Metamorfism de înaltă presiune

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare

Metamorfismul de presiune ultra-înaltă (prescurtat în UHP) se aplică acelor roci metamorfice extrem de rare care au evoluat într-un mediu de coliziune continent-continent, cu temperaturi scăzute până la moderate și presiuni egale sau mai mari de 3 GPa , corespunzătoare adâncimii de peste 100 km. Definiția sa se bazează pe recunoașterea mineralelor sau a asociațiilor de minerale care, conform datelor experimentale, indică presiuni extrem de ridicate.

Caracterizarea mineralelor și asocierilor

Fig. 1. Medii PT cu metamorfism de înaltă și ultra-înaltă presiune. De la Best MG (2003, p. 604), reproiectat și simplificat

Prezența polimorfului SiO 2 care coexistă în roci continentale metamorfozate a fost descoperită pentru prima dată în 1984 de Chopin G. [1] la Martiniana Po în complexul metamorfic alpin Dora-Maira, din Piemont. Deși extrem de rar, a furnizat condiția prealabilă pentru definirea unei noi facies a metamorfismului, aceea a presiunii ultra-ridicate . Aceste roci se echilibrează în domeniul stabilității acestui mineral, care la 800 ° C necesită o presiune minimă de 2,9 GPa . Chiar și mai rar în rocile continentale este prezența diamantului , care necesită o presiune de echilibru de cel puțin 3,8 GPa (aproximativ 140 km adâncime) la 800 ° C, corespunzătoare tranziției grafit / diamant. Aceste minerale au fost observate în roci cu metamorfism în facies albastru și eclogitic schist [2] , ca incluziuni în granate , clinopiroxen, kianit , dolomit și zircon , care au funcționat ca „celule de presiune”, păstrând coeziunea și diamantul. de metamorfism de presiune mai mică. Alte asociații de minerale relicve UHP care au scăpat de suprapunere sunt în concordanță cu originea lor ultra-profundă. Aceste faze și asociațiile UHP includ pirop granat pur, Si bogat în fengit , ellenbergerit , clinopiroxen bogat în K-Al, talc + kianit și granat bogat în grossularit + rutil . În fig. 1 prezintă câteva reacții care identifică mediul PT al metamorfismului de presiune ultra-înaltă. Metamorfismul UHP începe cu trecerea de la câmpul de stabilitate al cuarțului la cel al coitei. Liniile întrerupte în formă de unghi indică câmpurile de stabilitate ale ellenbergeritei (Ell) și Mg-carfolitei (Mg-Car). Liniile punctate roșii indică gradiente geotermale de 5 ° C / km și 10 ° C / km ca referință. Liniile punctate negre indică variația conținutului de siliciu al micii fengite, utilizat ca geobarometru. Traseul îngust PT în sensul acelor de ceasornic al metamorfismului din masivul Dora-Maira este indicat de linia roșie cu săgeți. Zonele umbrite indică condițiile vârfului metamorfic atins de rocile masivului Kokchetav (Kazahstan) și de metasedimentele din Dabie - Sulu (China). În ambele zone, câmpul de stabilitate al grafitului a fost depășit cu formarea de micro diamante.

Interpretarea metamorfismului UHP

Până în anii 1980, se credea că subducția era în esență limitată la litosfera oceanică. Acest lucru se datorează faptului că se credea că scoarța continentală mai puțin densă și, din acest motiv, „plutind” pe mantaua litosferei, nu se putea scufunda în ea. În cel mai impresionant exemplu de coliziune continent-continent - gama Himalaya - placa continentală indiană este sub-împușcată la un unghi mic sub placa eurasiatică și totuși datele seismice indică faptul că cea mai adâncă parte a Moho se află la „doar” 70- 80. km, ceea ce înseamnă că continentul indian nu a pătruns adânc în manta. În cazul metamorfismului UHP, vorbim de roci continentale care s-au scufundat până la 120-160 km în zonele de sutură continent-continent. Protolitii au urmat o cale relativ rece a PT în timpul înmormântării și exhumării ulterioare. În cazul rocilor menționate anterior ale Dora-Maira, după înmormântarea inițială de-a lungul unei traiectorii de aproximativ 10 ° C / km până la 55-60 km și 560 ° C, acestea au fost ulterior transferate la 130 km și 800 ° C de-a lungul o traiectorie de puțin peste 3 ° C / km (fig. 1). Descompresia a avut loc de-a lungul unei traiectorii similare până la o adâncime de 30 km [1] . O astfel de cale nu primește suficientă căldură pentru a crea o topire parțială, deci nu există magmatism coial sialic , ca în cazul granitelor din Himalaya. Și, de asemenea, nu există magmatism mafic calcalcalin, cum ar fi cel al Anzilor , deoarece nu există nicio crustă oceanică în subducție care să elibereze apă în penei mantalei deasupra pentru a-și reduce punctul de topire. Trebuie susținut că a existat o subducție rapidă și o exhumare la fel de rapidă a litosferei continentale reci. Cât de rapidă este indicată de datarea radiometrică U-Th-Pb a boabelor de titanit : presiunea maximă în Dora-Maira a fost atinsă acum 35,1 ± 0,9 Ma. Titanitul retrograd echilibrat la o adâncime de aproximativ 35 km oferă o vârstă de 32,9 ± 0,9 Ma; aceasta indică o viteză uimitoare de exhumare de câțiva centimetri pe an (Rubatto și Hermann, 2001 [3] ; este imposibil să fie mai precis datorită gradului de incertitudine al analizelor cronologice și barometrice). Aceasta a fost urmată de o încetinire la 0,5 cm / an până la o adâncime de aproximativ 10 km. Interpretarea dată de O'Brien și colab. (2001) [4] este că scoarța continentală a fost forțată să se scufunde târâtă de litosfera oceanică mai grea la care a fost sudată la începutul subducției. Ulterior, acesta din urmă s-ar fi desprins, continuând să se scufunde, în timp ce scoarța continentală, eliberată de această parte mai grea, ar fi revenit rapid să plutească pe manta, ca atunci când un balon este presat cu forța sub apă și apoi eliberat. Ratele ulterioare de exhumare mai lente au avut loc atunci când revenirea izostatică normală a fost restabilită în grămada de acoperire a clădirii montane.

Distribuție în lume

Coexistența în rocile metamorfice a fost descoperită ulterior într-o altă localitate a masivului Dora-Maira: în Valea Gilba ( Brossasco ), în Val Varaita . Acesta a fost găsit de către Smith (1984) [5] în eclogites din vestul Gneiss regiunea Norvegia și mai târziu , în China , în regiunea Dabie-Sulu, în complexul Kokchetav din nordul Kazahstanului și într - o duzină de alte orogens din întreaga lume (Best MG, 2003). Coheitul a fost găsit recent și la lacul Cignana din Valtournenche (AO) în metabaziți și metasedimente în facies eclogitic [6] .

Notă

  1. ^ a b Chopin C. - Coesit și pirop pur la blueshiști de înaltă calitate din Alpii de vest: o primă înregistrare și câteva consecințe (1984) - Contrib. Miner. Benzină. 86: pp. 107-118
  2. ^ În Dora-Maira rocile care găzduiesc coeziunea sunt în principal lentile de cuianțit cianit , mica albă și talc cu porfiroblasti piropici
  3. ^ Rubatto D., Hermann J. - Exhumarea la fel de rapidă ca subducția? (2001) - Geol.29, pp. 3-6
  4. ^ O'Brien PJ, Zotov N., Law R., Khan MA, Jan MG - Coesite in Himalayan eclogite and implications for models of India - Asia collision (2001) - Geol. 29, pp. 435–438
  5. ^ Smith DC - Coesit în clinopiroxen în Caledonide și implicațiile sale pentru geodinamică (1984) -. Natura 310, pp. 641–644
  6. ^ Groppo C., Beltrando M., Compagnoni R. - Calea P-T a ultra-înaltă presiune Lago Di Cignana și unități adiacente meta-ofiolitice de înaltă presiune: perspective asupra evoluției plăcii Tethyan subductoare (2009) - Journal of Metamorphic Geology, 27, 3, pp. 207-231

Bibliografie

  • Cel mai bun MG - Petrologie ignorie și metamorfică, ediția a II-a (2003) - Blackwell, p. 601-606.
  • Biino G., Compagnoni R., Lombardo B., Sandrone R. - The white pyist-coeite-phengite-kyanite-talc whistschist of case Parigi, south Masivul Dora Maira. În: Reechilibrare eclogitică de înaltă presiune în editorul Piccardo din vestul Alpilor (1988) - IGCP nr. 235, Genova.

Elemente conexe

Adus din „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=ultra_high_pressure_metamorphism&oldid=111343797 ”