیرد. بیشتر سنگهای دگرگونی دارای تغییرات شیمیایی گسترده ،مانند هاله های دگرگونی اطراف توده های ماگمایی نفوذی ، توزیع محدودی دارند.
سه راه اصلی انتقال موادرا میتوان پیشنهاد نمود که عبارت است از : انتقال درحالت گازی ، انتقال بوسیله مایعات و انتقال بدون دربرداشتن هیچکدام ازدومورد بالا.
فرآیند آخرکه اهمیت آن دردگرگونی موضوع مباحث حادی بوده است رامی توان بصورت مهاجرت اتمها یا یونها در امتداد مرزهای بلوری یا حتی ازموادجامد مجسم نمود ،وامکان پذیربودن چنین فرآیندی ،مقبولیت عام یافته است . بحث اصلی مثل دیگر مباحث زمین شناسی برسراین مسئله دورمی زند که تاثیرچنین مکانیزمی درانتقال مواد تاچه حد است. بعضی ازمحققین ،دگرسانی حجم های بزرگ مواد راناشی ازاین فرآیند دانسته وبخصوص معتقدند توده های گرانیتی با ابعاد باتولیتی ،محصول دگرگونی آلو شیمیایی سنگهای قبلی ،بدون دخالت فازهای مایع یاگازی هستند . سایر محققین اظهار می دارندکه مهاجرت یون ها به درون و از طریق مواد جامد در بهترین حالت خود نیز نمی تواند عامل مهمی دردگرگونی به حساب آید تحت تاثیر انواع دیگر انتقال است و اینکه شرایط لازم برای وقوع این نوع انتقال آنهم به صورت گسترده درشرایط معمول دگرگونی مشکل فراهم می شود. شواهد موجود بطورکلی از ایده ی دوم حمایت می کند. اندازه گیریهای انجام شده برروی دیفیوژن سیلیکاتها نشان می دهد که نرخ مهاجرت یون ها دراین نوع مواد جامد حتی طی زمان های موجود در چرخه های دگرگونی هم بسیار کند تر آن است که بتواند تغییرات گسترده ای ایجاد کند.
فرآیندهای دگرگونی می توانند درغیاب فاز سیال هم رخ دهند .اما حضور آب سرعت چنین واکنشهایی را به شدت افزایش داده وحداقل دمای مورد نیاز را کاهش می دهد.
مثال آزمایشگاهی در این مورد تشکیل فورستریت ازmgo وکوارتز است .هنگامی که دو جامد خشک رابه طور همراه تا1300درجه سانتیگراد حرارت می دهند ،درظرف دوساعت ،فقط 10% واکنش به وقوع می پیوندد ،درحالی که درحضور بخار آب تحت فشار،ودر600درجه سانتیگراد واکنش درهمین مدت تقریبا کامل می شود .آب وسایر مواد فرار حداقل در مقادیر کم در تمام سنگ ها حضور دارد ،علاوه بر این ،فعالیت آذرین و یا دگرگونی پیش رونده مقدار زیادی آب ومواد فرار آزاد نموده واز این راه ،محیطی جهان شمول وموثر برای انتقال مواد فراهم می آید. مشاهدات صحرایی وتجارب آزمایشگاهی نشان می دهد که متاسوماتیسم اساسا حاصل ورود یا خروج مواد به درون فاز سیال است.
براساس پیشنهاد کورژینسکی،سکانس تحرک نسبی ترکیبات از H2Oبسیار مترک شروع شده و تا AL2O3و TIO2اساسا نا متحرک ادامه می یابند .
داده های موجود در مورد عناصر فرعی و جزئی سنگهای دگرگونی محدود بوده و کلیت ها ناچیزند . در مناطق گسترده دگرگونی ناحیه ای ، توزیع عناصر جزئی مانند عناصر اصلی به وسیله ماهیت سنگ مادر کنترل می شوند . دگرگونی مجاورتی همراه با جایگزینی رسوبات به خصوص رسوبات کربناتی می تواند به نحوی باعث تجمع برخی از عناصر شود که استخراج آنها از نظر اقتصادی مقرون به صرفه است . عناصری که به وسیله دگرگونی مجاورتی جمع می شوند شامل : Fe ،Zn ، Pb، Cuبه صورت سولفید و W، Sn ،Ti به صورت ترکیبات اکسیدی می شوند.
