3. Úvod do metamorfních procesů Petrologie G3021 http://www.engr.usask.ca/~reeves/prog/geoe118/images/stress.gif Stavební znaky hornin typické pro jednotlivé typy metamorfóz 1)Dynamická metamorfóza Stavby svázané s působením orientovaného tlaku •VŠESMĚRNÝ A ORIENTOVANÝ TLAK C:\DAVID\prednas\petrogr\OBR\Metamorphic Textures_soubory\diffstress.gif •Obr. Deformovaný konglomerát C:\DAVID\prednas\petrogr\strukt\textur\flatening.gif C:\DAVID\prednas\petrogr\strukt\textur\preforient.gif Orientovaný tlak C:\WINDOWS\Desktop\PGS\CD650\OBRPOM\obr\Fold relationships2_files\32conglom.jpg •1. Tlakové postižení se 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). CALCITE.GIF Tlakové dvojčatění: V důsledku tlaku dojde k potočení částí mřížky původně jednoduchého krystalu a vzniku dvojčete. 1. • http://t2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcT4yrLI5CDwZnvCN0nFlFv0bCVMwxQ6b9Cr0ZRyhSgNRvwp20VJ2g Undulosní zhášení křemene •2. Porušení tvaru původních zrn, porušení původních struktur a textur, deformace valounů, mandlí, fosilií atd. Deformované valouny v metakonglomerátu (Mongolsko) •3. Drcení minerálních zrn: •pukliny probíhají několika zrny, •vznik systémů paralelních trhlinek, •granulace zrn (rozpad původně větších zrn na větší počet zrnek drobných), •vznik kataklastické, porfyroklastické až mylonitické struktury, •vznik sekundárně proudovité textury, •rozvlečením slídových minerálů do paralelních pruhů, •v extrémních případech až vznik pseudotachylitů (velmi jemná drť + sklo) 1. • http://t3.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRqpoTYXQoA5SF79Fy4soTasoBFeGNG7ZAyHKOobZWhRGIeddgs http://virtualexplorer.com.au/special/meansvolume/contribs/jessell/lectures/FracturedClast.GIF http://virtualexplorer.com.au/special/meansvolume/contribs/jessell/lectures/F5.14.GIF http://www.gm.univ-montp2.fr/spip/IMG/jpg/pseudo2.jpg pseudotachylit v granitu (Pirin) C:\Book Stuff\Book Figures\Ch23\Fig 23-1b New.jpg C:\Book Stuff\Color Figures\Fig 23-1a.jpg 4) Tlakové rozpouštění: 1.na kontaktu mezi zrny dochází k tlakovému rozpouštění a rozpuštěný materiál se ukládá v místech nižšího tlaku 2.tento proces je možné pozorovat již v podmínkách diageneze na klastech křemene F06.GIF STYLOL~1.GIF •Stylolity: vznikají v důsledku tlakového rozpouštění horniny. Část horniny je odnesena v roztoku a na místě zůstává jen nerozpustný zbytek. Vtisky na klastech slepence – perm Mongolsko Mylonitizace •Střižná zóna v rule C:\WINDOWS\Desktop\PGS\CD650\OBRPOM\obr\Shear zones and mélanges_files\34sz.jpg •mylonitová zóna C:\WINDOWS\Desktop\PGS\CD650\OBRPOM\obr\Shear zones and mélanges_files\38melange.jpg http://virtualexplorer.com.au/special/meansvolume/contribs/jessell/lectures/F5.11.GIF •Vývoj struktur na střižné zóně s hloubkou od křehké deformace po páskovanou rulu C:\Book Stuff\Color Figures\Ch 22\Fig 22-2.jpg Kataklastická stavba C:\WINDOWS\Desktop\PGS\CD650\novobr\Igneous rocks page_files\Granite2.jpg •minerál nepostižený deformací zháší na celé ploše zrna současně • C:\WINDOWS\Desktop\PGS\David\nova\data2\Cvmet5_files\image001.jpg •deformace se projevuje: Øundulósním zhášením •při pokračování deformace: Øzrno se rozdělí na subzrna C:\WINDOWS\Desktop\PGS\CD650\OBRPOM\obr\Shear zones and mélanges_files\35cs.jpg C:\WINDOWS\Desktop\PGS\David\nova\data2\Cvmet5_files\image002.jpg •nejdříve se drtí okraje zrn •vzniká z jemnější matrix, která obklopuje větší porfyroklasty • C:\WINDOWS\Desktop\PGS\CD650\OBRPOM\obr\Shear zones and mélanges_files\37mylonite.jpg C:\WINDOWS\Desktop\PGS\David\nova\data2\Cvmet5_files\image003.jpg •při pokračující deformaci Øzrna dále drcena Øvzniká velké množství drobných zrn Øobčas se vyskytnou porfyroklasty • C:\WINDOWS\Desktop\PGS\CD650\OBRPOM\obr\Shear zones and mélanges_files\36fish.jpg C:\WINDOWS\Desktop\PGS\David\nova\data2\Cvmet5_files\image005.jpg Indikátory směru pohybu na střižných zónách •SC-stavby: vznikají kombinací ploch foliace a střižných ploch SC1_PAUL.GIF F518~1.GIF •Rotované porfyroblasty F54~1.GIF C:\Documents and Settings\winterj\My Documents\My Pictures\Misc\Snowball Garnet.jpg D:\Zal\Zal\PDF2\7PPT\AA\Micafish.jpg C:\DAVID\prednas\petrogr\OBR\S6_soubory\expand_soubory\STRUC22M.JPG Asymetrické tlakové stíny: kolem porfyroklastu živce v mylonitizovaném granitu. •Asymetrické tlakové stíny •Budina dolomitu ve vápenci ukazuje kontrastní chování mezi duktilně deformovaným vápencem a dolomitem. C:\DAVID\prednas\petrogr\OBR\S9_soubory\expand_soubory\STRUC80M.JPG •Budiny •Budiny granodioritu na střižné zóně. C:\DAVID\prednas\petrogr\OBR\s7_soubory\expand_soubory\STRUC65M.JPG •Křehká deformace •A) pukliny – diskontinuity bez přemístění hornin •B) střižné pukliny •C) zlomy - diskontinuity s výrazným přemístěním hornin (násuny, poklesy, horizontální posuny) • 2) Kontaktní metamorfóza (termální met. ) •je způsobena teplem magmatu •na povrchu nebo těsně pod ním •v okolí magmatických těles •malý rozsah •probíhá za velmi nízkých tlaků •nízký vliv směrného tlaku •rekrystalizace převážně statická •časté granoblastické struktury •časté reliktní struktury A:\Contact Metamorphism_soubory\contactnh.gif Xenolit KRITÉRIA PRO ROZPOZNÁNÍ KONTAKTNÍ METAMORFÓZY •1. přítomnost typicky kontaktně metamorfných minerálů: •metapelity = cordierit, andalusit (chiastolit), korund, hypersten, sillimanit •karbonáty = wollastonit, granát, diopsid, vesuvian, skapolit •2. vznik masivních textur, potlačení původní foliace (vrstevnatosti) •3. částečné natavení horniny •4. oxidace a s ní spojené barevné změny •5. vznik skvrnité, plodové, snopkové apod. textury •6. zhrubnutí zrna •7. terénní vztahy — závislost výskytu na blízkosti vyvřelého tělesa a přibývání intensity změn směrem k vyvřelině, injekce magmatu • C:\DOKUMENT\MFACIES3.GIF Zeolitová facie-reliktní struktura •kontaktně metamorfovaný dolerit (hrubozrnný bazalt): •změnila se minerální asociace •zůstaly zachovány relikty původní ofitické struktury C:\Book Stuff\Color Figures\Best Diabase 1.jpg Albit-epidotické rohovec C:\Book Stuff\Color Figures\Best Diabase 2.jpg •původní minerály rekrystalují •mění se: Øchemické složení minerálů Øvznikají nové minerální fáze Ømění se stavba horniny Amfibolické rohovce •nové minerální fáze •struktura typická pro kontaktní rohovce (polygonální) C:\Book Stuff\Color Figures\Best DIabase 3.jpg C:\Documents and Settings\winterj\My Documents\My Pictures\Misc\Best 6a.jpg Progressive thermal metamorphism of slate. From Best (1982). Igneous and Metamorphic Petrology. W. H. Freeman. San Francisco. C:\Documents and Settings\winterj\My Documents\My Pictures\Misc\Best 6b.jpg C:\Documents and Settings\winterj\My Documents\My Pictures\Misc\Best 6c.jpg –dynamicko-termální metamorfóza –vázaná na orogenezi –je často výsledkem několika deformačních a metamorfních událostí –délka trvání regionální metamorfózy se počítá na desítky miliónů let –kontaktní metamorfóza 10000 let – 3) Stavby hornin typické pro regionální metamorfózu •Stavební změny v metapelitech s nárůstem metamorfózy MFACIES5.GIF pet\textur\origshalepet.gif pet\textur\SLATEPET.GIF pet\textur\schistpet.gif pet\textur\granulite.gif Břidlice Fylit Rula C:\Documents and Settings\winterj\My Documents\My Pictures\Misc\Best 5a.jpg Progresivní syntektonická metamorfóza droby (Best (1982). Igneous and Metamorphic Petrology. W. H. Freeman. San Francisco). Droba = původní hornina složená z úlomků minerálů a hornin Progressive syntectonic metamorphism of a volcanic graywacke, NZ Both plag and Kfs in isotropic matrix Alteration to fine sericite and secondary Ca-Al silicates C:\Documents and Settings\winterj\My Documents\My Pictures\Misc\Best 5b.jpg Progresivní syntektonická metamorfóza droby (Best (1982). Igneous and Metamorphic Petrology. W. H. Freeman. San Francisco). Zeolitová facie 1) jílové minerály rekrystalují 2) klasty jsou deformovány 3) vzniká kliváž Pervasive foliation develops due mostly to shear Grain size reduction Porphyroclasts common and rounded Matrix recrystallized and new minerals form (Qtz, Ep, Sericite, Ab, Chl) Chl & Ser enhance foliation C:\Documents and Settings\winterj\My Documents\My Pictures\Misc\Best 5c.jpg Progresivní syntektonická metamorfóza droby (Best (1982). Igneous and Metamorphic Petrology. W. H. Freeman. San Francisco). Facie zelených břidlic 1) rekrystalizace 2) vznik nových minerálů Fine-grained schist with larger crystals- no relict gy textures Good muscovite and biotite define schistosity Some metamorphic differentiation to layering Qtz and Ab are polygonal mosaic in mica-free layers (even though dynamothermal) C:\Documents and Settings\winterj\My Documents\My Pictures\Misc\Best 5d.jpg Progresivní syntektonická metamorfóza droby (Best (1982). Igneous and Metamorphic Petrology. W. H. Freeman. San Francisco). Amfibolitová facie 1) rekrystalizace 2) vznik nových minerálů Good schist with coarser grains More enhanced segregation into layers Plag no longer Ab- accepts more Ca at higher T Garnet is a new isograd mineral Základní termíny Ømetamorfní stupeň (grade) – intenzita metamorfózy (T) – vysoký, nízký Ømetamorfní zóna – oblast výskytu indexového minerálu Ømetamorfní izográda – hranice metamorfní zóny Ømetamorfní facie – charakteristická minerální asociace (rozmezí P a T, chemické rovnováhy) Ømetamorfní P-T dráha – vývoj hornin v poli P-T používané pro popis hornin v terénu http://www.infovek.sk/predmety/geologia/obrazky/typy_metamorfozy1.jpg http://www.earth.ox.ac.uk/research/groups/metamorphic_petrology/images/microstructures/microstructu res_of_metamorphic_rocks/kinpost1a.gif 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