Metamorfismul dinamic

Metamorfismul dinamic

Metamorfismul este ansamblul transformarilor mineralogice si structurale ale unei roci, in stare solida, ca raspuns la schimbarile valorilor presiunii, temperaturii si compozitiei chimice.

O alta definitie a metamorfismului: acomodarea mineralogica si structurala a rocilor solide la conditiile fizice sau chimice care au fost impuse la adancimile de sub zonele de suprafata ale alteratiei si cimentatiei si care se deosebesc de conditiile in cadrul carora s-au format rocile respective.

Metamorfismul dinamic este un tip de metamorfism cu extindere locala, asociat zonelor de falie in care rocile sufera o reducere a dimensiunii granulelor. Apare acolo unde predomina presiunile mari, care determina formarea incretiturilor de teren (muntii de incretire), avand loc si un fenomen de recristalizare.

Metamorfismul pur dinamic -sau cataclastic- este destul de putin cunoscut; desi, chiar teoretic privind lucrurile, produsele sale nu pot ocupa decat volume subordinate in litosfera, in ultima vreme a crescut foarte mult interesul pentru cercetarea sa ca urmare a identificarii faliilor transformante si a rolului lor in evolutia litosferei in conceptia tectonicii globale.

Factori si procese

Intensitatea stressului in vecinatatea faliilor are valori foarte diverse, in general proportionale cu deplasarea compartimentelor. Acestui factor fundamental i se adauga uneori, atunci cand frictiunea dintre compartimente si componentele petrografice si mineralogice afectate este foarte puternica, temperatura; ea poate atinge valori medii (pentru proceselor metamorfice), dar in arii foarte restranse.

Procesele care se desfasoara in asemenea conditiii sunt, in esenta, de ordin mecanic; in masura subordonata au loc transformari mineralogice. Variabilitatea intensitatii stressului impreuna cu cea a caracterelor fizico mecanice ale rocilor determina o larga diversitate, indeosebi a proceselor mecanice, care intr-o oarecare masura nici nu ajung sa aiba un caracter metamorfic. Acesta este cazul variatelor aspecte descrise sub numele "brecie de falie"

In rocile plastice, nu numai cele argiloase ci toate cele care au o oarecare cantitate de material pelitic ori coloidal, apare un clivaj determinat fie, in prima etapa, de alunecarile din cadrul formatiunii, fie intr-o etapa ulterioara, de orientarea preferentiala pe care o capata constituentii minerali lamelari ori de formarea comuna pe care o sufera unele componente cu dimensiuni mai mari. In unele cazuri, un aspect de clivaj, dar care este considerat "fals", ia nastere ca urmare a dezvoltarii unor microcute cu orientare comuna la scara formatiunii.

In rocile neplastice se atinge repede limita de elasticitate a mineralelor si, deci, a rocii, ceea ce determina deformari, fisurari, zdrobiri.

Deformarile incep de la scara retelei cristaline, materializandu-se in extinctii ondulatorii la cuart si translatiei in cristalele de calcit ori de feldspati, si ajung pana la cea a rocii sau formatiunii. Zdrobirea afecteaza in primul rand proeminentele in agregate pentru ca in stadii mai avansate sa le transforme pe acestea in agregate de mici fragmente; referit la ansamblul rocii, procesul este numit milonitizare. Prezenta materialelor cu competente deosebite determina aparitia de elemente lenticulare, oculare, intr-o masa fundamentala fina.

Transformarile mineralogice sunt favorizate de prezenta apei; in conditii de stress, de presiunii diferentiala, au loc solubilizari si redepuneri diferentiale, ceea ce determina cel putin modificari de habitus ale cristalelor cu implicatii in sublinierea clivajului.

Cuartul este foarte sensibil in cadrul unor asemenea procese; recristalizarea acestuia si a altor componenti este foarte comuna. Transformarile mineralogice se produc, de obicei, in sensul distrugerii mineralelor cu retea superioara: feldspatii potasici se sericitizeaza, cei plagioclazi se saussuritizeaza, piroxenii se cloritizeaza, olivina se serpentinizeaza, muscovitul se sericitizeaza; mai putin frecvente sunt transformarile care conduc la minerale cu retea superioara; limonitul trece in hematit, substanta fina cu structura lamelara trece inspre cel al amfibolitelor.

Roci si conditii geologice

Produsele tipice ale metamorfismului dinamic sunt roci nefoliate de tipul breciilor de falie, argilelor de falie si pseudotachilitelor. Caracterele structurale si texturale esentiale ale rocilor afectate de dinamometamorfism sugereaza gruparea lor in modul urmator:

a.Roci (cataclastice) necoerente, care iau nastere in conditii de stress slab si in apropierea suprafetei si care, in realitate, nu prezinta trasaturi metamorfice; ele reprezinta o simpla distrugere a coerentei formatiunilor initiale, eventual, cu o foarte usoara laminare a masi fundamentale. Diversele tipuri de brecie de falie" , care nu au intotdeauna caracter de brecie, intra in aceasta categorie.

b.Rocile cataclastice netexturate reprezinta o treapta superioara de transformari, prima de propriu-zis metamorfism.Ele sunt constituite dintr-o masa mozaicata, rezultat atat al zdrobirii cat si, in mai redusa masura, al recristalizarii, fara orientare preferentiala sau foliatie, in care pot exista elemente porfiroclastice.

Dupa raportul intre fragmente si matrice cataclazitele sunt subdivizate in:

-protocataclazite: cataclazite in care matricea cu granulatie fina formeaza mai putin de 50% din volumul rocii;

-ultracataclazite: cataclazite in care cea mai mare parte a megacristalelor sau fragmentelor litice a fost eliminate, deci matricea cu granulatie fina constitue mai mult de 90% din volumul rocii;

-brecia de falie      (brecie tectonica): cataclazit in care fragmentele angulare sunt semnificativ mai abundente decat matricea, dand rocii un aspect de brecie;

-argila de falie: material de falie necoeziv cu granulatie fina sau ultrafina care poate prezenta o foliatie si care este, in general, bogat in minerale argiloase. In masa argilei de falie sunt dispersate de regula claste litice de dimensiuni foarte variabile.

c.Milonitele sunt cele mai frecvente produse ale dinamometamorfismului; ele sunt roci coerente in care foliatia, marcata de alterarea unor benzi cu alcatuire mineralogica diferita ori cu grad de cataclazare deosebit, este determinata, in esenta, de procesul de zdrobire. Sunt roci fin-granulare, cu aspect de cremene, rubanate sau vargate, rezultate din roci cu granulatie grosiera, fara reconstituire chimica evidenta. Ochiuri sau lentile din roca mama distrusa mai pot sa persiste insa intr-o masa fundamentala milonitica. Aceste roci sunt produsele unui metamorfism de dislocare cu caracter extrem. Recristalizarea este dezvoltata in masura redusa.

In general, in interiorul matricii cu granulatie mai fina sunt prezente fragmente de cristale de dimensiuni mari numite porfiroclaste si fragmente litice de compozitie analoga. Dupa gradul de reducere a granulatiei, milonitele sunt subdivizate in:

-protomilonit: reducerea granulatiei s-a produs la mai putin de 50% din volumul rocii;

-mezomilonit: reducerea granulatiei este cuprinsa intre 50-90% din volumul rocii;

-ultramilonit: reducerea granulatiei s-a produs la peste 90% din volumul rocii.

Milonite oculare: milonite ce contin cristale mari evidente sau fragmente litice inconjurate de matrice foliate cu granulatie fina.

Filonit: milonit cu granulatie fina bogat in filosilicati care are stralucirea unui filit.

Pseudotachilit: roca cu granulatie ultrafina, de culoare in general neagra si aspect lucios, care se prezinta ca vene subtiri injectate sau ca o matrice de pseudobrecie sau pseudoconglomerat ce reumplu golurile de dilatare ale unei roci prezentand diferite grade de fracturare.

Blastomilonit: milonit ce prezinta un semnificativ grad de recristalizare; contine cristale largi sau fragmente litice distincte inconjurate de matrice fin granulara.

Dupa Bucher si Frey (2002), milonitele nu mai sunt privite ca si roci cataclistice deoarece in formarea lor este implicate recristalizarea sintectonica si neoblasteza. Milonitele implica in primul rand curgerea ductila si se produc in consecinta la volum constant.

d.Avansarea procesului de recristalizare, pe langa cataclaza si cu pastrarea texturii foliate, produce roci care sunt denumite gnaise milonitice; acestea nu sunt insa forme foarte frecvente.

De foarte multe ori, metamorfismul dinamic se desfasoara pe un fond de roci metamorfozate regional; in cazul in care aceste din urma au un grad mediu ori ridicat de transformare, efectele sale se materializeaza in transformari mineralogice regrsive, de exemplu, cloritizarea granatilor; rocile formate au aspectele si caracterele normale pentru trepta inferioara a metamorfismului regional. In cazul in care fondul preexistent are u metamorfism regional scazut, efectele sunt exclusive de natura mecanica.

Metamorfismul dinamic se desfasoara in imediata vecinatate a faliilor la care fictiunea compartimentelor a fost importanta; rocile formate constitue corpuri cu grosimi reduse care urmaresc planul acestora. Desi se stie ca in cazul faliilor transformante procesele trebuiau sa aiba loc pana la baza litosferei nu avem inca evidenta modului in care ele se desfasoara la acele nivele; cunostintele noastre se refera la partea superioara a acesteia si, in mod mai mult sau mai putin justificat, avem tendinta de a considera dinamometamorfismul ca un fenomen superficial.

Informatiile noastre asupra produselor din vecinatatea faliilor transformante provin din Insula Sudica a Noii Zeelande si de pe Coasta Vestica a Americii de Nord. In lungul faliei alpine" din Insula Sudica a Noii Zeelande, pe o latime de circa 2 kilometri, se intalnesc toate tipurile de roci mentionate mai inainte; variatiile de intensitate a trasformarilor sun explicate prin diferenta de adancime la care s-au desfasurat procesele. In vecinatatea faliei San Andreas din California rocile cataclistice apar pe o latime de mai multi kilometri, urmare, probabil, a faptului ca acesta este insotita de numeroase falii subparalele a caror actine s-a insumat. Ele sunt reprezentate mai ales prin brecii formate pe seama a foarte diverse roci; matricea este rezultatul unei intense zdrobiri si al unei recristalizari mai mult sau mai putin avansate.

Cel mai adesea, insa, rocile cataclistice sunt intalnite in vecinatatea faliilor obisnuite; exceptand cazurile in care faliile sunt foarte numeroase, eventual repetate in timp, rocile au o dezvoltare spatiala redusa.

Bibliografie

https://ro.wikipedia.org/wiki/Roci_metamorfice

Dan Radulescu, Petrologie magmatica si metamorfica, Editura Didactica si pedagogica Bucuresti, 1981

Francis J.Turner si John Verhoogen, Petrologie magmatica si metamorfica, Editura tehnica Bucuresti, 1967

Iancu Gabriel Ovidiu, Petrologie metamorfica, Editura Setcom Libris      ,2007

UNIVERSITATEA AL.I.CUZA

FACULTATEA DE GEOGRAFIE SI GEOLOGIE

SPECIALIZAREA GEOCHIMIE

METAMORFISMUL DINAMIC