Ewolucja eklogitów wewnątrz i pomiędzy obszarami UHP w zachodniej Norwegii

Kontynenty to najstarsze struktury na powierzchni naszej planety, które od co najmniej 2,5 mln lat przemieszczają się stale w procesie tektoniki płyt. W wyniku zderzenia dwóch płyt kontynentalnych powstaje pasmo górskie, gdzie krawędź jednej z kolidujących płyt zanurza się pod drugą do czasu aż siła wyporu wyniesie ją z powrotem na powierzchnię.
dr Dirk Spengler, fot. Michał Łepecki

dr Dirk Spengler, fot. Michał Łepecki
Głębokość maksymalna, z której skały skorupowe (gnejsy) były wynoszone z powrotem na powierzchnię wzrastała wraz z rozwojem naszej planety. Orogeny tego typu zawierają na przykład koezyt (wysokociśnieniowy analog kwarcu, który zachowuje stabilność nawet na głębokościach > 90 km) pod warunkiem, że jest on młodszy niż ok. 630 mln lat; te młodsze niż 530 milionów lat mogą z kolei zawierać diamenty (> 120 km). Mechanizmy umożliwiające ekshumację krawędzi kontynentalnych z takich głębokości są jednak nadal przedmiotem dyskusji, częściowo dlatego, że skały tego typu nie są łatwo rozpoznawalne. Jeden z problemów dotyczy transformacji ultrawysokociśnieniowych skał (UHP) podczas ich drogi powrotnej ku powierzchni, która w przeważającej mierze zaciera zapis wcześniejszego metamorfizmu UHP. Dodatkową komplikacją jest fakt, że dowody na UHP mogą być preferencyjnie zapisywane w objętościowo rzadkich skałach (eklogitach) tkwiących w gnejsach, które z kolei z niewiadomych przyczyn zapis informacji o UHP niosą bardzo rzadko.

Niniejszy projekt poświęcony jest badaniom różnych typów eklogitów na terenie Western Gneiss Region w Norwegii. Eklogity te występują zarówno wewnątrz, jak i pomiędzy odrębnymi obszarami, w obrębie których uprzednio stwierdzono obecność skał UHP. Nasze badania wykazały, że podobne typy eklogitów zawierają podobnie zorientowane inkluzje mineralne w klinopiroksenie. Mikrostruktura tych inkluzji mineralnych jest typowa dla skał UHP i występuje bez względu na źródło pochodzenia próbek, tzn. zarówno wewnątrz, jak i pomiędzy uprzednio zidentyfikowanymi obszarami występowania skał UHP. Wykazano, że skład mineralny gruboziarnistego eklogitu o niskim stopniu alteracji przynosi bezpośrednie dane dotyczące warunków metamorficznych występujących głęboko w polu stabilności diamentu, które również nie zależą od przestrzennego rozmieszczenia próbek. W rezultacie obszar występowania skał skorupowych wystawionych na oddziaływanie warunków UHP w zachodniej Norwegii okazuje się znacznie większy niż uprzednio sądzono. W konsekwencji przyjęty uprzednio wzorzec odrębnych obszarów UHP prawdopodobnie nie ogranicza skuteczności mechanizmu ekshumacji tych skał. W chwili obecnej prowadzone są badania zawartości wody w nominalnie bezwodnych minerałach tych eklogitów. Oczekuje się, że analiza tych danych przyniesie odpowiedź na pytanie o rolę płynów, które z jednej strony wyniosły eklogity na powierzchnię, a z drugiej sprawiły, że niektóre z nich nie zachowują już informacji o swojej historii w polu stabilności diamentu.