Метаморфические фации
| Рисунок 1. Диаграмма, показывающая метаморфические фации в давления и температуры пространстве . Домен График соответствует обстоятельствам в земной коре и верхней мантии . |
Метаморфическая фация — совокупность минеральных комплексов в метаморфических породах, образовавшихся при одинаковых давлениях и температурах . [ 1 ] Комплекс типичен для того, что формируется в условиях, соответствующих участку на двумерном графике зависимости температуры от давления (см. диаграмму на рисунке 1). [ 1 ] Таким образом, породы, содержащие определенные минералы, могут быть связаны с определенными тектоническими условиями, временем и местом в геологической истории региона. [ 1 ] Границы между фациями (и соответствующими областями на графике зависимости температуры от давления) широки, поскольку они градационны и приблизительны. [ 1 ] Область на графике, соответствующая горному образованию при самых низких значениях температуры и давления, представляет собой область образования осадочных пород , в отличие от метаморфических пород, в процессе, называемом диагенезом . [ 1 ]
Историческое определение
[ редактировать ]Название «фация» впервые использовано для конкретных осадочных сред в осадочных породах швейцарским было геологом Аманцем Грессли в 1838 году. Аналогично этим осадочным фациям ряд метаморфических фаций был предложен в 1920 году финским петрологом Пентти Эскола . Классификация Эсколы уточнялась новозеландским геологом Фрэнсисом Джоном Тернером на протяжении всей его карьеры. Классической работой Тернера была опубликованная им в 1948 году книга под названием « Минералогическая и структурная эволюция метаморфических пород» . [ 2 ] Тернер продолжал работать в этой области, совершенствуя классификации метаморфических фаций до конца своей карьеры в начале 1970-х годов.
Основополагающие принципы
[ редактировать ]Различные метаморфические фации определяются минералогическим составом породы. Когда температура или давление в теле породы изменяются, порода может перейти в другую фацию, и некоторые минералы становятся стабильными , а другие становятся нестабильными или метастабильными . Действительно ли минералы реагируют, зависит от кинетики реакции , энергии активации реакции и количества жидкости , присутствующей в породе.
Минералы метаморфических пород и их возрастные соотношения можно изучать с помощью оптической микроскопии или сканирующей электронной микроскопии тонких срезов породы. Помимо метаморфических фаций породы, весь террейн можно описать сокращениями LT, MT, HT, LP, MP, HP (от низкого, среднего или высокого давления или температуры). С 1980-х годов термин UHP (сверхвысокое давление) использовался для обозначения горных пород, испытывающих экстремальное давление.
Какие минералы растут в породе, также зависит от исходного состава протолита ( исходной породы до метаморфоза). Карбонатные породы имеют другой состав, чем базальтовая лава , и минералы, которые могут в них расти, тоже другие. Следовательно, метапсамит и метапелит будут иметь разные минералогические составы, даже если они принадлежат к одной и той же метаморфической фации.
Индексные минералы
[ редактировать ]Каждая метаморфическая фация имеет некоторые минералы-индикаторы, по которым ее можно распознать. Это не означает, что эти минералы обязательно будут видны невооруженным глазом или даже будут существовать в породе; если порода не имеет правильного химического состава, они не будут кристаллизоваться.
индексами являются полиморфные модификации алюмосиликата Очень типичными минералами - (Al 2 SiO 5 , все неосиликаты ). Андалузит стабилен при низком давлении, кианит стабилен при высоком давлении, но относительно низкой температуре, а силлиманит стабилен при высокой температуре.
Минеральные комплексы
[ редактировать ]Цеолитовая фация
[ редактировать ]Цеолитовая фация — это метаморфическая фация с самой низкой степенью метаморфизма . При более низких температуре и давлении процессы в породе называются диагенезом . Фация названа по цеолитам — сильногидратированным тектосиликатам . Он может иметь следующие минеральные ассоциации:
В метамагматических породах и граувакках :
В метапелитах :
- мусковит + хлорит + альбит + кварц
Пренит-пумпеллиитовая фация
[ редактировать ]Пренит-пумпеллиитовая фация несколько выше по давлению и температуре, чем цеолитовая. Он назван в честь минералов пренита ( Ca - Al филлосиликат ) ) и пумпеллита ( соросиликат . Пренит-пумпеллиит характеризуется минеральными ассоциациями:
В метамагматических породах и граувакках:
- пренит + пумпеллиит + хлорит + альбит + кварц
- пумпеллит + хлорит + эпидот + альбит + кварц
- пумпеллиит + эпидот + стильпномелан + мусковит + альбит + кварц
В метапелитах:
- мусковит + хлорит + альбит + кварц
Зеленосланцевая фация
[ редактировать ]Зеленосланцевая фация характеризуется низким давлением и температурой. Название фация получила по типичной сланцевой текстуре пород и зеленому цвету минералов хлорита , эпидота и актинолита . Характерные минеральные ассоциации:
В метабазитах:
- хлорит + альбит + эпидот ± актинолит, кварц
В метагрейваках:
- альбит + кварц + эпидот + мусковит ± стильпномелан
В метапелитах:
- мусковит + хлорит + альбит + кварц
- хлоритоид + хлорит + мусковит + кварц ± парагонит
- биотит + мусковит + хлорит + альбит + кварц + Mn - гранат ( спессартин )
В Si богатых доломитовых породах:
- доломит + кварц
Эпидот-амфиболитовая фация
[ редактировать ]Амфиболитовая фация
[ редактировать ]Амфиболитовая фация представляет собой фацию среднего давления и температуры от средней до высокой. Он назван в честь амфиболов , образующихся при таких обстоятельствах. Встречаются следующие минеральные ассоциации:
В метабазитах:
- роговая обманка + плагиоклаз ± эпидот, гранат , куммингтонит , диопсид , биотит
В метапелитах:
- мусковит + биотит + кварц + плагиоклаз ± гранат, ставролит , кианит / силлиманит
В Си-долостонах:
- доломит + кальцит + тремолит ± тальк (более низкое давление и температура)
- доломит + кальцит + диопсид ± форстерит (более высокое давление и температура)
Гранулитовая фация
[ редактировать ]Гранулитовая . фация представляет собой высшую степень метаморфизма при среднем давлении Глубина, на которой это происходит, не является постоянной. Характерным минералом для этой фации и пироксен-роговообманковой фации является ортопироксен . Гранулитовая фация характеризуется следующими минеральными ассоциациями:
В метабазитах:
- ортопироксен + клинопироксен + роговая обманка + плагиоклаз ± биотит
- ортопироксен + клинопироксен + плагиоклаз ± кварц
- клинопироксен + плагиоклаз + гранат ± ортопироксен (более высокое давление)
В метапелитах:
- гранат + кордиерит + силлиманит + калишпат + кварц ± биотит
- сапфирин + ортопироксен + калишпат + кварц ± осумилит (при очень высокой температуре)
Сверхвысокотемпературные фации
[ редактировать ]Фация голубых сланцев
[ редактировать ]Фация голубых сланцев имеет относительно низкую температуру, но высокое давление, как это бывает в породах в зоне субдукции . Фация названа в честь сланцеватого характера пород и голубых минералов глаукофана и лавсонита . Фация голубых сланцев образует следующие минеральные ассоциации:
В метабазитах:
В метагрейваках:
- кварц + жадеит + лавсонит ± фенгит, глаукофан, хлорит
В метапелитах:
- фенгит + парагонит + карфолит + хлорит + кварц
В карбонатных породах (мраморах):
Эклогитовая фация
[ редактировать ]Эклогитовая фация - это фация самого высокого давления и высокой температуры. Он назван в честь метаосновной породы эклогита . В эклогитовой фации представлены минеральные ассоциации:
В метабазитах:
В метагранодиорите:
- кварц + фенгит + жадеит /омфацит + гранат
В метапелитах:
- фенгит + гранат + кианит + хлоритоид (богатый магнием) + кварц
- фенгит + кианит + тальк + кварц ± жадеит
Альбит-эпидот-роговиковая фация
[ редактировать ]Альбит-эпидот-роговиковая фация — фация низкого давления и относительно низких температур. Он назван в честь двух минералов: альбита и эпидота , хотя они также стабильны и в других фациях. Роговик — это порода, образовавшаяся в результате контактного метаморфизма , процесса, который обычно включает высокие температуры, но низкие давления и глубины. Для этой фации характерны следующие минералы:
В метабазитах:
- альбит + эпидот + актинолит + хлорит + кварц
В метапелитах:
- мусковит + биотит + хлорит + кварц
В известковом комплексе: Кальцит + тальк + кварц
Роговообманково-роговиковая фация
[ редактировать ]Роговообманково-роговиковая фация — фация с такими же низкими давлениями, но несколько более высокими температурами, что и альбит-эпидотовая фация. Хотя он назван в честь минерала роговой обманки, появление этого минерала не ограничивается этой фацией. Роговообманково-роговиковая фация характеризуется следующими минеральными ассоциациями:
В метабазитах:
- роговая обманка + плагиоклаз ± диопсид , антофиллит / куммингтонит , кварц
В метапелитах:
В бедных К 2 О отложениях или метамагматических породах:
- кордиерит + антофиллит + биотит + плагиоклаз + кварц
В богатых Si доломитах:
- доломит + кальцит + тремолит ± тальк
Пироксен-роговиковая фация
[ редактировать ]Пироксен-роговиковая фация является контактно-метаморфической фацией с наиболее высокими температурами и, как и гранулитовая фация, характеризуется минералом ортопироксеном. Для него характерны следующие минеральные ассоциации:
В метабазитах:
- ортопироксен + клинопироксен + плагиоклаз ± оливин или кварц
В метапелитах:
- кордиерит + кварц + силлиманит + калишпат (ортоклаз) ± биотит ± гранат
(Если температура ниже 750 °C, вместо силлиманита будет андалузит)
- кордиерит + ортопироксен + плагиоклаз ± гранат, шпинель
В карбонатных породах:
- кальцит + форстерит ± диопсид, периклаз
- диопсид + гроссуляр + волластонит ± везувиан
Санидинитовая фация
[ редактировать ]Санидинитовая фация — редкая фация экстремально высоких температур и низкого давления. Достичь его можно лишь при определенных контактно-метаморфических обстоятельствах. Из-за высокой температуры порода частично плавится и образуется стекло. Эта фация названа в честь минерала санидина . Для него характерны следующие минеральные ассоциации:
В метапелитах:
В карбонатах:
- волластонит + анортит + диопсид
- монтичеллит + мелилит ± кальцит, диопсид (также тиллеит , спуррит , мервинит , ларнит и другие редкие Ca- или Ca- Mg -силикаты).
Тектоническая обстановка
[ редактировать ]Экологиты и голубые сланцы связаны с зонами субдукции . Гранулиты связаны с вулканическими дугами .
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и Основы геологии, 3-е издание, Стивен Маршак
- ^ Тернер, Фрэнсис Джон (1948). Минералогическая и структурная эволюция метаморфических пород . стр. 1 –332.
- Эскола, Пентти Ээлис, 1920: «Минеральная фация горных пород».
- Филпотс, Энтони Р., 1990: Принципы магматической и метаморфической петрологии.
- Дафф, П. МакЛ. Д. , 1996; Принципы физической геологии Холмса
- Виссер, Вашингтон, 1980 г.; Геологическая номенклатура
- Метаморфические фации Дэйва Уотерса
