VYSOKÁ ŠKOLA BÁŇSKÁ
TECHNICKÁ UNIVERZITA OSTRAVA

METAMORFNÍ PROCESY

METAMORFNÍ STUPNĚ - ZÓNY - FACIE

METAMORFNÍ ZÓNY

Základem teorie metamorfních zón je představa, že rozložení metamorfní intenzity bylo v každém terénu nerovnoměrné a lze je rekonstruovat na základě dnešního minerálního složení hornin. Metamorfní zóna je tak definována prvním výskytem tzv. indexového minerálu, vzniklého při metamorfóze po dosažení určitých teplotních a tlakových podmínek na úkor dříve stabilních minerálních asociací.

Jednou z prvních klasifikací metamorfovaných hornin vycházející z principu indexových minerálů je dělení G. Barrowa (1893, 1912), které následně upřesnil C. E. Tilley (1925). Vzniklo na základě geologických a petrografických studií hornin v oblasti Dallardian ve Skotsku. Barrow zjistil, že v závislosti na stoupajícím stupni metamorfózy se v metapelitech začínají objevovat nové nerosty metamorfního původu, které označil jako tzv. indexové minerály. Jejich přítomnost vždy charakterizuje určitou metamorfní zónu (metamorfní podmínky). Každá zóna je příslušným indexovým minerálem určována do doby, pokud se v ní neobjeví indexový minerál ze zóny následující. Indexové minerály se mohou chovat jako stabilní i v zónách metamorfně vyšších, nikdy však nejsou přítomny v zónách nižších metamorfních stupňů.

Ve směru rostoucí intenzity metamorfózy jsou rozlišovány následující metamorfní zóny:

• Zóna klastických slíd představuje zónu, v níž horniny ještě nejsou metamorfovány a kde lze sledovat pouze přítomnost slíd klastického původu.


• Zóna chloritová. Jako vůdčí minerál se zde objevuje novotvořený chlorit, vytvářející v hornině větší zrna nebo drobné čočkovité shluky. Mimo něj se může vyskytovat křemen a již makroskopicky identifikovatelné porfyroblasty albitu. Hlavními horninami chloritové zóny jsou chlorit-sericitové břidlice s variabilním poměrem chloritu, sericitu a dalších minerálů. Svým celkovým charakterem odpovídají tyto horniny našim fylitickým břidlicím až fylitům.


• Zóna biotitová začíná tam, kde se v původních pelitických horninách začíná objevovat biotit. Vzniká složitými reakcemi na úkor chloritu, sericitu a rudního pigmentu. Se stoupajícím stupněm metamorfózy narůstá jeho kvantitativní zastoupení a zvětšují se jeho rozměry. Místy může v hornině vytvářet i větší porfyroblasty. Kromě biotitu je stále stabilní chlorit a sericit, opět se vyskytuje křemen a albit. V závěru biotitové zóny se může v horninách objevovat granát s významným podílem spessartinové komponenty, odlišný od granátu následující metamorfní zóny. Hlavními horninami biotitové zóny jsou fylity.


• Zóna almandinová začíná prvním výskytem granátu, jehož složení je blízké almandinu s určitým podílem spessartinové složky. Tvoří se na úkor chloritu, biotitu a zčásti i magnetitu. Mimo granátu jsou součástí hornin almandinové zóny muskovit, biotit, křemen a albit, oproti biotitové zóně dosahují s postupující rekrystalizací pouze větších rozměrů. Chlorit v almandinové zóně postupně mizí. Horniny mají na počátku almandinové zóny charakter fylitů, postupně však přecházejí do svorů.


• Zóna staurolit-kyanitová. V metapelitech skotské vysočiny byl staurolit zaznamenán dříve než kyanit. Jeho přítomnost souvisí nejen s fyzikálně chemickými faktory metamorfózy, ale závisí i na chemickém složení protolitu. Se staurolitem bývá spojen výskyt granátu, muskovitu, biotitu, křemene a kyselého plagioklasu (albit až kyselý oligoklas). S ohledem na úzké pole stability se místo staurolitu může tvořit kyanit + almandin. Horninami charakteristickými pro staurolit-kyanitovou zónu jsou svory.


• Zóna silimanitová představuje nejvyšší stupeň regionální metamorfózy pelitických sedimentů. Sillimanit tvořící shluky drobných jehliček se vyskytuje v asociaci s biotitem, draselným živcem, plagioklasem, křemenem, popř. i s granátem a cordieritem. Kromě sillimanitových až biotit-sillimanitových rul vznikají v této nejvyšší metamorfní zóně také ruly cordieritové.

Barrow-Tilleyho zónografie je platná pro oblast skotské vysočiny. Jak bylo zjištěno pozdějšími výzkumy v oblasti Buchan ve Skotsku, mohou při odlišném složení výchozích hornin nebo při jiném termodynamickém režimu vznikat i odlišné indexové minerály a rovněž sled metamorfních zón může být zčásti rozdílný.