Кіріспе
Метаморфтық және магмалық тау жыныстарының қоспасы.
Мигматит – орташа және жоғары дәрежелі метаморфтық ортада, әсіресе кембрийге дейінгі кратондық блоктарда кездесетін құрастырма тау жынысы. Ол екі немесе одан көп құрамдас бөліктен тұрады, олар көбінесе қайталама қабаттар түзеді: бір қабаты – ішінара балқу арқылы қайта құрылған бұрынғы метаморфтық тау жынысы ("неосома"), ал екінші қабаты пегматиттік, аплиттік, граниттік немесе жалпы плутоникалық сипаттамаға ие ("палеосома"). Мигматиттер көбінесе эрозияға ұшыраған тау тізбегінің табанында орналасқан деформацияланған метаморфтық тау жыныстарының астында кездеседі. Мигматиттер метаморфизм кезінде, метаморфтық палеосомада ішінара балқу процесі жүргенде, өте жоғары температура және қысым жағдайында қалыптасады. Ішінара балқу нәтижесінде бөлінген компоненттер неосома деп аталады ("жаңа дене" деген мағынада), олар микроскоптықтан макроскоптық деңгейге дейін біртекті немесе біртекті емес болуы мүмкін. Мигматиттер көбінесе тығыз, байланыссыз қатпарлы тамырлар (птигматикалық қатпарлар) түрінде көрінеді. Бұл лейкосоманың бөлінуін құрайды – меланосома ішіндегі ашық түсті граниттік компоненттер, қара түсті амфибол және биотиттен бай орта. Егер мезосома болса, ол лейкосома мен меланосома арасындағы түспен аралықта орналасып, метаморфтық аналық тау жынысы палеосомасының аз немесе көп өзгермеген қалдықтарын құрайды. Ашық түсті компоненттер көбінесе балқып, қозғалғандай көрінеді.
Диагенез - метаморфизм реті
Мигматит – Лиелл 1837 жылы алғаш анықтаған литологиялық трансформациялар тізбегінің соңғы алдындағы мүшесі. Лиеллдің шөгінді тау жыныстарындағы аймақтық диагенез тізбегі туралы түсінігі бүгінгі күнге дейін сақталған және қолданылады. Ол «А» – консолидацияланбаған шөгінділердің (келешектегі метаморфты тау жыныстарының протолиті) жиналуымен басталады. Темепература және қысым тереңдікпен арта келе, протолит келесі диагенетикалық тізбектен өтеді: кезекті шөгінді тау жыныстардан, консолидацияланған тау жыныстар мен «А2» филлиттерден «С1» метаморфты шистерге дейін, онда бастапқы шөгінді компоненттерді әлі де аңғаруға болады. Одан да тереңде, шистер «С2» гнейсі болып қайта құрылады, онда қалдық минералдардың фолиялары кварц-фельдшпаттық қабаттармен кезектеседі; лейкосоманың шағын порциялары неосомада жеке қабаттар құрап бірігеді, соның нәтижесінде «D1» мигматиті анықталады. Строматикалық мигматиттердегі лейкосома қабаттары әлі де палеосомадан үзіліссіз реакция тізбегі арқылы су мен газды сақтайды. Бұл жоғары қысымды H2O және CO2 құрамы лейкосоманы өте жылдам қозғалмалы етеді. Боуэн 1922, 184-бетте бұл процесті былай сипаттады: «Бөлігінде тау жынысының бұрын кристалдасқан минералды компоненттері мен әлі еріген магма арасындағы реакцияларға, ал екінші бөлігінде – экстремалды соңғы сатыдағы, жоғары концентрацияланған «аналық ерітінді» арасындағы тепе-теңдікті түзетуге байланысты реакцияларға байланысты, ол таңдамалы қатыру арқылы әдетте «минерализаторлар» деп аталатын, олардың ішінде су ерекше орын алатын, ұшқыш газдармен байытылады». J. J. Sederholm (1926) осы типтегі тау жыныстарды, шығу тегі аралас екені дәлелденген, мигматиттер деп сипаттады. Ол граниттеуші «ихорларды» сулы ерітінді мен күрт сұйылтылған магма арасындағы қасиеттерге ие деп сипаттады, олардың көп бөлігі газ тәрізді күйде болды.
Ішінара балқу, анатексис және судың рөлі
Ішінара балқытудың рөлі тәжірибелік және далалық зерттеулермен расталады. Тау жыныстары жеткілікті түрде жоғары температураға (> 650 °C) және қысымға (> 34 МПа) жеткенде ішінара балқып бастайды. Кейбір тау жыныстарының химиялық құрамы белгілі бір температурада басқаларына қарағанда көбірек балқыма түзеді, бұл қасиет құнарлылық деп аталады. Метаморфтық тізбектегі кейбір минералдар басқаларына қарағанда көп балқыма береді, ал кейбіреулері жоғары температураға жеткенше балқымайды. Метаморфтық тарихтың прогрессивтік кезеңінде (температура > solidus) балқыманың бөлінуі, балқыма фракциясын қалдықтан ажыратуды қамтиды, оның жоғары меншікті салмағы төменгі деңгейде жинақталуына себеп болады. Анатактикалық балқыма кейіннен аз немесе мүлдем кристалданусыз жергілікті қысым градиенттері бойынша қозғалады. Балқыма қозғалған арналар желісі меланосоманың қысылуынан жойылуы мүмкін, нәтижесінде лейкосоманың оқшауланған линзалары қалады. Балқыма туындылары дифференциацияға ұшырайтын төменгі арнаға жиналады. Кондукция – континенттік қабықтағы жылу берудің басты механизмі; қабықтың беткі қабаттары тез қазылған немесе көмілген жағдайда, геотермиялық градиентте сәйкес өзгеру байқалады. Жер бетіне шығудан туындаған салқындау терең жататын тау жыныстарына өте баяу жеткізіледі, сондықтан терең қабық баяу қызып, баяу салқындайды. Қабық қызуын модельдеуге арналған сандық есептеулер терең қабықта баяу салқындауды растайды. Сондықтан, бір рет пайда болғаннан кейін, анатактикалық балқыма орта және төменгі қабықта өте ұзақ уақыт бойы сақталуы мүмкін. Ол бүйірден сығылып, шамамен 10–20 км тереңдікте жылдам гранулиттің лакколитикалық және лополитикалық құрылымдарын қалыптастырады. Бүгінгі күні осы процестің бастапқы, қарқынды көтерілу кезінде тоқтатылған кезеңдері ғана көрінеді. Фракцияланған гранулит қабықта тік бойымен көтерілгенде, су өзінің суперкритикалық фазасынан шығып, гранулит кристалдана бастайды, алдымен фракцияланған балқыма + кристалдарға, содан кейін қатты тау жынысына айналады, температура мен қысым 8 км-ден жоғары деңгейде сақталады. Су, көмірқышқыл газы, күкірт диоксиді және басқа элементтер балқымадан жоғары қысымда еріте шығып, суперкритикалық жағдайдан шығады. Бұл компоненттер тез жер бетіне көтеріліп, минералды кен орындарының, жанартаулардың, лайлы жанартаулардың, гейзерлердің және ыстық су бұлақтарының пайда болуына септігін тигізеді.
Агматит
Бұл құбылыстың бастапқы атауын Седерхолм (1923) "гранитпен біріктірілген ежелгі тау жыныстарының сынықтары" бар тау жынысы деп анықтады және оны мигматиттің бір түрі деп санады. Мигматиттер мен "жарылыс сынықтарының" пайда болуы арасында тығыз байланыс бар. Бұл сипаттамаға сай келетін тау жыныстары, магмалық интрузиялық денелердің төмен дәрежелі немесе метаморфозға ұшырамаған қоршаған ортада да кездеседі. Браун (1973) агматиттер мигматиттер емес, оларды "интрузиялық брекшиялар" немесе "жанартау агломераты" деп атау керек деді. Рейнольдс (1951) "агматит" терминін қолдануды тоқтату керек деп есептеді.
Мигматит балқымалары шөгінділердің изостазиясын қамтамасыз етеді
Соңғы геохронологиялық зерттеулер гранулиттік фациесті метаморфты аймақтардан (мысалы, Willigers және авторлар, 2001) метаморфтық температуралардың 30 мен 50 миллион жыл бойы граниттің балқу температурасынан жоғары болғанын көрсетеді. Бұл, бір рет пайда болған анатектік балқыма орта және төменгі қабықта өте ұзақ уақыт бойы сақталуы мүмкін екенін көрсетеді. Соның салдарынан пайда болған гранулит, қысым градиентімен анықталатын бағыттағы жүктемедегі әлсіз жерлер арқылы бүйірлеме және жоғары қарай жылғалыстай болады. Тереңдейтін шөгінді алаптардың астында жатқан жерлерде гранулит балқымасының бір бөлігі, әлі мигматикалық сатыға жетпеген бұрын метаморфозға ұшыраған тау жыныстарының түбімен көлденең бағытта жылжиды. Ол қысымның төмен болатын жерлерде шоғырланады. Балқыма температура мен қысым суперкритикалық су фазасының шегінен төмен деңгейге жеткенде, ұшқыш құрауынан айырылады. Сол деңгейде кристалданып, келесі балқыманың сол деңгейге жетуіне кедергі келтіреді, бірақ тұрақты магма қысымы жүктемені жоғары итеріп тұрғанша.
Мигматиттің басқа гипотезалары
Мигматизацияланған балшықты жыныстарда жартылай немесе фракциялық балқытудан бастап, граниттік құрамдағы, ұшпалы және үйлеспейтін элементтерге бай жартылай балқыма пайда болады. Шөгінді тау жыныстарының протолиттерінен туындаған мұндай граниттер S типіндегі граниттер деп аталады, олар әдетте калийлі, кейде леуцит қамтиды және адмелит, гранит және сиенит деп жіктеледі. Олардың вулканизмдегі баламалары – риолит және риодацит. Мигматизацияланған магмалық немесе төменгі қабықша жыныстары балқығанда, ұқсас I типіндегі граниттік балқыма түзеді, бірақ ерекше геохимиялық белгілерімен және әдетте плагиоклаз басым минералдық құрамымен сипатталады, нәтижесінде монзонит, тоналит және гранодиорит құрамындағы жыныстар қалыптасады. Вулканизмдегі баламалары – дацит және трахит. Мафикалық метаморфты жыныстарды төменгі мантиядан басқа жерде балқыту қиын, сондықтан мұндай жыныстарда мигматиттік текстуралар сирек кездеседі. Дегенмен, эклогит және гранулит шамамен мафикалық жыныстар болып табылады.
Этимология
Финн петрологы Якоб Седерхолм бұл терминді алғаш рет 1907 жылы Оңтүстік Финляндиядағы Скандинавия кратонындағы тау жыныстары үшін қолданды. Бұл термин грек тіліндегі μιγμα: мигма сөзінен туындаған, ол «қоспа» немесе «араласқан нәрсе» деген мағынаны білдіреді.