Regionale Metamorphose umfasst jeden metamorphen Prozess, der über eine große Region auftritt. Es ist daher die am weitesten verbreitete und häufigste Art der Metamorphose. Es gibt drei grundlegende Arten der regionalen Metamorphose, nämlich die Bestattung, der Ozeankamm und die orogene regionale Metamorphose.
Burial metamorphism
Burial Metamorphism betrifft hauptsächlich Sedimentschichten in Sedimentbecken als Folge der Verdichtung aufgrund der Vergrabung von Sedimenten durch darüber liegende Sedimente. Wenn die Temperatur mit der Tiefe zunimmt, tragen sowohl p als auch T zur Metamorphose bei. Die Metamorphose erfolgt entlang eines mehr oder weniger stabilen geothermischen Gradienten; Die resultierenden metamorphen Mineralzusammensetzungen zeichnen sich durch niedrige Rekristallisationstemperaturen und ein Fehlen oder vermindertes Vorhandensein von Verformungsmerkmalen aus. Die Metamorphose von Sedimentgesteinen hängt nur lose mit orogenen Prozessen an Plattengrenzen zusammen („anorogen“) und kann auch in Platteninnenräumen auftreten.
Ozean-Grat-Metamorphose
Ozean-Grat-Metamorphose findet an mittelozeanischen Graten als Reaktion auf die Ausbreitung des Meeresbodens statt. Die plattentektonische Einstellung ist daher durch ein divergentes Plattengrenzregime gekennzeichnet. Diese Metamorphose wird dem hohen Wärmefluss und der intensiven Flüssigkeitszirkulation entlang ozeanischer Grate zugeschrieben. Zu den resultierenden metamorphen Gesteinen gehören normalerweise Grünsteine und Amphibolite, d. H. Die niedrig- und mittelgradigen metamorphen Äquivalente von ozeanischem Basalt. Um Basalt in Grünstein oder Amphibolite umzuwandeln, muss H2O in das Gestein eingebracht werden, was bedeutet, dass eine hydrothermale Zirkulation von Flüssigkeiten durch die ozeanische Kruste erforderlich ist.
Orogene Metamorphose
Orogene Metamorphose ist die häufigste Metamorphose. Es tritt häufig in Inselbögen und in der Nähe von Kontinentalrändern auf, da sich orogene Gürtel typischerweise an konvergenten Plattengrenzen bilden. Das Verständnis der orogenen Metamorphose führt zum Verständnis des thermischen, Bestattungs- und Erosionszyklus einer Orogenese.
Es gibt drei Hauptmerkmale einer solchen Art von Metamorphose. Erstens gibt es eine Vielzahl von orogenen Prozessen, die an verschiedenen konvergenten Plattengrenzen stattfinden. Dazu gehören, unter anderem, geotektonische Einstellungen, ozeanischer Inselbogen, Ozean-Kontinent, und Kontinent-Kontinent-Kollisionen, von denen jede unterschiedliche thermische hat, Begräbnis- und Erosionsprofile. Zweitens können die Präkollisionsgeometrien des Kontinentalrandes sehr unterschiedlich sein und von breiten, passiven „atlantischen“ Rändern bis hin zu kleinen Rückbogen-Extensionsbecken reichen. Schließlich, Die Art und Dauer der Wechselwirkung zwischen Kruste und Mantel bestimmt die Menge und den Zeitpunkt des orogenen Wärmeflusses, aufdringliche Ereignisse mit zugehöriger Wärmeadvektion in die Kruste, und Exhumierungsraten. Alle diese Faktoren sind wahrscheinlich von einem orogenen Gürtel zum nächsten unterschiedlich. Zu den klassischen orognischen metamorphen Provinzen gehören die Alpen Mitteleuropas, die Appalachen im Osten Nordamerikas und die Anden im Westen Südamerikas.
Orogene Metamorphose beinhaltet weitgehend gleichzeitige Deformation, resultierend aus Kontraktionsspannung während der Konvergenz von Lithosphärenplatten in der Subduktionszone und Rekristallisation resultierend aus p-T-Anstiegen in der verdickten Kruste. Erhöhte Temperaturen in Orogenen entstehen, weil sich Geothermen an die Kruste anpassen, die durch Kontraktionsübertriebe und Falten allmählich verdickt wird, magmatische Unterplattierung und Stapelung vulkanischer Ablagerungen. Die Temperatur in der unteren Kruste ist im Allgemeinen ausreichend hoch, um ein teilweises Schmelzen und die Bildung von kalkalkalischen Magmen zu verursachen. Diese werden in die flache Kruste aufsteigen und sich als granitoide Plutons verfestigen. Isostatische Hebung und anschließende Erosion während und nach der Orogenese können die Krustenstruktur metamorpher und plutonischer Gesteine freilegen.
Orogene entwickeln sich typischerweise über Hunderte von Millionen von Jahren und erfahren mehr oder weniger diskrete Deformationsimpulse oder tektonische Ereignisse im Zusammenhang mit Veränderungen des Charakters konvergierender ozeanischer Platten und ihrer Konvergenzraten. Die Erwärmung des Krustenbandes kann diese Impulse begleiten oder irgendwann auftreten, kann aber auch in verschiedenen Episoden auftreten. Folglich, Regionale Terrane in Orogenen entwickeln sich typischerweise durch mehrere Episoden von Verformung und Rekristallisation, Jedes dieser Ereignisse dauert mehrere Millionen Jahre.
Metamorphismus und geothermischer Gradient. Die Reihenfolge der metamorphen Fazies, die in jedem metamorphen Gelände beobachtet werden, hängt vom geothermischen Gradienten ab. Das Temperatur-Druck-Diagramm zeigt die Verteilung von drei drei Haupttypen von metamorphen Fazies-Serien.
Kontaktfazies-Serie (sehr niedrig-P); Buchan- oder Abukuma-Fazies-Serie (regional niedrig-P) ; Barrovian Fazies Serie (mittel-P regional); Sanbagawa Fazies Serie (high-P, moderate-T); Franziskaner Fazies Serie (high-P, low T).
Die hohe p / T-Reihe tritt typischerweise in Subduktionszonen auf, in denen „normale“ Isothermen durch die Subduktion der kühlen Lithosphäre schneller niedergedrückt werden, als sie thermisch ausgleichen können
Die mittlere p / T-Reihe ist charakteristisch für gewöhnliche orogene Gürtel (Barrovian-Typ).
Die niedrige p / T-Serie ist charakteristisch für orogene Bänder mit hohem Wärmefluss (Buchan- oder Abukuma-Typ), Rissbereiche oder Kontaktmetamorphose.
Wenn wir also die Fazies metamorpher Gesteine in einer Region kennen, können wir bestimmen, wie hoch der geothermische Gradient zum Zeitpunkt der Metamorphose gewesen sein muss. Dies ist die Beziehung zwischen geothermischem Gradienten und Metamorphose.