GRANICE METAMORFIZMU:

Transkrypt

1 Metamorfizm jest to proces zmian mineralogicznych i strukturalnych skał w stanie stałym, bez większego udziału fazy ciekłej, w odpowiedzi na warunki fizyczne (zawsze podwyższona temperatura i przeważnie wyższe ciśnienie) i chemiczne, które różnią się od warunków panujących w czasie tworzenia się skał. Wyklucza się wietrzenie i diagenezę. GRANICE METAMORFIZMU: T ~ o C A co z p-? diageneza anateksis

2 Ultrametamorfizm proces na pograniczu metamorfizmu i magmatyzmu prowadzący do częściowego stopienia skał

3 Metamorfizm regionalny przebiega na dużych obszarach o powierzchni wielu tysięcy km 2 i jest związany z wielkoskalowymi procesami tektonicznymi. Do przeobrażenia skał dochodzi pod działaniem podwyższonej temperatury, ciśnienia litostatycznego i stressu, którego wpływ maleje wraz ze wzrostem głębokości. W metamorfizmie regionalnym np. orogenicznym (kolizja kontynent-kontynent) przyrost ciśnienia jest wprost proporcjonalny do przyrostu temperatury. Przykłady metamorfizmu regionalnego: m. orogeniczny, z pogrzebania, m. dna oceanicznego

4 Metamorfizm lokalny Metamorfizm kontaktowy, lokalny, miejscowy zachodzi pod wpływem działania wysokiej t na kontakcie z ciałami intruzywnymi (iniekcja magmy, roztwory hydrotermalne, metasomatoza). Obszar objęty m. kontaktowym nazywamy aureolą kontaktową.

5 Metamorfizm lokalny Metamorfizm dyslokacyjny, dynamiczny polega na kruszeniu i granulacji ziarn prowadzącej do zniszczenia struktury mineralnej w skałach sztywnych przy udziale ciśnienia, zwłaszcza stressu. Zachodzi on podczas ruchów górotwórczych. Skały m. dyslokacyjnego występują w strefach nasunięć, uskoków, itp.

6 Metamorfizm lokalny Metamorfizm impakcyjny, zderzeniowy pod wpływem fali zderzeniowej, spowodowanej upadkiem ciała niebieskiego (meteorytu) zachodzi proces zmieniający skład mineralny, strukturę i teksturę skały. Powstałe skały metamorficzne nazywamy impaktytami.

7 Metamorfizm w strefach orogenicznych Metamorfizm wysokociśnieniowy przeobrażenie skał zachodzi w warunkach wysokich ciśnień i różnych temperatur. Takie warunki występują w strefach subdukcji płyt.

8 Stiszowit Coesyt

9 Metamorfizm izochemiczny skład chemiczny skały wyjściowej nie ulega zmianie. Metamorfizm allochemiczny skład chemiczny skały wyjściowej ulega zmianie w wyniku doprowadzenia lub odprowadzenia pierwiastków i związków chemicznych.

10 Metamorfizm progresywny przeobrażanie skał pod wpływem coraz to większej temperatury i ciśnienia. Minerały niżej temperaturowe zostają zastępowane przez wyżej temperaturowe. Metamorfizm retrogresywny, regresywny, diaftoreza metamorfizm, w którym skały ulegają kolejnym przeobrażeniom przy obniżającej się temperaturze i ciśnieniu. Asocjacje (zespoły) mineralne wyżej temperaturowe są zastępowane przez niżej temperaturowe.

11 Polimetamorfizm nałożenie się różnych rodzajów metamorfizmu działających kolejno na ten sam kompleks skalny.

12 PRZEGLĄD SKAŁ METAMORFICZNYCH

13 Struktura skał metamorficznych wielkość składników s. drobnoblastyczna < 0,75 mm s. średnioblastyczna 0,75-1 mm s. gruboblastyczna 1-2 mm s. bardzo gruboblastyczna >2 mm

14

15

16

17

18 Czynniki metamorfizmu Temperatura o C przyrost ~30 o C/km czynnik najefektywniejszy Skutki: 1 - dehydratyzacja 2 - dehydroksylacja 3 - dysocjacja węglanów 4 - rekrystalizacja 5 - likwidacja stanów koloidalnych 6 - odwracalność reakcji metamorficznych

19 Czynniki metamorfizmu Ciśnienie Ciśnienie 1 kbar / 0,1 GPa panuje na głębokości około 3,5 km 1 atm = 1,013 bar 1 atm = 760 mm Hg 1000 atm ~ 1 kbar 1 bar = 10 5 Pa 1 atm = 0,1013 MPa 0,1013 MPa - 1,013 * 10 5 Pa

20 Czynniki metamorfizmu Ciśnienie litostatyczne, (geostatyczne) wytwarzane przez ciężar nadkładu skalnego Fluidy H2O, CO2, Ciśnienie fluidów może wpływać na zmianę wartości ciśnienia całkowitego, którego działaniu podlegają minerały w skałach metamorficznych.

21 Czynniki metamorfizmu Skutki działania ciśnienia litostatycznego minerały o strukturach luźnych są zastępowane przez minerały o strukturach gęściej upakowanych; tworzą się zespoły mineralne, których suma objętości cząsteczkowych jest mniejsza niż suma objętości cząsteczkowych minerałów pierwotnych. Objętość cząsteczkową uzyskuje się przez podzielenie masy cząsteczkowej minerału przez jego masę właściwą (gęstość).

22

23 [kbar] DYSTEN (cyanit) SILLIMANIT ANDALUZYT [ C]

24 Czynniki metamorfizmu Stress ciśnienie kierunkowe działające na skały występujące w górnej partii skorupy ziemskiej, podczas ruchów tektonicznych. Powoduje deformację skał (np. spłaszczenie minerałów, granulację). działanie stressu: - powstanie tekstur kierunkowych - nie ma wpływu na równowagi mineralne - ma wpływ na kinetykę reakcji

25 Czynniki metamorfizmu Fluidy (rozpuszczalniki) rozpuszczają minerały nietrwałe ułatwiają transport elementów chemicznych ułatwiają rekrystalizację nowych minerałów

26 Facja metamorficzna jest to określona parageneza minerałów metamorficznych, powtarzająca się w czasie i przestrzeni i wykazująca zależności pomiędzy rodzajem minerałów a składem chemicznym skały, w taki sposób że pojawienie się różnych facji metamorficznych (zespołów paragenez minerałów) jest odpowiednie do różnych warunków metamorfizmu, w szczególności temperatury i ciśnienia, chociaż inne czynniki takie jak PH 2 O mogą być istotne

27

28