1. Úvod do metamorfních procesů 1. Úvod do metamorfních procesů Osnova: • Horniny - odraz geologických procesů • Přeměny při metamorfóze • Hlavní činitelé metamorfózy • Typy metamorfózy • Stavební znaky typické pro jednotlivé typy metamorfóz Horniny - odraz geologických procesů > sedimenty - větrání+eroze - uložení, pohřbení a litifikace > metamorfity - vyšší P a T - rekrystalizace minerálů v pevném stavu > magmatity - tavení hornin v kůře/svr. plášti - krystalizace z taveniny TRENCH VOLCAN1C-MAGMATIC RANGE Weathering and erosion Volatiles and partial melt from subducted ocean plate Horninový cyklus (Hutton 1785, 1795) Deposition in oceans -and on continents ^;/;■'^:ť:-, IGNEOUS !•••.■£*••* > SEDIMENTS SEDIMENTARY ROCKS Heat and pressure METAMORPHIC Melting ROCKS MAGMA hornina - chemické složení, minerály, struktura - odráží horninotvorné procesy T(°C) 600 700 800 hloubka i--------1---------l_ (km) -5 -10 vysoký -15 stupeň n---------r 700 800 T(°C) -20 -25 -30 -35 metamorfóza z řec. slova „metamorphosis" (přeměna) Hranice: diageneze (asi 200 °C) tavení (asi 650 °C- 1100 °C) Schematický PT diagram s vyznačením polí pro různý stupeň metamorfózy (Konopásek et al. 1998). 200 300 500 600 T(°C) 700 800 --------1----------i I----------i----------!~- 100 200 300 400 500 velmi nízký stupeň (200 - 350°C) nízký stupeň (350 - 550°C) střední stupeň (550 - 650°C) vysoký stupeň (nad 650°C) ~i----------1-----------1" 600 700 800 T(°C) hloubka ,(km) -5 -10 -15 -20 -25 -30 -35 METAMORFÓZA ___ r • METAMORFÓZA neboli přeměna hornin je proces kdy v horninách (sedimentárních, vy vřelých či již přeměněných) dochází ke změnám v důsledku změny fyzikálních podmínek - zejména teploty a tlaku. ___ r • METAMORFÓZA je proces, při kterém dochází k přizpůsobování již existujících hornin novým fyzikálně-chemickým podmínkám prostředí. ___ r • METAMORFÓZA je odlišná od zvetrávaní a diageneze. ___ r • Na rozdíl od těchto procesů METAMORFÓZA probíhá metamorfóza v odlišných fyzikálně-chemických podmínkách, daných nejčastěji vyšší teplotou a tlakem. • Od magmatických procesuje odlišná tím, že horninový materiál zůstává v průběhu metamorfózy v pevném stavu (hornina se nezmění na taveninu). Avšak může docházet k parciálnímu tavení. • Při metamorfóze horniny vznikají nové, metamorfní minerály. Tento proces se nazývá blastéza. w ^ \ \*L v The IUGS-SCMR has proposed the following definition of metamorphism: "Metamorphism is a subsolidus process leading to changes in mineralogy and/or texture (for example grain size) and often in chemical composition in a rock. These changes are due to physical and/or chemical conditions that differ from those normally occurring at the surface of planets and in zones of cementation and diagenesis below this surface. They may coexist with partial melting." Přeměny při metamorfóze minerály a horniny jsou stabilní jen za podmínek za nichž vznikly změna podmínek- přeměna horniny ^ krystalizace nových minerálů (chemické reakce - fázové změny) ^ změny v chemismu ^ texturní změny (velikost zrna, deformace) TERMODYNAMICKÉ POTENCIÁLY (P,T,Pf) MECHANICKÉ POTENCIÁLY (O) Metamorfované horniny na povrchu země mají metastabilní minerální asociace. ^ krvstalizace nových minerálů * fázové změny - chemické reakce prográdní (dehydratační) - t T: probíhají snadno a vesměs kompletně (s rostoucí teplotou roste rychlost reakcí), často uvolňují vodu - dehydratační retrograd n í (hydratační) - i T: A málokdy proběhnou úplně, často konzumují vodu -yt hydratační (tam kde není fluidní fáze přítomna nemusí proběhnout vůbec - metastabilní asociace). protolit (původní hornina před metamorfózou) minerální asociace (minerály vznikly společně) minerální parageneze (vyskytují se v hornině společně ale vznikly v různých obdobích met.) Qtz V Přeměny při metamorfóze ^ texturní (strukturní) změny (změna velikosti zrna, deformace, změny uspořádání minerálů /makro - mikro/) Důležité pojmy foliace (schistosity) — plošný strukturní prvek lineace — lineární strukturní prvek textura, struktura, stavba Přeměny při metamorfóze texturní (strukturní) změny změna velikosti zrna, deformace, změny uspořádání minerálů y^m ».färM wy ■ E í VÍ*? . ■ * .1 J, * I V: i' A**.. Přeměny ^ změny v chemismu -isochemická metamorfóza -metasomatóza skarn ■* natavení (anatexe) - magmatické horniny migmatit při metamorfóze Hlavní činitelé A) teplota geotermální gradient (gg) • nárůst T na 1 km hloubky • obv. 15-30 °C/km • max. 60 °C/km geoterma • indikuje dT s hloubko • může mít v různých částech kůry odlišný průněh Odhadovaný rozsah oceánské a kontinentální geotermy After Sclater et al. (1980), Earth. Rev. Geophys. Space Sei., 18, 269-311. metamorfózy 10 20 30 40 -C Q. g 50 60 70 eo- 90 100 200 —I— Temperature (°C) 400 600 800 1000 —I— Oceanic Crust Continental Crust 1200 —1----- Upper Mantle 0.5 1.0 CO o_ O 2? 8 2.0 2.5 3.0 200 400 600 800 1000 1200 Hlavní činitelé metamorfózy A) teplota zdroje tepla • tok tepla ze zemského pláště • teplo uvolněné při radioaktivním rozpadu v kůře (U, Th) • teplo přinesené magmatickými horninami • exotermní metamorfní reakce (řada hydratačních reakcí) Variace povrchového tepelného toku měřeného v různých částech Země (a) ve vztahu k deskové tektonice (b). Podle Yardley (1989) Přenos tepla: a) kondukce - tepelná energie je transporto vána j ako kinetická energie z jednoho atomu na další, bez pohybu geologických těles b) konvexe - tepelná energie je transporto vána pohybem teplejších geologických těles (i fluid) do studenej ších částí systému c) advekce - pohyb určitého bodu v hornině přes tepelný gradient velmi nízký ^t^ &tepelný taUf 4 velmi vysoký tepelný tok ŕ* '<5> hládnoucí oceánska ^a w nízký § 1 -"""" ^"tepelný tok ^1 stará 31 oceánská kůra Rozdíly tepelného toku v různých geotektonických kontextech (Konopásek et al. 1998) Hlavní činitelé metamorfózy B) tlak 1) litostatický tlak (confining pressure, všesměrný) P = pgh p- hustota hornin nadložního sloupce (granity 2,7, bazalty 3,0, peridotit 3,3 gcnrr3,) g - tíhové zrychlení (9,8 ms-2) h - hloubka tj. nárůst s hloubkou cca 1 kbar/3 km používané jednotky: 1 bar= 105 Pa = 0,1 MPa 1 kbar = 0.1 GPa mocnosti zemské kůry v km: oceanická - 5-10 kontinentálni kratony - 35-40 kontinentálni orogenní oblasti - 70-80 Hlavní činitelé metamorfózy B) tlak 2) orientovaný tlak (stress) > neovlivňuje fázové rovnováhy > vznik orientované stavby v horninách C) fluida H20, C02, 02, H2, F2, N2, CH4 a S > součást minerálů (slídy, amfiboly, karbonáty, sulfidy) > v pórech mezi jednotlivými zrny, popř. v inkluzích prográdní met. - uvolňovány (dekarbonizace, dehydratace) > ovlivňují fázové rovnováhy > přenášejí teplo > způsobují přenos hmoty a mohou měnit izotopické i chemické složení horniny Základní termíny používané pro popis metamorfózy > metamorfní stupeň (grade) - intenzita metamorfózy (T) - vysoký, nízký > metamorfní zóna - oblast výskytu indexového minerálu > metamorfní izográda - hranice metamorfní zóny > metamorfní facie - charakteristická minerální asociace (rozmezí P a T, chemické rovnováhy) > metamorfní P-T dráha - vývoj hornin v poli P-T metamorfní zóny a izogrády > metamorfní zóna - oblast výskytu IM > metamorfní izográda - hranice MZ metamorfní facie 18 I I I m \ I I I I 10 14 £ Jl metamorfní _ 12 ■§ i / PT dráha [i CO -Q An § ěa AéfE ^ ' j*: 10 Q_ \/ / _ 8 - s/ /is? ^ 6 / / *- m M ~^> 4 v im / «And \ Jr 2 -MZsoWteW Js'W^ jf °( • i i/ i l i i i\ i i ) 200 400 600 800 1000 T°C Metamorfní izográda non-pelitic lithologies isograd O CHL - MS - AB - QZ D BIO - CHL - MS - AB -A GT - BIO - CHL - MS - QZ AB - QZ Typy metamorfózy - genetické klasifikace 1) klasifikace podle převládajícího činitele termální met. (T) - různá měřítka dynamická met. (orientovaný tlak) - lokální, text. změny dynamicko-termální met. 2) klasifikace podle geologické pozice a) regionální met - velké oblasti, L-HT/MP I) orogenní metamorfóza horská pásma, konvergentní hranice desek, vznikají horniny s foliací II) metamorfóza pohřbením anorogenní, tlakem nadloží, sed. pánve III) metamorfóza oceánského dna horká hydrotermální fluida, diverg. r., metasomatóza nabohacení Mg-Na, ochuzení Ca-Si Typy metamorfózy - genetické klasifikace 2) klasifikace podle geologické pozice b) lokální metamorfóza - omezený rozsah I) kontaktní aureoly (HT/LP) II) regionální kontaktní met. (mnohačetné intruze) III) kataklastická metamorfóza mylonitizace orientovaný tlak, vysoká rychlost deformace pseudotachylity, kataklazity, mylonity, fylonity IV) šoková met. - impaktní krátery (coesit, stishovit, suevity) V) hydrotermální metamorfóza (horká fluida, LT/LP) 3) Klasifikace v kontextu deskové tektoniky uvnitř bloků - kontaktní metamorfóza, metamorfóza pohřbením, regionální metamorfóza na bázi kůry divergentní okraje - metamorfóza oceánského dna a kontaktní metamorfóza konvergentní okraje - orogenní (regionální) metamorfóza, kontaktní metamorfóza, kataklastická metamorfóza transformované okraje - kataklastická metamorfóza Divalent Plate Boundary Convergent?* Pbte '"<# Boundary volcank mapma seneratEon by fractional melting Typy metamorfózy - genetické klasifikace in XI °- 8 9 37 10 Metamorphic Zones and Facies Temperature in Centigrade 400 TOLCANiC-MAGfWIC metamorfní zóny a facie, typy metamorfózy (Fichter www) A) kontaktní metamorfóza • tepelné působení těles vyvřelých hornin účinky rychle klesají se vzdáleností od plutonu • rozsah obvykle max. několik km nízký P/T (andalusit-sillimanit) Typické znaky: S převládá termická složka nad kinetickou S v úzkém sepětí s hlubinnými vyvřelinami S výskyt cordieritu, andalusitu a dalších kontaktních minerálů S foliace jen málo zvlněná, lineace chybí nebo je nevýrazná kaustická metamorfóza: hornina byla v těsném styku s efuzivní vyvřelinou, svým vzhledem připomíná keramické výrobky (vzdálenost od povrchu počítá v desítkách metrů) ií 5» p*^---------------------------*~ N temp \ \ \ i Ti Y \ \ V ,^ ^ 'Vt; V ' Ti METASQMATIC aurOLE CONGLOMERATE n .. n— o__o $HA.LE-" ■"■—-■£-■"'HDHNFELS 'tt ~J_ L1ME5TOME l>>. MARBLE v^ ŮKůftri ' TJ T '-l I I SANDSTONE ".QUARTZiIE > ~~o------B— CONGLOMERATE —Z____a_______£J DECKEA5IM3 HEAT The aureole around the Skiddaw granite was sub-divided into three zones, principally on the basis of textures: Unaltered slates Outer zone of spotted slates Middle zone of andalusite slates Inner zone of hornfels Skiddaw granite andalusite cordierite ------- Outer limit of melarnorphism Intermediate zone 1-------1 of hornfels slate '■ ■■ ■''.■'■■'' • '■■ ■ ■ . . . ' ■. "- ■ ■ . . '. WĚÍ. ŕ?jk 1 Innermost zone 1-------1 of crystalline hornfels cv' ^ŕ^^^-Ä^^ví;^ ['•':':-.] Skiddaw Granite ] Skiddaw Slates Other country rocks 1 km \~^~- „'"■_ ' ' -\ K-í,' * \ "\ "\ N ^""^^ \ y ŕ^^ i -""* L——-~—s^~^ ! Skiddaw J í * í / V_7o/ /O \ Mosedaie^ i j ŕ y Sad • / dleback i N \ ^--y y -..—-- fine-grained alteration product of cordierite 1 mm Geologic Map and cross-section of the area around the Skiddaw granite, Lake District, UK. After Eastwood et al (1968). Geology of the Country around Cockermouth and Caldbeck. Explanation accompanying the 1 -inch Geological Sheet 23, New Series. Institute of Geological Sciences. London. B) metamorfóza pohřbením regionální anorogenní sedimentární pánve způsobena tlakem nadloží a hloubkou teploty do 300°C (granátová zóna) Regionální metám, pohřbením (Burial Metamorphism) Isogrady mapované od nejnižšího stupně: 1) Zeolity 2) Prehnit-Pumpellyit 3) Pumpellyit (-aktinolit) 4) Chlorit (-klinozoisit) 5) Biotit 6) Almandin (granát) 7) Oligoklas (albit v nízkém met. stupni a směrem do vyšší met. roste obsah Ca) Metannorphic zones ] Pumpetlyite | Chlorite | Biotite B Gamet Oligoclase Metamorphic zones of the Haast Group (along section X Y in Figure 21-10). After Cooper and Lovering (1970) Contrib. Mineral. Petrol., 27, 11-24. C) metamorfóza oceánského dna • nízké tlaky velký rozsah teplot • hydrotermální metamorfózy (hlavní činitel horká hydrotermální fluida) • reakce mezi bazaltem a mořskou vodou • metamorfované horniny j sou výrazně postiženy metasomatickými alteracemi (je odnášeno Ca a Si a roste obsah Mg a Na) • chloritem bohaté horniny s vysokým obsahem Mg a nízkým Ca Schematický řez středooceanickým hřbetem (Ernst, 1976 in Spear, 1993) oceanic ridge sediments basalt heeted dikes ^gabbros A. oceanic ridge greenschisU zeo1'^ »2 sediments basalt heeted dikes gabbros rv\ \asthenosphere/ + \ \ \ Y\ V >> T-n m p * r n i ■t%míL>± _ ■C «i n-tig rjdi Hot water rises, reacts with rock. Cold water sinks into crust. D) transformované okraje • na transformních zlomech • kataklastická metamorfóza a mylonitizace • vysoký orientovaný tlak • ± teplota, až tavení - pseudotachylity • LT křehké - kataklazity; • HT plastické - mylonity; (a) Malá hloubky - tektonická brekcie (b) Hlouběji - mylonit Fig. 08.24 Shear zone Broken-Lip rock (fault breccia) Ňonmetamorphlc (rock breaks) Metamorphic (rock shears like soft plastic) Mylonite forms Fig 1 Model for dynamic meiamorphism in ľaulis (a), producing mylonile (b) and lauli breccia (c) W. W. Norton e* E) metamorfóza na subdukcních zónach i vysoký P/T (glaukofan-jadeit) relativně studené horniny jsou rychle transportovány = do velkých hloubek = * Í.7 1 T 2 18.E5 £ 6 I 7 ŕ B Schematický řez subdukčni zónou a vulkanickým obloukem (Ernst, 1976 in Spear 1993). greenschist + + + + + + + + + + + + + + + + + ■? %*y |"J5!nu,l!!e> ^55* +asthenosphere + + +> + + + + + + + + + \0 km 50 + + + + + + + + + Met amorphic Zones and Facies VOLCANIC-MAGMATIC RANGE F) orogenní (regionální) metamorfóza - orogenní pásma (kontinentální kolize) - některé horniny se dostanou do vysokých PT podmínek - střední poměr P/T - MP/LT-HT - Chl-Bt-Grt-St-Ky-Sill - série kyanit-sillimanit - střední poměr P/T T*p»*r*tun In Ctntlflrid* *» * "» ďa^nto ■3-s. J i>\ wN \y^ \ Barrovian rnetamorphism due to the intrusion of igneous batholiths. Barrovian metamorphism due to burial under edge of over riding continent orogenní metamorfóza často polyfázová (metám, i deform.) ♦♦♦ polymetamorfóza: hornina byla postižena dvěma nebo více metamorfními pochody (např. kontaktní metamorfózou po metamorfóze regionální, dvěma různě silnými regionálně metamorfními pochody apod.) ♦ dokazuje se zjištěním reliktů starší metamorfózy, které nejsou v souladu s produkty metamorfózy mladší Zjednodušený model vývoje aktivního kontinentálního okraje, Dewey a Bird (1970) J. Geophys. Res., 75, 2625-2647; and Miyashiro et al. (1979) Orogeny. John Wiley & Sons. 73 �1466118 Další méně užívané názvy • Diaftoreza (retrogradní metamorfóza) - odrůda polymetamorfózy, kdy poslední metamorfní pochod vyvolal přeměnu nižšího stupně než metamorfní pochod předchozí. • Isofázová metamorfóza - minerální složení horniny se při metamorfóze nemění; uplatňuje se hlavně v některých karbonátových horninách, v křemencích bez jílovitého tmelu a v některých ortorulách. • Alofázová metamorfóza - minerální složení metamorfitů je jiné než složení výchozí horniny; prokazuje ji mj. vznik všech typicky metamorfních minerálů. • Izochemická metamorfóza - chemické složení zůstává metamorfními pochody nezměněno lze ji pokládat za pravděpodobnou u hornin metamorfováných kausticky (vypálením). U ostatních metamorfo váných hornin je jediným bezpečným kritériem shoda chemismu s chemismem nemetamorfovaných hornin, do nichž metamorfována hornina ubýváním metamorfózy plynule přechází. • Alochemická metamorfóza - chemické složení metamorfo váné horniny je jiné než horniny výchozí. Důležitým kritériem je pozorování terénních vztahů, např. změny chemismu zřetelně závislé na vzdálenosti od kontaktu s vyvřelým tělesem apod. Stavební znaky hornin typické pro jednotlivé typy metamorfóz 1) Dynamická metamorfóza Stavby svázané s působením orientovaného tlaku Uniform (Hydrostatic) Stress v r S ■ľ 5 Maximum Stre-s-s íl Differential Stress VSESMERNY A ORIENTOVANÝ TLAK KRITERIA PRO ROZPOZNANÍ TLAKOVÝCH ÚČINKŮ AŽ MYLONITIZACE • 1. Tlakové postižení se nejnápadněji projevuje na minerálech v tomto pořadí: karbonáty (dvojčatění karbonátů), křemen (undulosní zhášení křemene, anomální dvojosost), slídy (ohnutí slídových lupínků, vznik dvojčatění ve slídách), živce (undulosní zhášení živců, ohnutí lamel, vznik nepravidelného, anomálního lamelování, dislokované lamely). • 2. Porušení tvaru původních zrn, porušení původních struktur a textur, deformace valounů, mandlí, fósilií atd. • 3. Popraskání minerálních zrn, pukliny probíhají několika zrny, vznik systémů paralelních trhlinek, granulace zrn (rozpad původně větších zrn na větší počet zrnek drobných), vznik kataklastické, maltovité, porfyroklastické až mylonitické struktury, v extrémních případech až vznik pseudotachylitů (velmi jemná drť připomínající sklo), vznik sekundárně proudovité textury zejména rozvlečením slídových minerálů do paralelních pruhů. Orientovaný tlak na U lit rďt P ret rred O rfc t tttto i Mjjilnlln Gueií. D 11C Utk'i Indikátory působení orientovaného tlaku nJ^w^ transport / into volume transport out of volume 1) Stylolity: vznikají v důsledku tlakového rozpouštění horniny. Část horniny je odnesena v roztoku a na místě zůstává jen nerozpustný zbytek • 2) Krenulační kliváž: Vzniká v jemne zvrásnených (krenulovaných) horninách redistribucí fylosilikátů do ramen drobných vrásek a světlých minerálů do zámků těchto vrásek 3) Tlakové dvojčatění: V důsledku tlaku dojde k potočení částí mřížky původně jednoduchého krystalu a vzniku dvojčete. 4)Tlakové rozpouštění: Na kontaktu mezi zrny dochází k rozpouštění (a), rozpuštěný materiál se ukládá v místech nižšího tlaku (b). Tento proces je možné pozorovat již v podmínkách diageneze např. na klastech křemene (c) velikost zrna je asi 0,5mm. Vtisky na valounech vzniklé v důsledku dia na styku valounu (eocenní slepence). Indikátory směru pohybu na střižných zónách • 1) SC-stavby: vznikají kombinací ploch foliace a střižných ploch S-C fabric: Note the crystallization of white mica along the S2 direction. 2) Asymetrické tlakové stíny: kolem porfyroklastu živce v mylonitizovaném granitu. Mäca fish: Sheared porphyroblasts of biotite in a quartz mica schist. Note the presence of tourmaline crystals (Tm), and the pressure fringes of quartz around the biotite porphyro blast. juts- ■ I ■— ¥ ..X &i.!:£šm ítt ■ ŕ ■ -. ...-.■■,■ ■J^-- ■ ;V - ŕ. . ■■ ■' . fť :^ji ^■V^v""--"^' asr víU -V. ,--. ^l'~ -■ J 3) Budiny granodioritu na střižné zóně. y J" F _^_ -■■■■■ i-t-Vj^t-- •^V»-**-- ■ ÍLU* rV »/K ■t-""- Budína dolomitu ve vápenci ukazuje kontrastní chování mezi duktilně deformovaným vápencem a dolomitem. 4) Rotované porfyroblasty Helicitic texture defined by garnet porphy rob lasts overgrowing the original foliation defined by omphacite inclusions (green). Plane polarized light. Mylonitizace Střižná zóna v rule dominant brittle fracturing dominant ductile deformation incohesive brittle fault rocks cohesive __ brittle fault rocks j^s. my Ion i te u nde formed parent rock (phenocryst granite) striped gneiss brittle fault with cohesive cataclasite brittle fault with pseudotachylyte narrow ductile shear zone with mylonite wide ductile shear zone with striped gneiss Vývoj struktur na střižné zóně s hloubkou od křehké deformace po páskovanou rulu ,•■-,■.. ,fe p& A ■ié -Tfc .. ■ ..f..^ffln4niKQc ask v ;._; l7 &•>■ h Wjt ^CJ5I ^n' '^\! Hf^ ■ MrHDL'ü Í^Sí-n ÍSťf&Wh 1 -i*-,- JtTy^L ■ í*'*; Jfm ' 7Vi7 > ► " . . KFE&^Bä^íVfo3^*^^ ■V'3s * Vv3 ■" "r""rA" ' ■ " ^ ' SřSTOB&Sv^' S^ŕí^^S? • hüir ■ .■ \S í Síi-íŕoí1'^ * sEfiSH^^rPtA ■ "^ ^ ■ rV-J! CTiw* ■'Effíŕ1 v!-_í i" kS "ffi tíwju, mylonitová zóny Minerál který nebyl postižen deformací zháší na celé ploše zrna současně. 0.1 mm Deformace se začíná proj e vo vat unduló sním zhášením a při pokračování deformace se původně jednolité zrno rozdělí na několik subzrn. -:£. m - *. : . Při drcení se nejdříve drtí okraje zrn a vyniká z nich jemnější matrix, která obklopuje větší porfyroklasty. * - V průběhu další deformace jsou zrna dále drcena a v hornině vzniká velké množství drobných zrn v nichž se občas vyskytnou porfyroklasty. 2) Stavby typické metamorfózu (ter \ \ \ v ■-. y y f / / / jyyysysssj ...<■. \ \ \ \ <■.•■. ^ <■. \ \ <■. jL ■ f s ssyysssssssyl ''!?•. \ \ \ \ \ ■•.-•. -m. ■•. \ \ \ f- -If /ŕjyyŕ/ŕŕŕfjy\ jyyssss/sj jyysssssj Jyf}J}}}& \ \ \ \ v ■-. ^. j y y f s f. .'/ ^ .1- ■ *■ ■ J ' ' ■i yt 7 ■-.-> &....._*A Contact Aureole Onawa Pluton, Maine .................. y y —"- Cůntact - - Isugrad Granodlcrlte ■ ■'■■:-:\ Pií hcrntelfi faáes Hb hornws raci* s Slat* AHr ŕWfŕtfiek 09$$) $, fifowt, 1$BQ) pro kontaktní mální met.) Typické pro okolí magmatických těles (malý rozsah, nízký-P) nízký vliv směrného tlaku (rekrystalizace je převážně statická) časté granoblastické polygonálni struktury časté reliktní struktury KRITÉRIA PRO ROZPOZNÁNÍ KONTAKTNÍ METAMORFÓZY • 1. Přítomnost typicky kontaktně metamorfných minerálů: cordieritu, andalusitu (chiastolitu), wollastonitu, korundu, granát, diopsid, vesuvian, skapolit, hypersten, sillimanit. • 2. Vznik masivních textur, potlačení původní foliace (vrstevnatosti nebo břidličnatosti), částečné natavení horniny, oxydace a s ní spojené barevné změny. • 3. Vznik skvrnité, plodové, snopkové apod. textury. Zhrubnutí zrna. • 4. Terénní vztahy — závislost výskytu na blízkosti vyvřelého tělesa a přibývání intensity změn směrem k vyvřelině, injekce magmatu. Facies Series: bow Pnessune, High Temperature CONTACT METAMORPHISM 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 Temperature (°C) After YardSey (1989) Kontaktní metamorfóza probíhá za velmi nízkých tlaků a je způsobena teplem magmatu na povrchu nebo těsně pod ním. Zeolitová facie-reliktní struktura Kontaktně metamorfovaný dolerit (hmbozrnný bazalt): změnila se minerální asociace ale zůstaly zachovány relikty původní ofitické struktury. Albit-epidotické Chlorite Sphene Plagioclase Actinolite rohovec > Původní minerály rekrystalují mění se jejich chemizmus i tvar a vznikají nové minerální fáze. Amfíbolické Hornblende Fe-Ti oxide Plagioclase 0.5mm i_____________________i rohovce • Nové minerální fáze a struktura typická pro kontaktní rohovce (polygonálni). Cordierite Muscovite Andalusite Cordierite Quartz Sillimanite Quartz s Quartz Progressive thermal metamorphism of slate. From Best (1982). Igneous and Metamorphic Petrology. W. H. Freeman. San Francisco. 3) Stavby hornin typické pro regionální metamorfózu - dynamicko-termální metamorfóza - vázaná na orogenezi - metamorfovaná hornina je často výsledkem několika deformačních a metamorfních událostí - Délka trvání regionální metamorfózy se počítá na desítky miliónů let zatímco kontaktní metamorfóza 10000 let. 20 mGtainorphic ŕaciGS oommon ragional metamorphic conditions-more unus-ual regional metamorph c conditiona Q_ 10 0 0 eclogite feci es low-gi fGcies 500 T°C 1000 • Stavební změny v metapelitech s nárůstem metamorfózy Rula r----------------------------:----------------------------- { Facies Series: Med Pressure, H igh Temp Kyaiitie —Sillimanite type BARROVIAN FACIES SERIES }/s/J---------'--------^— Původní hornina složená z úlomků minerálů a hornin. Progresivní syntektonická metamorfóza droby (Best (1982). Igneous and Metamorphic Petrology. W. H. Freeman. San Francisco). Quartz fr Slip surfaces Zeolitová facie 1) jílové minerály rekrystalují 2)klastyjsou deformovány 3) vzniká kliváž Progresivní syntektonická metamorfóza droby (Best (1982). Igneous and Metamorphic Petrology. W. H. Freeman. San Francisco). Facie zelených břidlic l)rekrystalizace 2) vznik nových minerálů Progresivní syntektonická metamorfóza droby (Best (1982). Igneous and Metamorphic Petrology. W. H. Freeman. San Francisco). Quartz + albite \ ^J3ť Chlorite -r?\ ' Ť-Í^yíi-, Epidote j*& v.„ - -&* •*■' tópflí ^ ^ '^'"ä'_. ^\_,N_ >rD- :^ fe. ■^-- 3*~ .*?- JBi**} %€^^Scí 3^: zä^ám -f s- Amfibolitová facie l)rekrystalizace 2) vznik nových minerálů Progresivní syntektonická metamorfóza droby (Best (1982). Igneous and Metamorphic Petrology. W. H. Freeman. San Francisco). Quartz Muscovite Oligoclase Garnet Základní termíny používané pro popis hornin v terénu > metamorfní stupeň (grade) -intenzita metamorfózy (T) - vysoký, nízký > metamorfní zóna - oblast výskytu indexového minerálu > metamorfní izográda - hranice metamorfní zóny > metamorfní facie - charakteristická minerální asociace (rozmezí P a T, chemické rovnováhy) > metamorfní P-T dráha - vývoj hornin v poli P-T Kontaktná aureola (oblasť vystupovania kontaktne meta montovaných hornín okolo granitovej intrúzie) Literatura Dudek, A. - Fediuk F. - Palivcová M. (1962): Petografické tabulky • Hejtman, B. (1962): Petrografie metamorfováných hornin Konopásek, J. - Stípská P. - Klápová H. - Schulmann K . (1998): Metamorfní petrologie Naprostá většina obrazového materiálu pochází z celé řady internetových stránek věnujících se metamorfní petrologii