Метаморфические фации - Metamorphic facies

Рисунок 1. Диаграмма, показывающая метаморфические фации в давление -температура Космос. Домен
график соответствует условиям земной коры и верхняя мантия.

А метаморфические фации это набор минеральная сборки в метаморфических пород сформирован при аналогичных давление и температуры.[1] Сборка типична для того, что формируется в условиях, соответствующих области на двумерном графике зависимости температуры от давления (см. Диаграмму на рисунке 1).[1] Поэтому камни, содержащие определенные минералы, могут быть связаны с определенными тектонический настройки, время и места в геологической истории области.[1] Границы между фациями (и соответствующие области на графике зависимости температуры от давления) широкие, поскольку они градационные и приблизительные.[1] Область на графике, соответствующая горной породе при самых низких значениях температуры и давления, является диапазоном образования осадочные породы, в отличие от метаморфических пород, в процессе, называемом диагенез.[1]

Историческое определение

Название фации впервые был использован для конкретных осадочные среды в осадочные породы от Швейцарский геолог Аманз Грессли в 1838 году. Аналогично этим осадочные фации ряд метаморфических фаций был предложен в 1920 г. Финский петролог Пентти Эскола. Классификация Эсколы была уточнена новозеландским геологом. Фрэнсис Джон Тернер на протяжении всей своей карьеры. Классическим произведением Тернера была книга, опубликованная им 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.

Треугольные диаграммы, показывающие алюминий (А), кальций (C) и утюг (F) содержание основных фаз (темные точки) в метаморфических породах различных фаций. Тонкие серые линии устойчивы фазовые равновесия.
Треугольные диаграммы, показывающие алюминий (A), железо (F) и магний (M) содержание основных фаз (темные точки и, если состав может меняться, полосы). Тонкие серые линии представляют собой равновесия между фазами.

Основные принципы

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 стабильный в то время как другие становятся нестабильными или метастабильный. Действительно ли минералы реагируют, зависит от кинетика реакции, то энергия активации реакции и сколько жидкость присутствует в скале.

Минералы в метаморфической породе и их возрастные отношения могут быть изучены с помощью оптическая микроскопия или сканирующая электронная микроскопия из шлифы скалы. Помимо метаморфических фаций породы, целая террейн могут быть описаны сокращениями LT, MT, HT, LP, MP, HP (от низкого, среднего или высокого; давление или температура). С 80-х годов прошлого века термин UHP (сверхвысокое давление) использовался для обозначения горных пород, испытывающих экстремальные давления.

Какие минералы растут в породе, также зависит от исходного состава протолит (оригинальный рок до метаморфозы). Карбонатные породы иметь другой состав, чем базальт 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.

Индекс минералов

Основная статья: индекс минерала

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 порода не имеет правильного химического состава, они не будут кристаллизоваться.

Очень типичными индексными минералами являются полиморфы из алюмосиликат (Al2SiO5, все несиликаты ). Андалузит стабильна при низком давлении, кианит стабильна при высоком давлении, но относительно низкой температуре и силлиманит устойчив при высоких температурах.

Минеральные комплексы

Цеолитовая фация

Основная статья: цеолитовая фация

Цеолитовая фация - это метаморфическая фация с наиболее низкими метаморфическая степень. При более низких температурах и давлениях процессы в породе называются диагенез. Фация названа в честь цеолиты, сильно гидратированный тектосиликаты. Он может иметь следующие минеральные ассоциации:

В мета-магматических породах и Greywackes:

В метапелиты:

Пренит-пумпеллиитовая фация

Основная статья: пренит-пумпеллиитовая фация

Фация пренит-пумпеллита немного выше по давлению и температуре, чем цеолитовая фация. Он назван в честь минералов пренит (а Ca -Al -филлосиликат ) и пумпеллиит (а соросиликат ). Для пренит-пумпеллиита характерны минеральные ассоциации:

В мета-магматических породах и грейвакках:

В метапелитах:

  • мусковит + хлорит + альбит + кварц

Зеленосланцевые фации

Основная статья: зеленосланцевые фации

Фация зеленых сланцев находится при низких давлении и температуре. Фация названа в честь типичного сланцевый текстура скал и зеленый цвет минералов хлорит, эпидот и актинолит. Характерные минеральные ассоциации:

В метабазитах:

  • хлорит + альбит + эпидот ± актинолит, кварц

В метагрейваках:

В метапелитах:

В Si -богатые доломит горные породы:

Эпидот-амфиболитовая фация

Амфиболитовая фация

Основная статья: амфиболитовая фация

В амфиболит фация - это фация среднего давления и средней или высокой температуры. Он назван в честь амфиболы эта форма при таких обстоятельствах. Он имеет следующие минеральные ассоциации:

В метабазитах:

В метапелитах:

В Si-dolostones:

Гранулитовая фация

Основная статья: гранулитовая фация

В гранулит фация является высшей 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:

Ультравысокотемпературные фации

Увидеть: Ультравысокотемпературный метаморфизм


Фации голубого сланца

Основная статья: фация голубого сланца

Фация голубого сланца имеет относительно низкую температуру, но высокое давление, такое как в горных породах. зона субдукции. Фация названа в честь сланцевого характера пород и синих минералов. глаукофан и лавсонит. Фация голубого сланца 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):

Эклогитовые фации

Основная статья: эклогитовая фация

Эклогитовая фация - это фация самого высокого давления и высокой температуры. Он назван в честь метабазитовой породы. эклогит. В составе эклогитовой фации встречаются 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-эпидотово-роговиковая фация

Альбит-эпидотово-роговиковая фация - это фация низкого давления и относительно низких температур. Он назван в честь двух минералов. альбит и эпидот, хотя они устойчивы и в других фациях. Hornfels это скала, образованная контактный метаморфизм, процесс, 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 КАЛЬЦИТНОЙ СБОРКЕ: Кальцит + тальк + кварц.

Роговообманковые фации

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, появление этого минерала не ограничивается этой фацией. Фация роговообманково-роговиковая представлена ​​следующими минеральными ассоциациями:

В метабазитах:

В метапелитах:

В K2Отложения с низким содержанием O или метагородные породы:

  • кордиерит + антофиллит + биотит + плагиоклаз + кварц

В доломах с высоким содержанием кремния:

  • доломит + кальцит + тремолит ± тальк

Пироксен-роговиковые фации

Пироксен-роговиковая фация является контактно-метаморфической фацией с самыми высокими температурами и, как и фация гранулита, характеризуется минералом ортопироксеном. 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:

Санидинитовые фации

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 скала испытывает частичное плавление и стекло формируется. Эта фация названа в честь минерала санидин. Для него характерны следующие минеральные ассоциации:

В метапелитах:

В карбонатах:

Тектоническая обстановка

Дальнейшая информация: Метаморфизм зоны субдукции

Экологиты и голубые сланцы ассоциируются с зоны субдукции. Гранулиты связаны с вулканические дуги.

использованная литература

  1. ^ а б c d е Основы геологии, 3-е издание, Стивен Маршак
  2. ^ Тернер, Фрэнсис Джон (1948). Минералогическая и структурная эволюция метаморфических пород. стр.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, W.A., 1980; Геологическая номенклатура
  • Метаморфические фации Дэйва Уотерса

Смотрите также