Facies metamorfic - Metamorphic facies
|
Figura 1. Diagrama care prezintă faciesul metamorfic în spațiul presiune - temperatură . Domeniul graficului corespunde circumstanțelor din scoarța Pământului și mantaua superioară . |
Un facies metamorfic este un set de ansambluri minerale din roci metamorfice formate sub presiuni și temperaturi similare . Ansamblul este tipic pentru ceea ce se formează în condiții corespunzătoare unei zone pe graficul bidimensional al temperaturii vs. presiune (Vezi diagrama din Figura 1). Rocile care conțin anumite minerale pot fi, prin urmare, legate de anumite setări, momente și locuri tectonice din istoria geologică a zonei. Limitele dintre facies (și zonele corespunzătoare din graficul de temperatură v. Presiune) sunt largi, deoarece sunt gradaționale și aproximative. Zona din grafic corespunzătoare formării rocilor la cele mai mici valori ale temperaturii și presiunii este gama de formare a rocilor sedimentare , spre deosebire de rocile metamorfice, într-un proces numit diageneză .
Definiție istorică
Numele de facies a fost folosit pentru prima dată pentru medii sedimentare specifice în roci sedimentare de către geologul elvețian Amanz Gressly în 1838. Analog cu aceste facies sedimentare, o serie de facies metamorfice au fost propuse în 1920 de petrologul finlandez Pentti Eskola . Clasificarea Eskola a fost rafinată de geologul neo-zeelandez Francis John Turner de-a lungul carierei sale. O lucrare clasică a lui Turner a fost cartea pe care a publicat-o în 1948, intitulată Evoluția mineralogică și structurală a rocilor metamorfice . Turner a continuat să lucreze în domeniu, rafinând clasificările metamorfice ale faciesului până la sfârșitul carierei sale la începutul anilor 1970.
Principii fundamentale
Diferitele facies metamorfice sunt definite de compoziția mineralogică a unei roci. Când temperatura sau presiunea dintr-un corp de rocă se schimbă, roca poate trece într-o facies diferită și unele minerale devin stabile în timp ce altele devin instabile sau metastabile . Dacă mineralele reacționează într-adevăr depinde de cinetica reacției , de energia de activare a reacției și de cât de mult fluid este prezent în rocă.
Mineralele dintr-o rocă metamorfică și relațiile lor de vârstă pot fi studiate prin microscopie optică sau microscopie electronică de scanare a secțiunilor subțiri ale rocii. În afară de faciesul metamorfic al unei roci, un întreg teran poate fi descris prin abrevierile LT, MT, HT, LP, MP, HP (de la scăzut, mediu sau ridicat; presiune sau temperatură). Din anii 1980, termenul UHP (ultra înaltă presiune) a fost folosit pentru roci care au experimentat presiuni extreme.
Mineralele care cresc în roci depind, de asemenea, de compoziția originală a protolitului (roca originală înainte de metamorfoză). Rocile carbonatate au o compoziție diferită față de o lavă bazaltică , mineralele care pot crește în ele sunt și ele diferite. Prin urmare, un meta psammit și un meta pelit vor avea compoziții mineralogice diferite, chiar dacă se află în același facies metamorfic.
Indicele mineralelor
Fiecare facies metamorfic are niște minerale index prin care poate fi recunoscut. Asta nu înseamnă că aceste minerale vor fi neapărat vizibile cu ochiul liber sau chiar vor exista în stâncă; dacă roca nu are compoziția chimică potrivită, acestea nu se vor cristaliza.
Mineralele index foarte tipice sunt polimorfii de aluminosilicat (Al 2 SiO 5 , toate sunt nesosilicați ). Andaluzitul este stabil la presiune scăzută, kianitul este stabil la presiune ridicată, dar temperatura relativ scăzută, iar silimanitul este stabil la temperatură ridicată.
Ansambluri minerale
Facies zeolit
Faciesul zeolitic este faciesul metamorfic cu cel mai scăzut grad metamorfic . La temperaturi mai mici și procesele de presiune din rocă se numesc diageneză . Faciesul este numit după zeoliți , tectosilicați puternic hidratați . Poate avea următoarele ansambluri minerale:
În roci meta-ignee și greywackes :
În meta pelite :
- moscovit + clorit + albit + cuarț
Facies prehnit-pompelenitic
Faciesul preehnit-pompellyit este puțin mai mare în presiune și temperatură decât faciesul zeolit. Acesta este numit pentru mineralele prehnite (un Ca - Al - filosilicat ) și pumpellyite (un sorosilicat ). Prehnita-pompellyita se caracterizează prin ansamblurile minerale:
În roci meta-ignee și greywackes:
- prehnit + pompelit + clorit + albit + cuarț
- pumpellyit + clorit + epidot + albit + cuarț
- pumpellyit + epidot + stilpnomelan + muscovit + albit + cuarț
În metapelite:
- moscovit + clorit + albit + cuarț
Facies Greenschist
Faciesul verzui este la presiune și temperatură scăzute. Faciesul este numit după textura schistoză tipică a rocilor și culoarea verde a mineralelor clorit , epidot și actinolit . Ansamblurile minerale caracteristice sunt:
În metabazite:
- clorit + albit + epidot ± actinolit, cuarț
În metagreywackes:
- albit + cuarț + epidot + muscovit ± stilpnomelan
În metapelite:
- moscovit + clorit + albit + cuarț
- cloritoid + clorit + moscovit + cuarț ± paragonit
- biotit + moscovit + clorit + albit + cuarț + Mn - granat ( spessartină )
În roci dolomitice bogate în Si :
- dolomit + cuarț
Facies epidot-amfibolit
Facies amfibolit
The amfibolit faciesul este un facies de presiune medie și medie la temperaturi ridicate. Este numit după amfiboli care se formează în astfel de circumstanțe. Are următoarele ansambluri minerale:
În metabazite:
- hornblende + plagioclaz ± epidot, granat , cummingtonite , diopsid , biotit
În metapelite:
- muscovit + biotit + cuarț + plagioclaz ± granat, staurolite , cianit / silimanit
În Si-dolostones:
- dolomit + calcit + tremolit ± talc (presiune și temperatură mai mici)
- dolomit + calcit + diopsid ± forsterit (presiune și temperatură mai mare)
Facies de granulit
The granulite faciesului este cel mai înalt grad de metamorfism la presiune medie. Adâncimea la care apare nu este constantă. Un mineral caracteristic pentru acest facies și pentru faciesul piroxen-hornblendă este ortopiroxenul . Faciesul de granulit se caracterizează prin următoarele ansambluri minerale:
În metabazite:
- ortopiroxen + clinopiroxen + hornblendă + plagioclază ± biotit
- ortopiroxen + clinopiroxen + plagioclasă ± cuarț
- clinopiroxen + plagioclasă + granat ± ortopiroxen (presiune mai mare)
În metapelite:
- granat + cordierit + silimanit + K-feldspat + cuarț ± biotit
- safirină + ortopiroxen + K-feldspat + cuarț ± osumilit (la temperatură foarte ridicată)
Facies la temperaturi ultra ridicate
Facies Blueschist
Faciesul blueschist este la temperatură relativ scăzută, dar la presiune ridicată, cum ar fi în rocile dintr-o zonă de subducție . Faciesul este numit după caracterul schistose al rocilor si mineralelor albastre glaucofan și lawsonite . Faciesul blueschist formează următoarele ansambluri minerale:
În metabazite:
În metagreywackes:
- cuarț + jadeit + lawsonit ± fengit, glaucofan, clorit
În metapelite:
- fengit + paragonit + carolit + clorit + cuarț
În rocile carbonatice (marmură):
Facies eclogit
Faciesul eclogit este faciesul la cea mai mare presiune și temperatură ridicată. Este numit pentru eclogitul rocii metabazice . Faciesul eclogit are ansamblurile minerale:
În metabazite:
În metagranodiorit:
- cuarț + fengit + jadeit / omfacit + granat
În metapelite:
Facies albit-epidot-hornfels
Faciesul albit-epidot-hornfels este un facies la presiune scăzută și temperaturi relativ scăzute. Este numit pentru cele două minerale albită și epidot , deși sunt stabile și în alte facies. Hornfels este o rocă formată din metamorfismul de contact , un proces care implică în mod caracteristic temperaturi ridicate, dar presiuni / adâncimi mici. Această facies se caracterizează prin următoarele minerale:
În metabazite:
- albit + epidot + actinolit + clorit + cuarț
În metapelite:
- moscovită + biotit + clorit + cuarț
În ansamblu calcaros: Calcit + talc + cuarț
Facies Hornblende-hornfels
Faciesul hornblende-hornfels este un facies cu aceleași presiuni scăzute, dar temperaturi ușor mai ridicate ca și faciesul albit-epidot. Deși este numit pentru hornblenda minerală, aspectul acestui mineral nu este limitat la această facies. Faciesul hornblende-hornfels are următoarele ansambluri minerale:
În metabazite:
- hornblendă + plagioclasă ± diopsidă , antofilit / cummingtonit , cuarț
În metapelite:
În sedimentele sărace în K 2 O sau roci meta-ignee:
- cordierit + antofilit + biotit + plagioclasă + cuarț
În dolostone bogate în Si:
- dolomit + calcit + tremolit ± talc
Facies piroxen-hornfels
Faciesul piroxen-hornfels este faciesul de contact-metamorfic cu cele mai ridicate temperaturi și este, ca și faciesul de granulită, caracterizat prin ortopiroxenul mineral. Se caracterizează prin următoarele ansambluri minerale:
În metabazite:
- ortopiroxen + clinopiroxen + plagioclasă ± olivină sau cuarț
În metapelite:
- cordierit + cuarț + silimanit + K-feldspat (ortoclasă) ± biotit ± granat
(Dacă temperatura este sub 750 ° C, va exista andaluzită în loc de silimanită)
- cordierit + ortopiroxen + plagioclaz ± granat, spinel
În rocile carbonatate:
- calcit + forsterit ± diopsid, periclază
- diopsid + grossular + wollastonit ± vesuvianit
Facies sanidinite
Faciesul sanidinit este un facies rar, cu temperaturi extrem de ridicate și presiune scăzută. Poate fi atins numai în anumite circumstanțe metamorfice de contact. Datorită temperaturii ridicate, roca are o topire parțială și se formează sticlă. Acest facies este numit pentru mineralul sanidine . Se caracterizează prin următoarele ansambluri minerale:
În metapelite:
În carbonați:
- wollastonit + anortit + diopsid
- monticelit + melilit ± calcit, diopsid (de asemenea tilleyit , spurrit , merwinit , larnit și alte silicate rare de Ca - sau Ca- Mg ).
Setarea tectonică
Ecologii și blueschists sunt asociați cu zonele de subducție . Granulitele sunt asociate arcurilor vulcanice .
Referințe
- Eskola, Pentti Eelis, 1920: "Faciesul mineral al rocilor"
- Phillpots, Anthony R., 1990: Principii de petrologie ognară și metamorfică
- Duff, P. McL. D. , 1996; Principiile de geologie fizică ale lui Holmes
- Visser, WA, 1980; Nomenclatura Geologică
- Facies metamorfic de Dave Waters