| Рисунок 1. Диаграмма , показывающая метаморфические фации давления - температура пространства. Область графика соответствует условиям земной коры и верхней мантии . |
A метаморфические фации представляют собой набор минеральных комплексов в метаморфических породах , образующихся при аналогичных давлениях и температурах . [1] Сборка типична для того, что формируется в условиях, соответствующих области на двумерном графике зависимости температуры от давления (см. Диаграмму на рисунке 1). [1] Скалы, содержащие определенные минералы, могут быть связаны с определенными тектоническими условиями, временами и местами в геологической истории региона. [1] Границы между фациями (и соответствующие области на графике зависимости температуры от давления) широкие, потому что они являются градационными и приблизительными. [1]Область на графике, соответствующая образованию горных пород при самых низких значениях температуры и давления, представляет собой диапазон образования осадочных пород , в отличие от метаморфических пород, в процессе, называемом диагенезом . [1]
Историческое определение [ править ]
Имя фация впервые была использована для конкретных осадочных сред в осадочных породах по швейцарскому геологу Аманц Гресл в 1838. Аналогичных с этими осадочными фациями были предложены несколько метаморфических фаций в 1920 годом финского петролога Пентти Эсколы . Классификация Эсколы уточнялась новозеландским геологом Фрэнсисом Джоном Тернером на протяжении всей его карьеры. Классической работой Тернера была книга, которую он опубликовал в 1948 году под названием « Минералогическая и структурная эволюция метаморфических пород» . [2] Тернер продолжал работать в этой области, уточняя классификации метаморфических фаций до конца своей карьеры в начале 1970-х годов.
Основные принципы [ править ]
Различные метаморфические фации определяются минералогическим составом породы. Когда температура или давление в теле породы изменяются, порода может переходить в другую фацию, и некоторые минералы становятся стабильными, а другие становятся нестабильными или метастабильными . Реагируют ли минералы на самом деле, зависит от кинетики реакции , энергии активации реакции и количества жидкости в породе.
Минералы в метаморфических пород и их возрастные соотношения могут быть изучены с помощью оптической микроскопии или сканирующей электронной микроскопии на тонких срезах породы. Помимо метаморфических фаций горных пород, весь террейн можно описать сокращениями LT, MT, HT, LP, MP, HP (от низкого, среднего или высокого; давление или температура). С 1980-х годов термин UHP (сверхвысокое давление) использовался для обозначения горных пород, которые испытывали экстремальные давления.
Какие минералы растут в породе, также зависит от исходного состава протолита (исходной породы до метаморфоза). Карбонатные породы имеют другой состав, чем базальтовая лава , минералы, которые могут расти в них, тоже разные. Следовательно, метапсаммит и метапелит будут иметь разный минералогический состав, даже если они находятся в одной метаморфической фации.
Индексные минералы [ править ]
Каждая метаморфическая фация имеет некоторые минералы-указатели, по которым ее можно распознать. Это не означает, что эти минералы обязательно будут видны невооруженным глазом или даже присутствуют в породе; если горные породы не имеют правильного химического состава, они не будут кристаллизоваться.
Очень типичный индекс минералы являются полиморфными из алюмосиликата (Al 2 SiO 5 , все nesosilicates ). Андалузит устойчив при низком давлении, кианит - при высоком давлении, но относительно низкой температуре, а силлиманит - при высокой температуре.
Минеральные ассоциации [ править ]
Цеолитовые фации [ править ]
Цеолитовая фация - это метаморфическая фация с самой низкой степенью метаморфизма . При более низких температурах и давлениях процессы в породе называются диагенезом . Фация названа в честь цеолитов , сильно гидратированных тектосиликатов . Он может иметь следующие минеральные ассоциации:
В мета-магматических породах и грейвакках :
- гейландит + анальцит + кварц ± глинистые минералы
- ломонтит + альбит + кварц ± хлорит
В метапелитах :
- мусковит + хлорит + альбит + кварц
Пренит-пумпеллиитовая фация [ править ]
Фация пренит-пумпеллиита немного выше по давлению и температуре, чем цеолитовая фация. Он назван минералы пренита (а Са - Аль - филлосиликат ) и пумпеллиитовый (а sorosilicate ). Для пренит-пумпеллиита характерны минеральные ассоциации:
В мета-магматических породах и грейвакках:
- пренит + пумпеллиит + хлорит + альбит + кварц
- пумпеллиит + хлорит + эпидот + альбит + кварц
- пумпеллиит + эпидот + стильпномелан + мусковит + альбит + кварц
В метапелитах:
- мусковит + хлорит + альбит + кварц
Фации зеленых сланцев [ править ]
Фация зеленых сланцев находится при низких давлении и температуре. Фация названа в честь типичной сланцевой текстуры пород и зеленого цвета 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 доломитовых породах с высоким содержанием кремния :
- доломит + кварц
Эпидот-амфиболитовая фация [ править ]
Амфиболитовая фация [ править ]
В амфиболитовой фации является фацией среднего давления и средней до высокой температуры. Он назван в честь амфиболов , образующихся при таких обстоятельствах. Он имеет следующие минеральные ассоциации:
В метабазитах:
- роговая обманка + плагиоклаз ± эпидот, гранат , куммингтонит , диопсид , биотит
В метапелитах:
- мусковит + биотит + кварц + плагиоклаз ± гранат, ставролит , кианит / силлиманит
В Si-dolostones:
- доломит + кальцит + тремолит ± тальк (более низкое давление и температура)
- доломит + кальцит + диопсид ± форстерит (более высокое давление и температура)
Гранулитовая фация [ править ]
В гранулитовых фациях являются самой высокой степенью метаморфизма при среднем давлении. Глубина, на которой это происходит, непостоянна. Характерным минералом для этой фации и пироксен-роговообманковой фации является ортопироксен . Для гранулитовой фации характерны следующие минеральные ассоциации:
В метабазитах:
- ортопироксен + клинопироксен + роговая обманка + плагиоклаз ± биотит
- ортопироксен + клинопироксен + плагиоклаз ± кварц
- клинопироксен + плагиоклаз + гранат ± ортопироксен (более высокое давление)
В метапелитах:
- гранат + кордиерит + силлиманит + калиевый полевой шпат + кварц ± биотит
- сапфирин + ортопироксен + калиевый полевой шпат + кварц ± осумилит (при очень высокой температуре)
Ультравысокотемпературные фации [ править ]
Фации синего сланца [ править ]
Фация голубого сланца имеет относительно низкую температуру, но высокое давление, такое как в породах в зоне субдукции . Фация названа в честь сланцевого характера пород и голубых минералов глаукофана и лавсонита . Фация голубого сланца образует следующие минеральные ассоциации:
В метабазитах:
- глаукофан + лавсонит + хлорит + сфен ± эпидот ± фенгит ± парагонит , омфацит
В метагрейваках:
- кварц + жадеит + лавсонит ± фенгит, глаукофан, хлорит
В метапелитах:
- фенгит + парагонит + карфолит + хлорит + кварц
В карбонатных породах (мраморах):
- арагонит
Эклогитовые фации [ править ]
Эклогитовая фация - это фация самого высокого давления и высокой температуры. Он назван в честь метабазитовой породы эклогита . Фация эклогитов представлена минеральными ассоциациями:
В метабазитах:
- омфацит + гранат ± кианит, кварц, роговая обманка, цоизит
В метагранодиорите:
- кварц + фенгит + жадеит / омфацит + гранат
В метапелитах:
- фенгит + гранат + кианит + хлоритоид (богатый магнием ) + кварц
- фенгит + кианит + тальк + кварц ± жадеит
Альбит-эпидотово-роговиковая фация [ править ]
Альбит-эпидотово-роговиковая фация - это фация низкого давления и относительно низких температур. Он назван в честь двух минералов - альбита и эпидота , хотя они также стабильны в других фациях. Роговик - это порода, образованная контактным метаморфизмом , процессом, который обычно включает высокие температуры, но низкие давления / глубины. Эта фация характеризуется следующими минералами:
В метабазитах:
- альбит + эпидот + актинолит + хлорит + кварц
В метапелитах:
- мусковит + биотит + хлорит + кварц
В известковой ассоциации: кальцит + тальк + кварц.
Роговообманковые фации [ править ]
Фация роговой обманки-роговика - это фация с такими же низкими давлениями, но несколько более высокими температурами, что и фация альбит-эпидота. Хотя он назван в честь минерала роговая обманка, внешний вид этого минерала не ограничивается этой фацией. Роговообманково-роговиковая фация включает следующие минеральные ассоциации:
В метабазитах:
- роговая обманка + плагиоклаз ± диопсид , антофиллит / куммингтонит , кварц
В метапелитах:
- мусковит + биотит + андалузит + кордиерит + кварц + плагиоклаз
В отложениях с низким содержанием K 2 O или в мета-магматических породах:
- кордиерит + антофиллит + биотит + плагиоклаз + кварц
В доломах с высоким содержанием кремния:
- доломит + кальцит + тремолит ± тальк
Пироксен-роговиковые фации [ править ]
Пироксен-роговиковая фация является контактно-метаморфической фацией с наиболее высокими температурами и, как и гранулитовая фация, характеризуется наличием минерала ортопироксена. Для него характерны следующие минеральные ассоциации:
В метабазитах:
- ортопироксен + клинопироксен + плагиоклаз ± оливин или кварц
В метапелитах:
- кордиерит + кварц + силлиманит + калиевый полевой шпат (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 ± везувианит
Санидинитовые фации [ править ]
Санидинитовая фация - это редкая фация экстремально высоких температур и низкого давления. Это может быть достигнуто только при определенных контактно-метаморфических обстоятельствах. Из-за высокой температуры порода частично плавится и образуется стекло. Эта фация названа в честь минерала санидин . Для него характерны следующие минеральные ассоциации:
В метапелитах:
- кордиерит + муллит + санидин + тридимит (часто превращенный в кварц) + стекло
В карбонатах:
- волластонит + анортит + диопсид
- монтичеллит + мелилит ± кальцит, диопсид (также тиллиит , спуррита , мервинит , ларнит и другие редкие Са - или Са Mg -silicates).
Тектоническая обстановка [ править ]
Экологиты и голубые сланцы связаны с зонами субдукции . Гранулиты связаны с вулканическими дугами .
Ссылки [ править ]
- ^ a b c d e Основы геологии, 3-е издание, Стивен Маршак
- ^ Тернер, Фрэнсис Джон (1948). Минералогическая и структурная эволюция метаморфических пород . С. 1 –332.
- Эскола, Пентти Илис, 1920: «Минеральные фации горных пород».
- Филпотс, Энтони Р., 1990: Принципы магматической и метаморфической петрологии
- Дафф, П. МакЛ. Д. , 1996; Принципы физической геологии Холмса
- Visser, WA, 1980; Геологическая номенклатура
- Метаморфические фации Дэйва Уотерса
См. Также [ править ]
- метаморфическая порода
- метаморфизм
