Metamorfované facie - Metamorphic facies
Obrázek 1. Schéma ukazující metamorfované fácie v tlak -teplota prostor. Doména graf odpovídá okolnostem v zemské kůře a horní plášť. |
A metamorfní facie je sada minerální asambláže v metamorfované horniny vytvořen za podobných tlaky a teploty.[1] Sestava je typická pro to, co se tvoří za podmínek odpovídajících oblasti na dvourozměrném grafu teplota vs. tlak (viz diagram na obrázku 1).[1] Skály, které obsahují určité minerály, lze tedy s určitými spojit tektonický nastavení, časy a místa v geologické historii oblasti.[1] Hranice mezi faciemi (a odpovídajícími oblastmi na grafu teploty vs. tlaku) jsou široké, protože jsou gradační a přibližné.[1] Oblast na grafu odpovídající tvorbě hornin při nejnižších hodnotách teploty a tlaku je rozsah formování sedimentární horniny, na rozdíl od metamorfovaných hornin, v procesu zvaném diageneze.[1]
Historická definice
Název facie byl poprvé použit pro konkrétní sedimentární prostředí v sedimentární horniny podle švýcarský geolog Amanz Gressly v roce 1838. Analogicky s nimi sedimentární facie v roce 1920 navrhla řada metamorfovaných facie Finština petrolog 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 Mineralogický a strukturální vývoj metamorfovaných hornin.[2] Turner pokračoval v práci v oboru 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, hornina může přejít do jiné facie a některé minerály se stanou stabilní zatímco ostatní jsou nestabilní nebo metastabilní. Zda minerály skutečně reagují, záleží na kinetika reakce, aktivační energie reakce a kolik tekutina je přítomen ve skále.
Minerály v metamorfované hornině a jejich věkové vztahy lze studovat pomocí optická mikroskopie nebo rastrovací elektronová mikroskopie z tenké části skály. Kromě metamorfovaných facií skály celý terrane lze popsat zkratkami LT, MT, HT, LP, MP, HP (od nízkého, středního nebo vysokého; 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 protolit (původní hornina před metamorfózou). Uhličitanové kameny mají jiné složení než a čedič láva, minerály, které v nich mohou růst, se také liší. Proto metapsammit a metapelite bude mít různé mineralogické kompozice, i když jsou ve stejné metamorfní facii.
Index minerálů
Každá metamorfovaná facie má určité indexové minerály, podle kterých ji lze rozpoznat. To neznamená, že tyto minerály budou nutně viditelné pouhým okem nebo dokonce budou existovat ve skále; pokud skála nemá správné chemické složení, nekrystalizuje.
Velmi typickými indexovými minerály jsou polymorfy z hlinitokřemičitan (Al2SiO5, všichni jsou nesosilikáty ). Andalusit je stabilní při nízkém tlaku, kyanit je stabilní při vysokém tlaku, ale relativně nízké teplotě a sillimanit je stabilní při vysoké teplotě.
Minerální sestavy
Zeolitové facie
Zeolitové facie jsou metamorfované facie s nejnižší metamorfní stupeň. Při nižší teplotě a tlaku se nazývají procesy ve skále diageneze. Facie jsou pojmenovány pro zeolity, silně hydratovaný tectosilicates. Může mít následující minerální asambláže:
V meta magmatických horninách a šedivé:
V metapeliti:
- muskovit + chlorit + albit + křemen
Prehnite-pumpellyite-facie
Facie z prehnite-pumpellyitu mají o něco vyšší tlak a teplotu než zeolitové facie. Je pojmenován pro minerály prehnite (A Ca. -Al -fylosilikát ) a pumpellyit (A sorosilikát ). Prehnite-pumpellyit se vyznačuje minerálními skupinami:
V meta magmatických horninách a šedých chatách:
- prehnite + pumpellyit + chloritan + albit + křemen
- pumpellyit + chlorit + epidot + albit + křemen
- pumpellyit + epidot + stilpnomelane + muskovit + albit + křemen
V metapelitech:
- muskovit + chlorit + albit + křemen
Greenschist facie
Facie greenschist je při nízkém tlaku a teplotě. Facie jsou pojmenovány pro typické břidlicově štěpný textura hornin a zelené barvy minerálů chloritan, epidot a aktinolit. Charakteristické minerální skupiny jsou:
V metabazitech:
- chloritan + albit + epidot ± aktinolit, křemen
V metagreywackes:
- albit + křemen + epidot + muskovit ± stilpnomelane
V metapelitech:
- muskovit + chlorit + albit + křemen
- chloritoid + chloritan + muskovit + křemen ± paragonit
- biotit + muskovit + chlorit + albit + křemen + Mn -granát (spessartin )
- dolomit + křemen
Epidot-amfibolit-facie
Amfibolit-facie
The amfibolit facie je facie se středním tlakem a průměrnou až vysokou teplotou. Je pojmenován po amfiboly za takových okolností. Má následující minerální asambláže:
V metabazitech:
- hornblende + plagioklas ± epidot, granát, kummingtonit, diopsid, biotit
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
The granulit facies 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:
- orthopyroxen + klinopyroxen + hornblende + 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)
Ultra vysoké teploty facie
Vidět: Metamorfóza ultravysokoteplotní
Blueschist facie
Blueschist facie má relativně nízkou teplotu, ale vysoký tlak, jaký se vyskytuje ve skalách v a subdukční zóna. Facie je pojmenována podle schistického charakteru hornin a modrých minerálů glaucophane a právník. Blueschist facie tvoří následující minerální asambláže:
V metabazitech:
V metagreywackes:
- křemen + jadeit + lawsonit ± fengit, glaukofan, chloritan
V metapelitech:
- fengit + paragonit + karpholit + chloritan + křemen
V uhličitanových horninách (kuličkách):
Eklogitové facie
Eklogitová facie je facie při nejvyšším tlaku a vysoké teplotě. Je pojmenován po metabazické hornině eklogit. Eklogitová facie má minerální asambláže:
V metabazitech:
V metagranodioritu:
- křemen + fengit + jadeit / omphacite + granát
V metapelitech:
- fengit + granát + kyanit + chloritoid (Bohatý na Mg) + křemen
- fengit + kyanit + mastek + křemen ± jadeit
Albite-epidote-hornfels facie
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 skála tvořená kontaktní metamorfóza, 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 KALCARÓZNÍM SESTAVENÍ: 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 ± diopsid, anthophyllite /kummingtonit, křemen
V metapelitech:
V K.2O-chudé sedimenty nebo meta-magmatické horniny:
- 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 stejně 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-živce (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, periklasa
- diopsid + hrubý + 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. Díky vysoké teplotě horniny zažívají částečné roztavení a vytvoří se sklo. Tato facie je pojmenována pro minerál sanidin. Vyznačuje se následujícími minerálními asamblážemi:
V metapelitech:
V uhličitanech:
- wollastonit + anorthite + diopsid
- monticellite + melilit ± kalcit, diopsid (také tilleyit, spurrite, merwinit, larnite a další vzácné Ca. - nebo Ca-Mg -silikáty).
Tektonické nastavení
Ekologičtí a blueschisté jsou spojeni s subdukční zóny. Granulity jsou spojeny s sopečné oblouky.
Reference
- Eskola, Pentti Eelis, 1920: „Minerální facie kamenů“
- Phillpots, Anthony R., 1990: Principy magmatické a metamorfní petrologie
- Duff, P. McL. D., 1996; Holmesovy principy fyzikální geologie
- Visser, W.A., 1980; Geologická nomenklatura
- Metamorfní facie od Davea Watersa