Eklogit

Charakteristika

Popis

Eklogit je hutná metamorfovaná hornina typická kombinací zeleného pyroxenu omfacitu a červených až hnědočervených granátů. Bývá středně až hrubě zrnitý a na čerstvém lomu vytváří nápadnou barevnou mozaiku. Na rozdíl od mnoha metamorfovaných hornin nemusí mít výraznou břidličnatost, protože hlavní minerály mohou tvořit masivní zrnitou strukturu.

Minerální složení odráží vznik za vysokého tlaku. Běžný plagioklas je za takových podmínek nestabilní a jeho chemické složky přecházejí do vysokotlakých minerálů. Právě absence plagioklasu a přítomnost granátu s omfacitem patří k určujícím znakům klasického eklogitu.

Vznik

Nejčastěji vzniká metamorfózou bazaltů a gaber, které jsou při subdukci zataženy do velké hloubky. Rostoucí tlak a teplota mění původní minerály a vytvářejí minerální asociaci eklogitové facie. Proces může probíhat v hloubkách mnoha desítek kilometrů v subdukčních zónách nebo ve spodní části kontinentální kůry.

Pokud se hornina později tektonickými procesy vrátí k povrchu, může si část vysokotlakých minerálů zachovat. Během výstupu však často dochází k retrográdní metamorfóze a omfacit či granát jsou částečně nahrazovány minerály stabilními při nižším tlaku.

Eklogitová facie

V metamorfní petrologii označuje eklogitová facie soubor podmínek vysokého tlaku, za kterých vznikají charakteristické minerální asociace. Její rozpoznání v horských pásmech dokládá, že dnes odkryté horniny byly v minulosti pohřbeny hluboko v zemské kůře nebo svrchním plášti.

Některé eklogity obsahují minerály zaznamenávající ještě extrémnější podmínky, například coesit. Takové nálezy dokazují ultravysoce tlakové prostředí a poskytují informace o tom, jak hluboko může kontinentální materiál během kolize sestoupit a následně se vrátit k povrchu.

Výskyt

Eklogity se vyskytují v řadě starých i mladších horských pásem. Známé jsou z Alp, Skandinávie, Českého masivu, Himaláje a dalších oblastí postižených subdukcí nebo kontinentální kolizí. Často tvoří čočky a tělesa uvnitř rul, svorů a dalších metamorfovaných hornin.

V Českém masivu jsou významné eklogitové výskyty spojeny s variskou metamorfózou. Studium minerálů umožňuje určit tlakové a teplotní podmínky a pomocí izotopového datování také čas, kdy hornina prošla hlubokým pohřbením a následným výstupem.

Hustota a význam

Eklogit má vyšší hustotu než původní bazaltická hornina, často kolem 3,4 až 3,6 gramu na centimetr krychlový. Přeměna bazaltu na hustší eklogit může ovlivnit vztlak subdukující litosféry a tím i její schopnost klesat do pláště. Hornina je proto důležitá také pro geofyzikální modely hluboké Země.

Eklogity poskytují přímý záznam procesů, které jinak probíhají v nedostupných hloubkách. Minerální zrna mohou uchovávat zonální změny složení a drobné inkluze starších minerálů. Jejich analýza umožňuje rekonstruovat tlakově-teplotní dráhu horniny a dějiny kolizních pásem.

Cesta do hloubky a zpět

Vznik eklogitu je úzce spojen se subdukcí. Bazaltová nebo gabrová oceánská kůra je při podsouvání litosférické desky unášena do hloubek, kde tlak výrazně převyšuje podmínky běžné regionální metamorfózy. Původní minerály přestávají být stabilní a přeskupují své chemické složky do vysokotlaké asociace, jejímž typickým znakem je granát a sodný klinopyroxen omfacit. Pokud hornina obsahuje vhodné složení a dosáhne ještě vyššího tlaku, mohou se objevit minerály jako coesit a ve výjimečných případech i diamant. Jejich zachování po výzdvihu dokládá, že hornina prošla podmínkami hluboko pod zemským povrchem.

Samotný vznik ve velké hloubce však nevysvětluje, proč lze eklogity nalézt v horách na povrchu. Po vysokotlaké metamorfóze musí část horninového komplexu projít exhumací — návratem vzhůru během tektonických pohybů. Při poklesu tlaku začíná eklogit minerálně reagovat a může se částečně měnit na amfibolit nebo jiné méně vysokotlaké horniny. Dobře zachovaný eklogit proto představuje jakýsi geologický „balíček“ informací o cestě dolů i zpět. Geologové z chemického složení minerálů a jejich růstových zón odvozují tlak, teplotu a pořadí metamorfních dějů. Takové horniny jsou klíčové pro rekonstrukci dávných subdukčních zón, kolizí kontinentů a rychlosti, s jakou se hluboce pohřbené části kůry mohly vracet k povrchu.

Na čerstvém lomu je eklogit často velmi nápadný kontrastem červených granátů a zeleného omfacitu. V terénu však může být částečně přeměněn a jeho původní minerální asociace zastřena mladšími minerály vzniklými při poklesu tlaku. Petrografické studium tenkých výbrusů proto hledá zachované relikty a reakční lemy. Z nich lze rekonstruovat, které minerály spolu existovaly v maximu metamorfózy a které vznikly až během návratu horniny k povrchu.

Eklogit je díky vysokému podílu granátu a pyroxenu obvykle hustší než běžná bazaltová kůra. Přeměna oceánské kůry na eklogit proto zvyšuje její hustotu a může podporovat další klesání subdukující desky. Metamorfní reakce zároveň uvolňují nebo vážou vodu, což ovlivňuje tavení nad deskou a vznik magmatických oblouků. Studium eklogitů tak propojuje mineralogii jednotlivého vzorku s dynamikou deskové tektoniky v měřítku celé Země.