P-T-t putevi

(engl. P-T-t paths)

Metamorfizam je dinamičan proces koji uključuje promjene u temperaturi i/ili pritisku tijekom vremena.
P-T-t krivulje metamorfnih stijena, neke od njih prikazane na slikama 1. a i b., su set svih P-T uvjeta kojem su stijene bile izložene tijekom metamorfne povijesti. Putanja i oblik P-T krivulje, brzina i trajanje metamorfnih procesa je funkcija izvora zagrijavanja, odnosno prijenosa topline i mehanizma tonjenja i izdizanja mase stijena ako je promjena tlaka prisutna. Osim toga, oblik krivulje kombiniran sa vremenskom komponentom daje informacije o pokretnim silama metamorfizma. No, očitanje vremena u mnogim slučajevima nije moguće.
P-T krivulje najčešće se opisuju kao „clockwise“ i „anticlockwise /counterclockwise“, te se uz to promatraju razlike u progradnim i retrogradnim segmentima i pozicijama maksimalnog tlaka i temperatura (pikova metamorfizma) očitanih s tih krivulja.[1]

Slika 1. Tipična P-T krivulja regionalnog metamorfizma [2]

 

 

Slika 1. b. Primjeri očitanja i definiranja segmenata pojedinih P-T krivulja[3]

Metamorfne P-T-t krivulje korisni su pokazatelji tektonskog razvoja orogenetskih pojaseva, odnosno deformiranog stijenskog kompleksa koji je nastao posljedično duž aktivnih granica ploča. Više o ovoj temi možete saznati ovdje.

>> Pitanje determinacije i rekonstrukcije P-T krivulja bilježenih u stijenama nije uvijek moguće niti potpuno. Za neke stijene, jedini dio krivulje isčitan iz mineroloških nakupina i teksturnih obilježja je pik metamorfizma, uvjeti u vrijeme maksimalne temperature i/ili tlaka. Više podataka o izgledu krivulje, omogućava bolju interpretaciju termalno/tektonskih procesa i povijest vezanu uz takav događaj, ali takvi segmenti krivulje prikazuju uneravnoteženi sustav. Upravo dokazi (minerološke i teksturne karakteristike) neuravnoteženog sustava, poput proučavanja mineralnih inkluzija, zoniranja i reakcijskih tekstura (slike 2.a,b,c), mogu biti korisni za rekonstrukciju segmenata P-T krivulja. Samo proučavanje P-T-t oblika ne pruža jedinstvenu interpretaciju tektonskih procesa i potisnih sila koje dovode do metamorfizama. Problem se javlja u tome što sami metamorfni rast minerala koji reflektira određene tlačno- temperaturne uvjete ne daje prikaz kompletnog razvojnog ciklusa stijene, jer promjenom uvjeta i same pozicije stijene, a time i uzastopna rekristalizacija može obrisati ranije stvorene mineralne nakupine, te uzrokovati preklapanja ili brisanja zapisa (tzv. overprint). Zapravo, različiti stadiji rasta metamorfnog minerala u stijeni mogu biti rezultat višestrukih tektonskih događaja sa dužim ili kraćim vremenskim odmakom. Ako je taj odmak jako kratak može doći do preklapanja metamorfnih procesa i tumačenja P-T krivulje kao rezultata jedinstvenog tektonskog događaja. Primjer takvih brzih tektonskih tranzicija predstavlja JZ Pacifika, stoga prilikom interpretacije treba biti oprezan.

>> Metode koje se koriste za rekonstrukciju P-T vremenskih krivulja su geofizičko modeliranje, računske i observacijske metode. Observacijske metode temelje se na proučavanju metamorfnih tekstura posebno onih koje predstavljaju neuravnotežene uvjete i reakcije. Stoga se iz svake ravnotežne mineralne nakupine pokušavaju determiniranti prevladavajući P i T značajni za određeni stadij tijekom rasta minerala stijene. Tu se uzimaju u
obzir inkluzije u porfiroblastima i zonacije minerala. Mineralne inkluzije mogu biti korisne u predviđanju P-T uvjeta koji su prevladavali prije postizanja P ili T pika, uz pretpostavku da je poikiloblast razvijen tijekom progradnog metamorfizma. Ako se inkluzije mogu koristiti za geotermometriju i geobarometriju ova metoda može biti još korisnija. Dobiveni podatci apsolutnih vrijednosti P i T nemaju toliki doprinos u rekonstrukciji takvih krivulja, već je puno važnije determinirati relativne promjene P i T. Važnost uočavanja zonacija u mineralima je u činjenici da one predstavljaju kemijske promjene tijekom kristalizacije. Minerali koji su ovdje najkorisniji su granati i klinopirokseni, ali i plagioklasi, amfiboli i fenigit. Računske metode poznate kao „Gibbsove metode“ zahtjevaju poznavanje reakcija koje su se dogodile tijekom metamorfizma, pojavu najmanje jednog zoniranog minerala u ispitivanom uzorku te poznavanje termodinamičkih podataka za sve razmatrane minerale. [4],[5]

Slika 2. Primjer mineralne inkluzije kijanita u granatu[6]
Slika 2. b Primjer zonacija minerala[7]

 

Slika 2. c. Reakcijske teksture -primjeri[8]

Korišteni izvori   [ + ]

1, 4. http://serc.carleton.edu/research_education/equilibria/PTtPaths.html
2. https://d32ogoqmya1dw8.cloudfront.net/images/research_education/equilibria/pt_path2.jpg
3. https://d32ogoqmya1dw8.cloudfront.net/images/research_education/equilibria/fig2ptpaths.jpg
5. http://all-geo.org/metageologist/2011/10/metamorphism-pressure-temperature-time-paths
6. https://d32ogoqmya1dw8.cloudfront.net/images/research_education/equilibria/kyanite-in-garnet.jpg
7. https://d32ogoqmya1dw8.cloudfront.net/images/research_education/equilibria/figure5_zoning.jpg.jpg
8. https://d32ogoqmya1dw8.cloudfront.net/images/research_education/equilibria/figure6_rxn-textures.jpg.jpg

Da li vam je ovaj članak pomogao?

Povezane objave

Ostavi svoj komentar…