METAMORFIZM
Wytapianie anatektyczne - przyczyny:
przekroczenie T solidusu (zależy od skały i od wody)skały maficzne(T>1000C), skały granitoidowe, metapiaskowiec, metapelit (T-800C), metapelit i sporo wody (T-650C)
ultrametamorfizm
wytapianie spowodowane impaktem (anatektyczne migmatyty)
Pierwsze krople przy wytapianiu w płaszczyźnie pionowej do nacisku, stop ucieka do strefy cienia
Zeolity -> miki-> amf-> px (woda przy wzroście metamorfizmu uchodzi do otoczenia)
Pierwsza kropla stopu ma zawsze skład skały, przy progresji wytapiania skład się zmienia:
Krystalizacja in situ, gdy stop nie migruje, nie powinno być frakcjonowania
Migmatyzacja - (migmatyty na pograniczu skał metam. I magm)
Składniki migmatytu:
paleosom - skała macierzysta migmatyczna (pierwotnie osadowa, magm., metam.) lub otaczająca, niezmieniona lub nieznacznie zmieniona podczas procesu migmatyzacji
neosom - część nowo powstałego migmatytu , występująca obok paloesomu; dzieli się na:
leukosom (jasny) złożony głównie z kwarcu i skalenia
melanosom (ciemny) złożony głównie z minerałów maficznych - biotytu, amfibolu, kordierytu
Restyt może się mylić z pierwotną skałą maficzną; rozpoznanie ułatwia pełna seria skał: melanosom, leukosom lub lityczne fragmenty melanosomu w ciałach granitoidowych;
Pierwszy stop jest kotektyczny (eutektyczny) bo ma skład skały wytapianej;
Restyt przy wytapianiu płaszczowym ma tylko minerały pierwotne!!!
Identyfikacja restytu:
z procesu wytapiania płaszcza
z procesu migmatyzacji (3 etapy)
tworzenie migmatytu
krystalizacja stopu in situ
iniekcja stopu maficznego
peraluminowy stop - skorupowy, czysty, można przewidzieć restyt
Stapianie metapelitu:
topnienie pelitów na subdukowanej płycie (segregacja stopu)
restyt metamorfizowany - skała (korund, granat, spinel) intrudująca magma kimberlitowa wynosi restyt stapianego metapelitu
Enklawy mikowe w granicie są uznawane za restyt wytapianego pelitowego gnejsu;
METAMORFIZM - proces rekrystalizacji; główną rolę odgrywa w nim T i p, do tego najczęściej dwuskładnikowy roztwór H2O + CO2
niskiego stopnia T i p niskie
wysokiego stopnia T i p wysokie
W środ. subdukcji - wszystkie strefy przemian metam. (najważniejsze jest wysokie p)
W środ. ryftu - raczej metamorfizm niskiego stopnia, bardzo szybki wzrost T (interakcja wody morskiej z magmą);
Metamorfizm regionalny - z pogrzebania, tu ma wpływ stopień geotermiczny
Metamorfizm kontaktowy - dochodzi do utlenienia, gwałtowne reakcje i wytwarzana jest wysoka T; zonalność; oprócz T znaczenie mają roztwory pochodzące z plutonu
Diageneza - odpowiada za lityfikację osadu, nie mieści się w kategorii procesów tworzenia skał osadowych; na metam. za niskie T i p, jednocześnie zachodzi rekrystalizacja i powstanie nowych faz, dlatego lokowane jest w obrębie metamorfizmu
Granice metamorfizmu - dolna - diageneza, górna - wytapianie
Strefa subdukcji jest modelowa dla metamorfizmu (eklogit - px + gtr)
FACJE METAMORFIZMU:
facja zeolitowa - rekrystalizacja płyty oceanicznej; pojawiają się min. z grupy zeolitów - oddziaływanie wody na lawę w strefie ryftu
facja łupków zieleńcowych (greemschit) - chl + amf; bazalt płyty oceanicznej zmienia swój skład (px->chl); głębiej chl przestaje być stabilny i powstaje amf
facja amfibolitowa - płyta może być subdukowana aż do dolnego płaszcza
facja eklogitowa - najwyższa T i p
takie facje powstaną przy progresywnej ale powolnej subdukcji; może być również szybkie pogrzebania
Facje metamorfizmu regionalnego:
zieleńcowa - kordieryt, biotyt (SiO2); epidot, aktynolit, pl (maficzne)
amfibolitowa - staurolit, dysten, almandyn (SiO2); pl, hornblenda (maficzne)
granulitowa - hipersten, skaleń potasowy, almandyn (SiO2); pl, cpx, hipersten
ze stopu eklogitowego może być wyprodukowany granit
hornfelsy postają na kontakcie granitu ze skałami zasobnymi z krzemionkę
sillimanit - andaluzyt - dysten -> używane do rekonstrukcji T i p, nigdy nie występują trzy na raz;
sillimanit - stabilny przy wysokiej T i p
andaluzyt - niskie p średnie T
dysten - p od nieskich do wysokich, T niskie (MERCEDES)
glaukofan, jadeit świadczą o wysokim metam.
Dysten-sillimanit-> m. Regionalny albo powolna subdukcja
Andaluzyt-sillimanit-> m. termiczny
Za linią solidusu metam. już nie istnieje, tam zaczyna się już wytapianie
Metasomatoza nie jest procesem izochemicznym (nastąpił odpływ lub przypływ składników do układu); należy do procesów metamorficznych;
Protolity:
Mogą być skały zasobne w SiO2 lub maficzne
marmur - wapień, wapień piaszczysty, dolomit
grafit - szczątki organiczne
PODSTAWOWE REAKCJE W PROCESACH METAMORFICZNYCH:
przemiana ciało stale - ciało stałe - przejście jednej struktury w drugą bez zmiany chemizmu (nie ma tego w naturze, tylko w laboratorium); dysten w sillimanit, kalcyt w aragonit, laumontyt w lawsonit, andaluzyt w dysten
reakcja dehydratyzacji (odwodnienia) - system rozwija się tak długo aż wszystkie minerały uwodnione zostaną rozłożone
reakcja dekarbonatyzacji - po odprawieniu CO2 z systemu reakcja się zamyka i ustala się stan równowagi
reakcje powyżej są izochemiczne
reakcja hydratacji - zmniejsza progres metam, powstają min. uwodnione
reakcja zmiany składu roztworów stałych - chl Fe w chl Mg, pl Na w pl Ca
Jeżeli jest nadmiar jakiegoś minerału to on się po prostu zrekrystalizuje - na podstawie tego można określić protolit, czego było więcej, czego mniej
facje alpejskie - stymulowane p; głównie łupki błękitne; obecny mus i chl (SiO2) lub parageneza albit - glaukofan (maficzne)
facje barrovian - regularny wzrost T i p
facje kontaktowe - stymulowane przez T
Reakcje metamorficzne dają się czasem odczytać dzięki TEKSTUROM
tekstury opłaszczone - relikt w środku a na zewnątrz nowa faza (metam. regresywny); chl na gran (maficzne), kordieryt na gran (SiO2)
tekstury poikiloblastyczne - nadmiar kwarcu pozostaiwany w postaci inkluzji, kordieryt jest zastępowany przez biotyt w formie chaotycznie rozmieszczonych blaszek
tekstury porfiroblastyczne - na podstawie inkluzji możemy określić warunki metamorfizmu
Tekstury nie identyfikujące przebiegu reakcji:
granularna
przerosty, zrosty (mus+biot; biot+chl) - albo oba minerały rosną razem albo jeden kosztem drugiego
mozaikowa
Jeżeli kryształki tworzą gwiazdki rozrastając się we wszystkich kierunkach nastąpił metam. termiczny - wygrzewanie statyczne
Dynamotermiczna rekrystalizacja:
rekrystalizacja temperaturowa
rotacja (T i p)
rozpuszczanie pod ciśnieniem i rekrystalizacja - następuje w strefie cienia
redepozycja
wewnątrzkrystaliczny ślizg - minerał musi mieć odpowiednia strukturę
Dobry do analizy jest kryształ zanurzony w matriksie
Syndeformacyjna rekrystalizacja (mikrobudinaż) - zachodzi w warunkach tensji; ziarno rozczłonkowane i oblane nową generacją minerału.
Określanie deformacji patrząc na ziarna:
ziarna wygięte w łuki - najpierw krystalizacja a potem deformacja
dwa ziarna tworzą łuk na przedłużeniu - jednoczesna krystalizacja i deformacja
dwa ziarna tworzą kąt ostry na przedłużeniu - najpierw deformacja a potem krystalizacja
Kształt kryształu w formie „rybki” jest świadectwem ścinania.
Odtwarzanie ścieżki metamorfizmu:
monocykliczny metamorfizm
policykliczny metamorfizm
1