HORNFELSY

Hornfelsy są zwięzłymi, twardymi skałami metamorfizmu kontaktowego o drobno- do bardzo drobnoziarnistej, bezkierunkowej (masywnej lub kontaktowo-plamistej) strukturze. Powstają w wyniku oddziaływania wysokiej temperatury zmagazynowanej w intruzjach magmowych na ilaste, pelitowe lub margliste skały osłony osadowej (zob. iłowce, mułowce). Do najważniejszych minerałów tworzących hornfelsy należą: biotyt, muskowit, kwarc, plagioklazy, kordieryt, andaluzyt oraz sylimanit. W postaci domieszek występują w nich: granaty (almandyn, spessartyn), hypersten, diopsyd, hornblenda, epidot, spinel, magnetyt, ilmenit, pirotyn, grafit oraz tourmaliny.

Skład chemiczny protolitu ilastego oraz odległość od granicy intruzji determinują wykształcenie konkretnych asocjacji mineralnych. Wyznacza to strefowy podział aureoli kontaktowej wokół plutonów magmowych.

W hornfelsach pelitowych kluczowymi minerałami wskaźnikowymi są polimorfy krzemianu glinu (Al₂SiO₅) – andaluzyt oraz sylimanit – a także kordieryt (Fe,Mg)₂Al₄Si₅O₁₈, wyznaczające poszczególne strefy termiczne.

FACJE I MINERAŁY WSKAŹNIKOWE

W klasyfikacji ciśnieniowo-temperaturowej (P-T) powstanie hornfelsów odpowiada niskociśnieniowym facjom metamorfizmu kontaktowego. W zależności od osiągniętej temperatury w aureoli kontaktowej wyróżnia się trzy główne facje hornfelsowe:

Facja hornfelsów albitowo-epidotowych (strefa zewnętrzna aureoli): Powstaje w zakresie temperatur okolo 300–450°C. Cechuje się dominacją muskowitu, chlorytu, albitu, epidotu i kwarcu. Skały wykazują często słabo zaznaczoną teksturę plamistą.

Facja hornfelsów hornblendowych (strefa pośrednia aureoli): Powstaje w temperaturach okolo 450–600°C. Pojawiają się w niej pierwsze porfiroblasty minerałów wskaźnikowych – biotytu oraz andaluzytu (często w odmianie chiastolitowej z wtrąceniami pyłu węglowego).

Facja hornfelsów piroksenowych (strefa wewnętrzna przy samym kontakcie): Powstaje w temperaturach powyżej 600°C. Minerałami wskaźnikowymi stają się kordieryt, sylimanit, hypersten oraz plagioklazy zasadowe. W warunkach skrajnie wysokich temperatur (np. na kontakcie z intruzjami bazaltowymi) hornfelsy przechodzą w rzadką fację sanidinitową.

GENEZA I TEKSTURY

Głównym mechanizmem formowania hornfelsów jest odwadnianie (rekrystalizacja izochemiczna) minerałów ilastych (kaolinitu, illitu, smektytów) osłony pod wpływem ciepła intruzji. Związana z tym woda zostaje usunięta ze struktury minerałów, ułatwiając wzrost nowych faz krystalicznych. Ze względu na wykształcenie mikrostrukturalne wyróżnia się:

Hornfelsy plamiste (strefa zewnętrzna): Stanowią stadium przejściowe z łupków osadowych. W drobnoziarnistej masie skalnej pojawiają się ciemne skupienia (plamki) stanowiące zaczątki krystalizacji biotytu lub porfiroblasty chiastolitu i kordierytu.

Hornfelsy właściwe (strefa wewnętrzna): Skały o strukturze idealnie granoblastycznej (tzw. struktura kostkowa lub hornfelsowa), w której ziarna kwarcu, skaleni i krzemianów glinu zazębiają się wzajemnie, nadając skałce wyjątkową zwięzłość i charakterystyczny, muszlowy lub nierówny przełam.

ZASTOSOWANIE I ZNACZENIE GOSPODARCZE

Ze względu na bardzo wysoką twardość, zwięzłość i odporność na wietrzenie mechaniczne oraz chemiczne, hornfelsy stanowią cenny surowiec do produkcji wysokiej jakości kruszyw łamanych, używanych w budownictwie drogowym i kolejowym.

W aureolach kontaktowych hornfelsom towarzyszy niekiedy okruszcowanie hydrotermalne i poremagmowe (np. żyły kwarcowe ze złotem, wolframitym, kasyterytem czy siarczkami Cu-Fe-Pb-Zn). Ponadto odmiany bogate w minerały z grupy Al₂SiO₅ (andaluzyt, sylimanit) bywają potencjalnym surowcem do produkcji materiałów ogniotrwałych i ceramiki technicznej.

WYSTĘPOWANIE

W Polsce hornfelsy występują powszechnie w Sudetach w otoczeniu plutonu karkonoskiego (np. w paśmie Gór Izerskich oraz Karkonoszy – ze spektakularnymi wychodniami w rejonie Śnieżki i Czarnego Grzbietu, gdzie osłona suprakrustalna uległa niemal całkowitemu zhornfelsowaniu). Hornfelsy licznie pojawiają się również w aureoli kontaktowej plutonów strzegomskiego i strzelińskiego (Dolny Śląsk), w otoczeniu intruzji kłodzko-złotostockiej (np. w rejonie Gór Bardzkich) oraz wokół granitoidu Kudowy. W rejonie przedsudeckim wykształcone hornfelsy wstrzykiwane były lokalnie przez mikrogranity. W obszarze śląsko-krakowskim drobne strefy hornfelsowe towarzyszą głębokim intruzjom dacytowo-andesytowym w podłożu krystalicznym.