Metamorfní procesy
Rekrystalizace
Reakce
Pevná fáze + pevná fáze
Pevná fáze + (fluida -pevná fáze)
Oxidačně-redukční reakce
v

■   \

Vznik metakrystu
V ^ ?ffQfmTCT tó -Mři
i :
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
Glaucophane-lawsonite
schist (blue sc hist)
1
i
pp     c
^.
0/"Pi>('&m 200
- 40
Contact   fac
E 30 »
20 | E
f
400
600
800
1000
E
c
1.2 ■
- 40
1.0 r
£  0.8
í 0.6
a» 0.4
0.2 ■
0.0
	f	
	i	
		
s		
•«.		
		
Ü		
5		
jy		
if .g / <*>		
Burial		Cort** •"***
Sub-sea-floor		
200		400             600 7 (°C)
30
S
-c
Ď.
20 g
"- 10
800            3000
0
JO
lO3
.	
-^	
-T3	
^	
t^-	
-—•	
U	
U	101
•j	
—	
U	
C	
S	
y	
•.	
u	
?í	10°
	'
	
	
	
	•
j	0 '
	■
	
	
101!í
4<n> r . Dolnnutilile
* Quarl/.tic
4ÍKTC Wet quartzite •• 6(Kf Dolomarble
25QŕC Marble - 6ÍXTC Quartziie 800°C • Dolomarble
80trc • Quartzite
40ÍTC * Marble
<WC * Wet quartzite marble
80trC • Marble 100°C • Halite 8CKľC ■ Wet quartzite
0°C ice at
ť = íx  l(T*/s
i
A
10"                     10íu                     I O22
Equivalent viscosity tj (poise)
10"
Magmatické systémy
Na rozdíl od povrchových procesů a vzniku sedimentárních hornin nemůžeme většinou magmatické procesy pozorovat přímo. Pouze ve výjimečných případech extrudujících nexplozivních procesů se na vznik magmatických hornin můžeme podívat blíže.
Magma se obvykle skládá z mobilní směsi suspendovaných pevných částic, taveniny a plynné fáze.
Počet fází závisí na třech intenzivních
proměnných - P, T a X.
Dostatečně vysoká T - homogenní
tavenina.
Obvykle převaha Si a O.
Výjimečně dvě taveniny: karbonátová
a silikátová (nemísitelné).
Atomová struktura
(a)
CRYSTALLINĽ SILICA
LIQUID CaMgSi206
LIQUID SILICA
Role těkavých složek
■  H20, C02, H2, HCl, N2, HF, F2, Cl2, S02, H2S, CO, 02, NH3, S2, He, Ar
■  kritický bod (voda: 21,8 MPa, 371 °C; C02: 7,3 MPa, 31 °C) - fluidní stav
■  těkavá fluida (v hloubkách pod 1 km mizí rozdíl mezi kapalným a plynným stavem): hustota < 2 g/cm3, specifický objem > 0,5 cm3/g
■   tlak fluid
Rozpustnost těkavých složek v silikátových taveninách
Tavenina s rozpuštěnými těkavými složkami =
= tavenina + těkavé složky
Vt+f<Vt + Vf
Meli        ■*-
&
Vo kit ilc reservoirs
H20 + SO-+ CO,
H20
J
2.5
2.0
1.5 -
1.0 -
0.5 -
0
Water-undersaturated melt
- 8
-6
Water-saturated
melt + water
(water oversaturated
magma system)
E
ex 4   <u
4 a
-2
2                          4
Concentration of dissolved water (wt. %)
0
Si-O polymer in anhydrous melt
Water molecule
4-    o
Broken Si-O polymer in hydrous melt
(OH)-
Rozpustnost přibližně
úměrná PH2o0,5 _> mechanismus H20 + O2- = 2 OH-Drasticky snižuje viskozitu
i---------1---------1--------1---------1--------1--------r
Total concentration of dissolved water (wt. %)
Oddělení těkavých látek od taveniny
Při výstupu z pláště nebo kůry se stává magma nasycené těkavými složkami. Jejich nadbytek se odděluje do koexistující fluidní fáze -exoluce, var
původně vodou nenasycené magma se stává přesycené v důsledku klesajícího celkového tlaku krystalizace bezvodých minerálů i za konstantního tlaku - přesycení fluidy -retrográdní, sekundární var; může k němu docházet i při klesající teplotě!
2 -
5
—------------1-------------------r
Water imdersaturated mek
Water
saturated
meh + water
-6
-4
-2
(Water oversaturated magma system)
2                   4                   6
Concentration of water (wt. %)
Oddělení fluidní fáze přispívá k dalšímu chlazení magmatického tělesa; chlazené může být tak rychlé, že vede k „zamrtznutí" systému. Ve fluidní fázi se koncentrují nekompatibilní prvky a ta se hromadí ve svrchní části magmatického krbu (Mt. Pinatubo, Filipíny, červen 1991 -17 megatun S02 do atmosféry; celkem vyvrženo 5-10 km3 materiálu; S pochází ze 40-90 km3 magmatu pod sopkou).
Gas contribution
to atmosphere and hydrosphere
Influence on lobal climate
Rovnováhy krystaly-tavenina v magmatických systémech
Fázové diagramy
Tavení čistých minerálů a polymorfismus
20
b
■ »
I!
■c
16 ľ
12
s
t—r
T------1------1       T       1       I------1^—1------1~—I
Stishovite
/í-Quariy
totalite/    LJQUI
0
400       800     1200   16ÍKí    2000   24(H)   28<K)
T(°CJ
-400
.- 200
- 100
-40 0
Fázové diagramy
Oh

Fázové rovnováhy binárních systémů
1600
Diopside + Anorihite crystals
J_____1_____1_____I_____I_____t_____1_____1_____L
1000
0             20            40            60
CaMgSi20Ŕ                          wt. %
Pákové pravidlo
O
L
"H. o
155 .V
Chladnutí
1520
T(°C) 1274
80           100
CaAUSUOs
í
.TTAn      ,TTDi\
AH   +AH     >■
m               m J
,-,L            An
Cp+AH P            m
C+ c™
Time
Krystal izace
Ideální rovnovážná krystalizace ■     Po celou dobu krystalizace
zachovávána rovnováha mezi
krystaly a taveninou
Ideální frakční krystalizace
Krystaly jsou okamžitě „izolovány" od taveniny:
krystaly jsou odděleny od taveniny v důsledku rozdílné hustoty krystaly s taveninou nereagují v důsledku pomalé rychlosti vzájemné interakce povrchová vrstva je izolována od taveniny další přirůstající vrstvou
Složení reziduálni taveniny
High T		Low T
Fo		Fo + En
Crystalline products
40 MgO (wt. %)
Melt composition
SO
FRACTIONAL CRYSTALLIZATION
	Rn + Cr
£l	En
M	
=	
M	
-	
	Fo
U	
Ü	

Crystalline
products
40
MgO (wt. %} Melt composition
50
Krystalizace reálných bazaltových magmat
900
1000
IIIH)
1200
-   411
Alkali feldspar        Plagioclase
■ i Fe-Ti oxid«
Apatite
'KM!
KKXI
1100
reo
1200
Makaopuhi bazalt
1963 Kilauea, Hawaii - Makaopuhi kráter
Fázové diagramy živcu
KU               100
CaAUS^Og
9
h-
1400
1200
LIQUID
KHK) ^^^^" 0             20
NaA1Si30»
Na+Si4+ = Ca2+AI3+
-t-----------1------------1------------1------------r
40             60             80            100
Wt                             CaAIjSUO«,
Fázové diagramy živců
Ternární systém Kf-Ab-An
1600
1400
1200
o
H 1000 -
800 -
600 -
0
T                1               í	i          r           i           i           i          i
LIQUID	—■—"—"         j<    '
1 atm	•^*^                                         j^
~Ĺ^^<^	^-*""" + Di    1 atm
jt	5 kbar                    / water-saturated   yf
i      i      i	+ Quartz, 5 kbar water-saturated i        i        i        i       i
20
NaAlSi308
40     60 Wt. %
80             100
CaAl2Si20s
Fázové diagramy živců
Ternární systém Kf-Ab-An
Ab
W
CaAKSiiOa
NaAlSip,,
KAISi,Os
Fázové diagramy živců Ternární systém Kf-Ab-Si02
SiO,
Vliv vody
NaAlSi,0
3"8
SiO,
2kbar
waler-saturated
NaAlSi3Oíj
Wt. %
KA1SÍ?0K
Normatíve wt,%
Wl.%
f::::;;:::
KAISi^Os
7 659 granitických hornin
_a______~" — •« »:::rnTTiľ~ t *—i—:—»-------ij—:—i*:—: