4. Přehled metamorfovaných hornin Studium metamorfovaných hornin • Při studiu a popisu metamorfovaných hornin bývá zpravidla třeba: • 1. určit terénní vztahy k ostatním horninám • 2. určit minerální složení, vzájemné poměry jednotlivých minerálů, strukturu a texturu (stavbu) • 3. stanovit intenzitu metamorfní přeměny • 4. pokusit se zjistit před metamorfní charakter horniny • 5. určení druhu metamorfózy (rozhodnout zda byla hornina metamorfována kontaktně nebo regionálně, staticky nebo kineticky, popřípadě zda byla postižena diaftoresou) • 6. dát hornině výstižné jméno • 7. pokusit se interpretovat genezi horniny v Při popisu je vhodné užívat názvů s genetickou náplní jen tehdy, když je vznik horniny dokonale objasněn; jen v takových případech je správné užít např. místo neutrálního a méně přesného názvu rula genetického označení ortorula, pararula, migmatitizovaná rula apod. v Mnohdy je lépe počkat s genetickou interpretací až na skončení laboratorních prací 1. Klasifikace metamorfovaných hornin • V názvosloví metamorfovaných hornin panuje značná volnost. Podle toho, která informace o hornině je pro nás důležitá, takové termíny používáme (např. protolit horniny, stupeň metamorfózy, detailní mineralogické složení, atd.). Důležité termíny: • mafický minerál (tmavé minerály: amfiboly, slídy, pyroxeny) nebo hornina (M.M. > 50%) • felsický minerál (křemen, živce, skapolit) nebo hornina (F.M. > 50%) • orto - magmatický původ protolitu • para - sedimentární původ protolitu [• ]kyselá – nad 63 intermediální 63-52, bazická 52-45, ultrabazická pod 45 hm.% SiO[2] • Někdy využíváme pojmy břidlice (mají-li břidličnatou stavbou) a skalina (s všesměrnou stavbou). Existují následující kritéria pro tvoření názvu metamorfované horniny: • a) podle povahy původního materiálu-protolitu přidáním předpony meta-: metasediment, metavulkanit, metabazit, metapelit, metagranit, metagabro, metaultramafit. • b) názvy odvozené od stavby horniny: břidlice, rohovec, porcelanit, migmatit • c) speciální názvy hornin • metapelity – fylit, svor, rula • metabazity – zelená břidlice, amfibolit, modrá břidlice, eklogit • metaultramafity – serpentinit, mastková břidlice, chloritická břidlice • vápenatosilikátové horniny – pyroxenická rula (erlán), rodingit, skarn • názvy kataklastických hornin - mylonit, ultramylonit, blastomylonit, kataklasit, brekcie • dále např. mramor, kvarcit, granulit, ortorula • d) podle modálního složení • Hlavní minerály – více než 5 obj.% • Vedlejší (akcesorické) minerály – meně než 5 obj.% • Příklad názvu horniny s převahou křemene, plagioklasu, tedy ruly, kde: biotit > granát a každý z minerálů v množství větším než 5 obj.%, dále rutil > ilmenit a oba méně než 5 obj.%. • granát-biotitická rula s ilmenitem a rutilem Přehled důležitých názvů metamorfovaných regionálně metamorfovaných horniny • Mezi nejpoužívanější termíny patří : • 1) břidlice: strukturně definovaný pojem vyjadřující horninu s velmi dobře vyvinutou břidličnatostí. • 2) fylit, svor, rula tato trojice názvu má strukturní i genetický význam: • shale Þ slate Þ phyllite Þ schist (micaschist) Þ gneiss • sed. břidlice břidlice fylit (hl. z pelitů) svor rula • lepidoblastická lepidogranoblastická • velmi jemnozrnná jemnozrnná středně zrnitá stř. až hrubě zrnitá • sed. vrstevnatost kliváž foliace výrazná foliace nevýrazná • diageneze metamorfóza • Trojice parabřidlic fylit, svor, pararula je příkladem, kdy ze stejné výchozí horniny (pelitické sedimentární horniny) vzniknou v různých stupních metamorfózy různé horniny. Fylit • textura: jemně plošně paralelní s výraznou odlučností podle ploch foliace, časté svraštění na foliačních plochách • struktura: lepidoblastická • podle absolutní velikosti součástek je fylit velmi jemně zrnitý (velikosti lupínků pod 0,1 mm) • minerální složení: sericit, chlorit, křemen, albit, někdy grafit, biotit. • přítomnost sericitu dodává foliačním plochám fylitu i ostatních slabě metamorfovaných hornin hedvábný lesk Svor • textura: výrazně plošně paralelní s velmi dobrou odlučností podle ploch foliace • struktura: lepidoblastická nebo porfyroblastická s lepidoblastickou základní hmotou • podle velikosti součástek je středně zrnitý • minerální složení: Ø křemen a muskovit a často i biotit Ø jako porfyroblasty jsou v některých svorech přítomny nejčastěji granáty (granátové svory), staurolit (staurolitové svory) dále kyanit Ø podružně jsou zastoupeny živce (albit až oligoklas) a to do 10% ze světlých minerálů (nad touto hranicí svorová rula) • Pararula • textura: plošně paralelní bývá většinou zřetelná, ovšem v některých případech může být i nevýrazná • struktura: lepidogranoblastická • zrnitost: středně až hrubě zrnité • minerální složení: hlavními minerály jsou křemen, živce (Pl + Kfs) a slídy, z typicky metamorfních minerálů je někdy zastoupen sillimanit, granát Metagranit (metagranodiorit, metasyenit apod.) • metagranitoidy si zachovávají znaky původní nemetamorfované horniny. • mění se stavby - usměrnění původních minerálů ale pořád je patrná původní struktura protolitu • mění se složení při zachování původní stavby (např. albitizace živců). Ortorula • textura: většinou plošně paralelní (plástevnatá, okatá), ale může být až nevýrazně plošně paralelní • struktura: granoblastická až lepido-granoblastická • zrnitost: drobně až středně zrnitá. • minerálním složením se ortoruly neliší od granitoidních hornin: převládají křemen, živce, slídy, amfiboly • podle minerálního složení lze odlišovat muskovitové, biotitové, dvojslídné nebo amfibolové ruly Granulit • textura: všesměrná až nevýrazně plošně paralelní • struktura: granoblastická až lepidogranoblastická, charakteristickým rysem jsou do roviny břidličnatosti zploštělá zrna křemene. • zrnitost: jemně až drobně zrnitá • minerální složení: draselný živec (perthitický ortoklas), oligoklas, křemen, granát, kyanit, spinel (maf. Px+Grt+Pl+Kfs) • retrográdní minerály: biotit, sillimanit Je to bílošedá až béžová hornina, plošně Mafický granulit • Je zelenočerná nebo černošedá hornina bazického složení a vysokého stupně metamorfózy. • Převažují tmavé minerály - pyroxen (hypersten), amfibol (zpravidla sekundární) nad křemenem a K-živcem. Metakvarcit • textura: všesměrná nebo plošně paralelní • struktura: granoblastická (u plošně paralelních variet jsou na plochách foliace většinou soustředěny slídy a foliační plochy jsou proto lesklé) • minerální složení: metamorfit složený převážně z křemene (víc než 70% celkového množství minerálů), slídy, chlorit, granát, živce (metakvarcity sericitové, muskovitové a chloritové) Mramor • mramor vznikly metamorfózou sedimentárních vápenců a dolomitů. • mramory se od vápenců liší makroskopicky tím, že jsou makroskopicky zrnité (granoblastické), u hruběji zrnitých typů jsou zřetelně vidět lesklé štěpné plochy kalcitu. • barva čistých mramorů je bílá (barevná pestrost mramoru je však velká a závisí na obsahu příměsí) • textura: všesměrná, někdy s přechodem do nevýrazně plošně paralelní • struktura: granoblastická • zrnitost: jemně až středně zrnitá • minerální složení: hlavními minerály jsou kalcit a dolomit, podružně se v vyskytuje flogopit (slída zlatohnědé barvy), diopsid, forsterit, grafit, tremolit, křemen, živce, minerály serpentinové skupiny (ofikalcit— mramor se serpentinovými hnízdy). • Modré břidlice • bazické horniny metamorfované ve facii modrých břidlic • namodralá barva • většinou výrazná foliace (ale termín se užívá i pro horniny bez zřetelné foliace). • nematoblastická až granonematoblastická struktura Amfibolit • textura: všesměrná až plošně paralelní (páskovaná), v některých případech pak lineárně paralelní • zrnitost: jemně až hrubě zrnité • struktura: granonematoblastická • minerální složení: pro amfibolity je charakteristická minerální asociace amfibol a plagioklas (oligoklas – andesin), z dalších minerálů mohou být zastoupeny např. biotit, pyroxeny, granáty, titanit. Eklogit • je to velmi tmavá hornina, zelenočerné nebo červenozelené barvy (červeně skvrnitá) • velikost zrna kolísá od textury drobnozrnné až po hrubozrnnou • textura: masivní, všesměrně zrnitá (ojediněle mívá náznak plošně paralelní textury) • struktura: granoblastická až granonematoblastická • minerální složení: Ø eklogit je složen z pyroxenu (omfacit) a granátu (pyrop), což způsobuje jeho vysokou hustotu (3.5 g.cm^3), živce prakticky chybějí Ø jako akcesorické minerály se objevují rutil a kyanit Ø retrográdní: amfibol a plagioklas Serpentinit (hadec) • barva: zelenočerná nebo téměř černá • textura: makroskopicky celistvá, většinou všesměrná • hlavním minerálem je serpentin, vedle kterého muže být přítomen granát, pyroxeny, amfiboly, rudní minerály a relikty olivínu. Chloritické a mastkové břidlice a krupníky • barva: světle až tmavě zelená. • textura: většinou výrazná foliace • struktura: lepidoblastická, nematolepidoblastická • minerální složení: Ø krupníky: mastek, chlority, tremolit, karbonáty (magnezit) Ø mastkové břidlice: mastek Ø chloritické břidlice: chlorit Ø akcesorické minerály: magnetit • šedozelená až hnědošedá, • celistvá nebo jemně zrnitá hornina s všesměrnou až slabě plošně paralelní texturou. • struktura: granoblastická • minerální složení: Ø hlavními minerály jsou diopsid (druh pyroxenu), živce a křemen. Ø v některých erlánech mohou být přítomny také granát (grossular), vesuvian, wollastonit, minerály epidotové skupiny, amfibol, skapolit a dále kalcit, biotit. • vzniká metamorfózou sedimentárních vápenců, které obsahovaly křemitou nebo jílovitou příměs • regionálně či kontaktně metamorfovaná hornina. Skarn • středně až hrubě zrnitá hornina s všesměrnou až slabě plošně paralelní texturou • typická je granoblastická struktura • silikátová hornina obsahující Ca-Fe-Mg-Mn • vzniká při metamorfóze (kontaktní, regionální) na rozhraní silikátové a karbonátové horniny • minerální složení: diopsid, grosular, zoisit, wolastonit (hedenbergit, andradit, magnetit) amfibol, sulfidy • ve starších pracech se setkáváme s pojmem taktit (karbonátová hornina, změněná magmatickým látkovým přínosem) → často obsahuje wollastonit, vesuvian a granát. Metakonglomerát • původní horninou jsou slepence • středně až hrubě zrnitá hornina s všesměrnou až plošně paralelní texturou • typická bývá reliktní stavby metapsamitická (valouny bývají uloženy v základní hmotě, která se minerálně a strukturně většinou podobá rulám) Přehled kontaktně metamorfovaných hornin Kontaktní břidlice (skvrnité, plodové, chiastolitické) • vznikají ve vnějších částech kontaktního dvora • jsou většinou šedé barvy a výrazně břidličnaté textury • minerální složení: biotit, muskovit, živce a křemen • na plochách foliace se vytvářejí buď jen shluky grafitového pigmentu (skvrnitá břidlice) nebo porfyroblasty metamorfních minerálů (andalusit - chiastolitická, cordierit nebo agregáty biotitu - plodová). Kontaktní rohovec • šedý až tmavě šedý, někdy hnědošedý • textura: je obvykle celistvá, všesměrně až plošně paralelní (páskovaná) • vzniká ve vnitřní části kontaktního dvora (při intenzívnější metamorfóze než břidlice) • minerální složení: biotit, živce (Pl + Kfs), křemen, andalusit a cordierit. Další méně významné horniny • Buchit: účinkem vysoké teploty došlo v hornině k částečnému roztavení, takže vzniklo sklo často přítomen cordierit • Pseudotachylit: drcení doprovázeno roztavením, vzniká podle některých autorů až sklo • Blastomylonit: drcení kombinováno rekrystalisací (blastézou) Metamorfované hornin v Českém masivu Metamorfované hornin v Českém masivu • Český masiv reprezentuje nejvýchodnější část evropského hercynského orogenního pásu. • Je složen z rady terranů s rozdílným předkolizním a kolizním vývojem, stmelených během kolize Gondwany a Laurusie (Baltika) během devonu až spodního karbonu. Metamorfóza LP/HT • Kontaktní metamorfóza • Zřetelná kolem většiny plutonů v ČM (např. středočeský pluton, žulovský masiv, brněnský masiv) • postiženy hlavně metapelity a vápenato-silikátové horniny: • 1) Plodové břidlice (porfyroblasty: Cdr, And): Říčany, okolí Hlinska. • 2) Kontaktní rohovce: středočeský pluton. • 3) Kontaktní skarny (taktity): grossular, diopsid + křemen, wollastonit, vesuvián, epidot, karbonáty: žulovský masiv, středočeský pluton, brněnský masiv Metamorfóza LP/LT • Svory: moravikum (olešnická skupina), svratecké krystalinikum (Nedvědice, Kovářová), moldanubikum (Chýnov) • Fylity: železnobrodské krystalinikum, moravikum (skupina Bílého potoka), silezikum (Vrbno). • Zelené břidlice: brněnský masiv (Želešice), železnobrodské krystalinikum (Semily), silezikum (Zlaté Hory), moravikum. Metamorfóza MP/MT • moldanubikum, saxothuringikum, kutnohorsko svratecké krystalinikum, silezikum 1) Amfibolity • Český Krumlov, Chýnov – moldanubikum; Olešnice – moravikum; letovické krystalinikům; sobotínský a jesenický masiv - silesikum 2) Pararuly • silezikum, moldanubikum, poličské krystalinikum (Sillimanit-biotitické: Milevsko, biotitické ruly: Sádek u Poličky) 3) Ortoruly: • moldanubikum (Bechyně, Choustník), saxothuringikum 4) Migmatity • Tábor, Vlašim – moldanubikum; Kaňk – kutnohorsko-svratecké krystalinikum 1) Granulity • draselný živec, oligoklas, křemen, granát, kyanit, (maf. Px+Grt+Pl+Kfs) často retrográdní: Bt, Sil. • saxothuringikum (údolí Ohře), moldanubikum (Blanský les, tělesa: prachatické, náměšťské, borské) 2) Eklogity • saxothuringikum, kutnohorské krystalinikum, moldanubikum (Rouchovany, Bechyně). 1) Serpentinity • kutnohorské krystalinikum (Bečváry), moldanubikum (Mohelno, Křemže, Dolní Bory, Kleť), brněnský masiv (Modřice), letovické krystalinikum 2) Mramory • moldanubikum (Sušicko, Českokrumlovsko Moravské Budějovice), moravikum (Olešnice), silezikum (Vápená, Supíkovice), Svratecké krystalinikum (Nedvědice) 3) Skarny • svratecké krystalinikum (Líšná), moldanubikum (Budeč, Vlastějovice u Ledče nad Sázavou)