METAMORFNÉ PROCESY VZNIK METAMORFOVANÝCH HORNÍN

1. METAMORFNÉ PROCESY VZNIK METAMORFOVANÝCH HORNÍN M.C.Escher

2. Metamorfóza – endogénny geologický proces, pri ktorom vznikajú metamorfované (premenené) horniny • metamorfný proces zahrňuje mineralogické zmeny a štruktúrne usporiadanie resp. preusporiadanie (rekonfigurácia) pôvodných magmatických, sedimentárnych a metamorfovaných hornín • za metamorfózu považujeme len také zmeny hornín, ktoré prebiehajú v tuhom stave, pri teplotách vyšších ako 200°C v hĺbke väčšej ako 1km • najvýznamnejšie činitele metamorfózy sú teplota (T) a tlak (p) • významnú úlohu má • orientované napätie (stress), • chemická aktivita fluíd • doba trvania

3. postupnosť metamorfózy ílovcov minerálna asociácia metamorfovanej horniny slúži ako geotermometer /geobarometer

4. Faktory ovplyvňujúce charakter metamorfovaných hornín • metamorfné horniny vystupujúce na zemskom povrchu vznikali v hĺbkach cca 10 – 30km, hlbšie / intenzívnejšie metamorfované horniny sa vyskytujú na zemskom povrchu len zriedkavo v hlboko erodovaných orogénnych pásmach • zdrojom hlavných faktorov metamorfózy sú teplota a tlak • vnútorné teplo Zeme → geotermický gradient • magma → výstup do vyšších častí kôry • hmotnosť nadložia → hmotnosť hornín • horizontálne tlaky → deformácia hornín

6. Vplyv teploty • urýchľuje chemické reakcie → vibrácia iónov v kryštálových štruktúrach • parciálne tavenie – roztavenie horniny → vznik novej magmatickej taveniny → vznik novej horniny • minerály môžu byť stabilné len za daných teplotných (a tlakových) podmienok • Vplyv tlaku a napätia • geostatický – všesmerný tlak → tlak, ktorý pôsobí rovnako na všetky povrchy horninového telesa • orientovaný tlak – napätie → pôsobí v jednom prednostnom smere / tektonické tlaky minerály majú pri vyššom tlaku tendenciu prebudovať usporiadanie kryštálovej štruktúry /mriežky → minerály vznikajúce pri vyšších tlakoch majú vyššiu hustotu resp. mernú hmotnosť

7. väčšina metamorfovaných hornín vykazuje účinky pôsobenia tektonických síl tieto sú zvyčajne diferencované v rôznych smeroch→ diferenčné (orientované) napätie orientovaný tlak – napätie – tektonické napätie→ vyvoláva prednostnú tvarovú orientáciu geologických objektov a má vplyv na štruktúru metamorfovaných hornín

8. Chemická aktivita fluíd pri metamorfóze • intergranulárne (medzizrnové) fluidá – uzatvárané v priestore medzi jednotlivými minerálnymi zrnami • zloženie reflektuje zloženie horniny, teplotu a tlak • zmenou teploty a tlaku sa mení zloženie fluíd • veľká časť intergranulárnych fluíd migruje už počas diagenetických pochodov v hornine • Čas pri kryštalizácii • teplota, tlak a dlhý reakčný čas podmieňujú rast väčších kryštálov pri metamorfóze

9. TYPY METAMORFÓZY • Kontaktná metamorfóza • dominantným faktorom je teplota • metamorfný účinok klesá smerom od kontaktu → metamorfné zóny (kontaktná aureola) • veľkosť kontaktnej aureoly závisí: • od chemického zloženia intrúzie • teploty intrúzie • veľkosti intrúzie a jej tvaru • viskozity a obsahu fluíd

10. Regionálna metamorfóza • prevažná časť metamorfovaných hornín je produktom regionálnej resp. dynamicko-termálnej metamorfózy • regionálne metamorfované horniny sa vyznačujú usmernenými štruktúrami – foliáciou • vyskytujú sa v deformovaných a erodovaných častiach jadrových pohorí kde sa najintenzívnejšie uplatňuje tlak (orientovaný, všesmerný) a teplota (aj teplota vznikajúca trením dosiek) • v závislosti na meniacich sa pT (tlakovo teplotných) podmienkach môže pôvodná hornina byť metamorfovaná na rôzne druhy metamorfovanej horniny napr. bazalt pri nízkych pT podmienkach rekryštalizuje na zelenú bridlicu, pri vyšších pT podmienkach na amfibolit

11. Progresívna (prográdna) a retrográdna metamorfóza • progresívna metamorfóza je postupná progresívna zmena pT podmienok metamorfózy → zvyšovanie tlaku a teploty • tento proces môže môže dosiahnuť až stupeň anatexie→čiastočného roztavenia horniny za vzniku vzájomne oddeliteľných ľahšie taviteľných komponentov a neroztaveného zvyšku, ktoré sa koncentrujú napr. v pásikoch horniny →migmatit • retrográdna metamorfóza – diaftoréza • pôvodne vyššie metamorfované horniny sa dostávajú do nižších pT podmienok (často účinkuje hlavne orientovaný tlak) • horniny vzniknuté diaftorézou nazývame diaftority

12. Šoková metamorfóza • je zvláštnym prípadom metamorfózy, ktorej podlahnú horniny za krátkodobo pôsobiacich často extrémnych pT podmienkach pri dopade extraterestrických telies – impakty • horniny, ktoré takto vznikajú →tektity →roztavené, vymrštené a utuhnuté fragmenty horniny napr. vltavíny

13. Kataklastická metamorfóza katakláza → lámanie, drvenie kataklastická metamorfóza vzniká pri nižších teplotách a hlavne prí pôsobení orientovaného tlaku kedy dochádza k mechanickej deštrukcii horniny za vzniku kataklazitov resp. mylonitov (mýlon = mlyn)

14. Hydrotermálna metamorfóza hydroterma = horúci roztok k hydrotermálnej metamorfóza dochádza najčastejšie v oblasti stredooceánskych chrbtov (vulkanické oblasti) horúce roztoky alterujú okolité horniny → metamorfóza oceánskeho dna

15. Indexové minerály, metamorfné izogrády a metamorfné zóny za indexové minerály označujeme tie, ktoré kryštalizujú v pomerne úzkom rozmedzí tlakov a teplôt napr. andaluzit, silimanit a distén

16. George Barrow na Škótskej vysočine opísal rôzne metamorfované horniny, ktorých východzou horninou boli ílovité bridlice pričom pozoroval, že v daných horninách sa pri rôznom metamorfnom postihu objavovali iné minerály → minerálna asociácia pričom každá minerálna asociácia obsahovala iné indexové minerály postupnosť indexových minerálov pri zvyšujúcich sa pT podmienkach chlorit → biotit → granát → staurolit → distén → silimanit vyčlenil metamorfné izogrády a metamorfné zóny → chloritová zóna atď.

17. ŠTRUKTÚRY METAMORFOVANÝCH HORNÍN • štruktúra metamorfovaných hornín je ovplyvnená veľkosťou, tvarom a usporiadaním komponentov, ktoré tvoria horninu • - časť štruktúr môže byť zdedená z materských hornín • Foliácia a kliváž foliácia je súbor viac alebo menej zvlnených paralelných plôch vytvorených v metamorfovnom procese, foliácia je negenetický – deskriptívny termín (najčastejším prípadom foliácie je bridličnatosť - schistosity) kliváž je súbor viac alebo menej paralelných plôch vytvorených v metamorfnom procese kolmo na smer pôsobenia orientovaného tlaku (genetický termín – cleavage)

18. Porfyroblastické štruktúry minerály vznikajúce počas metamorfózy môžu narastať do kryštálov, ktorých veľkosť presahuje minerály v okolnej hornine (matrix) → novotvorené minerály = porfyroblasty najčastejšie porfyroblasty sú tvorené živcom, granátom, staurolitom ...

19. Deformačné štruktúry najvýraznejšie sa deformačné štruktúry prejavujú vnapr. mylonitoch deformácia môže predchádzať metamorfózu, byť súčasná alebo nasledovať po metamorfóze – preddeformačná – syndeformačná – postdeformačná hornina môže zaznamenať viac metamorfných / deformačných udalostí→ polymetamorfóza

20. METAMORFOVANÉ HORNINY metamorfované horniny sú tie, ktoré vznikli z metamorfnými procesmi z pôvodných sedimentárnych, magmatických a metamorfovaných hornín metasomatóza – je metamorfóza s prínosom iónov (chemických prvkov) z externých zdrojov vápence a mramory sú najčastejšími hostiteľskými horninami pre metasomatické ložiská

21. Metamorfné fácie metamorfované horniny, ktoré majú rovnaké minerálne zloženie (indexové minerály) a kryštalizovali v podobných pT podmienkach sú zaraďované do tej istej metamorfnej fácie