2. Úvod do metamorfních procesů Petrologie G3021 http://www.engr.usask.ca/~reeves/prog/geoe118/images/stress.gif 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 obohacení 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) C:\PETROLOGY\METAMORPHIC ROCKS\jnm-1.jpg • 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 C:\WINDOWS\Desktop\PGS\použité\OBRPOM\tekt\A Circular Wilson Cycle_files\magmagen.jpg C:\WINDOWS\Desktop\PGS\CD650\pdf2\IMAGES\RECENT.JPG Typy metamorfózy – genetické klasifikace barev_obr metamorfní zóny a facie, typy metamorfózy (Fichter www) E:\Chap. 0\seafloor.jpg E:\Chap. 0\subduction.jpg • 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) D:\PC\PDF2\8Html\PETROLOGYmet\met7\Pet19-99MetIntro\img011.jpg C:\David\Skola\met\met\Kinds of Metamorphism_files\phasecontact.gif Typické znaky: ü převládá termická složka nad kinetickou ü v úzkém sepětí s hlubinnými vyvřelinami ü výskyt cordieritu, andalusitu a dalších kontaktních minerálů ü 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) C:\David\Skola\met\met\A Very Simple Metamorphic Classification_files\contact.gif contact_1.tif 0004CF76Crossite ABA78158: contact_2.tif 0004CF76Crossite ABA78158: F:\Foto\NICA2009\prezentace\D016t.jpg F:\Foto\NICA2009\prezentace\D016ag.jpg Fig 21-14 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. Sedimentární břidlice Skvrnitá břidlice Kontaktní břidlice s andalusitem Kontaktní rohovec s andalusitem Skiddaw granit Fig 21-15 1 mm •B) metamorfóza pohřbením •regionální •anorogenní •sedimentární pánve •způsobena tlakem nadloží a hloubkou •teploty do 300°C (granátová zóna) D:\PC\PDF2\8Html\PETROLOGYmet\met7\Pet19-99MetIntro\img010.jpg http://www.gc.maricopa.edu/earthsci/imagearchive/plain_schist_big.jpg Fig 21-11 Regionální metam. pohřbením (Burial Metamorphism) 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. Izogrády 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) C) metamorfóza oceánského dna obr_2_4 •nízké tlaky velký rozsah teplot • •hydrotermální metamorfózy •hlavní činitel hydrotermální fluida • •reakce mezi bazaltem a mořskou vodou Schematický řez středooceanickým hřbetem ( Ernst, 1976 in Spear, 1993) C:\David\Skola\met\met\Kinds of Metamorphism_files\phasehydro.gif D:\PC\PDF2\8Html\PETROLOGYmet\met8\fig3gs1001.jpg 1. • http://t3.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcT6aYCJm5Oun2b6luieUETCAuL43AnlQTrhckp6nOewH7LbMlJd 1. • • •metamorfované horniny jsou výrazně postiženy metasomatickými alteracemi • •odnášeno Ca a Si a roste obsah Mg a Na • •metamorfózou vznikají chloritem bohaté horniny s vysokým obsahem Mg a nízkým Ca D) transformované okraje Faults (a) Malá hloubky - tektonická brekcie (b) Hlouběji - mylonit • na transformních zlomech • kataklastická metamorfóza a mylonitizace • vysoký orientovaný tlak • ± teplota, až tavení - pseudotachylity • LT křehké - kataklazity; • HT plastické - mylonity; C:\WINDOWS\Desktop\PGS\použité\OBRPOM\tekt\A Circular Wilson Cycle_files\platbndsmal.jpg D:\Zal\Zal\PDF2\b8Html\PETROLOGYmet\met8\fig1gs1001.jpg 1. • http://t2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcTSg0YMULd_AskonEVSgrcfC64sBBx4zilV8xZ3zHol5MwAKwM8 1. • http://t1.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRBQLHbs5Cm4WpDpKooWnDCSYJ7YSNKQzzWS5R70SX_M5f6e7zteg 1. • http://t2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQScIpl8InBVHoUiZi258r6dRYk2ClVwHAlHEb1ZPOdkzr-HbHo •E) metamorfóza na subdukčních zónách •vysoký P/T (glaukofan-jadeit) •relativně studené horniny jsou rychle transportovány do velkých hloubek D:\PC\PDF2\8Html\PETROLOGYmet\met7\Pet19-99MetIntro\img013.jpg C:\David\Skola\met\met\Kinds of Metamorphism_files\phaseblue.gif C:\David\Skola\met\met\Kinds of Metamorphism_files\phaseecologite.gif obr_2_5 Schematický řez subdukční zónou a vulkanickým obloukem (Ernst, 1976 in Spear 1993). 1. • http://t2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcTArM--jSfMcF9ujtBVWHxxEDhZnqDojx7RgiPmJE3Gqj0AY3zr 1. • http://t0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQBCVGLDL29h0zPN1IV0M2GGDoE-J_hPZcAAoNdKmD1nYhQJ6N5 barev_obr E:\Chap. 0\seafloor.jpg E:\Chap. 0\subduction.jpg •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 • D:\PC\PDF2\8Html\PETROLOGYmet\met7\Pet19-99MetIntro\img012.jpg C:\David\Skola\met\met\Barrovian metamorphism_files\phasebarrov.gif 1. • http://t2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQkU3tVgczY0B9mxdFkI193eVCqHs1pLp1BSK9UhcONvVvxF8a9 • C:\David\Skola\met\met\A Very Simple Metamorphic Classification2_files\contbarr.gif orogenní metamorfóza orogenyDB 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. často polyfázová (metam. i deform.) vhornina byla postižena dvěma nebo více metamorfními pochody v např. kontaktní metamorfózou po metamorfóze regionální v dvě různě silné regionální metamorfózy v dokazuje se zjištěním reliktů starší metamorfózy, které nejsou v souladu s produkty metamorfózy mladší http://www.springerimages.com/images/imagedetail.gif?id=1-10.1007_0-387-30845-8_219-0&access=false& collection=Geosciences&dt=2011-04-14T09:09:25 http://www.springerimages.com/images/mps/imagedetail201104140909250000.gif?id=1-10.1007_0-387-30845 -8_219-0&access=false&collection=Geosciences meta_controls_tetra.jpg 000A3928Alta HD B746699A: Méně užívané názvy •2. Isofázová metamorfóza •min. složení se při metamorfóze nemění: •některé karbonátové horniny •křemence bez jílovitého tmelu •některé ortoruly • •3. Alofázová metamorfóza •minerální složení se liší od výchozí horniny •vznik metamorfních minerálů 1. Diaftoreza (retrogradní metamorfóza) •polymetamorfóza •poslední metamorfóza vyvolala přeměnu nižšího stupně než metamorfní pochod předchozí Méně užívané názvy •5. Izochemická metamorfóza •chemické složení se nemění •pravděpodobně u hornin metamorfovaných kausticky (vypálením) •u ostatních metamorfovaných hornin je jediným bezpečným kritériem shoda chemizmu s chemizmem nemetamorfovaných hornin, do nichž metamorfována hornina plynule přechází (kontaktní aureola) • •6. Alochemická metamorfóza •chemické složení metamorfované 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. Literatura •Dudek, A. - Fediuk F. - Palivcová M. (1962): Petografické tabulky •Hejtman, B. (1962): Petrografie metamorfovaných hornin •Konopásek, J. – Štípská P. – Klápová H. – Schulmann K . (1998): Metamorfní petrologie •Naprostá většina obrazového materiálu pochází z celé řady internetových stránek věnujících se metamorfní petrologii