VYSOKÁ ŠKOLA BÁŇSKÁ
TECHNICKÁ UNIVERZITA OSTRAVA

METAMORFNÍ PROCESY

METAMORFNÍ STUPNĚ - ZÓNY - FACIE

METAMORFNÍ STUPNĚ

Metamorfní stupeň závisí na maximální teplotě, jíž byla hornina v průběhu metamorfózy vystavena. Podle vzrůstající teploty lze rozlišit čtyři metamorfní stupně: velmi nízký stupeň (200 - 350°C), nízký stupeň (350 - 550°C), střední stupeň (550 - 650°C) a vysoký stupeň (nad 650°C). Uváděné teplotní hranice jsou však pouze relativní, protože jejich výše i rozmezí jsou významně ovlivňovány působícím tlakem.

Z hlediska metamorfního stupně můžeme obvykle metamorfózu klasifikovat jako slabou, střední a silnou. U regionálně metamorfovaných hornin použil toto dělení jako jeden z prvních švýcarský petrograf U. Grubenmann (1850-1924), který pro označení uvedených metamorfních stupňů použil pojmy epizonální, mezozonální a katazonální. V souvislosti s nimi vyčlenil Grubenmann tři metamorfní zóny: epizónu (zóna nejslabší přeměny), mezozónu (zóna střední intenzity přeměny) a katazónu (zóna nejsilnější přeměny). V původní Grubenmannově koncepci (1904) byly tyto zóny spojovány s hloubkou metamorfního prostředí vyjadřovanou v délkových jednotkách. V současném pojetí jsou již Grubenmannovy zóny definovány výhradně na základě termodynamických podmínek.

Základní typy metamorfních stupňů Grubenmanna:

• Epizóna je charakteristická velmi nízkou teplotou a slabým tlakem nadloží, který může i chybět, působí zde však velmi silný tlak orientovaný. V této metamorfní zóně vznikají minerály, z nichž za daných termodynamických podmínek jsou stabilní zejména hydratované silikáty, jako je muskovit, mastek, chlorit, epidot a aktinolit. Horní teplotní hranicí jejich vzniku se pohybuje přibližně kolem 500°C. Z hornin jsou pro podmínky epizóny charakteristické fylity, kvarcity, chloritové, mastkové, sericitové a zelené břidlice.


• Mezozóny je typická stoupající teplotou a tlakem nadloží. Horní teplotní hranice leží kolem 650°C. Orientovaný tlak může být stále ještě vysoký nebo již klesá zhruba do středních hodnot. Z minerálů se zde běžně vyskytují biotit, muskovit, staurolit, kyanit, antofylit, obecný amfibol, almandin a kyselé plagioklasy. Nejtypičtější horninou vznikající v podmínkách mezozóny je svor a epidotový amfibolit, za specifických podmínek se mohou vytvářet i dvojslídné nebo granátové ruly. Při kontaktní metamorfóze odpovídají mezozóně střední části kontaktního dvora.


• Katazóna se vyznačuje vysokou teplotou a při regionální metamorfóze i velmi vysokým tlakem nadloží. Při kontaktní metamorfóze může být tlak i slabý. Z typických minerálů se tvoří ortoklas, bazické plagioklasy, andalusit, sillimanit, cordierit, granáty a pyroxeny. Metamorfním podmínkám katazóny odpovídají biotitové, sillinanitové a cordieritové ruly, granulity, eklogity, krystalické vápence a kontaktní rohovce. Grubenmannovo dělení bylo celosvětově rozšířené zejména v období mezi oběma světovými válkami. V současnosti již bylo postupně nahrazeno dalšími klasifikacemi, založenými např. na indexových minerálech nebo principu metamorfních facií.