procesy

Dalším procesem, které při metamorfóze vedou ke změnám v obsahu prvků je například zeolitizace. Při ní dochází k mobilizaci např. Si, Mg či K. Obsahy některých prvků (P, Ti, Zr,...) se nnemění.
Ke změnám dochází také při interakci bazaltů s mořskou vodou, kdy dochází k výměně např. Rb, Cs a Ba.
Vyšší stádia metamorfózy vedou ke ztrátám těkavých látek a mimo to také velkých kationtů.
Ultrametamorfizmus, anatexe, palingeneze

Pokud za určitých tlaků dojde k překročení hraniční teploty, je ukončen proces metamorfózy a horniny vstupují do procesů ultrametamorfizmu.
Tento proces navazuje bezprostředně na proces metamorfní. V jeho průběhu se horniny dostávají do vysoce plastického stavu podobného stavu magmatickému. Nejde však o skutečné magma, protože tavenina obsahuje až 90% krystalů.
Vynikají horniny, které Smulikovski nazývá reomorfní granitoidy. Jde o horniny dosti podobné magmatickým granitoidům. Liší se však od nich svým původem - nejde o horniny magmatické, ale ještě metamorfované.

Faktory ovlivňující průběh a výsledky metamorfózy

Již bylo uvedeno, že metamorfní procesy jsou ovlivňovány teplotou a tlakem. Kromě těchto dvou základních faktorů s eprojevuje vliv řady dolších činitelů. Hlavní metamorfní činitele můžeme rozdělit na fyzikální a chemické faktory.

1. Fyzikální faktory

Teplota - často je hlavní příčinou probíhajících přeměn. Hlavním zdrojem tepla jsou magmata, může se však uplatňovat i energie uvolňovaná při radioaktivním rozpadu prvků. Při regionální metamorfóze se uplatňují teploty od 80oC do 900oC, při šokové a kontaktní do 1400oC.

Tlak - celkový tlak působící při metamorfóze je souhrnem různých tlaků - tlaku nadloží, směrného tlaku a tlaku fluidní fáze.
Tlak nadloží je způsoben sloupcem hornin v nadloží a je funkcí hloubky : v 10 kilometrech je přibližně 260 MPa, ve 20 kilometrech pak 550 - 600 MPa.
Směrný tlak působí v určitém směru a způsobuje hlavně deformaci hornin. Kromě toho ovlivňuje také migraci prvků při metamorfóze.
Tlak fluidní fáze je souhrnem tlaků jednotlivých složek (vody, oxidu uhličitého, kyslíku, síry, fluoru apod.). Z těchto je nejdůležitější tlak vody ovlivňující dehydrataci.

Čas - podle doby trvání metamorfózy rozlišujeme :
Šokovou metamorfózu - trvá setiny sekundy (při dopadu meteoritů), dny až několik let.
Lokální metamorfózu - doba trvání je statisíce až miliony let.
Regionální metamorfózu - trvá desítky milionů let (tercynská metamorfóza 100 milionů let).

Metamorfní procesy

Všechny typy hornin procházejí po svém vzniku dalším vývojem. Některé se mohou dostat do hlubšíích částí zemské kůry a zde se potom přizpůsobují novým podmínkám, zejména vyšším teplotám a tlakům.
Zvýšení teploty a tlaku v nižších částech kůry vede k porušení rovkovážného stavu, ve které hornina je a proto v této hornině začnou probíhat procesy vedoucí k opětovnému ustavení rovnováhy. Tyto procesy vedou ke změně minerálního a případně také chemického složení hornin. Souhrnně jsou označovány jako metamorfní procesy.
Metamorfní procesy jsou kombinací následujících čtyř typů rekcí. Jde o tyto dějě :

a) reakce v pevném stavu
b) dehydratace
c) dekarbonatizace
d) oxidačně-redukční reakce.

Dehydrataci a dekarbonatizaci souhrnně označujeme jako reakce disociační.

ad a) Jde o fázové transformace izochemického charakteru. Tyto reakce probíhají bez ohledu na přítomnost kapalné a plynné fáze. Jsou tedy nezávislé na chemickém potenciálu vody a oxidu uhličitého.
Př. Přeměna jednotlivých modifikací SiO2.

ad b) + c) Zejména dehydratace je charakteristickým rysem většiny metamorfních reakcí. Řada minerálů totiž obsahuje vodu, kterou v důsledku změn teploty a tlaku ztrácí. Vznikají tak bezvodé minerály a horniny.
Př. Změna pyrofilitu na kyanit

Al2Si4O10(OH)2 > Al2SiO5 + 3 SiO2 + H2O
pyrofilit kyanit

Existují však také horniny zvlášť suché, které v průběhu metamorfózy vodu neztrácejí. Naopak ji pohlcují z okolních, na vodu bohatých minerálů.
V horninách, které obsahují karbonáty, dochází k analogické ztrátě oxidu uhličitého - dekarbonatizaci.
Př. Přeměna kalcitu na wollastonit

CaCO3 + SiO2 > CaSiO3 + CO2
kalcit wollastonit

Voda a oxid uhličitý uvolňované v průběhu těchto procesů ovlivňují další průběh metamorfózy. Přecházejí totiž do kapalné plynné fáze, ketré jsou velice důležitou složkou metamorfních procesů.

ad d) Posledním typem reakcí jsou reakce oxidačně-redukční. Ty jsou kromě tlaku a teploty ovlivňovány také dalšími faktory : přítomností kyslíku a vodíku vzniklých disociací vody, přítomností CO2, vliv má také přítomnost grafitu a organické hmoty.
Př. Redukční reakce oxidů železa, vyjádřené nnásledujícími rovnicemi.

6 Fe2O3 > 6 Fe3O4 + O2
hematit magnetit
2 Fe3O4 > 6 FeO + O2
magnetit wüstit
2 FeO > 2 Fe + O2
wüstit ryzí Fe