Zeolitová facie

•             vznik smektitu na ilitu, kaolinitu a vermikulitu v pelitických sedimentech

•             zeolity, prehnit a albit se vyrábějí v metapelitech a metabazitech

•             zeolity se často vyskytují ve výplni vezikul jako mandle v metabazitech

•             transformace jílových minerálů zahrnuje dehydratační reakce, a hydrotermální přeměny

Dehydratační reakce

•             Tc + Fo = Ath + H2O (MSH)

•             Ath + Fo = En + H2O (MSH)

•             Tc = En + Qtz + H2O (MSH)

•             Tr = En + Di + Qtz + H2O (CMSH)

•             Chl = Opx + Fo + Sp + H2O (CMASH)

Fázové vztahy v ultramafických horninách

•             systémy: CMS, MSH, CMSH, ± FeO (FMSH, CFMSH), Al2O3, CO2

•             v ultramafických horninách dochází k hydrataci bezvodých minerálů již za velmi nízkých teplot

•             nejčastější nízkoteplotní alterace:

             Olivín → serpentin

             ortopyroxen → serpentin

             Olivín + ortopyroxen → serpentin + Fe oxidy + mastek + brucit

             Klinopyroxen → amfibol + hydratované Ca-Al silikaty + chlorit

             Plagioklas → Ca-Al silikáty + jílové minerály + kalcit

Serpentinizace

•             Přeměna začíná podél puklin a štěpných trhlin (pyroxen, olivín)

•             minerály serpentinové skupiny jsou stabilní v podmínkách facie zelených břidlic

•             lizardit a chrysotil stabilní do 300 ºC

•             antigorit stabilní do cca 500-600ºC

•             serpentinizace » otevřený systém

•             Mg – bohatá hornina tvořená bezvodými minerály se mění na směs hydratovaných silikátů

•             minerály serpentinové skupiny obsahují 12 – 14 % H2O

•             serpentinity vznikly interakcí s mořskou vodou nebo meteorickou vodou (18O)

•             lokálně může serpentinizace probíhat za velmi nízké fugacity kyslíku (vzniká přírodní Fe nebo slitiny Fe-Ni-Co) » Fe obsažené v olivínech a pyroxenech reaguje s O v pronikající vodě a vzniká magnetit ale volný H redukuje část Fe případně Co a Ni až do kovové formy

•             Serpentinity (až ~ 13 hm. %) vody obsahují hlavně chrysotil, lizardit a antigorit.

•             Serpentinit který vzniká při mořském dně obsahuje nejen vodu, ale také dal prvky (jako B, Li, As, Sb, Pb, U, Cs, Sr a Ba).

•             Serpentinové minerály přibližný vzorec Mg3Si2O5 (OH)4

•             většina trojmocného železa je v magnetitu, ale část je také v serpentinu (v lizarditu je 50 až 90% Fe ve stavu Fe3 +)

•             oxidační reakce ale probíhá při velmi nízké fugacitě kyslíku a vysokém parciálním tlakům vodíku. Tyto podmínky, které umožňují srážení přirozených kovů, jako je např. Dusík (Ni3Fe) a wairauit (CoFe)

Retrográdní přeměny metakarbonátů

•             většina retrográdních reakcí v systémech CMSH, CMASCH má na straně reaktantu CO2 ± H2O

•             minerální asociace jsou odolnější proti retrográdním přeměnám než v metapelitech

•             častěji zachovávají podmínky blízké vrcholným podmínkám metamorfózy

•             zároveň se mnohdy setkáváme s nerovnovážnými asociacemi

•             T-XCO2 diagram ukazující vztahy mezi dolomitem (Dol), brucitem (Brc), antigoritem (Atg), forsteritem (Fo), a CO2-H2O fluidy při 3000 bar

•             čárkované a šedé čáry ukazují vývoj periklasového a dolomitového mramoru během chladnutí (Ferry 2000)

Metamorfóza nízkého stupně bazických hornin a vápenatosilikátových hornin (význam hydratačních reakcí)

•             retrográdní změny v těchto horninách jsou důsledkem reakce mezi bezvodými minerály a fluid

•             často jde o metasomatické přeměny s přínosem  některých prvků jako je Si (An + 2H4SiO4 = Prh + 2H+)

•             v bazických horninách probíhají hydratační reakce hlavně v podmínkách zeolitové facie až facie zelených břidlic

•             retrográdní reakce v kontaktních aureolách často souvisí s fluidy uvolňovanými během chladnutí magmatu

•             rozpadem bazického plagioklasu mohou v závislosti na teplotě vznikat: zeolity, světlé slídy, albit, prehnit, pumpellyit, zoisit, kalcit

•             kyselé plagioklasy se rozpadají převážně na albit, světlé slídy

•             tmavé minerály (pyroxen, granát, amfibol) se mění na pumpellyit, chlorit, epidot, aktinolit

•             mafické horniny jsou vhodnější pro studium metamorfózy za velmi nízkých a nízkých stupňů a dále za vysokých stupňů (hlavně HP)

•             během středního stupně probíhá řada kontinuálních reakcí v širokém poli PT podmínek

•             je zde stabilní asociace amfibol + plagioklas

•             metabazity jsou mnohem méně citlivé na progresivní změny PT než metapelity

 Popis drah P-T -t

•             P-T a vrcholné metamorfní podmínky - vysoce metamorfované horniny

•             pojmy prográdní a retrográdní spojeny s tektonickým procesem

•             A) Prográdní část dráhy: nebývá zachována – starší metamorfní procesy překryty vrcholnými PT podmínkami

•             B) Retrográdní část dráhy :

1) izotermální snížení tlaku neboli dekomprese (isothermal decompression - ITD): tektonické ztluštění kůry a následná erozní či tektonická exhumace

2) izobarické chladnutí (isobaric cooling - IBC) například horniny v kontaktním dvoře magmatických těles

Termochronologie

•             historie T-t (datování minerálů s různou TC )

•             TC  - teplota kdy přestává difuzní ztráta dceřinného prvku krystalu

•             rychlé chladnutí - odpovídá krystalizaci krystalu

Důležité údaje

•             (1) Teplotu > 800°C  nemůžeme v kůře dosáhnout bez tepelného zdroje (magma).

•             (2) Při vzniku příkrovů je možné pozorovat rozdílnou P-T-časovou dráhu pro spodní a svrchní příkrov.

•             (3) Délka trvání regionální metamorfózy se počítá na desítky miliónů let zatímco kontaktní metamorfóza 10000 let.

•             1)      Porušení tepelné a geologické struktury kůry 

•             (a)    Subdukce studené oceánské desky  

•             (b)   Ztluštění kůry (kontinentální)  

•             (c)    Ztenčení kůry -  extenzí (intrakontinentální rifting), gravitační skluz příkrovů 

•             (d)   Vrásnění 

•             (e)    Intruze magmatu

Rychlost výstupu hornin a tvar retrográdní dráhy P-T

•    zachování minerálních asociací z P-Tmax je podmíněno rychlým transportem horniny

•    naopak pomalá rychlost transportu, výměna tepla s okolím = reekvilibrace minerální asociace v transportovaném bloku, zanikají informace o původní metamorfóze