Кіріспе
Метаморфизм – бұрыннан бар тау жыныстарының (протолиттердің) балқымай, минералдық құрамы мен құрылымының өзгеруі. Метаморфизм температураның 0,9°C-тан жоғарылауында және көбінесе жоғары қысымда немесе химиялық белсенді сұйықтықтардың қатысуында жүзеге асады, бірақ тау жынысы трансформация кезінде көбінесе қатты күйде қалады. Метаморфизм, Жер бетінде немесе оның астында болатын өзгерістер – ауа райының әсерінен немесе диагенезден ерекшеленеді. Метаморфизмнің түрлері көп: аймақтық, контактілік, гидротермальдық, соққылық және динамикалық метаморфизм. Олар температура, қысым, жылдамдық және реакцияға қабілетті сұйықтықтардың қатысуы бойынша өзгешеленеді. Қысым мен температураның артуымен жүзеге асатын метаморфизм прогрессивті метаморфизм деп аталады, ал температура мен қысымның төмендеуі ретроградты метаморфизмді сипаттайды. Метаморфтық петрология – метаморфизмді зерттейтін ғылым. Метаморфтық петрологтар метаморфтық процестерді түсіну үшін статистикалық механика мен эксперименталды петрологияны кеңінен пайдаланады.
Metamorphism is the transformation of existing rock (the protolith) to rock with a different mineral composition or texture. Metamorphism takes place at temperatures in excess of , and often also at elevated pressure or in the presence of chemically active fluids, but the rock remains mostly solid during the transformation. Metamorphism is distinct from weathering or diagenesis, which are changes that take place at or just beneath Earth's surface. Various forms of metamorphism exist, including regional, contact, hydrothermal, shock, and dynamic metamorphism. These differ in the characteristic temperatures, pressures, and rate at which they take place and in the extent to which reactive fluids are involved. Metamorphism occurring at increasing pressure and temperature conditions is known as prograde metamorphism, while decreasing temperature and pressure characterize retrograde metamorphism. Metamorphic petrology is the study of metamorphism. Metamorphic petrologists rely heavily on statistical mechanics and experimental petrology to understand metamorphic processes.
Метаморфты процестер
Метаморфизм – бұл жоғары температурадағы физикалық немесе химиялық өзгерістер арқылы кездесетін тау жыныстарының өзгеру процестерінің жиынтығы, мұнда тау жынысы толығымен ерімейді. Метаморфтық тау жыныстарының қалыптасуында жылудың маңыздылығын алғаш рет шотланд натуралисі Джеймс Хаттон анықтады. Хаттон 1795 жылы Шотландияның Таулы айманындағы кейбір тау жыныстарының бастапқыда шөгінді тау жыныстары болғанын, бірақ жоғары температураның әсерінен өзгергенін жазды. Хаттон сонымен қатар метаморфизмде қысымның да маңызды екенін болжады. Оның досы Джеймс Холл бұл гипотезаны тексерді, ол балшықты зеңбірек трубасынан жасалған қысымға төзімді ыдысқа салып, темір қорыту пешінде қыздырды. Холл бұл процестің нәтижесінде пайда болған материалдың ашық ауада балшықты қыздырғанда алынатын әдеттегі тез өртеу әгіне қарағанда мәрмәрге ұқсас екенін анықтады. Кейін француз геологтары метаморфизмді тудыруға көмектесетін процестер тізіміне метасоматизмді қосты, яғни жер астындағы тау жыныстары арқылы сұйықтықтардың айналымын. Дегенмен, метаморфизм метасоматизмсіз (изохимиялық метаморфизм) немесе салыстырмалы түрде төмен қысымда, жер бетінен бірнеше жүз метр тереңдікте (мысалы, контакттық метаморфизмде) жүруі мүмкін. Тау жынысы ерімей өзгеруі мүмкін, себебі жылу атомдық байланыстарды бұзып, атомдардың қозғалып, басқа атомдармен жаңа байланыстар құруына мүмкіндік береді. Минералдық түйірлер арасындағы кеуекті сұйықтық атомдардың алмасуына қатысатын маңызды орта болып табылады. Бұл қолданыстағы минералдардың қайта кристалдануына немесе әртүрлі кристалдық құрылымдары мен химиялық құрамы бар жаңа минералдардың кристалдануына (неокристалдану) мүмкіндік береді. Бұл трансформация протолиттегі минералдарды метаморфизм жүзеге асырылатын қысым мен температура жағдайларында тұрақтырақ (химиялық тепе-теңдікке жақын) формаларға айналдырады. Метаморфизм әдетте температураның басталуы деп есептеледі. Бұл шөгінді тау жыныстарының пайда болуына себеп болатын тығыздалу мен литификацияға байланысты диагенетикалық өзгерістерді жоққа шығарады. Метаморфтық жағдайлардың жоғарғы шегі тау жынысының балқу температурасы, яғни тау жынысы ері бастайтын температурада орналасқан. Осы кезде процесс магмалық процеске айналады. Балқу температурасы тау жынысының құрамына, қысымға және тау жынысының сумен қанығу деңгейіне байланысты. Типик балқу температуралары бірнеше жүз мегапаскаль (МПа) қысымдағы ылғалды гранит үшін атмосфералық қысымдағы ылғалды базальтқа дейін жетеді. Мигматиттер – бұл осы жоғарғы шекте қалыптасқан тау жыныстары, олардың құрамында балқу процесі басталған, бірақ отқа төзімді қалдықтардан толық бөлінбеген материалдың қуыстары мен тамырлары бар. Метаморфикалық процесс кез келген қысымда, жер бетіне жақын қысымнан (контакттық метаморфизм үшін) 16 кбар (1600 МПа) астам қысымға дейін жүруі мүмкін.
Қайта кристалдану
Метаморфизм процесінде тау жынысындағы дән мөлшері мен бағытының өзгеруі қайта кристалдану деп аталады. Мысалы, шөгінді тау жыныстарындағы кішкентай кальцит кристалдары әктас пен борда метаморфтық тау жынысы мәрмәрде ірі кристалдарға айналады. Метаморфтанған құмтастарында бастапқы кварц құм дәндерінің қайта кристалдануы өте тығыз кварцитке, сондай-ақ метақварцитке әкеледі, онда көбінесе ірі кварц кристалдары бір-бірімен өріліп жатыр. Жоғары температура мен қысым қайта кристалдануға ықпал етеді. Жоғары температуралар қатты кристалдардағы атомдар мен иондардың жылғалыуына мүмкіндік береді, осылайша кристалдарды қайта ұйымдастырады, ал жоғары қысым кристалдардың тау жынысының байланыс нүктелерінде (қысымдық ерітінді) еріуіне және бос кеңістікте қайта шөгінуіне себеп болады. Қайта кристалдану кезінде минералдың табиғаты өзгермейді, тек оның құрылымы ғана өзгереді. Қайта кристалдану әдетте температуралар минералдың балқу температурасының жартысынан жоғары, Кельвин шкаласы бойынша жеткенде басталады. Қысымдық ерітінді диагенез кезінде (тұнбалардың шөгінді тау жынысына литификациялану процесі) басталады, бірақ метаморфизмнің алғашқы кезеңдерінде аяқталады. Құмтас протолиті үшін диагенез бен метаморфизм арасындағы шекараны созулы кварц дәндері жаңа, созылмаған, кішкентай кварц дәндерімен алмастырыла бастаған кезде белгілеуге болады, бұл поляризациялық микроскоппен жіңішке кесімдерде анықталатын мозаикалық құрылымды тудырады. Метаморфизмнің дәрежесі артуымен, одан әрі қайта кристалдану көпіршікті құрылымды тудырады, ол үштік нүктелерде кездесетін көпбұрышты дәндермен сипатталады, содан кейін порфиробласты құрылым, ірі, бейтарап дәндермен сипатталады, оның ішінде кейбір ірі дәндер (порфиробластар) бар. Метаморфтық тау жыныстары әдетте олардан пайда болған протолитке қарағанда ірі кристалды болып келеді. Кристаллдың ішкі бөлігіндегі атомдар тұрақты түрде орналасқан көрші атомдармен қоршалған. Бұл кристалдың бетінде толыққанды болмайды, беттік энергияны тудырады, ол бетті термодинамикалық тұрақсыз етеді. Ірі кристалдарға қайта кристалдану беттік ауданды азайтады және осылайша беттік энергияны азайтады. Дәннің іріктелуі метаморфизмнің әдеттегі нәтижесі болғанымен, қатты деформацияланған тау жыныстары майлонит деп аталатын ұсақ дәнды тау жынысына қайта кристалдану арқылы деформациялық энергияны жоюы мүмкін. Кварц, карбонат минералдары немесе оливинге бай кейбір тау жыныстары майлониттердің пайда болуына бейім, ал фельдшпат пен гранат майлониттенуге төзімді.
Фазалық өзгеріс
Фазалық метаморфизм – протолит минералымен бірдей химиялық формулаға ие жаңа минералдың қалыптасуы. Бұл кристалдардағы атомдардың қайта құрылуын қамтиды. Мысал ретінде алюминий силикаттары – кианит, андалузит және силлиманит минералдарын келтіруге болады. Үшеуінің де химиялық құрамы бірдей: Al2SiO5. Кианит жер бетіндегі жағдайларда тұрақты. Дегенмен, атмосфералық қысымда кианит шамамен температурада андалузитқа айналады. Ал андалузит температураға жеткенде силлиманитке өтеді. 4 кбар (400 МПа)-дан жоғары қысымда кианит температураның көтерілуімен тікелей силлиманитке айналады. Кальцит пен арагонит арасында да ұқсас фазалық өзгеріс байқалуы мүмкін, онда кальцит жоғары қысым мен салыстырмалы төмен температурада арагонитке айналады.
Пластикалық деформация
Пластикалық деформация кезінде протолитке қысым қолданылады, ол оны сығуға немесе иілуге, бірақ үзуге әкелмейді. Мұның болуы үшін температура жеткілікті түрде жоғары болуы керек, нәзік сынулардың пайда болуына жол бермей, бірақ кристалдардың таралуына мүмкіндік бермейтіндей болуы керек. Қысыммен еріту сияқты, пластикалық деформацияның бастапқы кезеңдері диагенез кезінде басталады.
Өңірлік
Өңірлік метаморфизм – Жер қыртысының кең аумақтарында болатын метаморфизмнің жалпы термині. Көбінесе тау жасалу белдеулерінде (орогендік белдеулерде) жүзеге асатын динамикалық-жылулық метаморфизмді қамтиды, бірақ шөгінді алаптардағы жер бетінен үлкен тереңдікке көмілу нәтижесінде туындайтын жерлеу метаморфизмін де қамтиды.
Динамотермиялық
Көптеген геологтар үшін аймақтық метаморфизм динамикалық метаморфизммен дерлік синоним болып табылады. Метаморфизмнің осы түрі конвергентті тақта шекараларында, екі континенттік тақтаның немесе континенттік тақта мен арал доғасының соқтығысуында пайда болады. Соқтығысу аймағы тау пайда болу белдеуіне, яғни орогенияға айналады. Орогендік белдеу Жер қыртысының қалыңдауымен сипатталады, оның барысында терең жер астындағы қыртыс тау жыныстары жоғары температура мен қысымға ұшырап, қарқынды деформацияланады. Таулардың кейінгі эрозиясы орогендік белдеудің тамырларын, тау тізбектеріне тән метаморфтық тау жыныстарының кең аумақты жазындылары ретінде ашады. Осы жағдайларда қалыптасқан метаморфтық тау жыныстары әдетте жақсы дамыған жапырақтылық көрсетеді. Жапырақтылық метаморфизм кезінде бір ось бойымен қысылу кезінде пайда болады. Бұл мика және хлорит сияқты жапырақты минералдардың кристалдарының қысқа осьтері қысылу бағытына параллель болатын етіп бұрылуына әкеледі. Нәтижесінде жолақты немесе жапырақты тау жынысы пайда болады, ал жолақтар оларды құраған минералдардың түстерін көрсетеді. Жапырақты тау жыныстары көбінесе жарықтардың дамуын көрсетеді. Сланце – шиферден пайда болған жапырақты метаморфтық тау жынысының мысалы, және ол әдетте жақсы дамыған жарықтарды көрсетеді, бұл сланцеді жұқа пластиналарға бөлуге мүмкіндік береді. Жапырақтылықтың түрі метаморфтық дәрежеге байланысты. Мысалы, саз тастан бастап, температураның артуымен келесі тізбек қалыптасады: Саз тас алдымен сланцеге айналады, бұл өте ұсақ түйірлі, жапырақты метаморфтық тау жынысы, өте төмен дәрежелі метаморфизмге тән. Сланце өз кезегінде филлитке айналады, ол ұсақ түйірлі және төмен дәрежелі метаморфизм аймақтарында кездеседі. Шист орташа және ірі түйірлі және орташа дәрежелі метаморфизм аймақтарында кездеседі. Жоғары дәрежелі метаморфизм тау жынысын ірі немесе өте ірі түйірлі гнейске айналдырады. Барлық жағынан біркелкі қысымға ұшыраған немесе ерекше өсу қасиеттері бар минералдары жоқ тау жыныстары жапырақты бола қоймайды. Мраморда жапырақты минералдар жоқ және ол әдетте жапырақты емес, бұл оны мүсін жасау және сәулет үшін материал ретінде пайдалануға мүмкіндік береді. Соқтығысу орогенезінен бұрын мұхит қыртысының субдукциясы жүзеге асады. Субдукциялық аймақта мантияға қарай батып бара жатқан субдукциялық плитаның ішіндегі жағдайлар ерекше аймақтық метаморфты әсерлерді тудырады, олар жұпталған метаморфты белдеулермен сипатталады. Джордж Барроудың Шотландияның Таулы Жерлеріндегі аймақтық метаморфизм туралы пионерлік жұмысы кейбір аймақтық метаморфизмдер метаморфизм дәрежесінің артуының нақты, картаға түсірілетін аймақтарын тудыратынын көрсетті. Бұл Барровиан метаморфизмі әлемдегі ең танымал метаморфтық серия болып табылады. Дегенмен, Барровиан метаморфизмі пелитикалық тау жынысына тән, ол саз тас немесе балшық тастан қалыптасады және пелитикалық тау жыныстарында да бірегей емес. Шотландияның солтүстік-шығысындағы басқа бір тізбек Барровианға қарағанда төмен қысымда болған Бухан метаморфизмін анықтайды.
Жерлеу
Жерлеу метаморфизмі жер бетінің терең қабаттарында шөгіңкі алапта тау жыныстарының көп мөлшерде көмілуі нәтижесінде пайда болады. Мұнда тау жыныстары жоғары температураға және жоғарыдағы тау жыныстарының зор салмағынан туындаған қатты қысымға ұшырайды. Жерлеу метаморфизмі көбінесе төмен дәрежелі метаморфты тау жыныстарын жасайды. Бұл динамикалық-термалды метаморфизмге тән деформация мен бүктелудің белгілерін көрсетпейді. Жерлеу метаморфизмінің нәтижесінде пайда болған метаморфты тау жыныстарының мысалдарына Солтүстік Американың Midcontinent Rift System жүйесіндегі, мысалы Sioux Quartzite және Австралияның Hamersley бассейніндегі тау жыныстары жатады.
Байланыс
Контакттық метаморфизм әдетте интрузивті магмалық тау жыныстарының айналасында, магманың салқын тау жыныстарына енуінен туындаған температураның артуы нәтижесінде пайда болады. Контакттық метаморфизм әсері байқалатын интрузияны қоршаған аймақ метаморфикалық ауреола, контакттық ауреола немесе жай ғана ауреола деп аталады. Контакттық метаморфты тау жыныстары көбінесе хорнфельдер деп аталады. Контакттық метаморфизм нәтижесінде пайдалған тау жыныстары күшті деформация белгілерін көрсетпеуі мүмкін, көбінесе ұсақ түйірлі және өте қатты болады. Линкольн ескерткішінің сыртқы қаптамасында және Арлингтон ұлттық зиратындағы Белгісіз сарбаздың мазарында қолданылған Юл мәрмәрі контакттық метаморфизм арқылы қалыптасқан. Контакттық метаморфизм интрузияға жақын жерде күштірек болады және контакттан алшақтаған сайын әлсірейді. Ауреоланың мөлшері интрузияның қыздыру деңгейіне, оның көлеміне және қабырғалық тау жыныстармен температураның айырмашылығына байланысты. Дикелерде әдетте минимал метаморфизммен кішкентай ауреолалар болады, олардың таралуы қоршаған тау жынысына бір-екі қалыңдықтан аспайды, ал батолиттердің айналасындағы ауреолалар бірнеше шақырымға дейін жете алады. Ауреоланың метаморфтық деңгейі ауреолада қалыптасқан ең жоғары метаморфтық минералмен өлшенеді. Бұл әдетте пелиттік немесе алюминосиликатты тау жыныстарының метаморфтық температурасына және олар құрайтын минералдарға байланысты. Төменгі тереңдіктегі ауреолалардың метаморфтық деңгейлері: альбит-эпидот хорнфелі, рогбленді хорнфель, пироксен хорнфелі және силиманит хорнфелі, қалыптасу температурасының арту ретімен. Дегенмен, ең төменгі температуралық деңгей болғанымен, альбит-эпидот хорнфелі көбінесе қалыптаспайды. Интрузивті тау жынысынан шығатын магмалық сұйықтықтар да метаморфтық реакцияларға қатысуы мүмкін. Магмалық сұйықтықтың көп мөлшерде қосылуы әсер еткен тау жыныстарының химиялық құрамын айтарлықтай өзгерте алады. Мұндай жағдайда метаморфизм метасоматизмге ауысады. Егер енген тау жынысы карбонатқа бай болса, нәтижесінде скарн пайда болады. Суыған граниттен шығатын фторға бай магмалық сулар көбінесе граниттің ішінде және оған жақын жерде грейзендерді құрайды. Метасоматикалық өзгертілген ауреолалар металл кендерінің минералды жинақталуын оқшаулап, экономикалық қызығушылық тудырады. Фенитизация немесе Na метасоматизмі – метасоматизммен бірге жүретін контакттық метаморфизмнің ерекше түрі. Бұл карбонаттарға өте бай және кремнийдің құрамы төмен карбонатит деп аталатын сирек кездесетін магманың енуінің айналасында болады. Карбонатитті магма салқындағанда, қатты сілтілі, натрийге бай сұйықтықтарды бөліп шығарады, ал ыстық, реакцияға қабілетті сұйықтық ауреоладағы минералдық құрамның көп бөлігін натрийге бай минералдармен алмастырады. Қазылған отынның өрттерімен байланысты контакттық метаморфизмнің ерекше түрі пирометаморфизм деп аталады.
Гидротермиялық
Гидротермалық метаморфизм – тау жынысының жоғары температуралы, өзгеруші құрамды сұйықтықпен әрекеттесуінің нәтижесі. Қолданыстағы тау жынысы мен кіріп келген сұйықтықтың арасындағы құрамдық айырмашылық метаморфтық және метасоматикалық реакциялар тізбегін тудырады. Гидротермалық сұйықтық магмалық (кіріп келген магмадан пайда болатын), айналымдағы жер асты сулары немесе мұхит суы болуы мүмкін. Мұхит түбіндегі базальттардағы гидротермалық сұйықтықтардың конвекциялық айналысы таралу орталықтары және басқа да су асты вулкандық аймақтардың жанында кең ауқымды гидротермалық метаморфизмге әкеледі. Сұйықтықтар ақырында мұхит түбіндегі "қара түтін" деп аталатын жерлер арқылы шығады. Гидротермалық өзгерудің схемалары құнды металл кендерін іздеуде бағыт беру үшін қолданылады.
Шоқ
Шок метаморфизмі, Жер бетіне сыртқы дене (мысалы, метеорит) шапқанда пайда болады. Соққылық метаморфизм, демек, өте жоғары қысым және төмен температура жағдайларымен сипатталады. Осының нәтижесінде пайда болатын минералдар (мысалы, SiO2 полиморфтары коэзит және стишовит) мен текстуралар осы жағдайлардың ерекше белгілері болып табылады.
Динамикалық
Динамикалық метаморфизм жоғары деформациялық аймақтармен, мысалы, жарықшақтармен байланысты. Осы ортада тау жынысын өзгертуде механикалық деформация химиялық реакциялардан гөрі маңыздырақ. Тау жыныстарындағы минералдар көбінесе химиялық тепе-теңдік жағдайларын көрсетпейді, ал динамикалық метаморфизм нәтижесінде пайда болатын текстуралар минералдық құрамнан маңыздырақ. Тау жыныстарының механикалық деформациялануына үш механизм жауап береді. Бұл – катаклаз, яғни минералдық түйіршіктердің сынуы мен бұрылуы арқылы тау жынысының деформациялануы; жеке минералдық кристалдардың пластикалық деформациясы; және жеке атомдардың диффузиялық процестер арқылы жылғалысы. Динамикалық метаморфтық аймақтардың текстурасы олардың қалыптасқан тереңдігіне байланысты, себебі температура мен қысым басым деформация механизмдерін анықтайды. Ең беткі тереңдікте жарықшақ аймағы әр түрлі консолидацияланбаған катакластикалық жыныстармен – жарықшақ шламасы немесе жарықшақ брекчиясымен толтырылады. Одан тереңдеуде бұл жерлер консолидацияланған катакластикалық жыныстармен, мысалы, кальцит немесе кварцпен біріктірілген ірі тау жынысы сынықтары бар брекчиямен алмастырылады. Шамамен белгілі бір тереңдіктен бастап катаклазиттер пайда болады. Бұл өте қатты жыныстар, олар тек жоғары температурада ғана пайда болатын кремнийлі матрицадағы ұсақ сынықтардан тұрады. Одан да тереңде, температура 700°C-тан жоғары болғанда пластикалық деформация басым болады, ал жарықшақ аймағы милониттен тұрады. Милониттің ерекшелігі – оның жақсы байқалатын жапырақтығы, ол көптеген катакластикалық жыныстарда кездеспейді. Ол айналадағы жыныстардан ұсақ түйіршік өлшемімен де ерекшеленеді. Катаклазиттердің пластикалық деформация мен қайта кристалдану арқылы, сондай-ақ түйіршіктердің сынуы арқылы қалыптасатынына көптеген дәлелдер бар, және жыныс процестің барысында толық байланысын жоғалтпауы мүмкін. Әр түрлі минералдар әр түрлі температурада пластикалық бола бастайды, кварц – ең біріншілерінің бірі, ал әр түрлі минералдардан тұратын деформацияланған жыныс бір мезгілде пластикалық деформация мен сыну белгілерін көрсетуі мүмкін. Деформация жылдамдығы да жыныстардың деформациялану жолына әсер етеді. Пластикалық деформация орта және төменгі қабықтағы төменгі деформация жылдамдықтарында (10−14 сек−1-ден кем) көбірек кездеседі, бірақ жоғары деформация жылдамдықтары сыну деформациясын тудыруы мүмкін. Ең жоғары деформация жылдамдықтарында жыныс қатты қызып, сәтке балқып, псевдотахилит деп аталатын шыны тәрізді жынысты құрайды. Псевдотахилиттер құрғақ жыныстармен, мысалы, гранулитпен шектеледі.
Метаморфтық тау жыныстарын жіктеу
Метаморфтық тау жыныстары, егер тау жынысының өзінің қасиеттерінен анықтау мүмкін болса, олардың бастапқы жынысы (протолиті) бойынша жіктеледі. Мысалы, метаморфтық тау жынысын зерттеу нәтижесінде оның бастапқы жынысы базальт екені анықталса, ол метабазальт деп сипатталады. Егер бастапқы жынысты анықтау мүмкін болмаса, тау жынысы минералдық құрамы немесе жапырақтылығының дәрежесі бойынша жіктеледі.
Прогрессивті және ретроградты
Метаморфизм прогрессивті және ретроградты метаморфизмге одан әрі бөлінеді. Прогрессивті метаморфизм температураның және (әдетте) қысымның артуымен минералдық жиынтықтың (парагенездің) өзгеруін қамтиды. Бұл қатты күйдегі сусыздану реакциялары болып табылады, және су немесе көмірқышқыл газы сияқты ұшқыш компоненттердің жоғалуын қамтиды. Прогрессивті метаморфизм нәтижесінде тау жынысы бастан кешкен ең жоғары қысым мен температураға тән қасиеттерге ие болады. Метаморфтық тау жыныстары әдетте жер бетіне шығарылғанда одан әрі өзгермейді. Ретроградты метаморфизм – төмендеу температурада (әдетте қысымда) қайта құрылу арқылы тау жынысының қайта жаралуын қамтиды, бұл прогрессивті метаморфизмде қалыптасқан минералдық жиынтықтардың азырақ экстремалды жағдайларда тұрақтанған күйіне қайта оралуына мүмкіндік береді. Бұл салыстырмалы түрде сирек кездесетін процесс, себебі прогрессивті метаморфизм кезінде пайда болған ұшқыш компоненттер әдетте тау жынысынан шығып кетеді және салқындау кезінде тау жынысымен қайта бірігуге қол жетімді болмайды. Жер асты суларының салқындап келе жатқан тау жынысына енуіне мүмкіндік беретін тау жынысындағы жарықтарда жергілікті ретроградты метаморфизм жүзеге асуы мүмкін.
Петрогенетикалық желілер
Петрогенетикалық тор – бұл геологиялық фазалық диаграмма, ол белгілі бір тау жынысының құрамы үшін зертханалық жағдайда алынған метаморфтық реакцияларды олардың қысым және температура жағдайларында көрсетеді. Бұл метаморфтық петрологтарға тау жыныстарының метаморфозға ұшыраған кездегі қысым мен температура жағдайларын анықтауға мүмкіндік береді. Көрсетілген Al2SiO5 незосиликатты фазалық диаграммасы – алюминийден (Al), кремнийден (Si) және оттектен (O) ғана тұратын құрамы бар тау жыныстары үшін өте қарапайым петрогенетикалық тор болып табылады. Тау жынысы әртүрлі температура мен қысымға ұшырағанда, ол көрсетілген үш полиморфты минералдың кез келгеніне айналуы мүмкін. Егер тау жынысы бірнеше фазадан тұрса, көптеген фазалық түрленулердің арасындағы шекаралар белгіленуі мүмкін, бірақ петрогенетикалық тор тез күрделене түседі. Мысалы, петрогенетикалық тор алюминий силикатының фазалық өтулерін және алюминий силикаты мен калий дала шпатынан мусковит пен кварцқа өтуді көрсетуі мүмкін.
Үйлесімділік диаграммалары
Петрогенетикалық тор температура мен қысымның белгілі бір диапазонындағы бір құрастың фазаларын көрсетеді, ал үйлесімділік диаграммасы минералдық жиынтықтың белгілі бір температура мен қысымдағы құрастың өзгеруімен қалай байланысты екенін көрсетеді. Үйлесімділік диаграммалары тау жынысының құрамындағы өзгерістердің нақты қысым және температура жағдайында тау жынысында қалыптасатын минералдық парагенезге қалай әсер ететінін талдауға мүмкіндік береді. Үштен көп компонентті көрсету қиын болғандықтан (үштік диаграмма түрінде), көбінесе ең маңызды үш компонент ғана көрсетіледі, бірақ кейде төрт компоненттің үйлесімділік диаграммасы проекцияланған тетраэдр түрінде салынуы мүмкін.