Metamorfizm ultrawysokotemperaturowy

W geologii metamorfizm ultrawysokotemperaturowy ( UHT ) to ekstremalny metamorfizm skorupy ziemskiej z temperaturami metamorficznymi przekraczającymi 900 ° C. Granulit - skały facjalne przeobrażone w bardzo wysokich temperaturach zostały zidentyfikowane na początku lat 80. XX wieku, chociaż społeczność geologów potrzebowała kolejnej dekady, aby uznać metamorfizm UHT za powszechne zjawisko regionalne. Dowody petrologiczne oparte na charakterystycznych zespołach mineralnych poparte eksperymentalnymi i termodynamicznymi skorupa ziemska może osiągnąć i wytrzymać bardzo wysokie temperatury (900–1000 ° C) z częściowym stopieniem lub bez.

Definicja

Metamorfizm skał skorupy ziemskiej, w których szczytowa temperatura przekracza 900 °C, rozpoznawany za pomocą solidnej termobarometrii lub obecności diagnostycznego zespołu minerałów o odpowiednim składzie masowym i stopniu utlenienia, takiego jak zespoły zawierające ortopiroksen + sylimanit + kwarc , szafir + kwarc lub spinel + kwarc, ogólnie w warunkach ciśnieniowych stabilności sylimanitu w metapelitach [ za Brownem (2007) według propozycji Harleya (1998)].

Identyfikacja

Petrologiczne wskaźniki metamorfizmu UHT są zwykle zachowane w skałach wyjątkowo bogatych w Mg-Al, które są zwykle suche i mają charakter restytyczny . Zespoły minerałów, takie jak szafir + kwarc, ortopiroksen + sillimanit ± kwarc, osumilit i spinel + kwarc, dostarczają natychmiastowych dowodów na istnienie tak ekstremalnych warunków. Sporadycznie rozpowszechnione zespoły, takie jak granat + ortopiroksen, skalenie trójskładnikowe , (F-Ti) pargasyt lub metamorficzny odwrócony gołąb są uważane za typowe wskaźniki metamorfizmu UHT.

Globalna dystrybucja

Skały UHT są obecnie identyfikowane na wszystkich głównych kontynentach i obejmują różne epoki geologiczne, od ok. 3178 do 35 milionów lat związanych z głównymi wydarzeniami geologicznymi. Na całym świecie zgłoszono ponad 46 lokalizacji / terranów z diagnostycznymi wskaźnikami UHT, związanych zarówno z ekstensjonalnymi, jak i kolizyjnymi środowiskami tektonicznymi ; dwa podstawowe typy ziemskich systemów orogenicznych . Główne Archean UHT są rozmieszczone we wschodniej Antarktydzie, Afryce Południowej, Rosji i Kanadzie. Paleoproterozoiczne granulity UHT odnotowano z North China Craton (podczas akrecji superkontynentu Columbia ), strefa magmowa Taltsona, północno-zachodnia Kanada i South Harris, kompleks Lewisa , Szkocja. Skały UHT z neoproterozoicznej orogenezy Grenville są rozmieszczone we wschodniej prowincji Ghats w Indiach. Występowania UHT w neoproterozoiku-kambrze (panafrykańskim) występują głównie w Zatoce Lutzow-Holm, Wschodniej Antarktydzie, południowym Madagaskarze, Sri Lance i południowych Indiach. Skały UHT są również zgłaszane z młodszych terranów, takich jak triasowy masyw Kontum w Wietnamie, Kredowy pas Higo, Japonia i kompleks Paleogenu Gruf, środkowe Alpy . Liczące trzy miliony lat ksenolity , które wybuchły w Qiangtang , sugerują, że metamorfizm UHT trwa pod środkowym Tybetem .

Najnowsza hipoteza

Zaproponowano korelację między epizodycznym formowaniem się skał metamorficznych UHT a epizodycznym gromadzeniem się superkontynentów w prekambrze. Jednak kontrola ekstremalnego metamorfizmu na zbieżnych brzegach płyt wskazuje, że montaż superkontynentalny jest związany z regionalnym metamorfizmem facji eklogitu HP do UHP przy niskich gradientach termicznych mniejszych niż 10 ° C / km, podczas gdy ryft kontynentalny odgrywa kluczową rolę w powodowaniu regionalnego metamorfizmu facji granulitu HT do UHT przy wysokich gradientach termicznych większych niż 30 ° C / km. Pod tym względem epizodyczne formowanie się skał metamorficznych facjalnych granulitów HT do UHT jest czasowo i przestrzennie sprzężone z rozpadem lub próbą pęknięcia superkontynentów w kontekście tektoniki płyt .

Ponieważ skały UHT charakteryzują się ogólnie niską zawartością wody, doprowadziło to do złudzenia co do udziału płynów bogatych _w CO2 w generowaniu diagnostycznych zespołów UHT, zgodnie z odkryciem obfitych wtrąceń czystego płynu CO2 _w tych skałach. Jednak ekstrakcja faz ciekłych, takich jak roztwory wodne i uwodnione roztopy, z układów anatetycznych podczas metamorfizmu UHT jest tak wydajna, że ​​częste występowanie wtrąceń czystego płynu CO ₂ wygląda tak, jakby napływający CO ₂ mógł buforować aktywność wody i ustabilizował bezwodną mineralogię skał UHT. Stopy anatektyczne były w różny sposób ekstrahowane z systemów anatektycznych, co prowadziło do asocjacji granulit-migmatyt-granit w orogenach akrecyjnych i kolizyjnych. Metamorficzne kompleksy rdzeniowe zostały umieszczone w wyniku porywania stopionego granitu. Obfita woda została uwolniona w wyniku odwodnienia termicznego najniższej skorupy orogenicznej, przyczyniając się do regresji facji amfibolitów pokrywającej ją skorupy.

Dalsza lektura

• Clark, C., ICW Fitzsimons, D. Healy i SL Harley, 2011, W jaki sposób skorupa kontynentalna robi się naprawdę gorąca?, Elements, 7 (4), 235-240.
• Brown, M. and White, RW 2008, Procesy w metamorfizmie granulitu Journal of Metamorphic Geology, t. 26, s. 125-299.
• Sajeev, K. and Santosh, M. 2006, Ekstremalny metamorfizm skorupy ziemskiej i powiązane procesy skorupy i płaszcza. Lithos w. 92 n. 3-4, str. 321-624.
• Santosh, M., Osanai, Y. and Tsunogae, T. 2004, Ultrahigh temperature metamorphism and deep crustal process Journal of Mineralogical and Petrological Sciences v. 99 (część 1 i 2), n. 4-5, 137-365.
• Harley, SL, 2008, Udoskonalanie zapisów P – T metamorfizmu skorupy ziemskiej UHT. Towarzystwo Geologiczne, Londyn, Special Publications, t. 138, s. 81-107.
• Zheng, Y.-F., Chen, R.-X., 2017. Regionalny metamorfizm w ekstremalnych warunkach: implikacje dla orogenezy na zbieżnych brzegach płyt. Journal of Asian Earth Sciences, w. 145, s. 46-73.