Кристаллография (стр. 2 из 2)

Динамометаморфизм связан с крупными разломами, в основном, надвигами, покровами и сдвигами, при образовании которых всегда возникает стресс – напряжение сжатия, ориентированное в одном направлении. На глубинах, где литостатическое давление велико, под влиянием стресса, породы приобретают пластическое течение, напоминающее раздавливание пластилина в ладонях рук. При этом раздавливаемый материал стремится выдавиться в сторону уменьшения градиента давления, а новообразованные минералы, такие как слюды, располагаются чешуйками параллельно поверхности смещения, создавая сланцеватость метаморфической породы.

Автометаморфизм представляет собой изменение магматической породы после ее отвердения под действием собственных, выделившихся из этой же магмы, горячих остаточных растворов и пневматолитов (летучих).

В результате процессов автометаморфизма происходит серпентизация ультраосновных пород с образованием серпентитов, хлоритизация диабазов и грейзенизация гранитов. В последнем случае образуются новые породы, называемые грейзентами.

Процессы автометаморфизма происходят в твердой среде, сопровождаясь вынесением одних веществ и заменой их другими вносимыми, т.е. носят характер метасоматоза.

Ударный метаморфизм. На поверхность Земли всегда падали, падают и будут падать метеориты. При падении на Землю метеорита образуется кратер или астроблема, которая всегда больше, чем упавший метеорит. Соударение метеорита и поверхности Земли зависит от массы тела и его скорости при движении в атмосфере, т.к. последняя играет роль тормоза. Большинство кратеров соответствует скорости сближения с поверхностью Земли в 3-4 км/с. При такой скорости удара образуется ударная волна, со скоростью 3-5 км/с, сжимающая горные породы с силой до 100 ГПа, причем возрастание давления происходит в миллиардные доли секунды (10-9 с). Естественно, что это колоссальное мгновенное сжатие вызывает такой же быстрый нагрев пород до +10000°С и выше, причем нагрев происходит в момент разряжения сжатия, когда ударная волна исчезает. Все это сопровождается дроблением, плавлением и испарением вещества мишени (рис.8.1.1).

Рис. 8.1.1 – Стадии образования взрывного (метеоритного) кратера:

а-в – 1 стадия – ударное сжатие, растекание метеорита в грунте; г– II стадия – экскавация и выброс грунта отраженной волной; д – III стадия – деформация или заполнение (1– воронка, 2 - истинное дно, 3 – видимое дно, 4 – вал брекчии, 5 – лежачая синклиналь цокольного вала)

Горные породы, образующиеся при таком мгновенном ударном событии называются импактитамии подразделяются на 3 группы: 1) импактированные породы, т.е. подвергнутые воздействию ударной волны; 2) расплавленные породы; 3) импактные брекчии. Ударный метаморфизм проявляется в образовании различных пород и новых минералов, в изменении структуры минералов. Все зависит от давления и температуры. При давлениях Р= 10-35 ГПа и Т=+100-300°С, в породах и минералах образуются трещины и диаплектовыеструктуры в кварце и полевых шпатах, выражающиеся в скольжении блоков кристаллической решетки относительно друг друга (планарные элементы) и в конечном итоге превращении минерала в изотропное вещество. При Р=45-60 ГПа и Т=+900° - 1500°С минералы становятся аморфными и начинается их плавление. При Р=90 ГПа и Т = +3000°С наступает плавление горных пород, а затем их испарение. Некоторые минералы, например, кварц (2,2 – 2,5 г/см3) переходит в более плотную (2,85-3,0 г/см3) модификацию, но состав при этом не меняется. Углерод может переходить в алмаз или лонсдейлит.

Понятие пространственной и кристаллографической решетки

Геометрически правильная форма кристаллов является следствием их внутреннего строения. Исследования кристаллов при помощи рентгеновских лучей показывают, что элементарные частицы в них располагаются в виде пространственной решетки.

Рис.4.1.1 – Пространственная решетка кристалла

Пространственная решетка представляет, таким образом, систему точек, расположенных в вершинах равных параллельно ориентированных и смежных по целым гранямпараллелепипедов, без промежутков заполняющих пространство. Узлы пространственной решетки в одной плоскости располагаются в виде геометрически правильной плоской сетки, которая представляет собой совокупность узлов, расположенных в одной плоскости и находящихся в вершинах системы равных параллелограммов, параллельно ориентированных и смежных по целым сторонам (рис.4.1.2)

Рис.4.1.2 – Плоская сетка пространственной решетки

Такими плоскими сетками представляются грани реальных кристаллов, наиболее густо “усеянных” элементарными частицами, или имеющие наибольшую ретикулярную плотность, определяемую числом узлов, приходящихся на единицу площади данной плоской сетки.

Элементарные параллелепипеды, совокупность которых образует пространственную решетку кристалла, называются ее элементарными ячейками (рис.4.1.3)

Рис.4.1.3 – Элементарная ячейка