VYSOKÁ ŠKOLA BÁŇSKÁ
TECHNICKÁ UNIVERZITA OSTRAVA

METAMORFNÍ PROCESY

FAKTORY METAMORFÓZY

Teplota

Zvýšená teplota má při metamorfóze zpravidla rozhodující význam. K jejím hlavním zdrojům patří tepelná energie, která je do zemské kůry přiváděna z vnitřních částí Země (zemského pláště) prostřednictvím magmat a magmatických fluid. Podíl tohoto druhu energie na celkovém tepelné bilanci zemského tělesa je relativně značný a odhaduje se asi na 40 - 60 %. Druhým základním zdrojem tepla je tepelná energie, která se v zemské kůře uvolňuje rozpadem radioaktivních prvků, především U a Th. O jeho uplatnění svědčí skutečnost, že metamorfity již obsahují podstatně menší množství přirozených radionuklidů než jejich nemetamorfované ekvivalenty. Podíl tohoto zdroje se odhaduje asi na 50 %, podle některých teorií však může dosahovat až 95 %.

K sekundárním tepelným zdrojům patří slapové tření, teplo vznikající v zemské kůře přeměnou energie, exotermické reakce a vliv sluneční energie. Slapové tření vzniká při deformacích Země přitažlivými silami okolních planet sluneční soustavy, zejména pak Slunce a Měsíce. K přeměně mechanické energie v tepelnou dochází v důsledku tření hmot v souvislosti s pohyby v zemské kůře. Jde např. o tření na plochách diskontinuity, tření vyvolané pohybem kontinentálních ker nebo tření, k němuž dochází při deformaci hornin. Podle některých teoretických výpočtů může toto teplo vyvolat celkové prohřátí 3 km mocné vrstvy o 30-80 ?C. Exotermické reakce hrají důležitou úlohu v nízkých stupních metamorfózy a při retrográdní metamorfóze. Představa o metamorfním uplatnění sluneční energie se opírala o chybné hodnocení termického efektu při reakci přeměny kaolinitu na sillimanit. Podle současných poznatků se převážná část sluneční energie od zemského povrchu odráží a vrací se zpět do vesmíru. Při kontaktní metamorfóze je teplota závislá na teplotě magmatu, velikosti intruze a vlastní teplotě horniny před intruzí.

Teplota se při metamorfóze uplatňuje mnohostranným způsobem. Teplotní faktor určuje v prvé řadě stupeň metamorfózy. Teplota způsobuje vznik teplotních gradientů a ovlivňuje tak migraci látek. Ovlivňuje jak pevnou, tak i fluidní fázi, způsobuje rekrystalizaci a vznik nových, za daných podmínek stabilnějších minerálů a vyvolává fázové přeměny minerálů již existujících. Teplotní interval, v jehož hranicích probíhají typické metamorfní procesy, se pohybuje mezi 300-400 °C a 700-900 °C. Pod hranicí 300°C metamorfóza neprobíhá buď vůbec, nebo jen velice pomalu. Spodní i horní hranici metamorfózy ovlivňuje především chemické složení hornin a tlak. V případě spodní hranice se navíc uplatňuje i časový faktor, tj. doba trvání metamorfního procesu. Teplota jako jeden z hlavních faktorů metamorfózy se podílí především na procesech, vedoucích ke vzniku novotvořených minerálů. Zvyšuje rychlost chemických reakcí, zvyšuje schopnost rekrystalizace horniny a působí jako faktor, který řídí a ovlivňuje vznik příslušných minerálních asociací. V podmínkách stoupající teploty probíhají významné endotermické reakce, doprovázené procesy dehydratace a dekarbonatizace minerálů.