Úvod do metamorfních procesů

•Horniny - odraz geologických procesů

•Přeměny při metamorfóze

•Hlavní činitelé metamorfózy

•Typy metamorfózy

•Stavební znaky typické pro jednotlivé typy metamorfóz

Horniny - odraz geologických procesů

hornina – chemické složení, minerály, struktura – odráží horninotvorné procesy

metamorfóza z řec. slova „metamorphosis“ (přeměna)

Hranice: diageneze (asi 200 °C)

tavení (asi 650 °C –1100 °C)

Schematický PT diagram s vyznačením polí pro různý stupeň metamorfózy (Konopáseket al. 1998).

Horniny -odraz geologických procesů

sedimenty – větrání + eroze – uložení, pohřbení a litifikace

magmatity – tavení hornin v kůře/svr.plášti krystalizace z taveniny

metamorfity – vyšší P a T – rekrystalizace minerálů v pevném stavu

METAMORFÓZA

poměrně složitý proces, při kterém dochází k přizpůsobování již existujících hornin novým fyzikálně k přizpůsobování již existujících hornin novým fyzikálně- chemickým podmínkám prostředí, do nichž se postupně dostávají chemickým podmínkám prostředí, do nichž se postupně dostávají vlivem neustále probíhajících geologických procesů. Je však vlivem neustále probíhajících geologických procesů. Je však odlišná od zvětrávání a diageneze. Na rozdíl od těchto procesů, odlišná od zvětrávání a diageneze. Na rozdíl od těchto procesů, probíhá metamorfóza v odlišných fyzikálně probíhá metamorfóza v odlišných fyzikálně-chemických chemických podmínkách, daných nejčastěji vyšší teplotou a tlakem. Od podmínkách, daných nejčastěji vyšší teplotou a tlakem. Od magmatických procesů je odlišná tím, že horninový materiál magmatických procesů je odlišná tím, že horninový materiál zůstává v průběhu metamorfózy v pevném stavu (nevzniká zůstává v průběhu metamorfózy v pevném stavu (nevzniká magma). Při metamorfóze horniny vznikají nové, metamorfní magma). Při metamorfóze horniny vznikají nové, metamorfní minerály. Tento proces se nazývá minerály. Tento proces se nazývá blastéza

Přeměny při metamorfóze

minerály a horniny jsou stabilní jen za podmínek za nichž vznikly

změna podmínek – přeměna horniny

krystalizace nových minerálů (chemické reakce –fázové změny)

změny v chemismu

texturní změny (velikost zrna, deformace)

krystalizace nových minerálů chemické reakce – fázové změny prográdní (dehydratační) –

Tretrográdní (hydratační) –

Tminerální asociace (minerály vznikly společně) minerální parageneze (vyskytují se v hornině společně ale vznikly v různých obdobích met.)

texturní (strukturní) změny (změna velikosti zrna, deformace, změny uspořádání minerálů /makro –mikro/)

Důležité pojmy

Foliace (schistosity) – plošný strukturní prvek

lineace – lineární strukturní prvek

textura, struktura, stavba

Změny v chemismu

-isochemická metamorfóza

-metasomatóza

skarn

natavení (anatexe) – magmatické horniny

migmatit

Hlavní činitelé metamorfózy

A) teplota

geotermální gradient (gg)

nárůst T na 1 km hloubky

obv. 15-30 °C/km

max. 60 °C/km

geoterma

dT pod urč.částí povrchu Z z částí s různým gg

zdroje tepla

• tok tepla ze zemského pláště

• teplo uvolněné při radioaktivním rozpadu v kůře (U, Th)

• teplo přinesené magmatickými horninami

• endotermní metamorfní reakce (řada dehydratačních reakcí)

B) tlak

1) litostatický tlak (confining pressure, všesměrný)

P = rgh

hustota hornin nadložního sloupce

(granity 2,7, bazalty 3,0, peridotit 3,3 gcm

g – tíhové zrychlení (9,8 ms

h - hloubka

tj. nárůst s hloubkou cca 1 kbar 3 km

používané jednotky: 1 bar = 10 Pa = 0,1 MPa

1 kbar = 0.1 GPa

mocnosti zemské kůry v km: oceanická – 5-10

kontinentální kratony – 35-40

kontinentální orogenní oblasti – 70-80

2) orientovaný tlak (stress)

nízký – neovlivňuje fázové rovnováhy

vznik orientované stavby v horninách

C) fluida

H O, CO , O , H , F , N , CH a S

součást minerálů (slídy, amfiboly, karbonáty, sulfidy)

v pórech mezi jednotlivými zrny, popř. v inkluzích

prográdní met. – uvolňovány (dekarbonizace, dehydratace)

ovlivňují fázové rovnováhy

přenášejí teplo

způsobují přenos hmoty a mohou měnit izotopické i chemické složení horniny

Základní termíny

používané pro popis hornin v terénu

metamorfní stupeň (grade) – intenzita metamorfózy (T) – vysoký, nízký

metamorfní zóna – první výskyt indexového minerálu

metamorfní izográda – hranice metamorfní zóny

metamorfní facie – charakteristická minerální asociace (rozmezí P a T, chemické rovnováhy)

metamorfní P-T dráha – vývoj hornin v poli P-T

metamorfní zóny a izogrády

metamorfní zóna – první výskyt IM

metamorfní izográda – hranice MZ

metamorfní facie

Metamorfní izográda

Typy metamorfózy – genetické klasifikace

1) klasifikace podle převládajícího činitele

termální met. (T) - různá měřítka

dynamická met. (orientovaný tlak) – lokální, text. změny

dynamicko-termální met.

2)klasifikace podle geologické pozice

regionální met. – velké oblasti, L-HT/MP

orogenní metamorfóza

horská pásma, konvergentní hranice desek

vznikají horniny s foliací

metamorfóza pohřbením

anorogenní, tlakem nadloží, sed. pánve

metam. oceánského dna

horká hydrotermální fluida, diverg. Hranice

metasomatóza (naboh. Mg-Na, ochuz. Ca-Si)

lokální metamorfóza – omezený rozsah

kontaktní aureoly (HT LP

regionální kontaktní met. (mnohačetné intruze)

kataklastická metamorfóza mylonitizace

orientovaný tlak, vysoká rychlost deformace

pseudotachylity, kataklazity, mylonity, fylonity

šoková met. – impaktní krátery

coesit, stishovit, suevity

hydrotermální metamorfóza (horká fluida, LT LP

3) Klasifikace v kontextu deskové tektoniky

uvnitř bloků – kontaktní metamorfóza, metamorfóza pohřbením, regionální metamorfóza na bázi kůry

divergentní okraje – metamorfóza oceánského dna a kontaktní metamorfóza

konvergentní okraje – orogenní (regionální) metamorfóza, kontaktní metamorfóza, kataklastická metamorfóza

transformované okraje - kataklastická metamorfóza

Typy metamorfózy – genetické klasifikace

A) kontaktní metamorfóza

- nízký P/T (andalusit-sillimanit)

- tepelné působení těles vyvřelých hornin,

- účinky rychle klesají se vzdáleností od plutonu (rozsah obvykle max. několik km).

B) metamorfóza pohřbením

regionální,

anorogenní

sedimentární pánve

tlakem nadloží

teploty do 300°C (granátová zóna)

Regionální metam. pohřbením (Burial Metamorphism)

Isogrady mapované od nejnižšího stupně:

Zeolity

Prehnit-Pumpellyit

Pumpellyit (-aktinolit)

Chlorit (-klinozoisit)

Biotit

Almandin (granát)

Oligoklas (albit v nízkém met. stupni a směrem do vyšší met. roste obsah Ca)

C) metamorfóza oceánského dna

- Nízké tlaky velký rozsah teplot

- Metamorfované horniny jsou výrazně postiženy metasomatickými alteracemi (je odnášeno Ca a Si a roste obsah Mg a Na)

- Hlavní horká hydrotermální fluida, reakce mezi bazaltem a mořskou vodou.

- Hydrotermální metamorfózy

- Chloritem bohaté horniny s vysokým obsahem Mg a nízkým Ca

D) transformované okraje

•na transformních zlomech

•kataklastická metamorfóza a mylonitizace

• vysoký orientovaný tlak,

• až tavení - pseudotachylity,

•± teplota: LT křehké - kataklazity; HT plastické - mylonity;

(a) Malá hloubky - tektonická brekcie

(b) Hlouběji - mylonit

E) metamorfóza na subdukčních zónách

- vysoký P/T (glaukofan-jadeit)

- relativně studené horniny jsou rychle transportovány do velkých hloubek

F) orogenní (regionální) metamorfóza

- orogenní pásma (kontinentální kolize)

- některé horniny se dostanou do vysokých PT podmínek

- střední poměr P/T

- MP/LT-HT 

- Chl-Bt-Grt-St-Ky-Sill

- série kyanit-sillimanit

- střední poměr P/T

orogenní metamorfóza

často polyfázová

(metam. i deform.)

Stavební znaky hornin typické pro jednotlivé typy metamorfóz

Dynamická metamorfóza

Stavby svázané s působením orientovaného tlaku

VŠESMĚRNÝ A ORIENTOVANÝ TLAK

Vývoj struktur na střižné zóně s hloubkou od křehké deformace po páskovanou rulu

Orientovaný tlak

Indikátory působení orientovaného tlaku

1) Stylolity: vznikají v důsledku tlakového rozpouštění horniny. Část horniny je odnesena v roztoku a na místě zůstává jen nerozpustný zbytek.

2) Krenulační kliváž: Vzniká v jemně zvrásněných (krenulovaných) horninách redistribucí fylosilikátů do  ramen drobných vrásek a světlých minerálů do zámků těchto vrásek

3) Tlakové dvojčatění: V důsledku tlaku dojde k potočení částí mřížky původně jednoduchého krystalu a vzniku dvojčete.

4)Tlakové rozpouštění:

Na kontaktu mezi zrny dochází k rozpouštění (a), rozpuštěný materiál se ukládá v místech nižšího tlaku (b).

Tento proces je možné pozorovat již v podmínkách diageneze např. na klastech křemene (c) velikost zrna je asi 0,5mm.

Indikátory směru pohybu na střižných zónách

1) SC-stavby: vznikají kombinací ploch foliace a střižných ploch

2) Asymetrické tlakové stíny: kolem porfyroklastu živce v mylonitizovaném granitu.

Budiny granodioritu na střižné zóně.

Budina dolomitu ve vápenci ukazuje kontrastní chování mezi duktilně deformovaným vápencem a dolomitem.

4) Rotované porfyroblasty

Mylonitizace

Střižná zóna v rule

Minerál který nebyl postižen deformací zháší na celé ploše zrna současně.

Deformace se začíná projevovat undulosním zhášením a při pokračování deformace se původně jednolité zrno rozdělí na několik subzrn. 

Při drcení se nejdříve drtí okraje zrn a vyniká z nich jemnější matrix, která obklopuje větší porfyroklasty.

V průběhu další deformace jsou zrna dále drcena a v hornině vzniká velké množství drobných zrn v nichž se občas vyskytnou porfyroklasty.

mylonitová zóny

Rekrystalizace a rotace zrn

V mylonitech nedochází jen k rozpadu větších zrn na menší, ale mnohdy dochází k růstu nových zrn často s jinou orientací než měla zrna v protolitu.

2) Stavby typické pro kontaktní metamorfózu (termální met. )

Typické pro okolí magmatických těles (malý rozsah, nízký-P)

nízký vliv směrného tlaku (rekrystalizace je převážně statická)

časté granoblastické polygonální struktury

časté reliktní struktury

Kontaktní metamorfóza probíhá za velmi nízkých tlaků a je způsobena teplem magmatu na povrchu nebo těsně pod ním.

Zeolitová facie-reliktní struktura

Kontaktně metamorfovaný dolerit (hrubozrnný bazalt): změnila se minerální asociace ale zůstaly zachovány relikty původní ofitické struktury.

Albit-epidotické rohovec

Původní minerály rekrystalují mění se jejich chemizmus i tvar a vznikají nové minerální fáze

Amfibolické rohovce

Nové minerální fáze a struktura typická pro kontaktní rohovce (polygonální)

Stavby hornin typické pro regionální metamorfózu

–dynamicko-termální metamorfóza

–vázaná na orogenezi

–metamorfovaná hornina je často výsledkem několika deformačních a metamorfních událostí

–Délka trvání regionální metamorfózy se počítá na desítky miliónů let zatímco kontaktní metamorfóza 10000 let.

Stavební změny v metapelitech s nárůstem metamorfózy

Rula

Fylit

Břidlice

Původní hornina složená z úlomků minerálů a hornin

Progresivní syntektonická metamorfóza droby (Best (1982). Igneous and Metamorphic Petrology. W. H. Freeman. San Francisco).

Zeolitová facie

1) jílové minerály rekrystalují

2) klasty jsou deformovány

3) vzniká kliváž

Progresivní syntektonická metamorfóza

droby (Best (1982). Igneous and Metamorphic

Petrology. W. H. Freeman. San Francisco).

Facie zelených břidlic

1) rekrystalizace

2) vznik nových minerálů

Progresivní syntektonická metamorfóza droby (Best (1982). Igneous and Metamorphic Petrology. W. H. Freeman. San Francisco).

Amfibolitová facie

1) rekrystalizace

2) vznik nových minerálů

Progresivní syntektonická metamorfóza droby (Best (1982). Igneous and Metamorphic Petrology. W. H. Freeman. San Francisco).

Fázová petrologie

Zobrazení složení horninotvorných minerálů a minerálních asociací

Petrogenetické mřížky

T-X a P-X řezy

Fázové pravidlo

Metamorfní reakce

Anatexe

Metasomatóza

1. Celkové chemické složení horniny (zjednodušené)

kvarcity   SiO

křemen-živcové horniny SiO -Al O -K O-Na O-CaO-H O

metapelity   SiO -Al O -K O-MgO-FeO-H O

metabazity  SiO -Al O -Na O-MgO-FeO-H O

vápenatosilikátové horniny SiO -Al O -K O-CaO-MgO-H O

metakarbonáty  MgO-CaO-CO -H O

křemité dolomity MgO-CaO-SiO -CO -H O

ultramafity  SiO -MgO-CaO-CO -H O

jiné chemické systémy (méně časté)

cordierit-antofylitové horniny SiO -Al O -MgO-FeO-H O

železná formace SiO -FeO-Fe O -H O

manganolity, smirky

jiná označení chemických systémů:

křemen-živcové horniny NASH, CASH a CKNASH

metapelity   KMASH, KFASH a KFMASH

ultramafity  MS-H O-CO , CMS-H O-CO

Běžně užívané ternární diagramy

a)A(B)FM Diagram (J.B.Thompson 1957)

Metapelity

A=Al O

B=K O

F=FeO

M=MgO

Znázornění chemického složení

minerály – bodový chemismus z elektronové mikrosondy

váhová procenta kysličníků/molekulová hmotnost = molekulární proporce (kvocienty)

počet atomů kovů na určitý počet atomů O = kvocient kovu x (počet at. O/suma kvocientů O), např. Slavík et al. (1972)

poměr počtu molů = molární zlomek  součet molárních zlomků = 1

En MgSiO = 1 MgO + 1 SiO MgO/(MgO+Al2O3) = 1/1+1 = 0,5

Prp Mg Al (SiO = 3MgO + 1Al O + 3SiO MgO/(MgO+Al2O3+SiO2)

Al2O3 /(MgO+Al2O3+SiO2)

dvoukomponentní systém znázorňující složení olivínu

ULTRABAZICKÉ HORNINY

Pro zobrazení ultrabazických hornin je vhodný systém MgO - H2O - SiO2

V těchto horninách se můžeme setkat s minerály:

forsterit: Mg2SiO4

brucit: Mg(OH)2

mastek: Mg3Si4O12H2

antofylit: Mg7Si8O24H2

antigorit: Mg6Si4O18H8

enstatit: Mg2Si2O6

Krajní body trojúhelníku tvoří:

periklas: MgO

křemen: SiO2

voda: H2O

Ternární diagramy

Jak vynést hodnoty do ternárního diagramu:

a) zdrojová data XYZ normalizujeme na 100%

b) vyneseme do diagramu: Metoda č. 1 : 70% X, 20% Y, a 10% Z

Metoda č. 2 : pro komponenty 70% X, 20% Y, a 10% Z

Postup:

Y = 20 = 67%

X = 10 = 33%

Celkové složení horniny a petrogenetická mřížka

petrogenetická mřížka pro systém SiO -MgO-H O pro metamorfované ultrabazické horniny

Petrogenetické mřížky - definice

shrnutí možných invariantních bodů a mezi nimi ležících reakcí v určeném chemickém systému

založeny na experimentech, nebo termodynamické výpočty

možnost umístění zjištěných minerálních asociací do specifických P-T polí

lze sledovat vývoj horniny v P-T dle pozice pozorovaných reakcí

odpovídající celkové složení hornin

Fázové pravidlo

systém fáze (Phase) složka (Component)

hornina minerál (s, l, g) e.g. Al2O3

systém (hornina)

uzavřený - přes hranice systému může být přemísťována energie ale ne hmota

otevřený - hmota a energie mohou být přemísťovány přes hranice systému

fáze - fyzikálně oddělitelné části systému (pevné - minerál, kapalné, plynné,)

složky (komponenty) - části systému nutné k vytvoření fází, které chceme v systému uvažovat

- z hlediska fáz. pravidla - nejmenší počet chemických jednotek potřebný k popisu složení uvažovaných fází

hlavní složky více než jedné fáze (SiO2, Al2O3, Cr2O3, Fe2O3, FeO, MgO, K2O, Na2O, CaO, MnO, P2O5, H2O)

rovnováha – nejstabilnější uspořádání atomů v systému, nastává když je systém v určitých P-T podmínkách dostatečně dlouhou dobu

rovnovážná asociace – počet minerálů které mohou existovat stabilně v rovnováze určen fázovým pravidlem

F = P – C + 2

F – počet nezávislých stupňů volnosti čili počet nezávisle proměnných (lze je nezávisle měnit aniž by se měnila stabilita minerálních fází v systému)

proměnné P, T, X (chemické složení fází)

při změně P či T – koexistující fáze již nejsou v rovnováze ÞÞ metamorfní reakce

Příklad
F = C + 2 – P
C = 1

A
P = 1 - voda

F = 2 – dva stupně volnosti,

Je zde stabilní jen jedna fáze voda teplota i tlak se mohou měnit nezávisle.

B
Bod B leží na hranici mezi dvěma poli
P = 2 – Led a pára,

F = 1 – jeden stupeň volnosti

jestliže se změní tlak změní se zároveň teplota

T
P = 3 – voda, pára a led

F = 0 – žádný stupeň volnosti

Všechny tři fáze jsou v rovnováze (equilibrium). Jestliže se změní jedna z proměnných systém se posune mimo bod T

znázornění – P-T diagramy

počet stupňů volnosti

divariantní pole 2

univariantní křivka 1

invariantní bod 0

l důsledek fázového pravidla: minerální asociace s velkým počtem fází bude mít jen málo stupňů volnosti, tedy rozsah podmínek za nichž krystalizovala bude přesněji omezen a bude snadnější jej určit na základě výsledků experimentů

Fázové pravidlo v metamorfovaných horninách

Máme jednoduchý systém, MgO-H2O

–V systému mohou vznikat tyto fáze periklas (MgO), voda (H O), a brucit (Mg(OH)

–může zde proběhnout tato reakce:

MgO + H O ® Mg(OH) Per + Fluid = Bru

Jde o retrográdní reakci, protože se teplota snižuje a hornina hydratuje.

F = C + 2 – P

A) Per+H2O = 2 = 2+2-2

B) Per + Fluid + Bru = 1 = 2+2-3

Využití ternárních diagramů v petrologii

Hypotetický diagram X-Y-Z

Hypotetická hornina může mít 5 minerálních asociací:

–x-xy-x z

–xy-xyz-x z

–xy-xyz-y

–xyz-z-x z

–y-z-xyz

Hornina o celkovém chemickém složení (kroužek) má mineralní asociaci = x - xy – x z

V metamorfní petrologii se běžně objevují minerály složené z více složek s izomorfní mísivostí (Grt, Px)

ACF diagram se užívá pro bazické horniny

Váhová procenta jsou převedena na molární ekvivalenty. Provedou se korekce na minerály s kterými se v diagramu nepočítá (apatit, titanit, ilmenit). Tyto korekce nemají na výsledek podstatnější vliv:

A = Al O + Fe O - Na O - K O

C = CaO - 3.3 P O

F = FeO + MgO + MnO

•Při vynášení koncových členů minerálů postupujeme takto:

•Anortit CaAl Si O

•A = 1 + 0 - 0 - 0 = 1, C = 1 - 0 = 1, F = 0

•celkem 2,Þprovedeme normalizaci na 1 a výsledkem pak je:

A = 0.5

C = 0.5

F = 0

•1) horniny – celkový chemismus ze silikátové analýzy

•korekce 1. - odpočet FeO, Fe O , CaO v akcesoriích (Mt, Ilm, Ttn)

•2) váhová procenta kysličníků/molekulární hmotnost = molekulární proporce (kvocienty)

•korekce 2. – odpočet 3,3xP O (Apa) od CaO a Na O+K O od Al O +Fe O

ACF diagram, pro určité PT podmínky (kyanitová zóna)

AKF diagram

Protože pelitické sedimenty mají vysoké obsah Al O , K O, a naopak nízké obsahy CaO navrhl Eskola diagram který K O obsahuje AKF

A = Al O + Fe O - Na O - K O - CaO

K = K O

F = FeO + MgO + MnO

Zobrazení čtyřkomponentního systému

V systému ABCQ zobrazíme složky:

–X (ABCQ)

–Y (A B CQ)

A(K)FM Diagram

A = Al O

K = K O

F = FeO

M = MgO

Minerály

•Almandin: Fe Al [SiO - Garnát: A B [SiO

•Muscovit: K Al [Si AlO ] (OH)

Flogopit: K Mg [Si AlO ] (OH)

•Chlorit: (Mg, Fe) [(Si, Al) O ] (OH) (Mg, Fe) (OH)

•Albit: NaAlSi O

•Hornina (Ms)

•1) oxidy přepočítat na molární hmotnostní kvoc. a na procenta (celek 100%)

•2) F= X FeO

•3) M = X MgO (1-XFeO)

•4) A = (Al2O3 – 3*K2O-Na2O)/(Al2O3- 3*K2O-Na2O+FeO+MgO)

Biotit (Ms): KMg FeSi AlO (OH)

A = 0.5 - 3 (0.5) =  - 1

F = 1

M = 2

A = -0.5

F = 0.5

M = 1

•Almandin: Fe Al [SiO - Garnát: A B [SiO

•Muscovit: K Al [Si AlO ] (OH)

Flogopit: K Mg [Si AlO ] (OH)

•Chlorit: (Mg, Fe) [(Si, Al) O ] (OH) (Mg, Fe) (OH)

•Albit: NaAlSi O

•Minerál (Ms)

•1) oxidy přepočítat na molární hmotnostní kvoc. a na procenta (celek 100%)

•2) F= X FeO

•3) M = X MgO (1-XFeO)

•A = St Þ(A12O3)/ (A12O3+FeO+MgO);

• Bt Þ (Al2O3/2) – (3*(K2O/2)/((Al2O3/2)+ FeO+MgO) – (3*(K2O/2))

I. Metamorfní reakce

A) Diskontinuální
Univariantní reakce

zánik minerálu nebo minerální asociace a krystalizace Þ stabilizace nové

rovnováha reaktantů a produktů jen na univariantní křivce

NaAlSi2O6 + SiO2 = NaAlSi3O8

Jd  Qtz Ab

MgSiO3 + CaAl2Si2O8 = CaMgSi2O6 + Al2SiO5

En An Di And

4 (Mg,Fe)SiO3 + CaAl2Si2O8 = (Mg,Fe)3Al2Si3O12 + Ca(Mg,Fe)Si2O6 + SiO2

Opx Plag Gnt Cpx Qtz

terminálová reakce

reaktant či produkt 1 fáze (1 fáze zmizí nebo se v systému naopak objeví)

křížení spojovacích linií

reaktant a produkt 2 fáze

•Reakční koróny vznikají kolem minerálů, které jsou v minerální asociaci dané horniny nestabilní. Právě koróna uchránila tento minerál před přeměnou.

1) Koróna vznikla mezi plagioklasem a amfiboly obklopujícími plagioklasové zrno. Rovnoběžné a zkřížené nikoly

B) Kontinuální reakce

Divariantní reakce

–Chl + Ms + Qtz ® Grt + Bt + H O

–Chl + Cld + Qtz Grt + H O

- Mění se chemické složení zúčastněných minerálů (vzájemná konzumace) Þ během divariantní reakce nevzniká žádný nový minerál.

kontinuální reakce - nejčastější substituce FeMg

posun dílčích trojúhelníků s měnícími se P-T podmínkami k vrcholu F či M

X_Mg = Mg/(Mg+Fe) pro minerály různé (různá preference v různých mřížkách)

X_Mg ^Crd > X_Mg^Chl > X_Mg^Bt > X_Mg ^Cld > X_Mg^St > X_Mg^Grt (viz pozice v AFM)

T-X_Mg diagram pro kontinuální reakci Cld = Grt + Ky

Hornina má složení: Qtz+Ms+Bt+Chl

Chl + Qtz  => Grt + Mg- Chlorit + H2O

C) Výměnné (ion exchange)

Jen změna složení, žádný růst či konzumace fází.

MgSiO3 + CaFeSi2O6 = FeSiO3 + CaMgSi2O6

Annite + Pyrope = Phlogopite + Almandine

Mg-Fe , oba minerály mají Mg a Fe komponentu Þ geotermometry

D) Devolatilizační reakce
(dehydratační a dekarbonační reakce)

H2O-CO2 system

například dehydratační reakce:

KAl2Si3AlO10(OH)2 + SiO2 = KAlSi3O8 + Al2SiO5 + H2O

Ms Qtz Kfs Sill W

závisí na parciálním tlaku H2O (pH2O)

E) Oxidačně – redukční reakce

F6 Fe O = 4 Fe O + O (MH)

F2 Fe O + 3 SiO = 3 Fe SiO + O (FMQ)

II. Anatexe (natavení)

lproces na rozhraní magmatických a metamorfních procesů, reakce produkující novou fázi – taveninu

l

lzačátek tavení, množství a složení taveniny závisí na: P, T, X (složení protolitu), obsahu a složení fluid (water-saturated vs. fluid-absent)

l

lnejnižší T tavení – vodou nasycený granit (625°C/5 kbar)

lsolidus mafických hornin za přebytku H O – cca 650°C (P = 6 kbar).

lpři dehydratačním tavení produkován s taveninou Kfs + Opx, Grt , As

III. Metasomotóza

Petrogenetický pochod, při němž dochází k výměnným reakcím mezi látkami přinášenými z vnějších zdrojů a látkami původními.

- Výměnné reakce mezi látkami přinášenými fluidy z vnějších zdrojů (např. magma) a minerály v původní hornině.

- Postihuje: karbonátové horniny (skarny), ultrabazika (rodingity)

- Lokální rovnováhy

Některé minerály reagují s fluidy a vznikají nové minerální fáze

F2 KAlSi O + 2 H + H O = Al Si O (OH) + SiO + 2 K

Kfs aq. species kaolinite aq. species

1) metasomatóza mezi dvěma chemicky kontrastními horninami během regionální metamorfózy ( např. rohovcové konkrece v mramoru)

křemen Þ wollastonit kalcit

skarny – silikátová hornina obsahující Ca-Fe-Mg . Typické minerály: granáty (grosular-andradit-almandin), pyroxen (diopsid-hedenbergit), plagioklasy (podružně), wollastonit, epidot, vesuvian, kalcit, křemen, skapolit. 

Metamorfóza a metamorfní facie

Klasifikace metamorfovaných hornin

Metamorfní zóny, indexové minerály izogrády

Metamorfní facie

Geotektonická pozice metamorfózy

1. Klasifikace metamorfovaných hornin

V názvosloví metamorfovaných hornin panuje značná volnost. Podle toho, která informace o hornině je pro nás důležitá, takové termíny používáme (např. protolit horniny, stupeň metamorfózy, detailní mineralogické složení, atd.). Důležité termíny:

mafický minerál (tmavé minerály: amfiboly, slídy, pyroxeny) nebo hornina (M.M. > 50%)

felsický minerál (křemen, živce, skapolit) nebo hornina (F.M. > 50%)

orto - magmatický původ protolitu

para - sedimentární původ protolitu

kyselá – nad 63 intermediální 63-52, bazická 52-45, ultrabazická pod 45 hm.% SiO2

Existují následující kritéria pro tvoření názvu metamorfované horniny:

a) podle povahy původního materiálu-protolitu přidáním předpony meta-: metasediment, metavulkanit, metabazit, metapelit, metagranit, metagabro, metaultramafit.

b) názvy odvozené od stavby horniny: břidlice, rohovec, porcelanit, migmatit

c) speciální názvy hornin

metapelity – fylit, svor, rula

metabazity – zelená břidlice, amfibolit, modrá břidlice, eklogit

metaultramafity – serpentinit, mastková břidlice, chloritická břidlice

vápenatosilikátové horniny – pyroxenická rula (erlán), rodingit, skarn

názvy kataklastických hornin - mylonit, ultramylonit, blastomylonit, kataklasit, brekcie

dále např. mramor, kvarcit, granulit, ortorula

d) podle modálního složení

Hlavní minerály – více než 5 obj.%

Vedlejší (akcesorické) minerály – meně než 5 obj.%

Příklad názvu horniny s převahou křemene, plagioklasu, tedy ruly, kde: biotit > granát a každý z minerálů v množství větším než 5 obj.%, dále rutil > ilmenit a oba méně než 5 obj.%.

granát-biotitická rula s ilmenitem a rutilem

2. Metamorfní zóny, indexové minerály izogrády

Diagnostické minerály – přítomnost některých minerálů, jak v podstatném tak akcesorickém množství nám může indikovat určité metamorfní podmínky nebo specifické chemické složení. Jejich použití v názvu horniny nám může rychle poskytnout důležitou informaci, např. staurolitický svor, tedy hornina se staurolitem dosáhla podmínek nejméně 550 °C.

Termín metamorfní zóna byl zaveden Barrowem (1893) v metapelitech oblasti Dalradian ve Skotsku. Podle zvyšujícího metamorfního stupně vstupuje do horniny další (indexový) minerál

chlorit – biotit – granát – staurolit – kyanit – sillimanit (střednětlaká)

později byla zjištěna v oblasti Buchan ve Skotsku jiná posloupnost minerálů

biotit – cordierit – andalusit – sillimanit (nízkotlaká)

3. Metamorfní facie

Eskola (1915) odvodil koncept metamorfních facií (bazické horniny):

1) Metamorfní facie zahrnuje horniny, které byly metamorfovány za stejných podmínek.

2) Jestliže horniny stejného chemického složení jsou tvořeny stejnými minerály, pak náleží jedné facii.

3) Podmínkou je aby hornina byla v rovnováze s metamorfními podmínkami (retrográdní met.).

George Barrow (1893, 1912): Scottish Highlands, mapoval první výskyty porfyroblastů minerálů v metapelitech jako zóny: chlorite, biotite, garnet, staurolite, kyanite, sillimanite.

U. Grubenmann (1911) Die Kristallinen Schiefer:

epizona – mělké pohřbení, (zelené břidlice)

mesozona – střední hloubka pohřbení, (amfibolity)

katazona – hluboké pohřbení, (granulity)

Cecil E. Tilley (1925): definoval zóny indexových minerálů jako izogrády (tedy linie o stejné teplotě)

Metamorfní zóny,

Termín metamorfní zóna byl zaveden Barrowem (1893) v metapelitech oblasti Dalradian ve Skotsku. Podle zvyšujícího metamorfního stupně vstupuje do horniny další (indexový) minerál

chlorit – biotit – granát – staurolit – kyanit – sillimanit (střednětlaká)

později byla zjištěna v oblasti Buchan ve Skotsku jiná posloupnost minerálů

biotit – cordierit – andalusit – sillimanit (nízkotlaká)

Pentii Eskola (1914, 1915) horniny o podobném chemickém složení v okolí Osla a Orijärvi mají odlišné minerální asociace

Reakce:

2 KMg AlSi O (OH) + 6 KAl AlSi O (OH) + 15 SiO

Bi Mu Q

= 3 Mg Al Si O + 8 KAlSi O + 8 H O

Crd Ksp

Oslo: Ksp + Cord

Orijärvi: Bi + Mu

Eskola metamorfní facie na bazických horninách (5 základních): Greenschist, Amphibolite, Hornfels, Sanidinite, Eclogite

Eskola Granulite, Epidote-amphibolite, Glaucophane-schist, (Blueschist)

Metamorfní facie

Definice: Je to soubor metamorfních minerálních asociací, opakujících se v prostoru a čase tak, že existuje konstantní a proto předpověditelný vztah mezi mineralogickým složením, chemickým složením horniny a stupněm metamorfózy.

Metamorfní facie byly definovány na metabazitech.

Typy metamorfních facií: 1)zeolitová, 2) prehnit-pumpellyitová, 3) modrých břidlic – glaukofan, 4) eklogitová - granát + omfacit, 5) zelených břidlic - chlority, aktinolit, 6) epidot-amfibolitová, 7) amfibolitová, 8) granulitová - ortopyroxen

Chemicky různé horniny se během metamorfózy chovají odlišně (pelity, mafické horniny)

4) Geotektonická pozice jednotlivých typů metamorfóz

Miyashiro různé sekvence metamorfních facií v různých tekt. prostředích:

1. Contact Facies Series (very low-P)

2. Buchan or Abukuma Facies Series (low-P regional)

3. Barrovian Facies Series (medium-P regional)

4. Sanbagawa Facies Series (high-P, moderate-T)

5. Franciscan Facies Series (high-P, low T)

Kontaktní metamorfóza

Nízký P/T

(andalusit-sillimanit)

1) Malý rozsah (závisí hlavně na velikosti magmatického tělesa)

2) Časté projevy metasomatózy (kontaktní skarny).

sVelikost a intenzitu kontaktní metamorfózy ovlivňují

s1) Vlastnosti plutonu

svelikost

ssložení

steplota

stvar

2) Vlastnosti okolních hornin

složeni

hloubka a metamorfní gradient

permeabilita (vodivost hornin)

1) Kontaktní metamorfóza probíhá za velmi nízkých tlaků a je způsobena teplem magmatu na povrchu nebo těsně pod ním.

2) Metamorfóza typu Buchan je nízkotlaká metamorfóza.

Subdukce

Teplota 600^oC je na straně subdukčního příkopu v hloubce 100 km a pod vulkanickým obloukem v hloubce kolem 20 km

Metamorfóza vysokotlaká

Vysoký P/T (glaukofan-jadeit)

Ryoke Belt (na straně ke kontinentu)

Dominantní meta-pelity metamorfované až do sillimanitové zóny.

Vysokoteplotní a nízkotlaká met.

Hojné granitické intruze.

Sanbagawa Belt (na straně k oceánu)

Hojné bazické horniny metamorfované ve facii zeolitové až amfibolitové, časté blueschists (glaucophane),

Metapelity dosáhly jen granátové zóny.

Vysokotlaká nízkoteplotní met.

4) Metamorfóza typu Sambagwa je známa ze subdukčních zón.

Vyznačuje se párovým uspořádáním zón. Na jedné straně je zóna Ryoke-Abukuma charakterizovaná vysokými tlakem a teplotou. Na druhé straně Sanbagawa zóna pro niž je charakteristická nízká teplota a vysoké tlaky.

5) Franciská metamorfóza jde o vysokotlakou metamorfózu typickou pro subdukční zóny

Kontinentální kolize (Himaláje)

6) Barrovienská metamorfóza je střednětlaká regionální metamorfóza k níž dochází během kontinentální kolize.

Regionální - orogenní pásma

MP/LT-HT barrovienská metamorfóza

Chl-Bt-Grt-St-Ky-Sill

série kyanit-sillimanit, střední poměr P/T

sed. břidlice Þ břidlice Þ fylit Þ svor Þ rula

Chlorite zone: (chlorite, muscovite, quartz and albite)

Biotite zone: (biotite, chlorite, muscovite, quartz, and albite)

Garnet zone: (almandine garnet, biotite, chlorite, muscovite, quartz, and albite or oligoclase)

Staurolite zone: (staurolite, biotite, muscovite, quartz, garnet, and plagioclase)

Kyanite zone. (kyanite, biotite, muscovite, quartz, plagioclase, and usually garnet and staurolite)

Sillimanite zone. (sillimanite, biotite, muscovite, quartz, plagioclase, garnet, and perhaps staurolite.

STRUKTURY METAMORFOVANÝCH HORNIN

Stavby metamorfovaných hornin

Textury metamorfovaných hornin

Všesměrná stavba (kontaktní rohovce)

Foliace plošně paralelní uspořádání destičkovitých minerálů (převážně fylosilikátů) v důsledku působení orientovaného tlaku

Lineace přednostní uspořádání sloupcovitých minerálů (např. amfibolů)

A -plošně paralelní (foliace), B -lineárně paralelní (lineace), C –všesměrná D -stébelnatá, E -páskovaná

Vznik foliace

Mechanická rotace tabulkovitých a protažených zrn

Tlakové rozpouštění, plastická deformace

Orientovaný růst vnucený napěťovým polem

Kliváž: hustá soustava paralelních nebo subparalelních trhlin, které pronikají celým tělesem. Jde o druhotně vzniklé plochy skutečného nebo častěji jen potenciálního rozpadu hornin (např. po zvětrání), jejichž vznik není doprovázen celkovou rekrystalizací horniny.

Krenulační kliváž – vzniká v jemně zvrásněných (krenulovaných) horninách redistribucí fylosilikátů do ramen drobných vrásek a světlých minerálů do zámků těchto vrásek.

Speciální texturní znaky

Skvrnitá

Okatá

Plodová

Plástevnatá

STRUKTURY METAMORFOVANÝCH HORNIN

Granoblastická struktura: tvořena minerály s izometrickými zrny. Na obrázku je kvarcit tvořený hlavě křemenem a v malém množství i plagioklasem.

Porfyroklast: relikty původních vyrostlic v deformované hornině. Porfyroklast draselného živce v mylonitu.

Porfyroblast: zrno výrazně větší velikosti než okolní minerály. Rostou při metamorfóze jde o minerály s velkou krystalizační silou.

Poikiloblast: zrno metamorfního minerálu, které v sobě uzavírá drobná zrna jiného minerálu

Nematoblastická struktura: charakterizována převahou sloupcovitých nerostů Na obrázku je tremolitová břidlice s mastkem která má lepidonematoblastickou strukturu

Fibroblastickástruktura: odrůda struktury nematoblastické

Lepidoblastická strukturay: charakterizována převahou fylosilikátů. Na obrázku je sericitická břidlice (muskovit + křemen) s granolepidoblastickou strukturou.

Granolepidoblastická, lepidogranoblastická: jde o kombinaci dvou struktur. První část nazvu obsahuje méně podstatný znak

Podle relativnívelikosti minerálu vyskytujících se v hornině

homeoblastická: přibližně stejně velké součástky

heteroblastická: různě velké součástky, netvoří se však porfyroblasty

porfyroblastická: v hornině se vytvářejí relativně velká minerální zrna –porfyroblasty vzhledem k velikosti minerálních zrn základní hmoty Textura heteroblastická (lepidogranoblastická) – A, a porfyroblastická s granoblastickou základní hmotou – B.

Podle absolutní velikosti minerálu vyskytujících se v hornině

Průměrná velikost zrna v mm označení zrnitost

>33 velkozrnná

velmi hrubozrnná

hrubozrnná

tředně zrnitá

drobnozrnná

jemnozrnná

velmi jemnozrnná

celistvá

Smyčková struktura: společně s mřížovitou strukturou typická pro serpentinizované peridotity. Minerály serpentinové skupiny obklopují zrna relikty zrn klinopyroxenu a olivínu.

Mřížovitá struktura

Reliktní stavby

Metakonglomerát: obsahující deformované valouny.

Vyskytují se v horninách v nichž metamorfóza zcela nesetřela původní strukturní nebo minerální uspořádání horniny. Při pojmenování horniny pak zohledňujeme tuto skutečnost tím že horninu pojmenujeme stejným názvem jako její nemetamorfovaný ekvivalent pouze užijeme předponu meta – (např. metagabro, metakonglomerát)

Struktury mají předponu blasto – (blastopsamitická).

Retrográdní přeměny

Jde o jeden z případu kdy mohou taktéž vznikat reliktní stavby. Původní minerální asociace se stane v podmínkách nižšího tlaku a teploty nestabilní a je nahrazována minerální asociací za daných podmínek stabilnější.

Retrográdně metamorfovaný eklogit. Původní klinopyroxen je nahrazován amfibolem. Spodní obrázek ukazuje eklogit bez retrográdních přeměn (minerální asociace eklogitu je: cpx+ gt+ spa retrográdně přeměněného je: cpx+ gt+ sp+ amph).

STRUKRURY INDIKUJÍCÍ NESTABILITU MINERÁLU

1) Pokut je minerál za daných podmínek nestabilní, přemění se na minerál nebo několik minerálu, které jsou za daných podmínek stabilní. Jestliže nové minerály zachovávají vnější tvar původního minerálu mluvíme o pseudomorfóze.

Pseudomorfóza muskovitu po kyanitu. Kyanit je v centru pseudomorfózy zachován

2) Reakční koróny vznikají kolem minerálů, které jsou v minerální asociaci dané horniny nestabilní. Právě koróna uchránila tento minerál před přeměnou. Koróny bývají většinou složeny ze dvou komplikovaně prorostlých minerálních fází.

Koróna vzniklá mezi plagioklasem a amfiboly obklopujícími plagioklasové zrno.

Vztah metamorfózy a deformace

Post-tektonická stavba: Nová minerální asociace vznikla až po deformaci. Proto nové minerály přerůstají deformační stavby jako je foliace nebo vrásy.

Syn-tektonická stavba: Minerály nové minerální asociace rostou během deformace (např. rotovaný granát vznik foliace).

Pre-tektonická stavba minerály byly po svém vzniku postiženy deformací (vynikají tlakové stíny a undulózní zhášení).

Post-tektonické struktury

1. Krystal přerůstající starší foliaci
2. Náhodně orientované krystaly
3. Polygonální vrásy
4. Chiastolity
5. Pozdní lem kolem granátu neobsahující inkluze
6. Náhodně orientované agregáty v pseudomorfóze

Syn-tektonické struktury

Vznik rotovaného porfyroblastu

Syn-krystaliní mikrobudináž

struktura vzniká neustálým protahováním krystalu který současně dorůstá.

Pre-tektonické struktury

a)      Ohnutý krystal s undulosním zhášením

b)      Foliace obalená kolem porfyroblastu

c)      Tlakové stíny

d)      Lomené vrstvy nebo plochy (Kink bands)

e)      Mikroboudiny

f)        Deformační dvojčatění

Migmatity

Migmatitizace postihuje hlavně pelity a bazické horniny

leukosom: tavenina (pelity: Qtz + Pl + Kfs + slídy)

melanosom (restit): hornina ochuzená o taveninu (pelity: Grt + Bt + Sil + Pl + Qtz + Cdr).

Texturní typy migmatitů

a.Agmatit (Brecciastructure):ostrohrannnéúlomky melanosomu tmelené leukosomem.

b.Diktyonity (Net-like structure): leukosom tvoří rozvětvenou síť žilek.

c.Agmatit s převahou leukosomu (Raft-like structure).

d.Migmatit s ptygmatickými žilkami.

e.Stomatit (Stromaticstructure) střídají se pasky leukosomu a melanosomu.

f.Dilation structure in aboudinagedlayer.

g.Stomatit s převahou leukosomu (Schleirenstructure).

h.Nebulitický migmatit(Nebuliticstructure): melanosom tvoří rozplývavé skvrny v leukosomu.

Upraveno podleknihy: Mehnert(1968) Migmatites and the Origin of Granitic Rocks. Elsevier. Často se ještě vyčleňují oftalmity (perlové ruly) charakterizované čočkovitými agragáty leukosomu nebo porfyroblasty živců.

Pozn. Migmatity patří mezi chorizmity: chorizmit (Huber, 1942): negenetický název pro smíšené horniny (můžeme odlišit dvě nebo více složek).

Minerály metamorfovaných hornin

Krystalochemie horninotvorných minerálů

substituce jednoduché – stejný náboj/podobný at. poloměr – neomezená mísivost (Mg-Fe)

odlišný at. poloměr – omezená mísivost (Mg-Ca)

podvojné - atomy s nestejným nábojem ve dvou pozicích

Minerály metapelitů a ortorul

Metapelity (fylit, svor, rula)

SiO2-Al2O3-K2O-MgO-FeO-H2O

Minerály: křemen, plagioklas, muskovit, (draselný živec), biotit, Al2SiO5, chloritoid, chlorit, staurolit, cordierit, granát.

Křemen-živcové horniny (ortoruly)

SiO2-Al2O3-K2O-Na2O-CaO-H2O

Minerály: křemen, plagioklas, draselný živec, muskovit, biotit, granát.

Minerály metabazitů

Metabazity (zelená břidlice, amfibolit, modrá břidlice, eklogit)

SiO2-Al2O3-Na2O-MgO-FeO-H2O

Minerály: plagioklas, amfiboly, křemen, chlorit, granát, zeolity, epidotová skupina, pyroxeny.

Minerály hornin bohatých na Ca a Mg

Vápenatosilikátové horniny SiO2-Al2O3-K2O-CaO-MgO-H2O

Metakarbonáty MgO-CaO-CO2-H2O

Křemité dolomity MgO-CaO-SiO2-CO2-H2O

Ultramafity SiO2-MgO-CaO-CO2-H2O

Minerály: pyroxeny, vesuvian, granát, Ca-Mg amfiboly, olivín, wollastonit, minerály serpentinové skupiny, (křemen, plagioklas).

ultramafity – serpentinit, mastková břidlice, chloritická břidlice

vápenatosilikátové horniny – pyroxenická rula (erlán), rodingit, skarn

Křemen (SiO2)

Nížší křemen  Stishovit

Živce

Albit - NaAlSi3O8

Anortit - CaAl2Si2O8

Draselný živec - KAlSi3O8 (ortoklas, mikroklin a albit do 5% An)

Kromě Na, Ca a K mohu živce obsahovat Ba, Sr, Rb.

Živce

Jestliže Al zastupuje Si umožňuje struktura obsazení Na nebo K

Jestliže jsou ve struktuře nahrazovny dva Si za Al obsazuje pozici Ca

Plagioklasy:

Albit

Oligoklas

Andesin

Labradorit

Bytownit

Anortit

•Skupina skapolitu

•metabazity, karbonátové horniny, metaevapority

•kompletní mísivost mezi marialitem (3NaAlSi O NaCl) a meionitem (3CaAl Si O CaCO nebo CaSO

• tetragonální

•tektosilikáty

•Zeolity

•hydratované aluminosilikáty (tektosilikáty)

•jsou tvořeny tetraedrickou kostrou v jejichž dutinách jsou Na , Ca , K , a H O

•slabě metamorfované bazické horniny a jejich tufy:

•Analcim

•krychlový

•NaAlSi O H O

•Natrolite

•kosočtverečný

•Na Al Si O 2H O

•Chabazit

• trigonální;

•CaAlSi O 3H O

Amfiboly

Klasifikace Ca-Mg-Fe amfiboly

Chemizmus amfibolů

Obecný vzorec:

W X Y [Z O ] (OH, F, Cl)

W = Na K

X = Ca Na Mg Fe (Mn Li)

Y = Mg Fe Mn Al Fe Ti

Z = Si Al

amfiboly mají velký počet pozic a velký rozsah velikostí kationtů, které tyto pozice obsazují ® proto jsou chemicky a stabilitně velmi variabilní.

Pyroxeny

Klasifikace pyroxenů (opx-cpx)

Chemizmus Pyroxenů

Obecný vzorec pyroxenů:

W1-P (X,Y)1+P Z2O6

W = Ca Na

X = Mg Fe2+ Mn Ni Li

Y = Al Fe3+ Cr Ti

Z = Si Al

Jsou to bezvodé minerály, které za přítomnosti vody a při působení vysokých teplot a přechází na amfiboly

Jednoklonné pyroxeny

Diopsid

Salit

Augit

Pigeonit

Kosočtverečné pyroxeny:

Enstatit

Bronzit

Hypersten

Alkalické proxeny:

Egerín - NaFeSi2O6

Spodumen - LiAlSi2O6

Fylosilikáty

SiO tetrahedry jsou spojeny do vrstev: [Si O

Kyslík v jednom z vrcholů je volný pro spojení s dalším kationtem

Oktaedrické vrstvy můžeme dobře přirovnat ke struktuře hydroxidů

Brucit: Mg(OH)

vrstva oktaedrů Mg v koordinaci s (OH)

Jednotlivé vrstvy jsou spojeny van der waalsovými silami

Gibbsit: Al(OH)

vrstva oktaedrů Al v koordinaci (OH)

Al znamená že jen 2/3 v pozici VI jsou obsazeny

Brucit - má strukturu trioktaedrickou a gibbsit - dioktaedrickou

Kaolinit: Al [Si O ] (OH)

T-vrstva a dioktaedrická vrstva (Al )

(OH) je v centru T-kruhů a zaplňuje spodní část VI vrstvy

Mastek: Mg [Si O ] (OH)

T-vrstva - trioktaedrická (Mg ) vrstva - T-vrstva

Muskovit: K Al [Si AlO ] (OH) ( K - Al^IV

T-vrstva - dioktaedrická (Al ) vrstva - T-vrstva - K

K mezi T - O - T skupinou je silnější než van der walsovy síly u předchozích minerálů.

Phlogopit: K Mg [Si AlO ] (OH)

T-vrstva - trioktaedrická (Mg ) vrstva - T-vrstva - K

Rozdělení fylosilikátů na dioktaedrické a trioktaedrické slídy

Chlorit

Metapelity, bazické a ultrabazické horniny

(Mg,Al,Fe)3(SiAl)4O10(OH)2(Mg,Al,Fe)3(OH)6

Mastek:

Mg3 [Si4O10] (OH)2

Serpentin:

Mg3 [Si2O5] (OH)4

MINERÁLY SKUPINY Al2SiO5

•Do skupiny Al SiO patří tři minerály které se vyskytují v Al bohatých hornin:

•1) Andalusit: kosočtverečný (někdy příměsi Fe, Mg, Mn a Alkalických prvků). Vyskytuje se v kontaktních aureolách

•2) Sillimanit: kosočtverečný (někdy muže obsahovat malé množství Fe a Ti) Vyskytuje se hlavně v Al bohatých metapelitech metamorfovaných v amfibolitové facii.

•3) Kyanit: trojklonný (Někdy obsahuje malé příměsi Fe) Vyskytuje se v horninách metamorfovaných za vysokých tlaků.

Význam pro petrologi

Indikují PT podmínky vzniku horniny. Ukazují že v hornině je dostatek Al aby zde mohli vznikat i jiné hliníkem bohaté indexové minerály.

Obr. Trojný bod minerálů Al SiO se podle většiny autorů pohybuje kolem 4 kb a 500°C. Polovina atomů Al se vyskytuje v oktaedrické koordinaci s kyslíkem zatímco druha polovina má koordinaci v jednotlivých modifikacích rozdílnou. U andalusitu je to pětičetná, u kyanitu je oktaedrická a u sillimanitu je to tetraedrická koordinace

GRANÁTY

•Minerály této skupiny mají obecný vzorec A B [SiO4]3.

•Pozici A obsazují dvojmocné kationty jako Mg, Fe2+, Mn, Ca

•Pozici B trojmocné kationty jako Al, Fe , Cr, V.

•Křemík může být v malém množství nahrazen Al.

•Granáty jsou krychlové minerály bez štěpnosti. Ve struktuře granátu jsou tetraedry [SiO4]4- spojeny do řetězců koordinačními polyedry [AO , které se tvarem blíží krychli. Tyto řetězce jsou pak navzájem spojeny oktaedrickými skupinami [BO

•Část pozic křemíku může být vakantní, aby byla zachována valenční rovnováha je v takové případě část atomů kyslíku nahrazena OH- skupinami (Hydrogranáty).

Skupinu granátů tvoří několik krajních členů mezi nimiž je velmi dobrá mísivost. Přírodní granáty proto obsahují vždy několik komponent a bývají označovány jménem té, který v nich převažuje. Rozlišujeme tyto základní komponenty:

Pyrop Mg3Al2(SiO4)3

Almandin Fe3Al2(SiO4)3

Spessartin Mn3Al2(SiO4) 3

Grosulár Ca3Al2(SiO4) 3

Andradit Ca3Fe2(SiO4) 3

Uvarovit Ca3Cr2(SiO4) 3

Neomezená izomorfie existuje ve skupině pyrop-almandin-spessartin a ve skupině grosular-andradit-uvarovit, mezi oběma skupinami je mísivost pouze omezená.

Granáty s převahou pyropové složky jsou typické pro kimberlity a peridotity případně serpentinity.

Almandinová složka převažuje v granátech z rul a svorů.

Spessartinové granáty se vyskytují v kyselých vyvřelých horninách jako jsou granity a pegmatity nebo v metamorfitech bohatých na Mn.

Grosulár je typický pro kontaktně a regionálně metamorfované vápenato-silikátové horniny.

Andraditové granáty jsou typické pro železem bohaté kontaktně i regionálně metamorfované skarny.

Uvarovit se vyskytují v hadcích, dolomitech a metamorfovaných Cu rudách.

Hibschit Ca3Al2(SiO4)2(OH)4

Je to nerozšířenějším minerálem ze skupina hydrogranátů je znám z kontaktně metamorfovaných slínů.

Využití granátu v petrologii

A)Zonálnost granátu

Dobrá mísivost jednotlivých granátových komponent umožňuje vznik zonálních zrn. Zonálnost může poskytnout informace o procesech jimiž hornina při růstu granátu ale i po skončení jeho růstu prošla.

Zonálnost dělíme na:

1) Růstovou zonálnost - Vzniká při růstu granátového zrna a odráží změny P-T podmínek nebo změny v chemizmu v blízkém okolí granátu

2) Difúzní zonálnost - Vzniká v  granátu až po jeho vzniku díky difúzi. Procesy difúze se výrazněji projevují na malých zrnech a na zrnech z více metamorfovaných hornin (difúze roste exponenciálně s rychlostí s níž klesá teplota a proto se difúzní zonálnost výrazněji projevuje u hornin vyššího stupně metamorfózy než u hornin, které prošly jen metamorfózou nižšího stupně.

Zonálnost přírodních granátu je většinou výsledkem kombinace růstové a difúzní zonálnosti.

Gr1) Mapa Ca-složky v automorfním prográdně rostoucím granátu. Ca je ve středu zrna nízké zatím co na okraji je jeho koncentrace vyšší.

Skokový růst grossularové komponenty je vysvětlován jako důsledek deformačních pulsů během prográdní metamorfózy se stabilním růstem tlaku.

Růst granátu by měl produkovat plagioklasová zrna s stoupajícím množstvím Ab komponenty.

Při dalším růstu granátu však bylo třeba získat více vápníku ze středu plagioklasových zrn který však nebyl pouho difusí k dispozici. Tektonický puls mněl za následek podrcení plagioklasové matrix a zvýšení aktivity Ca v intergranulárních fluidech.

Gr2) Složitý vývoj některých granátových zrn ukazuje Ca mapa tohoto granátu. Střední část zrna je tvořena Ca-bohatým jádrem staršího granátu s četnými inkluzemi které mají S-stavbu. Na toto jádro narůstá mladší granát vzniklý během mladší metamorfózy který má z počátku nižší obsah Ca který k okraji stoupá.

B) Termometry: například granát-biotitový termometr

Staurolit

(Fe,Mg,Zn)Al9Si2O22(OH)

Metapelity

Vznik Staurolitu (~ 550 °C):

granát + chlorit = staurolit + biotit + H2O

Zánik staurolitu  (~ 650 °C)

Fe-staurolit = almandin + Al2SiO5 + H2O 

staurolit = granát + biotit + Al2SiO5 + H2O

Chloritoid

•(Fe,Mg) Al Si O (OH)

•Metapelity

Vznik chloritoidu (~ 400 °C): Fe-chlorit + pyrofylit = Fe-chloritoid + křemen + H2O

Reakce konzumující chloritoid (~ 500 °C): chloritoid + biotit = granát + chlorit,

Fe-chloritoid = Fe-staurolit + almandin + H2O a chloritoid = granát + chlorit + staurolit + H2O

Cordierit (MgFe)2Al3(AlSi5O18)

Metapelity (LP/HT), cordierit-antofylitické skaliny

Vznik cordieritu

•KMASH: flogopit + sillimanit = Mg-cordierit + muskovit 

•KMASH: flogopit + muskovit = Mg-cordierit + K-živec + H O 

•KFMASH: biotit + sillimanit = granát + cordierit + H O

Wollastonit

CaSiO3

CaCO3 + SiO2 = CaSiO3 + CO2

Skupina epidotu

Sorosilikáty

monoklinické

epidot: Ca2(FeAl)Al2(SiO4)(Si2O7)O(OH)

klinozoisit: Ca2Al3((SiO4)(Si2O7)O(OH))

kosočtverečný

zoisit: Ca2Al3((SiO4)(Si2O7)O(OH))

Výskyt: metabazity, karbonátové horniny

•Lawsonit

•Sorosilikát

•CaAl2Si2O7(OH)2·(H2O)

•Výskyt: metabazity

•Pumpellit

•Sorosilikát

•Ca2(Mg,Fe)(Al, Fe)2(SiO4) (Si2O7)(OH)2·(H2O)

•Výskyt: metabazity

•Prehnit

•Sorosilikát

•Ca2Al2Si3O10(OH)2

•Výskyt: metabazity

Vesuvian

Ca10(Mg,Fe)2Al4[(OH)4(SiO4)5/Si2O7]

Olivín

Hlavně v mafických a ultramafických horninách

Fayalit v metamorfovaných železných rudách a v některých alkalických granitoidech

Forsterit ve metamorfovaných dolomitech

Monticellit CaMgSiO4

Ca M2 (velký ion)

ve vysoce metamorfovaných

karbonátech s příměsí silikátů.

UHLIČITANY

Chemicky je možné tyto minerály odvodit od kyseliny uhličité nahrazením jejich dvou vodíků kovem.

Základní stavební jednotkou uhličitanů je koordinační skupina CO3. Tato má trojúhelníkovitý tvar v jehož středu je uhlík obklopený třemi kyslíky vázanými kovalentními vazbami.

Trojúhelníky jsou ve struktuře uloženy ve vrstvách kolmých na krystalografickou osu Z, méně často tvoří řetězce ve směru této osy.

Uhličitany s malými kationty jsou trigonální, s velkými kationty jsou uhličitany kosočtverečné.

•KALCIT CaCO3, trigonální

•Obsahuje jen malé množství příměsí jako je Mg, Fe, Mn méně často též Zn, Ba, Sr, Pb.

•Štěpnost dokonalá podle klence (1011).

•Některé odrůdy svítí v UV světle.

•MAGNEZIT Mg CO3, trigonální

•Vždy obsahuje něco příměsí Mn, Ca či Fe.

•Vytváří samostatnou horninu. Nebo muže být přítomen v dolomitických mramorech.

DOLOMIT Ca Mg (CO3)2, trigonalní

Chemicky je to podvojný uhličitan ve kterém se poměr mezi atomi Ca a Mg pohybuje kolem hodnoty 1:1.

Jako příměsi jsou časté Mn, Fe ve stopách pak Ba, Zn, Sr

SIDERIT FeCO3 trigonální

Část Fe může být zastoupena Mn nebo Ca či Mg.

ANKERIT Ca Fe(CO3)2 trigonální

RODOCHROZIT MnCO3 trigonální

Vždy má určitou přiměs Fe a často též Ca, Mg nebo Zn. Je součástí metamorfovaných Mn rud.

Akcesorické minerály

A) Oxidy

1) Skupina spinelidů

•Skupina krychlových minerálů.

• Struktura: atomy kyslíku v krychlovém uspořádání s tetraedrickými a oktaedrickými mezerami obsazovanými atomy kovů (Fe, Mg, Mn, Zn, Al, Cr).

•Obecný vzorec AB2O4, kde A představuje dvojmocný a B trojmocný nebo čtyřmocný kov.

•Ve skupině spinelidů existuje mezi některými částečná nebo téměř úplná nebo mísivost.

• Právě struktura spinelidů ovlivňuje některé fyzikální vlastnosti které jsou typické pro celou tuto skupinu:

•1) Optická izotropie.

•2) Špatná nebo chybějící štěpnost.

•3) Chemická a tepelná stálost.

•4) Vysoká tvrdost.

Spinel MgAl2O4: vyskytuje se hlavně v dolomitických vápencích.

Magnetit FeFe2O4: Může obsahovat řadu příměsí (Mg, Ti, Mn, Cr, V). Za vižších teplot může magnetit pojmou vyžší obsahy Ti, jehož přebytek se pak při snížení teploty odmísí jako lamely ilmenitu. Vyskytuje se ve skarnech a ultramafických horninách

Chromit (Fe, Mg) Cr2O4: Vyskytuje se především v ultrabazických horninách

Hercinit FeAl2O4:Vyskytuje se jako akcesorie v bazických horninách.

Ulvöspinel TiFe2O4

Gahnit Zn Al2O4

Franklinit ZnFe2O5

Galaxit MnAl2O4

B) Skupina korundu

Hexagonální minerály s podobnou strukturou

Korund Al2O3

akcesorie v Al bohatých metamorfitech

Hematit Fe2O3

součást metamorfovaných Fe-rud a jako akcesorie v bazických horninách

Ilmenit FeTiO3

akcesorie hlavně v bazických horninách a metapelitech. Fe je často částečně zastupováno Mg, Mn

C) SILIKÁTY

Skupina turmalínu

•Chemický vzorec X Y Z T O BO V W

•pozice X může být obsazena: Na , K , Ca ; pozice Y : Li , Mg , Fe , Mn , Fe , Al , Cr , V , Ti ; pozice Z : Al , Fe , Mg , V , Cr ; pozice T : Si, Al, (B); pozice B : B, (); pozice V : OH, O; pozice W: OH, F, O

•Soustava: trigonální

•Cyklosilikáty s šestičetným kruhem

•Metapelity, metagranity

Zirkon Zr(SiO4)

Titanit CaTi(O/SiO4)

D) Fosfáty

Apatit

hexagonální

Ca5(PO4)3(F,OH,Cl)

Monazit, xenotim

E) Sulfidy

Pyrhotin FeS

Pyrit FeS2

Pentlandit (Ni,Fe)9S8

Chalkopyrit CuFeS2

Krystalizační síla

Automorfně omezené

Titanit, rutil, pyrit, spinel

Granát, sillimanit, staurolit, turmalín

Epidot, magnetit, ilmenit

Andalusit, pyroxen, amfibol

Slída, chlorit, dolomit, kyanit

kalcit, vesuvian, skapolit

Živec, křemen, cordierit

Xenomorfně omezené

Metamorfní zóny

Vyčleňování metamorfních zón je založeno na sledování výskytu indexových minerálů v terénu.

Spodní hranice metamorfní zóny je na mapě znázorněna spojnicí bodů prvního výskytu indexového minerálu.

Svrchní hranice je omezena podobnou čarou, která spojuje místa výskytu následujícího indexového minerálu.

Indexový minerál většinou přetrvává do vyšších stupňů metamorfózy než je jeho zóna.

Linie které jednotlivé zóny oddělují nazýváme izogrády.

Metamorfované hornin v Českém masivu

V rámci Českého masivu vystupuje většina základních jednotek na něž se evropské hercynské orogenní pásmo dělí (rhenohercynikum, saxothuringikum, moldanubikum)

Metamorfóza LP/HT

Kontaktní metamorfóza

Zřetelná kolem většiny plutonů v ČM (např. středočeský pluton, žulovský masiv, brněnský masiv)

postiženy hlavně metapelity a vápenato-silikátové horniny:

Plodové břidlice (porfyroblasty: Cdr, And): Říčany, okolí Hlinska.

Kontaktní rohovce: středočeský pluton.

kontaktní skarny (taktity): grossular, diopsid +křemen, wollastonit, vesuvián, epidot, karbonáty: žulovský masiv, středočeský pluton

Metamorfóza LP/LT

Svory: moravikum (olešnická skupina), svratecké krystalinikum, moldanubikum (Chýnov)

Fylity: železnobrodské krystalinikum, moravikum (skupina Bílého potoka), silezikum (Vrbno).

Zelené břidlice: brněnský masiv (Želešice), železnobrodské krystalinikum (Semily), silezikum (Zlaté Hory), moravikum.

Metamorfóza MP/MT

moldanubikum, saxothuringikum, kutnohorsko svratecké krystalinikum, silezikum

Amfibolity (Český Krumlov, Chýnov –moldanubikum; Olešnice –moravikum; letovické krystalinikům; sobotínský a jesenický masiv -silesikum)

Pararuly (Sillimanit-biotitické: Milevsko, biotitické ruly: Sádek u Poličky)

Ortoruly (Bechyně, Choustník)

Migmatity (Tábor, Vlašim – moldanubikum; Kaňk – kutnohorsko-svratecké krystalinikum)

Metamorfóza HP/HT

Granulity draselný živec, oligoklas, křemen, granát, kyanit, (maf. Px+Grt+Pl+Kfs) často retrográdní: Bt, Sil. Saxothuringikum (údolí Ohře), moldanubikum (Blanský les, tělesa: prachatické, náměšťské, borské)

Eklogity. Saxothuringikum, kutnohorské krystalinikum, moldanubikum (Rouchovany, Bechyně).

Metamorfóza HP/LT

Modré břidlice

Indikátor vysokotlaké met.

Krkonoše -železnobrodské krystalinikum

vystupují společně se zelenými břidlicemi a chloriticko-sericitickými fylity (někdy s chloritoidem)

Ostatní horniny

Serpentinity – kutnohorské krystalinikum (Bečváry), moldanubikum (Mohelno, Křemže, Dolní Bory, Kleť), brněnský masiv (Modřice), letovickékrystalinikum

Mramory – moldanubikum (Sušicko, Českokrumlovsko Moravské Budějovice), moravikum (Olešnice), silezikum (Vápená), Svratecké krystalinikum (Nedvědice)

Skarny – svratecké krystalinikum (Líšná), moldanubikum (Budeč, Vlastějovice u Ledče nad Sázavou)

Metamorfované horniny - systém

Přehled důležitých názvů metamorfovaných regionálně metamorfovaných hornin

Mezi nejpoužívanější termíny patří :

břidlice: strukturně definovaný pojem vyjadřující horninu s velmi dobře vyvinutou břidličnatostí.

fylit, svor, rula tato trojice názvu má strukturní i genetický význam:

Trojice parabřidlic fylit, svor, pararula je příkladem, kdy ze stejné výchozí horniny (pelitické sedimentární horniny) vzniknou v různých stupních metamorfózy různé horniny.

Fylit

Textura je u fylitu jemně plošně paralelní s výraznou odlučností podle ploch foliace. Přítomnost sericitu dodává foliačním plochám fylitu i ostatních slabě metamorfovaných hornin hedvábný lesk.

Struktura lepidoblastická.

Podle absolutní velikosti součástek je fylit velmi jemně zrnitý.

Na minerálním složení se podílí sericit, chlorit, křemen, albit, někdy grafit, biotit.

SVOR

Texturu má výrazně plošně paralelní s velmi dobrou odlučností podle ploch foliace.

Struktura lepidoblastická nebo porfyroblastická s lepidoblastickou základní hmotou

Podle velikosti součástek je středně zrnitý.

Křemen a muskovit a často i biotit se podstatnou měrou podílejí na minerálním složení svoru. Podružně jsou zastoupeny živce. Jako porfyroblasty jsou v některých svorech přítomny nejčastěji granáty (granátové svory) nebo staurolit (staurolitové svory).

Pararula

Plošně paralelní textura bývá většinou zřetelná, ovšem v některých případech může být i nevýrazná.

Struktura lepidogranoblastická

Středně až hrubě zrnité

Hlavními minerály jsou křemen, živce (Pl +Kfs) a slídy. Z typicky metamorfních minerálů je někdy zastoupen sillimanit, granát.

ORTORULA

Textura je většinou plošně paralelní (plástevnatá, okatá), ale může být až nevýrazně plošně paralelní.

Granoblastická až lepido-granoblastická struktura

Drobně až středně zrnitá.

Minerálním složením se ortoruly neliší od granitoidních hornin. Převládají křemen, živce, slídy, amfiboly a pyroxeny. Podle minerálního složení lze odlišovat muskovitové, biotitové, dvojslídné nebo amfibolové ruly.

GRANULIT

Je to bílošedá až béžová hornina, plošně až nevýrazně plošně paralelní, jemně až drobně zrnitá.

Granulit má granoblastickou až lepidogranoblastickou strukturu.

Složení: draselnýživec, oligoklas, křemen, granát, kyanit, (maf.Px+Grt+Pl+Kfs).

Retrográdní minerály: biotit, sillimanit

METAKVARCIT

Hornina s všesměrnou nebo plošně paralelní texturou a granoblastickou strukturou.

U plošně paralelních variet jsou na plochách foliace většinou soustředěny slídy a foliační plochy jsou proto lesklé.

Podle minerálního složení lze rozlišovat metakvarcity sericitové, muskovitové a chloritové.

Mramor

Mramor vznikly metamorfózou sedimentárních vápenců a dolomitů. Mramory se od vápenců liší makroskopicky tím, že jsou makroskopicky zrnité (granoblastické). U hruběji zrnitých typů jsou zřetelně vidět lesklé štěpné plochy kalcitu. Barva čistých mramorů je bílá. Barevná pestrost mramoru je však velká a závisí na obsahu příměsí. Textura všesměrná, někdy s přechodem do nevýrazně plošně paralelní. Struktura mramoru je granoblastická, jemně až středně zrnitá. Hlavními minerály mramoru jsou kalcit a dolomit. Podružněse v mramorech vyskytuje flogopit (slída zlatohnědé barvy).

Zelené břidlice (greenschist)

Bazické horniny metamorfované ve facii zelených břidlic

Nazelenalá barva

Výrazná foliace (zelenokameny nebo zelené skaliny - greenstonejsou bez foliace)

Granonematoblastická struktura

Složení: aktinolit, albit, epidot, chlorit (křemen, titanit)

Modré břidlice

Bazické horniny metamorfované ve facii modrých břidlic

Namodralá barva

Většinou výrazná foliace (ale termín se užívá i pro horniny bez zřetelné foliace).

Granonematoblastická struktura

Složení: glaukofan, albit, epidot, křemen, (lawsonit, pumpellyit, chlorit, aragonit)

Amfibolit

Texturu má všesměrnou až plošně paralelní (páskovanou), v některých případech pak lineárně paralelní.

Jemně až hrubě zrnité.

Podle tvaru zrn se jedná o struktoru nematoblastickou.

Pro amfibolity je charakteristická minerální asociace amfibol a plagioklas (oligoklas –andesin). Z dalších minerálů mohou být v amfibolitech zastoupeny např. biotit, pyroxeny, granáty, titanit.

Eklogit

Eklogit je příkladem metamorfitus masivní texturou a všesměrně zrnitou strukturou.

Ojediněle mívá náznak plošně paralelní textury.

Je to velmi tmavá hornina, zelenočerné nebo červenozelené barvy (červeně skvrnitá).

Z hlediska habitu přítomných minerálů je granoblastický až grano-nematoblastický.

Velikost zrna kolísá od textury drobnozrnné až po hrubozrnnou.

Eklogit je složen z pyroxenu (omfacit) a granátu (pyrop), což způsobuje jeho vysokou hustotu (3.5 g.cm

Jako akcesorické minerály se objevují rutil a kyanit.

Retrográdní: amfibol a plagioklas.

Serpentinit (hadec)

Barva serpentinitu je zelenočerná nebo téměř černá. Je to hornina většinou s všesměrnou, makroskopicky celistvou texturou.

Hlavním minerálem je serpentin, vedle kterého muže být přítomen granát. Kromě serpentinu a granátu se v serpentinitech mohou vyskytovat i pyroxeny, amfiboly, rudní minerály a relikty olivínu.

Chloritické a mastkové břidlice a krupníky

Barva světle až tmavě zelená.

Většinou výrazná foliace.

Krupníky: mastek, chlority, tremolit, karbonáty (magnezit).

Mastkové břidlice: mastek

Chloritické břidlice: chlorit

Akcesorické minerály: magnetit

Erlán (vápenato-silikátový rohovec)

Je to šedozelená až hnědošedá, celistvá nebo jemně zrnitá hornina s všesměrnou až slabě plošně paralelní texturou.

Typická je granoblastická struktura.

Vzniká metamorfózou sedimentárních vápenců, které obsahovaly křemitou nebo jílovitou příměs.

Hlavními minerály jsou diopsid (druh pyroxenu), živce a křemen. V některých erlánech mohou být přítomny také granáty.

Skarn

Středně až hrubězrnitáhornina s všesměrnou ažslaběplošněparalelnítexturou.•Typická je granoblastickástruktura.•Silikátová hornina obsahující Ca-Fe-Mg-Mn Vzniká při metamorfóze (kontaktní, regionální) na rozhraní silikátové a karbonátové horniny•Hlavními minerály jsou diopsid, grosular, zoisit, wolastonit(hedenbergit, andradit, magnetit).

Přehled kontaktně metamorfovaných hornin

Kontaktní břidlice (skvrnité, plodové, chiastolitické)

Vznikají ve vnějších částech kontaktního dvora. Jsou většinou šedé barvy a výrazně břidličnaté textury. Minerální složení je biotit, muskovit, živce a křemen. Na plochách foliace se vytvářejí buď jen shluky grafitového pigmentu (skvrnitá břidlice) nebo porfyroblasty metamorfních minerálů (andalusit-chiastolitická, cordierit nebo agregáty biotitu - plodová).

Kontaktní rohovec

Je šedý až tmavě šedý, někdy hnědošedý. Textura je obvykle celistvá, všesměrně až plošně paralelní (páskovaná). Vzniká ve vnitřní části kontaktního dvora (při intenzívnější metamorfóze). Hlavními minerály bývají biotit, živce (Pl+Kfs), křemen, andalusit a cordierit.

Porcelanit

Je často pestře zbarvená hornina. Nejčastěji šedé, ale také žlutošedé, hnědošedé, červenohnědé i černé barvy. Zbarvení závisí na minerálním složení původní pelitické sedimentární horniny. Porcelanity jsou makroskopicky celistvé, všesměrné, značně tvrdé horniny s lasturnatým lomem. Jsou velmi křehké a na hranách ostré. Na rozdíl od sedimentárních rohovců jsou matné a na hranách neprůsvitné.