הטרנספורמציות מתחת לרגליים שלנו: כיצד צורת הסלעים המטמורפיים באזור הפחתת הצוללות

עמוק מתחת לפני השטח של כדור הארץ, באזורים שבהם הצלחות טקטוניות מתנדנדות אחד מתחת השני, שינויים יוצאי דופן להתרחש.סלעים מטאמורפיים שנוצרו באזורי ניכוי מייצגים כמה מהתופעות הגיאולוגיות המרתקות ביותר על פני כדור הארץ, המציעים תובנות מכריעות בתהליכים הדינמיים המעצבים את הקרום של כדור הארץ ואת המנטה.

הבנת אזורי הפחתת הפחתת: המרכזים הגיאולוגיים של כדור הארץ

אזורי ניכוי מתרחשים היכן שהדלוספרה של כדור הארץ, הקליפה החיצונית הנוקשה שלה, שבורה להצלחות טקטוניות המתאחדות בגבולות צלחת. באזורי פיתוי, הליטוספרה של האוקיינוס מושיטת לתוך המנטה החמה, ויוצרות שילוב ייחודי של טמפרטורות נמוכות יחסית ולחץ גבוה מאוד.תהליך זה מייצג את אחד המנגנונים החשובים ביותר למחזור קרום בחזרה אל תוך האדם.

כאשר קרום האוקיינוסי פוגש את הקרום היבשתי או צלחת אוקיינוס אחרת בגבולות מתכנסים, הצלחת האוקיינוס הצפיפה מתחילה להיטבע לתוך המנטה הבסיסית.הקרם האוקיאנוסי הוא מטבוליד בעומק גדול והופך צפוף יותר מאשר סלעים המתפתלים שמסביב, אשר מסייע להניע את תהליך הפחתת.

הגיאומטריה והמאפיינים של אזורי הפחתת משתנים באופן משמעותי ברחבי העולם.אם הצלחת הנשגבת בזווית רדודה, הצלחת העל-היתר מפתחת חגורת עיוות המאופיינת על-ידי סמיכות, בניין ההר, ו metamorphism. ⁇ בזווית תלולה יותר מאופיין על ידי היווצרות של אגן אחורי-מחדש.

הסביבה העקרונית הייחודית של אזורי הפחתת

עם כבוד ל metamorphism, התכונה החשובה ביותר של אזורי ניכוי היא זרימת החום הנמוכה שלהם.תכונה זו יוצרת את הסביבה metamorphic ייחודית, טמפרטורה נמוכה המגדירה את metamorphism אזור הפחתת שטח אזורי ניכוי, אזורי הפחתת האוקיינוס הקר שומר טמפרטורות נמוכות, כך ה ⁇ הוא בדרך כלל פחות מ 10 מעלות צלזיוס / ק"מ.

מכיוון שהקרם האוקיינוסי הוא מגניב יחסית, במיוחד לאורך פני השטח העליון של הים, הוא לא מחמם במהירות, ואת הסלע subducting נשאר כמה מאות מעלות קריר יותר מאשר המנטה שמסביב.לחץ הגבוה צפוי, בהתחשב בכוח ההתנגשות בין צלחות טקטוניות לבין הלחץ הליטוסטטי הגדל כמו הזחלת המסובבת הוא עמוק לתוך האדם, בעוד הטמפרטורות הקיימות יותר קרירות וטמפרטורות קרירות של חום כהה יחסית.

כאשר אנו יורדים אל האדמה הטמפרטורה עולה כ 25 מעלות צלזיוס לכל קילומטר שאנו יורדים תחת תנאים גיאוותררמיים רגילים.עם זאת, באזורי ניכוי, ⁇ זה מופחת באופן משמעותי בשל הזחלות הקרות.כחול נוצרים באזור הפחתת הפחתת עם ⁇ גיאותרמי נמוך (4–14 מעלות צלזיוס ק"מ), אשר נמוך בהרבה מהמקובל על פני השטח הצאצאים היבש.

פקולטות מטאמורפיליות: הבנת תנאי לחץ-Temperature

facies מאופיינה על ידי מינרל יציב ספציפי למגוון של מתח-זמן וחומרי התחלה ספציפיים.הרעיון של faciesphic מספק גיאולוגים עם כלי רב עוצמה להבנת התנאים שבהם סלעים נוצרו ואת התהליכים הגיאולוגיים שהם חוו.

metamorphism של אזור הפחתת טמפרטורות נמוכות, גבוה לחץ metamorphic דרך zeolite, prehnite-pumpellyite, כחולשיסט, ו eclogite facies של אזורי יציבות של קרום האוקיינוסי subducted. כל אחד מן ה facies מייצג קבוצה ייחודית של תנאי לחץ-tempture ומייצר מינרלים כפי שהם מאפשרים raators כדי לשחזר את ההיסטוריה של סלעים.

Zeolite Facies: The Beginning of Metamorphism

Basalts עשוי לראשונה metamorphose תחת תנאי facies (50-150 ° C ו 1-5 ק"מ עומק) במהלך ניכוי. Zeolites הם מינרלים micro ⁇ icate שניתן לייצר על ידי התגובה של נוזלי pore עם basalt ו pelagic משקעים.זה מייצג את הציון הנמוך ביותר של metamorphism באזור הפחתת.

תנאי הפאזליט בדרך כלל רק משפיעים על המשקעים הדליטיים העוברים קבורה, אבל מוצג בדרך כלל על ידי ייצור של מינרלים זאוליטיים בתוך המשקעים של vesicular basalt, ואת המצעים הזכוכיתיים על פסגות כרית הם גם רגישים metamorphism תחת תנאי הזאהליט.

Prehnite-Pumpellyite Facies: Transional Metamorphism

בדרכים עד 220–320 מעלות צלזיוס ומתחת ל-4.5 ק"מ, סלאבים תת-קרקעיים עשויים להיתקל ב facies-pumpellyite facies, המאופיינים בנוכחותו של הידרווס כלוריט, prehnite, albite, albite, aliite, tremolite, ו- אפידוטה.ההתחלה של שלב נמוך של חוקסון הוא הסימן המשמעותי ביותר של טרה-פלות.

מלבד אלבט, מינרלים אופייניים אלה הם נושא מים, ועשויים לתרום להמיסה מנטלית.תוכן המים של מינרלים אלה ממלא תפקיד מכריע בתגובות המטאמורפיות הבאות ובדור של מאגמטיזם קשת מעל אזורי הפחתה.

Blueschist Facies: The Signature of Subduction

Blueschist, הנקרא גם glaucucophane schist, הוא סלע מטבולי שנוצר על ידי metamorphism של basalt ו סלעים דומים בטמפרטורות נמוכות יחסית (200-500 מעלות צלזיוס) אבל לחץ גבוה מאוד המתאים לעומק של 15-30 ק"מ.צבע הכחול של הסלע מגיע מן נוכחות של המינרלים הדומיננטיים זוהרת ומשפטנים.

Blueschist הוא סלע metamorphic אזורי שנוצר תחת תנאים עתירי טמפרטורה נמוכים בסביבה של אזור הפחתת עם ⁇ גיאותרמית נמוכה (4-14 ° C-1) ומאופיין בנוכחות של HP / LT מינרלים כמו glaucophane, Lawsonite, aragonite, Jadeite, ו deerite. באופן כללי, כחול-schfas הם סלעים תת-קרקעיים יציבים של 30 ק"מחץ.

facies מאופיין על ידי היווצרות של asodic, amphibole כחול, כלומר, glaucophane, שעבורו ה faciesschist הוא נקרא: גלאוקופנין ייצור תגובות הם משמעותיים כי הם יכולים לשחרר מים או לייצר את שלב הידרווס, Lawsonite באמצעות ההתמוטטות של הידרווס phyellosilicates.

שילוב זה של טמפרטורה נמוכה המתרחש בעומק משמעותי יכול רק להיות מוסבר בהקשר של פיתוי צלחת, ואחריו exhumation, אשר מהווה את נדיר של הסלע הזה. Blueschists דורש גיאות גבוהה קר באופן יוצא דופן שנמצא רק היום באזורי ניכוי, מה שהופך אותם אינדיקטורים אבחון של תהליכים הקטנת עתיקה.

סיקור: Deep Subduction Metamorphism

facies בדרך כלל נתקלה סביב 80-100 ק"מ עומק והוא מאופיין בנוכחות של pyroxene אומפיטי ירוק ו pyrope Red garnet. Eclogites מייצג כמה סלעים metamorphic בלחץ הגבוה ביותר שנמצאו על פני כדור הארץ, לאחר שנוצרו בעומקים שבהם רוב הסלעים בדרך כלל נמס.

המעבר לתוך הפאזיות האקסוגטיות מוצע להיות מקור רעידות אדמה בעומקים יותר מ 70 ק"מ, רעידות אדמה אלה נגרמות על ידי התכווצות של הזחל כמינרלים מעבר למבנים קריסטל קומפקטיים יותר.העומק של רעידות אדמה אלה על הסבה subducing ידוע בשם אזור Wadati-Benioff.

בעומקים שבהם הבבליות והבקרות בקרם האוקיינוס בחלק העליון של החלפת הצלחת הרדמת מכחול אל תוך אקסולוג, יש עלייה גדולה בדחיסות הגדולה של הצלחת הרדת, והטרנספורמציה הזו מפחיתה את הצפה של הצלחת הרדית במידה כזו שהיא עשויה להיות הכוח המניע העיקרי של תת-קרקעית ונחישות מגברית.

תפקיד המים באזור הפחתת המים Metamorphism

מים ממלאים תפקיד קריטי לחלוטין בתהליכי הפחתה באזור, המשפיעים על כל התגובות המטאמורפיות לפעילות הגעשית בכל שנה, 1-2 x 10 טריליון ליטר מים יורד לתוך אזורי הפחתה.כמות עצומה זו של מים מאוחסנת בעיקר במינרלים הידרווס בתוך הקרום הנשגב והמשקעים התת-קרקעיים.

כ-90-95% מהמים האלה מכילים מינרלים הידרווס, כולל mica, פנוגיט, אמפיביד, Lawsonite, chlorite, talc, zoisite, ו-Sariteine. המינרלים ההידרולוס המשמעותיים ביותר הם Lawsonite (11 wt% H2O), phpite (2 wt% H2O) ו- Amphibole (2% Wt% H2O) אלה פועלים מינרלים.

תגובה מתייבאת והסכמה

התנאים המטמורפיתיים שהזחל עובר בתהליך זה יוצר ומשנים את המים הנושאים (hydrous) מינרליים, שחרור מים לתוך המנטה.תנאים המטאמורפיים שהזחל עובר דרך ליצור ונהרסת שלבים מינרלים, שחרור מים לתוך המנטה, והמים האלה מורידים את נקודת ההיתוך של סלע מנטלי, תוך היתוך.

Phלוגוpite אינו משחרר מים עד לעומק של כ-200 ק"מ בעוד אמפיאולי משחרר מים בעומק של כ-75 ק"מ. Lawsonite אינו משחרר מים עד לעומק של כ-300 ק"מ והוא המינרל ה הידרואולוס האחרון לעשות זאת.השחרור השברירי הזה של מים במעמקים שונים יש השלכות עמוקות על ההיתוך והיווצרות געשית.

הבנת התזמון והתנאים בהם מתרחשות תגובות ההידרומיות הללו היא המפתח לפירוש ההיתוך של מנטלי, אריסטוקרטים וולקניים, והיווצרות של קרום יבשתי.הטמפרטורה מוגברת ולחץ בעומק גורמים לסלעים ל metamorphose ולדה-hydrate, והמים החמים העולים גורמים לסלע מתמיס, ויצרו מאגמה שבסופו של דבר מתפרץ בקשת געשית.

metamorphism Prograd מתרחשת כמו צלחת משנה, ולהגדיל את הלחץ ואת הטמפרטורה dehydrate OH-bearing מינרלים, כגון קרניבלונד ו biotite. מים המיוצרים מ metamorphism עלול להתרחש בעומק של 80 - 125 ק"מ, וכמים שנוצרו, הוא נודד למעלה כמו נוזל בין-גרידי.

מטאמורפיזם: המסע למטה

מטאמורפיזם Prograd מתייחס לעלייה הפרוגרסיבית בכיתה המטמורפית כפי סלעים חשופים לטמפרטורות גבוהות יותר ויותר ולחץ. באזורי ניכוי, תהליך זה עוקב אחר נתיב ייחודי המאופיין על ידי הגדלת הלחץ עם עלייה טמפרטורה צנועה יחסית.

רצף השינוי מן הזאוליט כדי prehnite-pumpellyite to Blueschist ולבסוף ל- eclogite מינרלים assemblages ידוע כמטאמורפיזם, הכולל, metamorphism נוטה לגרום לירידה כללית בתוכן מים סלע, הרס של המינרלים המקוריים על ידי החלמה, עלייה בדחיסות סלע, עלייה בגודל של גבישים מגובשים.

כפי שסרטום ים subducted עובר metamorphism (Greenschist-כחול-כחול-אמפיביוטי-קולוגט), התייבשות מתרחשת כתוצאה מהתמוטטות של כמה מינרלים הידרואולוס (glaucophane, lawsonite, paragonite, וכו ') כל שלב של התקדמות זו כרוך תגובות מינרלים ספציפיות המשקפות את התנאים הפיזיים המשתנים.

המינרלים המעצבים במהלך מטאמורפיזם פרותמי הם יציבים רק בטווחי זמן בלחץ ספציפיים.כפי שמשתנים התנאים, מינרלים אלה מגיבים ליצירת אסימונים חדשים יציבים בתנאים החדשים.ההתאמה המתמשכת של מתווכים מינרלים מספקת לגולוגים עם תיעוד מפורט של נתיב הטמפרטורות הלחץ ואחריו הסלע במהלך הפחתת.

מתוך הספר: The Return Journey

בעוד מטאמורפיזם prograd מתרחשת במהלך הירידה של סלעים לאזורים הפחתה, metamorphism רטרודרגתי מתרחשת במהלך החזרה אל פני השטח.מעבר של מים דרך קרום האוקיינוס ב 200 מעלות עד 300 מעלות צלזיוס מקדם תגובות metamorphic שמשנות את הפייזר המקורי הסלע כדי chlorite ונחישות, ומכיוון שמטמורפיזם זה מתרחש בטמפרטורות מתחת לטמפרטורה גבוהה יותר אשר נוצרה במקור (C) הוא נקרא רטרופילמנטליזם.

הסלע שצורות בדרך זו ידועה כאבן ירוקה אם היא לא מבולעת, או ירוקשיסטית אם היא. Chlorite ו-Sarine הן מינרלים מיובשים כלומר יש מים בנוסחאות הכימיות שלהם, וכאשר קרום האוקיינוס המטבולד הוא מאוחר יותר subducted, chlorite ו-Sarite מומרים מומרים למינרלים חדשים שאינם מיובשים ומים שמשחררים את האדם באופן מאוחר יותר.

מטאמורפיזם מרוטש הוא בדרך כלל פחות שלם מאשר מטאמורפיזם פרופורמנטלי מכיוון שהוא דורש תוספת מים למערכת הסלע, מים עשויים לא תמיד להיות זמינים.בנוסף, תגובות רטרודרגיות לעתים קרובות יותר לאט מאשר תגובות פרופורציות, כך שניתן לשמר ראיות של מטאמורפיליזם ברמה גבוהה גם לאחר שסלעים חזרו לתנאי לחץ וטמפרטורה נמוכים יותר.

חגורת מטאמורפיל: A Subduction Zone Signature

חגורות מטאמורפיליות מקבילות לאזור הפחתה המציג שני מצבים מטאמורפיים מנוגדים ובכך שני משקעים מינרלים ייחודיים. מושג זה היה יסוד להבנת המבנה התרמי של אזורי הפחתת הכרה וזיהוי מערכות הפחתה עתיקות בתיעוד הגיאולוגי.

קרוב יותר לחפירות הוא אזור של טמפרטורה נמוכה, תנאים metamorphic בלחץ גבוה מאופיין על ידי כחולשיסט כדי eclogite fasemblages, ואת זה assemblage קשורה עם ניכוי לאורך trench ו זרימת חום נמוכה. ליד הקשת הוא אזור של תנאים בלחץ נמוך טמפרטורה גבוהה מאופיין על ידי amphibolite to nutes כמו מינרלים, כמו מטבוליט, כמו מטבוליטים, כמו מטבוליט, כמו מטבוליטים, כמו מטבוליטים, או מטבוליטים, כמו מטבוליטים, כמו מטבוליטים, כמו מטבוליטים, כמו מטבוליטים, כמו מטבוליטים, כמו מטבוליטים, כמו מטבוליטים, כמו מטבולית, כמו מטבוליטים, כמו מטבוליטים, כמו מטבוליטים, כמו מטבוליטים, כמו מטבוליטים, כמו מטבוליטים, כמו מטבוליט.

בהתבסס על בדיקה של מטאמורפיזם קיצוני ופוסט-subduction magmatism בשוליים של צלחת מתכנסת, חגורת מטאמורפילית מורחבות עוד יותר לשתי סדרות של facies: אחד הוא כחולשיסט לסדרת facies אשר הופק על ידי מטבוליטציה תת-מסטרופיליזם ב ⁇ נמוך של 30 מעלות צלזיוס / ק"מ.

סוגים של סלעים מטאמורפיים נוצרו באזורי ניכוי

אזורי ניכוי מייצרים חבילה ייחודית של סלעים metamorphic המשקפים את התנאים הייחודיים בלחץ גבוה, נמוך-זמניים אופייניים לסביבות אלה. בעוד במאמר המקורי הזכיר gneiss, schist, שיש, ואמפיביבוליט, הסלעים האבחון ביותר של מטאמורפיזם של אזור הפחתת חלקיקים הם למעשה שונה למדי.

Blueschist: The Diagnostic Rock of Subduction

Blueschist (glaucophane schist) הוא סלע basaltic מטבול, מאופיין על ידי glaucophanic amphibole כמו מינרלים גדול המרכיבים, ואת המינרל מייצג assemblages כוללים glaucophanic amphibole + Lawsonite + chlorite + albite + qualbite + tzite + ± sodicit (detraen) arkite) ⁇ nite + arkite + arkite + ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

כחולשיסט, כטיפוס סלעי, מוגדר על ידי נוכחות של בוהק מינרלים + (lawsonite או אפידוטה) + /- jadeite + /- albite או chlorite + /- garnet + /- muscovite בסלע של בערך קומפוזיציה ביסטלטית.צבע כחול ייחודי הופך את הסלעים האלה בולט וקלושים לזיהוי בשדה.

שימור של כחולשיסטים דורש שיעור הדבקה מהיר.רוב הצורות הבלוכיסטיות באזורי הפחתת, ממשיך להיות מושתל, הופך לאנקיט בגובה של כ-35 ק"מ, ולאחר מכן בסופו של דבר שקוע עמוק לתוך המנטה - לעולם לא לראות שוב, ורק כמה מקומות בעולם, שבו תהליך ההפחתה הופסק על ידי תהליך טקטוני כלשהו, הוא כבר חלקית נשטב כדי להחזיר את פני השטח.

חבר בכיר ב-High-Pressure End

אקולוגים הם בין הסלעים המטמורפיים היפים והמדעיים החשובים ביותר.הם מורכבים בעיקר מזחלים אומפיים ירוקים וארגנט ארגנט של זחלות , ויוצרים ניגוד צבע בולט.

ניכוי בסגנון מודרני מאופיין על ידי ⁇ גיאותרמי נמוך ואת היווצרות הקשורים של סלעים עתירי טמפרטורה גבוהה כגון eclogite וכחולשיסט, כמו גם, כפיים סלע נקרא ⁇ olites, הקשורים ניכוי בסגנון מודרני בסגנון מודרני, גם לציין תנאים כאלה.נוכחות של eclogites בחגורת הרים עתיקה מספק ראיות חזקות עבור תהליכים תת ניכוי בעבר.

אקסנואולית'ס שנמצאו בצפון סין קראטון מספק ראיות לכך שהפחתה בסגנון מודרני התרחשה לפחות כבר לפני 1.8 ג' בעידן הפליאוזוי, והאקולוגט עצמו הופק על ידי תת-קרקעית האוקיינוסית במהלך ההרכבה של על-יבשתים בסביבות 1.9-2.0 Ga. זה מדגים כי צמיגים צלחת ו subduction פעלו במשך מיליארדי שנים.

גרינשיסט וירוקסטון

המטמורפיזם הנמוך המתרחש בלחץ נמוך יחסית וטמפרטורות יכול להפוך סלעים מימיים מימיים ממאפים בים לתוך גרינסטון, סלע מטבולי לא מפוחד. גרינסטון, שהוא basalt מטבול, מקבל את הצבע שלו מן האינדקס chlorite.

ירוקשיסט הוא המקבילה המטושטשת של אבן ירוקה וצורות מתחת לדרגה גבוהה במקצת של ציונים metamorphic. סלעים אלה נפוצים ב מיזמים מצטברים מייצגים את החלקים התחתון של רצפים אזורי ניכוי.הם לעתים קרובות מכילים מינרלים כגון chlorite, אקטינוליט, אפידוטה, ו-Albite.

נחשיט: מנטה מנטהל רוקס

נחשין הוא שלב הידרווס חשוב (13 wt% H2O) כי הוא רק נוכח קרום האוקיינוסי שנוצר ב רכס התפשטות איטי שבו סלעים אולטרה-מפיריים נמצאים ברמות רדומות.חשיטים נוצרים כאשר peridotites מתפתלים במהלך מטבולית קרקעית הים או באזור האגרה של אזורי תת-קרקעית.

סלעים אלה חשובים כי הם יכולים לשאת כמויות משמעותיות של מים לאזורים הפחתה ולשחק תפקיד בהתנהגות המכנית של ממשק הפחתת.חשיטיס קשורים לעתים קרובות עם כחולשיסטים באזור ניכוי ומורכבים מאיצה.

סלעים מטאמורפיים אחרים בהגדרות ניכוי

בעוד שכחול ואקולוגים הם הסלעים האיבחוניים ביותר של מטאמורפיזם של אזור הפחתת, סוגים אחרים של סלעים יכולים גם להיווצר בהתאם לקומפוזיציה הפרוטאוליתית. רוקס דחף עמוק יותר לתוך כדור הארץ, שבו הטמפרטורה הגוברת והלחץ שינו אותם לתוך סלעים metamorphic הידועים בשם quartzite ו-Sate, יכול להיווצר מ protoliths משקעים באזורי ניכוי.

Marble הוא metamorphosed גיר אבן או דוומיט, ואת שניהם אבן גיר ו דוומיט יש ריכוז גדול של פחמן פחמן פחמן פחמן (CaCO3). כאשר פליטות פחמן מושקעים, הם יכולים ליצור שיש, למרות בלחץ גבוה מאוד, calcite הופך aragonite, פולימורפ צפוף של פחמן פחמן פחמן.

המאפיין של Slabs

לוחות חתכים מורכבים של קרום ביזלטי המצופה עם pelagic sediments; עם זאת, המשקעים האגן עשויים להיות מואצים על הקיר התלוי ולא מ subducted.הרכב של חומר subducing משפיע באופן משמעותי על סוגי סלעים metamorphic כי צורה ואת החתימות הכימיות של מכחול.

קרום האוקיינוסי מורכב ממשקעים מפחידים, פחמן ואגן, וגם סלעי, בזל, וגבורה.מבנה השכבתי הזה אומר כי חלקים שונים של חוויית ה-Straducing מטבוליזם בתנאים דומים של זמן הלחץ, אך מייצרים אסימונים מינרלים שונים בשל הקומפוזיציה הכימית שלהם.

השכבה העליונה מורכבת ממשקעים עמוקים הים, כולל חימר, צ'ארטס, ו- Carbonate oozes. להלן זה לשכב את השכבה הגעשית, המורכב מ-Bsalts ו dikes מעוקלות.השכבה העמוקה מורכבת מ-gabbros כי התגבש בתאי מאגמה מתחת למחסנים באמצע האוקיינוסים.

שם הסרטון: How Deep Rocks Return to the Surface

אחד ההיבטים המרתקים ביותר של מטאמורפיזם של אזור הפחתת שטח הפחתת שטח הוא איך סלעים שנוצרו בעומק של 30-100 ק"מ או יותר מצליחים לחזור אל פני השטח של כדור הארץ שבו הגולוגים יכולים ללמוד אותם. באזורי הפחתה, ניתן לשאת שברים קרומים למעמקים גדולים (ומגובה; 50 ק"מ), אך נותרו בטמפרטורות נמוכות למדי, בדרך כלל; 400 מעלות צלזיוס, והשאלה הגדולה היא כיצד סלעים אלה חוזרים אל פני השטח.

אפשרות אחת היא על ידי חדירה מתמשכת של תגמולים מצטברים עם משקעים נמוכים, וכתוצאה מכך במהירות, מתפתלת מעלה במהלך אשר חתיכות בעלות גבוהה של הזחל נגררים על פני השטח. אפשרות נוספת היא כי כחולשיסטים לדחוף למעלה במהלך tectonics מאוחר יותר.

העלייה של סלעים מטבוליים בלחץ גבוה, נוצר כחלק או צלחת יורד, על בסיס הצלחת overlying דורש תת-החלות (כלומר, tectonic underplating) תהליך זה כרוך בגרדת החומר מן הצלחת subducing ואת ההחזקה שלה לבסיס של הצלחת overriding, שבו זה יכול מאוחר יותר להיות מרומם וחשוף על פני השטח.

גילויים של coesite (שלב הקיסרי גבוה) והכללות היהלומים ב pyroxenes ו-garnet מ eclogites מסלעים metamorphic בלחץ גבוה במזרח סין שיא העלולים להדהים את הלחץ של 4.3 GPa (כ-150 ק"מ עומק קבורה) ב 740 מעלות צלזיוס.העובדה כי סלעים ממעמקים קיצוניים אלה היו מחוסנים על פני השטח להראות את התהליכים הדינמית באזורי תת-הת הדינמיקה יוצאי דופן.

Prisms and Subduction Complexes

prise prises צורה ב toe של אזורי ניכוי שבו משקעים וחתיכות של קרום האוקיינוסי הם גרוטאות מן הצלחת יורד והוסיף את הצלחת overriding. Accretionary prise יש פיזור רשימהי מחלחל לכיוון הקשת, וכהתקדמות תת-הת, השבר הרשימה יש סיבוב גדל והולך לכיוון קשת.

סלעים ישנים יותר וסלעים מטמורפיים בהחלט חוו עיוות אינטנסיבי יותר מאשר הצעירים, ותחבורה זו מאפשרת גילוי של סמנים ישנים וסלעים מטאמורפיים על החלק העליון ביותר של priseary prise.זה יוצר מטבולית מטבולית מטבולית מטבולית, שבה ניתן למצוא סלעים גבוהים יותר מעל סלעים נמוכים יותר.

Kenai Fjords יש שכבות מימיות האוקיינוסים כי כבר metamorphosed, מרומם, ו deformed כחלק משרביט מודרני. דוגמאות מודרניות כמו זה לספק תובנות חשובות לתוך התהליכים שנוצרו חגורת מטאמורפילית עתיקה שנחשפה כעת בטווחי הרים ברחבי העולם.

הקשר בין מטאמורפיזם ווולקני

התהליכים המטמורפיים המתרחשים בזחלות משנה מחוברים באופן אינטימי לפעילות געשית על פני השטח. רעידות אדמה נפוצות לאורך אזורי ניכוי, ונוזלים שפורסמו על ידי לוחית משנה גורם תנוקרטיזם ב צלחת המעמיקה. הקשר הזה בין תהליכים מטאמורפיים עמוקים ותנורקניזם פני השטח הוא אחד ההיבטים החשובים ביותר של דינמיקה אזורית.

אספקת מים מזחלות subducted מורידה את המוצקות של המנטרן המנוקל.מגמה שנוצר מ-Mantle wedge במצב יבש הוא basaltic או picritic בהרכב, ואת נוכחות של תנודתיים (H2O ו- CO2) יכול לייצר מאגמה עם תוכן גבוה יותר אחליקה.זה מסביר מדוע קשתות געשיות בדרך כלל לייצר וtic tohygitic magtic מאשר picstic picstic מאשר picstic pic pic ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

כאשר הצלחת הנפילה מגיעה למעמקי 100 עד 125 ק"מ, מאגמות נוצרים ליד פני השטח העליון שלה, והם עולים על פני השטח כדי ליצור קשת געשית של שרביט על רקע וesitic.העומק שבו דור מאגמה מתרחש תואם את העומק שבו תגובות הידבקות מפתח לשחרר מים מן הזחלות.

מטאמורפיזם אזורי בהגדרות קונvergent

מטאמורפיזם אזורי מתייחס למטמורפיזם בקנה מידה גדול, כגון מה שקורה לקרום היבשתי לאורך שולי טקטוניים מתכנסים שבו צלחות מתנגשים, וההתנגשות נובעות היווצרות של רכסי הרים ארוכים. בעוד שמטמורפיזם אזור תת-קרקעי הוא סוג של מטאמורפיזם אזורי, יש לו מאפיינים ייחודיים כי להגדיר אותו בנפרד מסביבות מטאמורפיות אזוריות אחרות.

דוגמה של סביבה מטאמורפית אזורית ישנה גלויה בהרי ה Appalachian הצפוני, בעוד נסיעה ממזרח למדינה ניו יורק דרך ורמונט ו לתוך ניו המפשייר, ולאורך המסלול הזה, את מידת המטאמורפיליזם בהדרגה עולה מסלע ההורה הסדימנטארי לסלע מטאמורפילי נמוך, ואז סלע מטבולי גבוה יותר, ובסופו של דבר הליבה המפחידה.

רצף הסלע הוא סלע סימנטארי, סלטה, פילאיט, סכייסט, gneiss, migmatite, וגרניט.רצף זה מייצג סדרה מטאמורפילית טיפוסית שנוצרה במהלך התנגשות יבשתית, אשר שונה מסדרת כחולשיסט-אקולוג האופיינית לאזורי הפחתה.

חשיבותו של אזור הפחתת ה-Matmorphism

כראיה אבחון של אזורי פיתוי עתיקים, כחולשיסט ממלא תפקיד חשוב בהבנה של טקטוניות צלחת.הפצה של חגורת כחולשיסט-אקט יכול להיחשב כסמן של אזורי הפחתה בעבר.זה הופך את המחקר של סלעים מטאמורפיליים קריטיים לשיקום תצורות עתיקות והבנה של הקרום של כדור הארץ.

שבילי P-T של כחולשיסטים וסלעים קשורים מספקים מידע מפתח על מנת למנוע את תחילת הפחתת החניכה והאבולוציה הגיאודינמית הבאה. על ידי ניתוח בזהירות של המשקעים והמרקמים המינרלים בסלעים מטמורפיים, גיאולוגים יכולים לשחזר את נתיבי הלחץ-זמן שלאחריו עקב סלעים במהלך הפחתה והתחדשות.

כאינדיקטור גאוותרמאל קר, הופעתה של כחולשיסט מציעה ראיות חזקות לתחילת של טקטוניות מודרניות על כדור הארץ.היעדר כחולשיסט מבוגר יותר מ Neoproterozoic משקף יותר יצירות עשירות מגנזיום של קרום האוקיינוסי של כדור הארץ במהלך תקופה זו, ואת הסלעים העשירים יותר מגנזיום מטבולוז לתוך ירוקש בתנאים כאשר סלעים קרום האוקיינוסים מודרניים לתוך metamorphose לתוך מטבולית כחול.

מחקר מודרני ושאלות יוצאות דופן

למרות עשרות שנים של מחקר, שאלות רבות על metamorphism של אזור הפחתת שטח נשאר ללא מענה.כחול-אקולוג המעבר באזורי ניכוי קר כרוך תגובות התייבשות ושחרור נוזל, אשר הם בעלי חשיבות רבה במתן מים זחלים מזחלים אלמנט ומחזרי אלמנט מסיכה, יצירת מאגיות, וגריקת רעידות אדמה מדוקדקות אדמה תוך כדי חתירה.

המחקר הנוכחי מתמקד במספר תחומים מרכזיים.מדענים עובדים כדי להבין טוב יותר את התעריפים והמנגנונים של השמדה שמביאה סלעים בלחץ גבוה בחזרה אל פני השטח.הם גם חוקרים את התפקיד של נוזלים בשליטה על ההתנהגות המכנית של אזורי הפחתה ודור רעידות אדמה.בנוסף, החוקרים לומדים כיצד אלמנטים כימיים מרוצפים בין הקרום לבין מנטה באמצעות תהליכים תת-קרקעיים.

טכניקות אנליטיות מתקדמות, כולל ניתוח מיקרופרובי אלקטרוני, ספקטרומטריה המונית של לייזר, וסנכרון X-ray diffraction, מספקים תובנות חסרות תקדים בכימיה המינרלית ומיקרו-מבנה של סלעים metamorphic. טכניקות אלה מאפשרות למדענים לזהות עקבות ותבניות ריצוף כימי המעדישות את ההיסטוריה המטמורפית של סלעים.

קטסטרולוגיה ניסיונית ממשיכה לשחק תפקיד מכריע בהבנה של תהליכים מטאמורפיים. ניסויים בלחץ גבוה באמצעות תאים avil ועיתונות רב-תרבותית מאפשרים למדענים לשחזר את התנאים הקיצוניים של אזורי הפחתת במעבדה וללמוד את יציבות המינרלים והקינטיקה של תגובות מטאמורפיות.

אזור הפחתת המטאמורפיזם ואבולוציה של כדור הארץ

תהליך זה של הדבקה מאפשר חום שנוצר על ידי דעיכה רדיואקטיבית לברוח מהשטח הפנימי של כדור הארץ. אזורי ניכוי לשחק תפקיד בסיסי באבולוציה התרמית של כדור הארץ על ידי מתן מנגנון קירור כדור הארץ וחומר קרום חוזר אל תוך המנטה.

ככל שחתלת היבשת מתרחשת, התגובות המטאמורפיות מגבירות את צפיפות הסלעים הקרום היבשתיים, שמובילים פחות לתנודות.תהליך זה יש השלכות חשובות על ההבנה כיצד יבשות יכולות להיות מפורצות ומאוחרות יותר, ויצרו טרייר אולטרה-גבוה-ממדן-גבוה.

המחקר של סלעים מטבוליים מתקופות גיאולוגיות שונות מגלה כיצד תהליכי הפחתת השתנו דרך ההיסטוריה של כדור הארץ.העדר הנראה של כחולשיסטים מעל 800 מיליון שנים הוביל לוויכוחים על מתי החלו קטיעת בסגנון מודרני לפעול על פני כדור הארץ.חלק מהחוקרים טוענים כי זה משקף שינוי יסודי במשטר התרמי של כדור הארץ, בעוד אחרים מציעים כי ייתכן כי הוא עקב שימור הטיה או הבדלים בקומפוזיציה האוקיינוסית.

יישום מעשי וחשיבות כלכלית

הבנת המטפורמסטראיזם של אזור הפחתת יש יישומים מעשיים מעבר לאינטרס מדעי טהור.סלעים מטאמורפיים באזורי הפחתת יכולים לארח פיקדונות מינרלים חשובים מבחינה כלכלית.מחזור הנוזלים במהלך המטאמורפיזם יכול להתרכז מתכות כגון זהב, נחושת, אבץ, יצירת אונים אשר נחשפים מאוחר יותר על ידי הרמת ושחיקה.

אזורי ניכוי קשורים גם עם סכנות גיאולוגיות משמעותיות, כולל רעידות אדמה והתפרצויות געשיות.הבנת התהליכים המטמורפיים המתרחשים בעומק עוזר למדענים לחזות טוב יותר ולצמצם את הסיכונים הללו.שחרור נוזלים ממינרלים מדהמים בזחלת המשנה משפיע על המאפיינים המכניים של ממשק הצלחת, המשפיע על דור רעידת האדמה.

בנוסף, כמה סלעים metamorphic יש ערך מסחרי כחומרי בניין.שיש הרבה יותר קשה מהסלע ההורה שלו, וזה מאפשר לו לקחת פולנית מה שהופך אותו חומר טוב לשימוש כחומר בניין, מה שהופך את העליון, אמבטיות, אבן נגרמת עבור אמנים. בעוד שיש אינו אבחון ספציפי של אזורי ניכוי, זה יכול להיווצר כאשר פליטות פחמן הם metamorphosed בהגדרות אלה.

לימודי שדה ומקומיים בלתי אפשריים

רכס החוף בקליפורניה ליד סן פרנסיסקו יש סלעים כחולשיסטיים שנוצרו על ידי metamorphism , הכולל סלעים עשויים כחולשיסט, ירוקסטון, וצ'ארט אדום אזור זה מספק הזדמנויות מצוינות עבור גיאולוגים ללמוד סלעים באזור ניכוי אזור metamorphic בשטח.

Kenai Fjords הפארק הלאומי שוכן בטווח הרים החוף (הגביע ההררי) נוצר כמו פלט האוקיינוס השקט מתחת דרומה אלסקה, ו basalts מעיד על מקורות האוקיינוסים של שכבות הסלע, כפי שהם נוצרו מזרמים לבה כי קרר על רצפת האוקיינוס.

מקומיים בולטים אחרים ללימוד מטאמורפיזם אזור הפחתת שטח כוללים את המתחם הפרנציסקאני בקליפורניה, האלפים באירופה, האלפים של סמבגאווה ביפן, ואת ה- Cycladic Blueschist Belt ביוון.כל אחד מהמקומיים האלה משמר תיעוד של תהליכים הפחתה עתיקה ומספק תובנות ייחודיות בתנאים ומנגנונים של מטאמורפיזם בלחץ גבוה.

עתיד המחקר של צוללות

בעוד טכניקות אנליטיות ממשיכות לשפר ותחומים חדשים בשטח מתגלות, ההבנה שלנו של מטאמורפיזם של אזור הפחתת הפחתת השטח ממשיכה להתפתח.התקדמות במודל חישובי מאפשרת למדענים לדמות תהליכים ניכויים עם תחכום מוגבר, לבחון השערות על מנגנוני השמדה ודפוסי זרימה נוזליים.

תוכניות קידוח מדעיות בינלאומיות מספקות גישה לאזורי הפחתה פעילים, ומאפשרות דגימה ישירה ו ניטור של תהליכים מטאמורפיליים מתמשכים.תוכניות אלה משלימות מחקרים שדה מסורתיים של סלעים metamorphic exhumed, המספק תמונה מלאה יותר של דינמיקת אזור הפחתת.

השילוב של גיאוכימיה, גיאוכרולוגיה, petrology וגיאולוגיה מבנית ממשיך להניב תובנות חדשות בתזמון ומנגנונים של מטאמורפיזם. מחקרים איסוטופיים יכולים לחשוף את מקורות הנוזלים ואת התזמון של אירועים מטאמורפיים עם דיוק חסר תקדים.Trce אלמנטכימיה מספקת מידע על התנאים של מטאמורפיזם ותהליכי העברת בין הזחלים לבין שרביט.

(ב) לאלו המעוניינים ללמוד עוד על סלעים מטמורפיים וקטגוני צלחת, משאבים מצוינים זמינים מארגונים כגון FLT:0 ארצות הברית סקרולוגי של ג'ומפוס 1 (Geological Society of AmericaBuild of Americas) ו-FLT:4 American Geophysical UnionFLT:5 ארגונים אלה מספקים חומרים חינוכיים, פרסומים והזדמנויות מקצועיות של אמריקה, לפיתוח גיאוגרפי.

מסקנה: כדור הארץ הדינמי נחשף

היווצרות סלעים מטאמורפיליים באזורי הפחתת מייצגת את אחד התהליכים הבסיסיים ביותר המעצבים את הפלנטה שלנו.ממקור הראשוני של קרום ים קר לתוך המנטה, דרך הטרנספורמציות המטמורפיות המתקדמות המתרחשות במעמקים גוברים, לתהליכי השמדה יוצאי דופן אשר מחזירים את הסלעים האלה אל פני השטח, מטבוליטיזם אזורי הפחתת מגלה את האופי הדינמי של הפנים של כדור הארץ.

התנאים הייחודיים של אזורי הפחתה מייצרים סוגים ייחודיים של סלעים כגון כחולשיסט ואקולוגט שמשרתים כאינדיקטורים אבחון של תהליכים הפחתה עתיקים.המים המשוחררים במהלך תגובות הדהמה המטמורפית ממלא תפקיד מכריע ביצירת כישוף והשפעה על ההתנהגות המכנית של אזורי הפחתה.

ככל שהמחקר נמשך ותגליות חדשות נעשות, ההבנה שלנו של מטאמורפיזם של אזור הפחתת התפוצה לאין ספק להעמיק, לחשוף תובנות חדשות על העבודה של הפלנטה הדינמית שלנו.הסלעים שנוצרו בסביבות קיצוניות אלה מתחת לרגלינו מספרים סיפור על טרנספורמציה, מחזור, והתחדשות אשר פועלת במשך מיליארדי שנים ותמשיך לעצב את עתיד כדור הארץ.