Μεταμορφωμένα Πετρώματα

Transcript

1 Μεταμορφωμένα Πετρώματα

2 Προέρχονται από προϋπάρχοντα πετρώματα όταν βρεθούν σε συνθήκες P - T διαφορετικές από αυτές που επικρατούσαν κατά τη δημιουργία τους. Μεταμόρφωση Ορυκτολογική, ιστολογική ή/και χημική αλλαγή του πετρώματος χωρίς να περάσουν από το στάδιο τήξης.

3

4 Που εμφανίζονται Ενεργά ηπειρωτικά περιθώρια

5 Μεταμορφωμένα Πετρώματα Νέο-ορυκτογένεση Σχηματισμός (γένεση) νέων ορυκτών Ιστολογική αλλαγή Παραμόρφωση ή ανακρυστάλλωση των ορυκτών του αρχικού πετρώματος

6 Συμπιεστικές Διατμητικές

7 Ιστολογική αλλαγή

8 Ιστολογική αλλαγή Παραμόρφωση Κάμψη ή θρυμματισμός των ορυκτών του πετρώματος Ανακρυστάλλωση Σχηματισμός κρυστάλλων ορυκτών στη θέση προϋπαρχόντων κρυστάλλων του ίδιου ορυκτού

9 Νέο-ορυκτογένεση Σχηματισμός νέων ορυκτών Grt And

10 Νέο-ορυκτογένεση Σχηματισμός νέων ορυκτών Δουνίτης Σερπεντινίτης Ολιβίνης Σερπεντίνης

11 Μακροσκοπικά χαρακτηριστικά μεταμορφωμένων πετρωμάτων Κρυσταλλικά πετρώματα Σχιστότητα Ορυκτολογική σύσταση Γεωλογικά χαρακτηριστικά

12 Μακροσκοπικά χαρακτηριστικά μεταμορφωμένων πετρωμάτων Σχιστότητα: προσανατολισμένη διάταξη των ορυκτών σε επίπεδα λόγω επίδρασης τάσεων

13 Μακροσκοπικά χαρακτηριστικά μεταμορφωμένων πετρωμάτων Σχιστότητα: Κροκαλοπαγές Μετακροκαλοπαγές

14 Μακροσκοπικά χαρακτηριστικά μεταμορφωμένων πετρωμάτων Σχιστότητα (μεταμορφική στρωμάτωση)

15

16

17

18

19

20

21 Χαρακτηριστικά μεταμορφωμένων πετρωμάτων Ορυκτολογική σύσταση (γρανάτης, κυανίτης, ανδαλουσίτης, σιλλιμανίτης, σταυρόλιθος, ομφακίτης, ) Εκλογίτης: Μεταμορφωμένο πέτρωμα με κύρια ορυκτά το γρανάτη (καφέ) και τον ομφακίτη (πράσινο)

22 Χαρακτηριστικά μεταμορφωμένων πετρωμάτων Γεωλογικά χαρακτηριστικά Πτυχές

23 Χαρακτηριστικά μεταμορφωμένων πετρωμάτων Γεωλογικά χαρακτηριστικά Κινηματικοί Δείκτες

24 Είδη μεταμόρφωσης ανάλογες με την αλλαγή στο μητρικό πέτρωμα Ισοφασική μεταμόρφωση: μόνο ιστολογική αλλαγή Αλλοφασική μεταμόρφωση: ιστολογική και ορυκτολογική αλλαγή Ισοχημική μεταμόρφωση : η χημική σύσταση παραμένει ίδια (κλειστό σύστημα) Αλλοχημική μεταμόρφωση = μετασωμάτωση: μεταβολή της χημικής σύστασης (ανοικτό σύστημα)

25 Ισοφασική μεταμόρφωση: μόνο ιστολογική αλλαγή Γρανίτης (πλουτώνιο πέτρωμα) Χαλαζίας, άστριοι (Κ-ούχοι άστριοι, πλαγιόκλαστα), μαρμαρυγίες Γνεύσιος (μεταμορφωμένο) Χαλαζίας, άστριοι (Κ-ούχοι άστριοι, πλαγιόκλαστα), μαρμαρυγίες

26 Αλλοφασική μεταμόρφωση: ιστολογική και ορυκτολογική αλλαγή Αργιλικός σχιστόλιθος (ιζηματογενές πέτρωμα) Αργιλικά ορυκτά Γνεύσιος (μεταμορφωμένο) Χαλαζίας, άστριοι (Κ-ούχοι άστριοι, πλαγιόκλαστα), μαρμαρυγίες

27 Ισοχημική μεταμόρφωση : η χημική σύσταση παραμένει ίδια (κλειστό σύστημα) Ασβεστόλιθος (ιζηματογενές πέτρωμα) Ασβεστίτης (CaCO 3 ) Μάρμαρο (μεταμορφωμένο πέτρωμα) Ασβεστίτης (CaCO 3 )

28 Αλλοχημική μεταμόρφωση = μετασωμάτωση: μεταβολή της χημικής σύστασης (ανοικτό σύστημα) Ασβεστόλιθος (ιζηματογενές πέτρωμα) Ασβεστίτης (CaCO 3 ) Skarn (μεταμορφωμένο πέτρωμα) Γρανάτης, Βολλαστονίτης, κλπ. (Ca, Fe, Al, Si)

29 Πρωτόλιθος ή μητρικό πέτρωμα: το αρχικό πέτρωμα από το οποίο προέρχεται το μεταμορφωμένο πέτρωμα Πρωτόλιθος = μαγματικό μεταμορφωμένο = όρθο- Πρωτόλιθος = ιζηματογενές μεταμορφωμένο = πάρα- Γρανίτης Ορθο-γνεύσιος Αργιλικός σχιστόλιθος Παρα-γνεύσιος

30 Παράγοντες Θερμοκρασία Πίεση Πίεση ρευστών αερίων συστατικών Η ρευστή φάση είναι το σύνολο των πτητικών συστατικών ενός πετρώματος και η πίεσή της συμβολίζεται με P f. Κύρια συστατικά της ρευστής φάσης είναι το H 2 O και το CO 2. Χρόνος Απαιτείται για την επίτευξη θερμοδυναμικής ισορροπίας

31 Είδη μεταμόρφωσης Θερμική μεταμόρφωση ή μεταμόρφωση επαφής Υψηλή θερμοκρασία Χαμηλή πίεση Έλλειψη τάσεων Επίδραση ρευστών από το μαγματικό όγκο

32 Είδη μεταμόρφωσης Δυναμική μεταμόρφωση Χαμηλή θερμοκρασία Χαμηλή πίεση Ισχυρές παραμορφωτικές τάσεις Ρηξιγενείς ζώνες Ζώνες επώθησης

33 Είδη μεταμόρφωσης Περιοχική ή καθολική μεταμόρφωση Μεγάλο εύρος P-T Πίεση ρευστής φάσης και Ένταση παραμορφωτικών τάσεων ποικίλλουν Καταλαμβάνει γεωγραφικά μεγάλη έκταση

34

35 Περιοχική Μεταμόρφωση Θερμική Μεταμόρφωση ή Μεταμόρφωση Επαφής

36 Είδη μεταμόρφωσης Περιοχική μεταμόρφωση Υδροθερμική μεταμόρφωση Έντονη δράση της ρευστής φάσης Ωκεάνεια μεταμόρφωση Μεταμόρφωση κάτω από μεσοωκεάνειες ράχες Έντονη υδροθερμική δράση Θαπτική μεταμόρφωση Ανακρυστάλλωση ιζηματογενών πετρωμάτων που θάβονται κάτω από άλλα χωρίς να προκληθούν παραμορφώσεις

37 Βαθμοί μεταμόρφωσης Ο βαθμός μεταμόρφωσης εξαρτάται από την ένταση των μεταμορφικών παραγόντων Υψηλού βαθμού Μέσου βαθμού Χαμηλού βαθμού >600 ο C 450 o C 600 o C <450 o C Βαθμός μεταμόρφωσης παραμορφωτική κατάσταση

38 Σύστημα P-T Έναρξη φαινομένων θερμικής μεταμόρφωσης: Τ = 200 ο C P < 2 kbar Έναρξη φαινομένων περιοχικήςμεταμόρφωσης: Τ = 100 ο C, (ανακρυστάλλωση-νεοορυκτογένεση ζεολίθων) Στην περιοχική μεταμόρφωση οι ορυκτολογικές παραγενέσεις καθορίζονται από τις συνθήκες P T. Η ύπαρξη ή όχι παραμορφωτικών τάσεων καθορίζουν την ιστολογική μεταβολή των πετρωμάτων

39 Φάσεις Μεταμόρφωσης εκλογιτική 50 Ρ (kb) πρενιτική πουμπελλυϊτική Hbl κερατιτική Px San Βάθος (km) T ( o C)

40 Φάσεις Μεταμόρφωσης

41 Μεταμορφικές Ζώνες Μεταμορφικές ζώνες = περιοχές που χαρακτηρίζονται από τον ίδιο βαθμό μεταμόρφωσης. Η κάθε μεταμορφική ζώνη διαφοροποιείται από τις διπλανές της ως προς το βαθμό μεταμόρφωσης. Οι μεταμορφικές ζώνες καθορίζονται από την παρουσία χαρακτηριστικών ορυκτών που ονομάζονται ορυκτά δείκτες.

42 Μεταμορφικές Ζώνες Μεταμορφικές ζώνες σε θερμική μεταμόρφωση μεταπηλιτικών πετρωμάτων Περιβάλλοντα πετρώματα γρανίτης (μεταπηλίτες)

43 Μεταμορφικές Ζώνες Η πρώτη μεταμορφική διαδοχή ορυκτών παρατηρήθηκε σε μεταπηλιτικά πετρώματα και ονομάστηκε μεταμόρφωση τύπου Barrow: ζώνη χλωρίτη ζώνη βιοτίτη ζώνη γρανάτη (αλμανδίνης) ζώνη σταυρόλιθου ζώνη κυανίτη ζώνη σιλλιμανίτη Αύξηση βαθμού μεταμόρφωσης Αύξηση θερμοκρασίας

44 Μεταμορφικές Ζώνες Πολύμορφα Al 2 SiO 5 : Ανδαλουσίτης, Κυανίτης, Σιλλιμανίτης To πολύμορφο που θα σχηματιστεί εξαρτάται από τις συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας που επικρατούν κατά τη μεταμόρφωση.

45 Μεταμορφικές Ζώνες Στη συνέχεια παρατηρήθηκε σε μεταπηλιτικά πετρώματα μια άλλη μεταμορφική διαδοχή ορυκτών που ονομάστηκε μεταμόρφωση τύπου Buchan: ζώνη χλωρίτη ζώνη βιοτίτη ζώνη κορδιερίτη ζώνη ανδαλουσίτη ζώνη σιλλιμανίτη Αύξηση βαθμού μεταμόρφωσης Αύξηση θερμοκρασίας

46 Μεταμορφικές Ζώνες Η διαφορά στη διαδοχή των ζωνών οφείλεται στη γεωθερμική βαθμίδα Γεωθερμική βαθμίδα ονομάζεται η μεταβολή της θερμοκρασίας σε σχέση με το βάθος σ ένα τόπο και η τιμή της καθορίζει το ρυθμό αύξησης της θερμοκρασίας παράλληλα με την αύξηση του βάθους.

47 Μεταμορφικές Ζώνες Γεωθερμική βαθμίδα

48 Μεταμορφικές Ζώνες Ανάλογες μεταμορφικές ζώνες εμφανίζονται σε μεταβασίτες. Η συνηθέστερη διαδοχή είναι: ζώνη αλβίτη ζώνη ακτινόλιθου ζώνη κεροστίλβης Αύξηση βαθμού μεταμόρφωσης Αύξηση θερμοκρασίας

49 Μεταμορφικές Ζώνες Σε μεταμορφωμένα ασβεστοπυριτικά πετρώματα η συνηθέστερη διαδοχή είναι:. ζώνη δολομίτη ζώνη τρεμολίτη ζώνη διοψίδιου ζώνη βολλαστονίτη Αύξηση βαθμού μεταμόρφωσης Αύξηση θερμοκρασίας

50 Μεταμορφικές Φάσεις Μεταμορφικές φάσεις είναι ομαδοποιήσεις μεταμορφωμένων πετρωμάτων που έχουν διαφορετικές ορυκτολογικές συστάσεις και προέρχονται από διαφορετικά αρχικά πετρώματα αλλά σχηματίστηκαν κάτω από παρόμοιες συνθήκες μεταμόρφωσης. Κάτω από τις ίδιες μεταμορφικές συνθήκες μπορούν να σχηματιστούν διαφορετικοί τύποι μεταμορφωμένων πετρωμάτων από διαφορετικά αρχικά πετρώματα. Από παρόμοιας σύστασης αρχικά πετρώματα μπορούν να σχηματιστούν διαφορετικοί τύποι μεταμορφωμένων πετρωμάτων κάτω από διαφορετικές μεταμορφικές συνθήκες.

51 Μεταμορφικές Φάσεις Η ονομασία σε κάθε μεταμορφική φάση δίνεται από κάποιο τύπο πετρώματος που συναντάτε μόνο στη φάση αυτή. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιούνται οι τύποι των μεταβασιτών (Eskola, 1920). T ( o C) Ρ (kb) κερατιτική γρανουλιτική Βάθος (km) εκλογιτική 12 40

52 Μεταμορφικές Φάσεις εκλογιτική 50 γραμμή ελαχίστου τήξης γρανιτικής σύστασης 40 Ρ (kb) πρενιτική πουμπελλυϊτική Hbl κερατιτική Px T ( o C) San Βάθος (km) Θερμική μεταμόρφωση

53 Το ορυκτολογικό άθροισμα σε ένα πέτρωμα Εξαρτάται από: τη χημική σύσταση του πετρώματος το βαθμό μεταμόρφωσης διαφορετική φάση μεταμόρφωσης διαφορετική ορυκτολογική παραγένεση

54 Καθολική μεταμόρφωση Καθολική μεταμόρφωση πηλιτικών πετρωμάτων Καθολική μεταμόρφωση βασικών πετρωμάτων Καθολική μεταμόρφωση υπερβασικών πετρωμάτων Καθολική μεταμόρφωση χαλαζιομιγών ανθρακικών πετρωμάτων

55 Καθολική μεταμόρφωση Καθολική μεταμόρφωση βασικών πετρωμάτων Μητρικό Πέτρωμα Πρασινοσχιστόλιθος Λεπτόκοκκο πέτρωμα με σαφή Π.χ. Γάββρος, σχιστότητα / Ανοικτό πράσινο βασάλτης, διαβάσης Κεροστιλβικός σχιστόλιθος Καλά εκφρασμένη σχιστότητα και γράμμωση Πλαγιόκλαστο / Σκούρο και πράσινο Αμφιβολίτης αυγίτης Καλά εκφρασμένη γράμμωση Πράσινο, καστανοπράσινο, πρασινόμαυρο Εκλογίτης Μέσο έως αδρόκοκκο πέτρωμα χωρίς σχιστότητα / Πράσινο με κόκκινες κηλίδες Μεταμορφωμένο Πέτρωμα Πρασινοσχοστόλιθος Αλβίτης, επίδοτο, χλωρίτης, ακτινόλιθος, χαλαζίας Κεροστιλβικός σχιστόλιθος Κεροστίλβη και αλβίτης Αμφιβολίτης Κεροστίλβη και πλαγιόκλαστο Εκλογίτης Γρανάτης και ομφακίτης Αύξηση βαθμού μεταμόρφωσης

56 Καθολική μεταμόρφωση Καθολική μεταμόρφωση πηλιτικών πετρωμάτων Μητρικό Πέτρωμα Φυλλίτης Λεπτόκοκκο πέτρωμα με Π.χ. ομογεν πηλίτης ή όψη και καλή σχιστότητα Αργιλικά Μεταξώδης ορυκτά, λάμψη των χωρίτης, επιφαν ειών χαλαζίας σχιστότητας Γκρίζο, γκριζοπράσινο χρώμα Μη ορατά ορυκτά με γυμν ό μάτι Μαρμαρυγιακός σχιστόλιθος Ορατά ορυκτά με γυμνό μάτι Επιφάν ειες σχιστότητας Μεταμορφωμένο Πέτρωμα Φυλλίτης Μοσχοβίτης, χαλαζίας Μαρμαρυγιακός Σχιστόλιθος Πλούσιος σε μαρμαρυγίες, Χαλαζίας άστριοι Γρανάτης, σταυρόλιθος, κυανίτης, σιλλιμανίτης (αν >5% προστίθενται στο όνομα) Αύξηση βαθμού μεταμόρφωσης

57 Καθολική μεταμόρφωση Καθολική μεταμόρφωση όξινων πετρωμάτων Μητρικό Πέτρωμα Π.χ. γρανίτης, ρυόλιθος, αρκόζη, ψαμμίτης Μεταμορφωμένο Πέτρωμα Γνεύσιος (όρθο-, πάρα-) Άστριοι, χαλαζίας, μαρμαρυγίες Χαλαζίας, πλαγιόκλαστα, Κ-ούχοι άστριοι Μοσχοβίτης, βιοτίτης, κεροστίλβη, πυρόξενοι κλπ Γν εύσιος Συμπαγή πετρώματα με ατελή σχιστότητα Μεσόκκοκα έως αδρόκοκκα στρωμάτωση Οφθαλμογνεύσιοι

58 Καθολική μεταμόρφωση Καθολική μεταμόρφωση ανθρακικών πετρωμάτων Μητρικό Πέτρωμα Ασβεστόλιθος Ασβεστίτης Μεταμορφωμένο Πέτρωμα Μάρμαρο Ασβεστίτης Σε υψηλές πιέσεις αραγωνίτης Μαργαϊκός ασβεστόλιθος Ασβεστίτης, αργιλικά ορυκτά Σιπολινικό μάρμαρο Ασβεστίτης, επίδοτο, χλωρίτης, μοσχοβίτης, χαλαζίας, άστριοι

59 ΜΑΡΜΑΡΑ Γνήσια κρυσταλλικά ελληνικά μάρμαρα είναι τα λευκά μάρμαρα Πεντέλης και Διονύσου, τα λευκά ημίλευκα μάρμαρα της περιοχής Δράμας - Καβάλας Θάσου, τα μάρμαρα Τρανοβάλτου Κοζάνης, τα μάρμαρα Νάξου, τα ροζ μάρμαρα Λαύκου Πηλίου κ.ά.

60 ΜΑΡΜΑΡΑ Τα κύρια σύγχρονα λατομικά κέ ντρα στην Ελλάδα, εντοπίζονται στις μαρμαροφόρες περιοχές, Δράμας, Καβάλας - Θάσου (Α. Μακεδονία) που είναι το σπουδαιότερο λατομικό κέντρο της χώρας, Κοζάνης-Βέροιας, Ιωαννίνων, Βόλου, Διονύσου Πεντέλης, Λειβαδιάς Ελικώνα, καθώς και σε άλλες περιοχές (Αργολίδας, Εύβοιας, Σκύρου, Νάξου, Πάρου, Τήνου, κ.λπ.). Η εκμετάλλευση των μαρμάρων γίνεται κατά κύριο λόγο με επιφανειακές εκμεταλλεύσεις. Υπόγειες εκμεταλλεύσεις υπάρχουν σήμερα στην Ελλάδα μόνο στην περιοχή του Διονύσου Αττικής. Χάρτης ελληνικών μαρμάρων (πηγή: ΙΓΜΕ)

61 ΑΜΦΙΒΟΛΙΤΗΣ Κύρια ορυκτά: ορυκτά της ομάδας των αμφιβόλων (κεροστίλβη, ακτινόλιθος) και Ca-Na-ούχοι άστριοι (πλαγιόκλαστο). Σκουρόχρωμος. Ασθενής έως καθόλου σχιστότητα. Ο αμφιβολίτης εμφανίζεται σε αρκετές περιοχές στην Ελλάδα, με μεταμορφωμένα πετρώματα. Εξόρυξη αμφιβολίτη γίνεται σήμερα στις Σέρρες από την ΦΙΜΠΡΑΝ Δ. ΑΝΑΣΤΑΣΙΑΔΗΣ Α.Ε. Ο σχηματισμός του αμφιβολίτη, είναι παλαιοζωικής ηλικίας, χρώματος πρασίνου έως σκοτεινοπράσινου, λεπτόκοκκος έως χονδρόκοκκος, συνήθως σκληρός έως πολύ σκληρός, με ειδικός βάρος 2,5 tn / m 3 (μέση τιμή). Χαρακτηρίζεται από ομοιογένεια και κατά τόπους εμφανίζει σχιστότητα. Γεωλογικά η ευρύτερη περιοχή ανήκει στην Σερβομακεδονική Eνότητα. amfivolitis

62 /gmo425y/ (επισκεφτείτε το, πολύ ολοκληρωμένες παρουσιάσεις) icle/545/kostopoulos.pdf

63 4TmxN-I 8tevimgco AficX9e0