3. Metamorfóza a metamorfní facie Osnova: Metamorfní zóny, indexové minerály izogrády

3. Metamorfóza a metamorfní facie

• Osnova:

• Metamorfní zóny, indexové minerály izogrády

• Metamorfní facie

• Geotektonická pozice metamorfózy

Diagnostické minerály

• Diagnostické minerály

• přítomnost některých minerálů, jak v podstatném tak akcesorickém množství nám může indikovat určité metamorfní podmínky nebo specifické chemické složení

• jejich použití v názvu horniny nám může rychle poskytnout důležitou informaci

• například staurolitický svor dosáhl teplotních podmínek nejméně 550 °C

• termín metamorfní zóna byl zaveden Barrowem (1893) v metapelitech oblasti Dalradian ve Skotsku

• podle zvyšujícího metamorfního stupně vstupují další (indexový) minerál:

• chlorit – biotit – granát – staurolit – kyanit – sillimanit

• střednětlaká metamorfóza

• později byla zjištěna v oblasti Buchan ve Skotsku jiná posloupnost minerálů:

• biotit – cordierit – andalusit – sillimanit

• nízkotlaká metamorfóza

• Eskola (1915) odvodil koncept metamorfních facií (bazické horniny):

• 1) Metamorfní facie zahrnuje horniny, které byly metamorfovány za stejných podmínek.

• 2) Jestliže horniny stejného chemického složení jsou tvořeny stejnými minerály, pak náleží jedné facii.

• 3) Podmínkou je aby hornina byla v rovnováze s metamorfními podmínkami (retrográdní met.).

George Barrow (1893, 1912): Scottish Highlands, mapoval první výskyty porfyroblastů minerálů v metapelitech jako zóny: chlorite, biotite, garnet, staurolite, kyanite, sillimanite.

• George Barrow (1893, 1912): Scottish Highlands, mapoval první výskyty porfyroblastů minerálů v metapelitech jako zóny: chlorite, biotite, garnet, staurolite, kyanite, sillimanite.

• U. Grubenmann (1911) Die Kristallinen Schiefer:

• epizona – mělké pohřbení, (zelené břidlice)

• mesozona – střední hloubka pohřbení, (amfibolity)

• katazona – hluboké pohřbení, (granulity)

• Cecil E. Tilley (1925): definoval zóny indexových minerálů jako izogrády (tedy linie o stejné teplotě)

chlorit

• chlorit

• biotit

• granát

• staurolit

• kyanit

• sillimanit

Chlorite zone. Pelitic rocks are slates or phyllites and typically contain chlorite, muscovite, quartz and albite

• Chlorite zone. Pelitic rocks are slates or phyllites and typically contain chlorite, muscovite, quartz and albite
• Biotite zone. Slates give way to phyllites and schists, with biotite, chlorite, muscovite, quartz, and albite
• Garnet zone. Schists with conspicuous red almandine garnet, usually with biotite, chlorite, muscovite, quartz, and albite or oligoclase
• Staurolite zone. Schists with staurolite, biotite, muscovite, quartz, garnet, and plagioclase. Some chlorite may persist
• Kyanite zone. Schists with kyanite, biotite, muscovite, quartz, plagioclase, and usually garnet and staurolite
• Sillimanite zone. Schists and gneisses with sillimanite, biotite, muscovite, quartz, plagioclase, garnet, and perhaps staurolite. Some kyanite may also be present (although kyanite and sillimanite are both polymorphs of Al2SiO5)

• Pentii Eskola (1914, 1915) horniny o podobném chemickém složení v okolí Osla a Orijärvi mají odlišné minerální asociace

• Reakce:

• 2 KMg3AlSi3O10(OH)2 + 6 KAl2AlSi3O10(OH)2 + 15 SiO2

• Bi Mu Q

• = 3 Mg2Al4Si5O18 + 8 KAlSi3O8 + 8 H2O

• Crd Ksp

• Oslo: Ksp + Cord

• Orijärvi: Bi + Mu

Metamorfní facie

• Definice: Je to soubor metamorfních minerálních asociací, opakujících se v prostoru a čase tak, že existuje konstantní a proto předpověditelný vztah mezi mineralogickým složením, chemickým složením horniny a stupněm metamorfózy.

• Metamorfní facie byly definovány na metabazitech.

• Typy metamorfních facií: 1)zeolitová, 2) prehnit-pumpellyitová, 3) modrých břidlic – glaukofan, 4) eklogitová - granát + omfacit, 5) zelených břidlic - chlority, aktinolit, 6) epidot-amfibolitová, 7) amfibolitová, 8) granulitová - ortopyroxen

• Miyashiro (1961) různé sekvence metamorfních facií v různých tekt. prostředích:

• 1. Contact Facies Series (very low-P)

• 2. Buchan or Abukuma Facies Series (low-P regional)

• 3. Barrovian Facies Series (medium-P regional)

• 4. Sanbagawa Facies Series (high-P, moderate-T)

• 5. Franciscan Facies Series (high-P, low T)

2) Vlastnosti okolních hornin

• 2) Vlastnosti okolních hornin

• složeni

• hloubka a metamorfní gradient

• permeabilita (vodivost hornin)

1) Kontaktní metamorfóza probíhá za velmi nízkých tlaků a je způsobena teplem magmatu na povrchu nebo těsně pod ním.

• 1) Kontaktní metamorfóza probíhá za velmi nízkých tlaků a je způsobena teplem magmatu na povrchu nebo těsně pod ním.

Subdukce

• Subdukce

Metamorfóza vysokotlaká

• Metamorfóza vysokotlaká

• Vysoký P/T (glaukofan-jadeit)

• Ryoke Belt (na straně ke kontinentu)

• Dominantní metapelity metamorfované až do sillimanitové zóny.

• Vysoko až středně-teplotní a nízkotlaká met. (HPMT)

• Hojné granitické intruze.

4) Metamorfóza typu Sambagwa je známa ze subdukčních zón.

• 4) Metamorfóza typu Sambagwa je známa ze subdukčních zón.

5) Franciská metamorfóza jde o vysokotlakou metamorfózu typickou pro subdukční zóny

• 5) Franciská metamorfóza jde o vysokotlakou metamorfózu typickou pro subdukční zóny

Kontinentální kolize (Himaláje)

3) Barrovienská metamorfóza je střednětlaká regionální metamorfóza k níž dochází během kontinentální kolize.

• 3) Barrovienská metamorfóza je střednětlaká regionální metamorfóza k níž dochází během kontinentální kolize.

Regionální - orogenní pásma

• Regionální - orogenní pásma

• MP/LT-HT barrovienská metamorfóza

• Chl-Bt-Grt-St-Ky-Sill

• série kyanit-sillimanit, střední poměr P/T

• sed. břidlice  břidlice  fylit  svor  rula