Metamorfní facie - Metamorphic facies
|
Obrázek 1. Schéma ukazující metamorfované facie v prostoru tlak - teplota . Doména grafu odpovídá okolnostem v zemské kůře a horním plášti . |
A metamorfovaných facie je sada minerálních sběru v metamorfovaných hornin vytvořených za podobných tlaků a teplot . Sestava je typická pro to, co se tvoří za podmínek odpovídajících oblasti na dvourozměrném grafu teplota vs. tlak (viz diagram na obrázku 1). Skály, které obsahují určité minerály, lze proto spojit s určitými tektonickými podmínkami, časy a místy v geologické historii oblasti. Hranice mezi faciemi (a odpovídajícími oblastmi na grafu teploty vs. tlaku) jsou široké, protože jsou gradační a přibližné. Oblast na grafu, která odpovídá tvorbě hornin při nejnižších hodnotách teploty a tlaku, je rozsah tvorby sedimentárních hornin , na rozdíl od metamorfovaných hornin, v procesu zvaném diageneze .
Historická definice
The name facie byl poprvé použit pro konkrétní sedimentárních prostředí v sedimentárních hornin podle švýcarského geolog Amanz Gressly v roce 1838. analogický s těmito sedimentárních facie řada metamorfovaných facie byly navrženy v roce 1920 finský petrologist Pentti Eskola . Eskolovu klasifikaci vylepšil novozélandský geolog Francis John Turner po celou dobu své kariéry. Klasickým Turnerovým dílem byla kniha, kterou vydal v roce 1948 pod názvem Mineralogická a strukturální evoluce metamorfovaných hornin . Turner pokračoval v práci v terénu a do konce své kariéry na začátku 70. let zdokonaloval klasifikace metamorfních facie.
Základní zásady
Různé metamorfované facie jsou definovány mineralogickým složením horniny. Když se teplota nebo tlak v horninovém tělese změní, může hornina přejít do jiné facie a některé minerály se stanou stabilními, zatímco jiné se stanou nestabilními nebo metastabilními . To, zda minerály skutečně reagují, závisí na kinetice reakce , aktivační energii reakce a na tom, kolik tekutiny je v hornině.
Minerály v přeměněná hornina a jejich věk vztahy mohou být studovány pomocí optické mikroskopie nebo skenovací elektronové mikroskopie z výbrusech horniny. Kromě metamorfovaných facií horniny lze celou terranu popsat zkratkami LT, MT, HT, LP, MP, HP (od nízkých, středních nebo vysokých; tlak nebo teplota). Od 80. let se termín UHP (ultra vysoký tlak) používá pro horniny, které zažívají extrémní tlaky.
Které minerály rostou ve skále, závisí také na původním složení protolitu (původní skála před metamorfózou). Uhličitanové horniny mají jiné složení než čedičová láva , liší se také minerály, které v nich mohou růst. Proto meta psammit a meta pelit budou mít odlišné mineralogické složení, i když jsou ve stejné metamorfní facii.
Index minerálů
Každá metamorfovaná facie má nějaké indexové minerály, podle kterých ji lze rozpoznat. To neznamená, že tyto minerály budou nutně viditelné pouhým okem nebo dokonce budou existovat ve skále; pokud hornina nemá správné chemické složení, nekrystalizují.
Velmi typické indexové minerály jsou polymorfy z hlinitokřemičitanu (Al 2 SiO 5 , všichni jsou Nesosilicates ). Andalusit je stabilní při nízkém tlaku, kyanit je stabilní při vysokém tlaku, ale relativně nízká teplota a sillimanit je stabilní při vysoké teplotě.
Minerální asambláže
Zeolitové facie
Zeolitové facie jsou metamorfované facie s nejnižším metamorfním stupněm . Při nižší teplotě a tlaku se procesy v hornině nazývají diageneze . Facie je pojmenována pro zeolity , silně hydratované tektosilikáty . Může mít následující minerální asambláže:
V meta magmatických horninách a šedých chatách :
U meta pelitů :
- muskovit + chlorit + albit + křemen
Prehnite-pumpellyitové facie
Facie z prehnite-pumpellyitu mají o něco vyšší tlak a teplotu než zeolitové facie. Je pojmenován pro minerály prehnite ( Ca - Al - fylosilikát ) a pumpellyit ( sorosilikát ). Prehnite-pumpellyit se vyznačuje minerálními skupinami:
V meta magmatických horninách a šedých chatách:
- prehnite + pumpellyite + chlorit + albit + křemen
- pumpellyit + chlorit + epidot + albit + křemen
- pumpellyit + epidot + stilpnomelán + muskovit + albit + křemen
V metapelitech:
- muskovit + chlorit + albit + křemen
Greenschist facie
Facie greenschist je při nízkém tlaku a teplotě. Facie je pojmenována pro typickou břidlicovou strukturu hornin a zelenou barvu minerálů chloritan , epidot a aktinolit . Charakteristické minerální skupiny jsou:
V metabazitech:
- chlorit + albit + epidot ± aktinolit, křemen
V metagreywackes:
- albit + křemen + epidot + muskovit ± stilpnomelane
V metapelitech:
- muskovit + chlorit + albit + křemen
- chloritoid + chlorit + muskovit + křemen ± paragonit
- biotit + muskovit + chlorit + albit + křemen + Mn - granát ( spessartin )
V Si -rich dolomitových horninách:
- dolomit + křemen
Epidot-amfibolitová facie
Amfibolitové facie
Tyto amfibolitové facie se o facie tlakového média a průměrné až vysoké teplotě. Je pojmenován po amfibolech, které se za takových okolností tvoří. Má následující minerální asambláže:
V metabazitech:
- amfibol + plagioclase ± epidot, granát , cummingtonite , diopsid , biotitu
V metapelitech:
- muskovit + biotit + křemen + plagioklas ± granát, staurolit , kyanit / sillimanit
V Si-dolostones:
- dolomit + kalcit + tremolit ± mastek (nižší tlak a teplota)
- dolomit + kalcit + diopsid ± forsterit (vyšší tlak a teplota)
Granulitové facie
Tyto granulitové facie je nejvyšší stupeň metamorfózy při středním tlaku. Hloubka, ve které se vyskytuje, není konstantní. Charakteristickým minerálem pro tuto facii a facii pyroxen-hornblende je orthopyroxen . Granulitové facie se vyznačují následujícími minerálními asamblážemi:
V metabazitech:
- ortopyroxen + klinopyroxen + rohovina + plagioklasa ± biotit
- ortopyroxen + klinopyroxen + plagioklasa ± křemen
- klinopyroxen + plagioklas + granát ± orthopyroxen (vyšší tlak)
V metapelitech:
- granát + kordierit + sillimanit + K-živce + křemen ± biotit
- sapphirin + orthopyroxen + K-živce + křemen ± osumilit (při velmi vysoké teplotě)
Ultravysokoteplotní facie
Blueschist facie
Blueschistova facie má relativně nízkou teplotu, ale vysoký tlak, jaký se vyskytuje ve skalách v subdukční zóně . Facie je pojmenována podle rozkolnatého charakteru hornin a modrých minerálů glaukofanu a lawsonitu . Blueschist facie tvoří následující minerální asambláže:
V metabazitech:
- glaucophane + lawsonite + chlorit + sphene ± epidot ± phengite ± paragonite , omphacite
V metagreywackes:
- křemen + jadeit + lawsonit ± fengit, glaukofan, chloritan
V metapelitech:
- fengit + paragonit + karolinit + chloritan + křemen
V uhličitanových horninách (kuličkách):
Eklogitové facie
Eklogitová facie je facie při nejvyšším tlaku a vysoké teplotě. Je pojmenován po metabazickém hornickém eklogitu . Eklogitová facie má minerální asambláže:
V metabazitech:
V metagranodioritu:
- křemen + fengit + jadeit / omfacit + granát
V metapelitech:
- fengit + granát + kyanit + chloritoid (bohatý na Mg) + křemen
- fengit + kyanit + mastek + křemen ± jadeit
Facie na Albite-epidote-hornfels
Facie albite-epidote-hornfels je facie při nízkém tlaku a relativně nízkých teplotách. Je pojmenován pro dva minerály albit a epidot , ačkoli jsou také stabilní v jiných faciách. Hornfels je hornina vytvořená kontaktní metamorfózou , což je proces, který charakteristicky zahrnuje vysoké teploty, ale nízké tlaky / hloubky. Tato facie se vyznačuje následujícími minerály:
V metabazitech:
- albit + epidot + aktinolit + chlorit + křemen
V metapelitech:
- muskovit + biotit + chlorit + křemen
V kalkarovité sestavě: kalcit + mastek + křemen
Hornblende-hornfels facie
Facie hornblende-hornfels je facie se stejnými nízkými tlaky, ale mírně vyššími teplotami jako facie albite-epidote. Ačkoli je pojmenován pro minerál hornblende, vzhled tohoto minerálu není omezen na tuto facii. Facie hornblende-hornfels mají následující minerální asambláže:
V metabazitech:
- Hornblende + plagioclase ± diopside , anthophyllite / cummingtonite , quartz
V metapelitech:
V K 2 O chudých sedimentech nebo meta magmatických horninách:
- kordierit + antofyllit + biotit + plagioklas + křemen
V dolostonech bohatých na Si:
- dolomit + kalcit + tremolit ± mastek
Pyroxen-hornfels facie
Facie pyroxen-hornfels je kontaktní metamorfovaná facie s nejvyššími teplotami a je jako granulitová facie charakterizována minerálem ortopyroxenem. Vyznačuje se následujícími minerálními asamblážemi:
V metabazitech:
- ortopyroxen + klinopyroxen + plagioklasa ± olivín nebo křemen
V metapelitech:
- kordierit + křemen + sillimanit + K-živec (ortoklasa) ± biotit ± granát
(Pokud je teplota nižší než 750 ° C, místo sillimanitu bude andalusit)
- kordierit + orthopyroxen + plagioklas + ± granát, spinel
V uhličitanových horninách:
- kalcit + forsterit ± diopsid, periklas
- diopsid + Grossular + wollastonit ± vesuvianit
Sanidinitové facie
Sanidinitová facie je vzácná facie s extrémně vysokými teplotami a nízkým tlakem. Lze jej dosáhnout pouze za určitých kontaktně-metamorfních okolností. Kvůli vysoké teplotě dochází k částečnému tavení horniny a vytváří se sklo. Tato facie je pojmenována pro minerál sanidin . Vyznačuje se následujícími minerálními asamblážemi:
V metapelitech:
V uhličitanech:
- wollastonit + anorthit + diopsid
- monticellit + melilit ± kalcit, diopsid (také tilleyit , spurrit , merwinit , larnite a další vzácné křemičitany Ca - nebo Ca- Mg ).
Tektonické nastavení
Ekologičtí a blueschisté jsou spojeni s subdukčními zónami . Granulity jsou spojeny se sopečnými oblouky .
Reference
- Eskola, Pentti Eelis, 1920: „Minerální facie kamenů“
- Phillpots, Anthony R., 1990: Principles of Igneous and Metamorphic Petrology
- Duff, P. McL. D. , 1996; Holmesovy principy fyzikální geologie
- Visser, WA, 1980; Geologická nomenklatura
- Metamorfní facie od Davea Watersa