Strefa metamorficzna

Schematyczna mapa terranu z rosnącym stopniem metamorficznym . Istnieją dwie złożone litologie : kwarcyt (pierwotnie osad piaszczysty) i pelit (pierwotnie osad gliniasty ). Minerały indeksowe mogą rosnąć tylko w pelicie. Najwyższy wskazany izograd to solidus uwodnionego granitu , przy wyższym stopniu metamorficznym w kwarcycie wystąpiło częściowe przetopienie .

Strefy metamorficzne w Scottish Highlands , regionie, w którym po raz pierwszy zostały rozpoznane przez geologa George'a Barrowa w 1912 r. Większość regionu obejmuje strefy Barrow, ale obszar na północ od Aberdeen ma strefy Buchan ( andaluzyt i biotyt ).

W geologii strefa metamorficzna to obszar, w którym w wyniku metamorfizmu w podłożu skalnym występuje ta sama kombinacja minerałów . Strefy te występują, ponieważ większość minerałów metamorficznych jest stabilna tylko w określonych przedziałach temperatury i ciśnienia .

Pojęcie

Temperatura i ciśnienie, przy których skład mineralogiczny skały jest zrównoważony, mogą zmieniać się poprzecznie w metamorficznym terranie . Te dwa parametry razem określają stopień metamorficzny . Różnica w nachyleniu między dwiema lokalizacjami nazywana jest gradientem metamorficznym . Płaszczyzny, które łączą punkty o tym samym stopniu metamorficznym, nazywane są izogradami . Sieczne izogradów z powierzchnią tworzą linie na mapie geologicznej .

Zmiany składu mineralogicznego w terranie odzwierciedlają różnice w stopniu metamorficznym skał. Minerały, które są charakterystyczne dla pewnego stopnia metamorficznego, nazywane są minerałami wskaźnikowymi . Pierwsze lub ostatnie pojawienie się minerału wskaźnikowego (miejsca, w którym obserwuje się reakcję metamorficzną) tworzy łatwo rozpoznawalny izograd. Strefa metamorficzna to obszar między dwoma takimi łatwo rozpoznawalnymi izogradami. Często ich nazwy pochodzą od najbardziej charakterystycznego minerału indeksowego strefy.

Wystąpienie określonego minerału indeksowego zależy również od składu samej skały. Wiele minerałów indeksowych ma skomplikowany skład chemiczny. Jeśli nie wszystkie niezbędne pierwiastki są obfite, minerał nie będzie rósł. Podczas mapowania stopnia metamorficznego terranu geolog musi wziąć pod uwagę litologię skały. Litologie są głównie zależne od protolitu , pierwotnej skały przed metamorfizmem. Główne litologie to ultramaficzne , maficzne , felsowe (lub kwarcowo-skaleniowe), pelityczne i wapienne . We wszystkich tych (i innych) litologiach występują różne kombinacje minerałów w określonym stopniu. Strefy metamorficzne w tych litologiach mogą być również różne.

Rodzaje stref metamorficznych

Rodzaj stref metamorficznych w terranie jest również określony przez formę metamorfizmu. Zależy to od geodynamicznych ( tektonicznych i magmowych ), w których zachodził metamorfizm. Sekwencja stref metamorficznych nazywana jest metamorficzną serią facji, a najpowszechniejszym z nich jest Barrovian (nazwany na cześć George'a Barrowa , który jako pierwszy wspomniał o tym w 1912 r.). W tej serii stref zarówno ciśnienie, jak i temperatura rosną stopniowo wzdłuż gradientu metamorficznego. Metamorfizm barrowski ma miejsce podczas metamorfizmu regionalnego , spowodowane pogrubieniem skorupy ziemskiej w korzeniach pasa orogenicznego (pod łańcuchami górskimi). Strefy barrowskie są szczególnie łatwe do rozpoznania w skałach pelitycznych. Prograde sekwencja stref Barrovian to :

chloryt - biotyt - granat - staurolit - cyjanit - sylimanit

Kryształy andaluzytu w dalradyjskiej skale metamorficznej w zatoce Boyndie w strefie metamorficznej Buchan w północno-wschodniej Szkocji

Często można znaleźć tylko część serii. Inną metamorficzną serią facji jest seria Buchana , w której obserwuje się szybki wzrost temperatury, ale stosunkowo niewielki wzrost ciśnienia. Charakterystyczne minerały to andaluzyt , biotyt i kordieryt . Metamorficzna sekwencja progresywna serii stref Buchana to:

biotyt - kordieryt - andaluzyt - sylimanit

Metamorfizm Buchana występuje często w ustawieniach ekstensjonalnych, na przykład w basenach ryftowych . W metamorfizmie kontaktowym (metamorfizm wywołany wysokimi temperaturami przy niskim ciśnieniu w pobliżu intruzji magmowej ) tworzy się lokalna aureola kontaktowa stref wokół źródła ciepła.

W skałach w strefach subdukcji , które są transportowane na duże głębokości w stosunkowo niskich temperaturach, mogą rozwijać się rzadkie typy stref metamorficznych. Dwie serie facji to typ franciszkański i sanbagawa. Skały charakteryzują się facjalnymi prehnite-pumpellyite , blueschist lub eklogit .

Zobacz też

• Metamorfizm
• Facje metamorficzne
• Anateksja
• Skała metamorficzna
• Mapa geologiczna

•   Najlepszy, MG ; 2003: Petrologia magmowa i metamorficzna , Blackwell Publishing (wyd. 2), ISBN 978-1-4051-0588-0 .