Metamorfóza hornin

Metamorfóza neboli přeměna hornin je proces kdy v horninách (sedimentárních, vyvřelých či již jednou přeměněných) dochází ke změnám v důsledku změny fyzikálních podmínek - zejména teploty a tlaku. Minerály, které tvoří horniny, jsou stabilní (mohou existovat) jen v určitých tlakově tepelných podmínkách. Pokud dojde ke změně podmínek až za mez stability, dochází k reakci a vzniká nový minerál, který je stabilní v nových podmínkách. Kromě toho probíhají i strukturní změny v hornině. Teplotní rozsah metamorfózy je od 200°C (do 200°C probíhá tzv. diageneze - zpevňování hornin) do teploty, kdy se daná hornina začíná tavit (tato teplota závisí na složení horniny a pohybuje se od 650 do 1100°C.

Vlastnosti metamorfózy lze vyjádřit následujícími parametry:
Metamorfní stupeň se vztahuje k maximální teplotě, kterou hornina během metamorfózy prošla. Podle vzrůstající teploty lze rozlišit čtyři stupně: velmi nízký stupeň (200 - 350°C), nízký stupeň (350 - 550°C), střední stupeň (550 - 650°C) a vysoký stupeň (nad 650°C). Hraniční teploty však berte tak trochu orientačně, protože částečně závisí i na tlaku.

Metamorfní zóna je definována prvním výskytem určitého minerálu vzniklého při metamorfóze. Postupně jak roste tlak a teplota vznikají postupně v hornině nové minerály a jaké až minerály vzniknou závisí na dosažené teplotě, tlaku a složení horniny. Například do granátové zóny se hornina dostane pokud se v hornině granát objeví.

Metamorfní facie je definována na základě přítomnosti určité minerální asociace (skupiny minerálů). Minerální asociace, podle kterých je metamorfní asociace určována, jsou charakteristické pro určitá rozmezí teplot a tlaků.

metamorfní facie vynesené do PT diagramu (teplotně tlakový diagram)

Co se týče typů metamorfózy můžeme vyčlenit metamorfózu regionální, která postihuje obrovské oblasti, a metamorfózu lokální, která postihuje jen omezenou oblast. V každé z nich můžeme ještě vyčlenit několik typů:

• Regionální metamorfóza
• Orogenní metamorfóza je nejčastějším typem a probíhá v orogenních pásmech (tj. v místech, kde dochází ke srážce litosferických desek a horotvorným procesům). Výrazně se uplatňuje tlak i teplota.
• Metamorfóza oceánského dna probíhá na středooceánských hřbetech (tedy v místě vzniku nové oceánské zemské kůry). Jak na středooceánském hřbetu tuhnou nové horniny, dochází ke stálému rozpínání dna a tedy i k deformacím hornin. Horniny jsou porušené zlomy, po kterých dochází k proudění roztoků (hlavně mořské vody) a k jejich pronikání horninou za relativně vysokých teplot a dochází ke změnám minerálního složení hornin.
• Metamorfóza pohřbením se vyskytuje v sedimentárních pánvích, kdy vlivem váhy nadložních sedimentů jsou podložní sedimenty pohřbívány. Dochází k plynulému přechodu od diageneze po metamorfózu. Neprojevuje se směrově orientovaný tlak (jen všesměrný tlak způsobený nadložím). Teploty jsou nízké (200 - 350°C).
• Lokální metamorfóza
• Kontaktní metamorfóza vzniká v blízkosti intruzivních těles (magmatická tělesa utuhlá v zemi), kde na okolní horniny působí teplota a někdy i roztoky z tělesa. Hlavním působícím faktorem je teplota.
• Kataklastická metamorfóza a mylonitizace je způsobena zejména orientovaným tlakem (tlak působící v určitém směru). Dochází jen k texturním změnám ne však ke změnám v chemickém složení. Výsledek metamorfózy závisí na teplotě a na materiálových (tzv. reologických) vlastnostech horniny (teplota je důležitá proto, že stejná hornina se při nižší teplotě chová křehce, při vyšší plasticky). Za nižších teplot dochází většinou k porušení soudržnosti horniny a k drcení minerálů - vzniká hornina tzv. kataklazit. Za vyšších teplot se minerály chovají plasticky a dynamicky rekrystalizují za zmenšení velikosti minerálních zrn a vzniká plošná stavba - takto vzniklé horniny nazýváme jako mylonity.
• Šoková metamorfóza se vyskytuje v dopadových kráterech po meteoritických tělesech. Při dopadu (impaktu) meteoritu dochází k prudkému zvýšení teploty a tlaku, tavení hornin a vznikají sklovité horniny.

Dále je možné vyčlenit typy metamorfózy podle působící veličiny:

• Termální metamorfóza je způsobena teplotou, tlak má jen vedlejší vliv.
• Dynamická metamorfóza je způsobena tlakem, teplota má jen vedlejší vliv.
• Termálně dynamická metamorfóza je způsobena teplotou i tlakem

Autor: Pavel Bokr
Datum: 2004-02-08 20:17:59