Geologie - přednášky

• teplota

• tlak – tlak nadložní (všesměrný, litostatický, hydrostatický), tlak orientovaný (směrný, stress), tlak fluid

• čas

• mechanické vlastnosti výchozích hornin

• chemická aktivita plynů, par a roztoků

• nemusí se nutně uplatňovat všechny

• působí s rozdílnou intenzitou – důsledek: horniny velmi slabě až silně metamorfované

Teplota

- zásadní význam při metamorfóze

Hlavní zdroje:

• tepelná energie přiváděná do zemské kůry z vnitřních částí Země (plášť) magmaty a magmatickými fluidy (40 – 60%)

• tepelná energie uvolňující se v zemské kůře přeměnou radioaktivních prvků – U, Th (~50%, někdy až 95%)

Vedlejší zdroje:

• slapové tření – deformace Země, gravitační síly okolních planet (Slunce, Měsíc)

• teplo vznikající v zemské kůře přeměnou energie (mechanická/tepelná): plochy diskontinuity, podloží litosférických desek nebo při deformaci hornin (teoreticky: 3 km/ 30 – 80ºC)

• exotermní reakce – při nízkých stupních metamorfózy a při retrográdní metamorfóze

• vliv sluneční energie – přeměna: kaolinit silimanit, původně: značný význam, dnes: většina zpět do vesmíru

Uplatnění teploty při metamorfóze:

• určuje stupeň metamorfózy

• ovlivňuje přenos látek (teplotní gradienty)

• způsobuje překrystalizování (rekrystalizaci) starších hornin

• umožňuje vznik nových minerálů (stabilnějších za daných podmínek)

• vyvolává fázové přeměny již existujících minerálů

Teplota při metamorfóze:

300 – 400ºC

700 – 900 ºC

→ pod 300ºC neprobíhá nebo jen velmi pomalu!!!!

TLAK

• celkový tlak = tlak nadloží + orientovaný tlak + tlak fluid

TLAK NADLOŽÍ

• zatížení horniny nadložním horninovým sloupcem

• při Ø hustotě kontinentální kůry 2,7 – 2,8 g/cm3 → 25 – 30 MPa / 1 km

• 10 km....260 MPa, 35 km....1000 MPa, 50 km....1500 MPa

• maximum: 2800 – 2900 MPa (parciální tlak vodní páry a CO2)

ORIENTOVANÝ TLAK

• souvislost s tektonickými procesy

• do podloží pokles (> 10 km se neprojevuje)

• litostatická (radiální) složka – stlačování hornin

• střihová (tangenciální) složka

zvyšuje rozpustnost minerálů

• vyvolává drcení hornin (katakláza)

• usnadňuje rekrystalizaci (cirkulace roztoků)

V podmínkách nízkého stupně metamorfózy (spolu s teplotou): FOLIACE

LINEACE → stavba s liniově uspořádanými minerály nebo částmi horniny vyvinutými přednostně v jednom směru.(rozpouštění ve směru působícího tlaku a následný růst minerálů v kolmém směru)

TLAK FLUID

• původně: tlak fluid = tlak nadloží (nebyl samostatně rozlišován)

• dnes: jeden ze základních faktorů metamorfózy

Pf = P H2O + PCO2 + PH2 + PO2 + P(S,B,F,....aj.)

ČAS

čas = jedna z hlavních charakteristik jednotlivých druhů metamorfózy

• šoková metamorfóza: krátká doba působení: setiny vteřiny (atomový výbuch, seizmická činnost, dopad kosmických těles), dny nebo roky (kontaktní působení efuziv)

• kontaktní metamorfóza: dny až desítky tisíc let

• regionální metamorfóza: 20 až 30 miliónů, místy až 100 miliónů let