som beskrivits ovan uppstår regional metamorfism när stenar begravs djupt i skorpan. Detta är vanligtvis förknippat med konvergerande plattgränser och bildandet av bergskedjor. Eftersom begravning till 10 km till 20 km krävs tenderar de drabbade områdena att vara stora.
snarare än att fokusera på metamorfa bergtexturer (skiffer, skiffer, gnejs, etc.), geologer tenderar att titta på specifika mineraler inom klipporna som indikerar olika grader av metamorfism. Några vanliga mineraler i metamorfa bergarter visas i Figur 7.21, ordnade i ordning efter temperaturområdena inom vilka de tenderar att vara stabila. De övre och nedre gränserna för intervallen är avsiktligt vaga eftersom dessa gränser beror på ett antal olika faktorer, såsom trycket, mängden vatten närvarande och bergets totala sammansättning.
de södra och sydvästra delarna av Nova Scotia metamorfoserades regionalt under Devonian Acadian Orogeny (cirka 400 Ma), när ett relativt litet kontinentalt block (Meguma Terrane) drevs upp mot den befintliga östra marginalen i Nordamerika. Som visas i Figur 7.22, klastiska sedimentära bergarter inom denna terrane var variabelt metamorfoserade, med den starkaste metamorfismen i sydväst (sillimanitzonen) och gradvis svagare metamorfism mot öster och norr. Klipporna i sillimanitzonen värmdes sannolikt till över 700 CCB och måste därför ha begravts till djup mellan 20 km och 25 km. De omgivande lägre kvalitet stenar inte begravdes så djupt, och klipporna inom den perifera klorit zonen sannolikt inte begravd till mer än ca 5 km.
en trolig förklaring till detta mönster är att området med högsta kvalitet stenar begravdes under den centrala delen av en bergskedja som bildas av kollisionen av Meguma Terrane med Nordamerika. Som är fallet med alla bergskedjor, skorpan blev förtjockad när bergen växte, och den pressades längre ner i manteln än den omgivande skorpan. Detta händer eftersom jordskorpan flyter på den underliggande manteln. När bildandet av berg lägger till vikt sjunker skorpan i det området längre ner i manteln för att kompensera för den extra vikten. Det troliga mönstret för metamorfism i denna situation visas i tvärsnitt i Figur 7.23 a. bergen eroderades så småningom (över tiotals miljoner år), vilket gjorde att skorpan kunde återhämta sig uppåt och exponera den metamorfa berget (figur 7.23 b).
skorpan förtjockas under bergskedjan för att kompensera för den extra vikten av bergen ovan.
temperaturkonturer visas och de metamorfa zonerna avbildas med färger som liknar dem i Figur 7.22.
bergen har eroderats. När de förlorade massan återhämtade sig skorpans bas gradvis och pressade upp kärnan i den metamorfoserade regionen så att de en gång djupt begravda metamorfa zonerna nu exponeras vid ytan.
metamorfismen i Nova Scotias Meguma Terrane är bara ett exempel på den regionala metamorfismens natur. Uppenbarligen finns många olika mönster av regional metamorfism, beroende på moderstenarna, den geotermiska lutningen, djupet av begravningen, tryckregimen och den tillgängliga tiden. Den viktiga punkten är att regional metamorfism endast sker på betydande djup. Den största sannolikheten för att uppnå dessa djup, och sedan ha de en gång begravda klipporna så småningom exponerade vid ytan, är där bergskedjor fanns och har sedan dess till stor del eroderats bort. Eftersom detta händer vanligtvis vid konvergerande plattgränser, riktade tryck kan vara starka, och regionalt förändrade stenar är nästan alltid folierade.
övning 7.4 skotska metamorfa zoner
kartan som visas här representerar den del av västra Skottland mellan Great Glen Fault och Highland Boundary Fault. De skuggade områdena är metamorf sten, och de tre metamorfa zonerna som representeras är granat, kloritoch biotit.
Märk De tre färgade områdena på kartan med lämpliga zonnamn (granat, klorit och biotit).
ange vilken del av regionen som sannolikt skulle ha begravts djupast under metamorfismen.
den brittiska geologen George Barrow studerade detta område på 1890-talet och var den första personen någonstans som kartlade metamorfa zoner baserat på deras mineralsammansättningar. Detta mönster av metamorfism kallas ibland ” Barrovian.”
- Nej, det är inte ett stavfel! En terrane är en distinkt block av skorpa som nu är en del av en kontinent, men tros ha kommit från andra håll, och tillsattes på genom plattektoniska processer. ↵