Chcę wiedzieć wszystko

Skała metamorficzna

Pin
Send
Share
Send


Skała metamorficzna powstaje głęboko pod powierzchnią Ziemi, gdy wcześniej istniejący rodzaj skały, zwany protolit, przekształca się w warunkach wysokich temperatur i ciśnień. Protolit może być skałą osadową, skałą magmową lub starszą skałą metamorficzną, a transformacja może obejmować zmiany fizyczne, chemiczne lub jedno i drugie. Proces zmiany nazywa się metamorfizm, co oznacza „zmianę formy”.

Skały metamorficzne są szeroko rozpowszechnione w skorupie ziemskiej. Badanie skał metamorficznych, z których wiele zostało odsłoniętych na powierzchni Ziemi po erozji i podniesieniu, dostarcza nam cennych informacji na temat temperatur i ciśnień występujących na dużych głębokościach w skorupie ziemskiej. Niektóre przykłady skał metamorficznych to gnejs, łupek, marmur i łupek. Skały są klasyfikowane według tekstury oraz według składu chemicznego i mineralnego.

Minerały w skałach metamorficznych

Niektóre minerały, zwane minerały metamorficzne, powstają tylko w wysokich temperaturach i ciśnieniach związanych z procesem metamorfizmu. Znany również jako indeks minerałów, obejmują one sylimanit, cyjanit, staurolit, andaluzyt i trochę granatu.

Inne minerały - takie jak oliwiny, pirokseny, amfibole, miki, skalenie i kwarc - można również znaleźć w skałach metamorficznych, ale niekoniecznie są one wynikiem procesu metamorfizmu. Powstały podczas krystalizacji skał magmowych. Będąc stabilnymi w wysokich temperaturach i ciśnieniach, mogą pozostać chemicznie niezmienione podczas procesu metamorficznego. Niemniej jednak wszystkie minerały są stabilne tylko w pewnych granicach, a obecność niektórych minerałów w skałach metamorficznych wskazuje przybliżone temperatury i ciśnienia, w których zostały utworzone.

Rekrystalizacja

Podczas procesu metamorfizmu rozmiar cząstek skały może ulec zmianie w procesie zwanym rekrystalizacja. Na przykład małe kryształy kalcytu w wapieniu, skale osadowej, zmieniają się w większe kryształy podczas formowania marmurów skał metamorficznych. W przypadku piaskowca poddanego metamorfozie rekrystalizacja pierwotnych ziaren piasku kwarcowego prowadzi do bardzo zwartego kwarcytu, w którym zazębiają się często większe kryształy kwarcu.

Zarówno wysokie temperatury, jak i ciśnienia przyczyniają się do rekrystalizacji. Wysokie temperatury umożliwiają migrację atomów i jonów w stałych kryształach, a tym samym reorganizację kryształów. Wysokie ciśnienia powodują rozpuszczanie kryształów w skale w ich punktach styku.

Zmiany chemiczne

Proces metamorfizmu może również obejmować reakcje chemiczne między minerałami, nawet jeśli nie są one w stanie stopionym. W tym przypadku minerały wymieniają atomy i powstają nowe minerały. Może mieć miejsce wiele złożonych reakcji, a każdy powstały zestaw minerałów dostarcza nam wskazówek dotyczących temperatur i ciśnień w czasie metamorfizmu.

Metasomatism jest drastyczną zmianą w składzie chemicznym luzem skały, spowodowanym wprowadzeniem chemikaliów z innych otaczających skał. Gorąca woda i inne płyny mogą szybko transportować te chemikalia na duże odległości. W oparciu o rolę, jaką odgrywa woda, skały metamorficzne zawierają na ogół wiele elementów, których nie było w pierwotnej skale, i brakuje im tych, które były pierwotnie obecne.

Foliowanie

Skała metamorficzna foliowana w dwóch prostopadłych kierunkach, jak zaobserwowano w Mosaic Canyon of Death Valley National Park.

Nazywa się warstwowanie w skałach metamorficznych foliowanie, a skała jest znana jako foliowane lub pasmowy skała. Termin „foliacja” pochodzi od łacińskiego słowa folia, co oznacza „odchodzi”.

Foliacja występuje, gdy silna siła ściskająca jest przyłożona do skały rekrystalizacyjnej z jednego kierunku. W konsekwencji, płaskie lub wydłużone kryształy niektórych minerałów (takich jak mika lub chloryn) rosną z długimi osiami prostopadłymi do kierunku siły. W wyniku tego procesu powstaje sflitowana skała, w której pasma wyświetlają kolory minerałów, które je utworzyły.

Natomiast skały, które zostały poddane jednakowej presji ze wszystkich stron lub te, które nie mają minerałów o charakterystycznych nawykach wzrostu, nie zostaną foliowane. Niefoliowane skały nie mają płaskich wzorów naprężeń.

Na tej podstawie skały metamorficzne można sklasyfikować jako foliowane lub nie foliowane. Na przykład łupek jest foliowaną skałą metamorficzną, pochodzącą z łupków. Łupek jest bardzo drobnoziarnisty, filolit jest gruboziarnisty, łupek jest gruboziarnisty, a gnejs jest bardzo gruboziarnisty. Marmur zasadniczo nie jest foliowany, co pozwala na jego wykorzystanie do rzeźby i architektury.

Tekstury skał metamorficznych

Istnieje pięć podstawowych tekstur rocka metamorficznego. Są one wymienione poniżej wraz z typowymi odpowiadającymi im typami skał.

  • Łupek: łupek i filolit
  • Schistose: schist
  • Gnejs: gnejs
  • Granoblastyczny: granulit, niektóre kulki i kwarcyt
  • Hornfelsic: hornfels and skarn

Dwa główne rodzaje metamorfizmu

Skały metamorficzne mogą tworzyć dwie główne trasy. Nazywają się regionalny metamorfizm i kontaktowy metamorfizm.

Regionalny metamorfizm

Transformacja wielkich mas skalnych, często w obrębie pasów orogenicznych (górotwórczych), znana jest jako regionalny metamorfizm. Zmiany są spowodowane wysokimi temperaturami i ciśnieniami w głębinach Ziemi. Kiedy metamorfozowane skały są podnoszone i eksponowane przez erozję, znajdują się na rozległych obszarach na powierzchni.

Proces metamorfizmu może zniszczyć oryginalne cechy, które mogły ujawnić wcześniejszą historię skały. Rekrystalizacja skały niszczy tekstury i skamieliny obecne w skałach osadowych. Metasomatizm zmienia pierwotny skład chemiczny skały.

Regionalny metamorfizm ma tendencję do utwardzania skały i nadawania jej foliowanej, schistozowej lub gnejsowej tekstury z płaskim układem minerałów. Schistosity i gneissic banding to dwa główne typy foliacji. Są one wytwarzane przez ukierunkowane ciśnienie w podwyższonej temperaturze oraz przez ruch śródmiąższowy (przepływ wewnętrzny), który rozmieszcza cząstki mineralne podczas krystalizacji w tym polu ciśnienia.

W tym procesie minerały płytkowe lub pryzmatyczne, takie jak mika i hornblende, mają swoje najdłuższe osie ułożone równolegle względem siebie. Z tego powodu wiele z tych skał łatwo dzieli się w jednym kierunku wzdłuż stref niosących mikę (schist). W gnejsach minerały są również segregowane w pasma.

Schist z miki składa się ze szwów kwarcu i miki. Skały najłatwiej rozszczepią się wzdłuż warstw mineralnych, które są miękkie lub rozszczepialne, a świeżo rozszczepiony okaz może wydawać się pokryty tym minerałem. Na przykład kawałek miki, którą patrzy się na twarz, może wydawać się składać wyłącznie z błyszczących łusek miki, ale białe folie z granulowanego kwarcu będą widoczne wzdłuż krawędzi próbki.

W gnejsach te naprzemienne folia są czasami grubsze i mniej regularne niż u schistów, ale co najważniejsze, są mniej mikowe. Gnejsy z reguły zawierają więcej skalenia niż schistki i są twardsze i mniej rozszczepialne. Skręcanie lub kruszenie foliacji nie jest niczym niezwykłym, a rozszczepione twarze są niewyraźne lub pomarszczone.

Metamorfizm kontaktowy

Kiedy magma zostaje wstrzyknięta do otaczającej litej skały (tzw wiejska skała), zachodzące zmiany są znane jako kontaktowy metamorfizm. Zmiany są największe w strefach, w których magma wchodzi w kontakt ze skałą kraju. Gdy magma ochładza się i zestala, tworzy skałę magmową, a otoczenie skały magmowej stanowi strefę metamorfozy zwaną kontakt aureola metamorfizmu. Aureole mogą wykazywać różne stopnie metamorfizmu od obszaru kontaktu do niezmienionej (niezmienionej) skały wiejskiej w pewnej odległości.

Kiedy skała jest stykana zmieniona przez magiczną ingerencję, często ulega utwardzeniu i staje się bardziej szorstka krystaliczna. Wiele zmienionych skał tego typu było wcześniej nazywanych kamieniami węgielnymi, a geologowie często używają tego terminu hornfels oznaczać te drobnoziarniste, zwarte, nie foliowane produkty metamorfizmu kontaktowego.

Jeśli kamień był pierwotnie foliowany, postać ta nie może zostać zatarta i powstają pasma szerszeni. Skamieliny mogą mieć zachowane kształty, choć całkowicie przekrystalizowane, a pęcherzyki w wielu lawach zmienionych przez kontakt są nadal widoczne, chociaż ich zawartość zwykle tworzy minerały, które nie były pierwotnie obecne. Jeśli zmiana termiczna jest bardzo głęboka, znikome struktury znikają, często całkowicie. W ten sposób drobne ziarenka kwarcu w łupkach gubią się lub mieszają z otaczającymi je cząsteczkami gliny, a drobna masa gruntu law jest całkowicie odtworzona.

Proces rekrystalizacji często wytwarza różne rodzaje skał. Tak więc łupki mogą przenikać do skał kordierytowych lub mogą wykazywać duże kryształy andaluzytu, staurolitu, granatu, cyjanitu i sylimanitu, wszystkie pochodzące z gliniastej zawartości pierwotnego łupku ilastego. Często powstaje jednocześnie znaczna ilość miki, a powstały produkt bardzo przypomina wiele rodzajów łupków. Wapnie, jeśli są czyste, często są przekształcane w gruboziarniste kulki. Piaskowce po podgrzaniu mogą zmienić się w gruboziarniste kwarcyty złożone z dużych przezroczystych ziaren kwarcu. Tak intensywnych etapów zmian nie obserwuje się tak często w skałach magmowych, ponieważ ich minerały, powstające w wysokich temperaturach, nie są tak łatwo przekształcane lub rekrystalizowane.

W niektórych przypadkach skały są stopione, a drobne kryształy spinelu, sylimanitu i kordierytu mogą się rozdzielić w ciemnym szklistym produkcie. Tak więc łupki są czasami zmieniane przez bazaltowe groble, a piaskowce skaleniowe mogą być całkowicie zeszklone. Podobne zmiany mogą być wywołane łupkami przez spalanie pokładów węgla lub nawet przez zwykły piec.

Istnieje również tendencja do metasomatyzmu między magmą magmową a osadową skałą wiejską, w której wymieniają się chemikaliami. Granity mogą wchłaniać fragmenty łupków lub kawałków bazaltu. W takim przypadku powstają skały hybrydowe zwane skarn. W rzadkich przypadkach najeżdżająca granitowa magma przenika otaczające skały, wypełniając ich stawy i płaszczyzny ściółki nitkami kwarcu i skalenia.1

Zobacz też

Notatki

  1. ↑ Ten artykuł zawiera tekst z Encyklopedia Britannica Jedenasta edycja, publikacja teraz w domenie publicznej.

Referencje

  • Best, Myron G. 2003. Petrologia magmowa i metamorficzna. 2nd ed. Oxford, Wielka Brytania: Blackwell. ISBN 1405105887
  • Blatt, Harvey i Robert J. Tracy. 1995. Petrologia: magmowa, osadowa i metamorficzna, 2nd ed. Nowy Jork: W.H. Obywatel. ISBN 0716724383
  • Pellant, Chris. 2002. Skały i minerały. Podręczniki Smithsona. Nowy Jork: Dorling Kindersley. ISBN 0789491060
  • Shaffer, Paul R., Herbert S. Zim i Raymond Perlman. 2001. Skały, klejnoty i minerały. Wyd. Ed. Nowy Jork: St. Martin's Press. ISBN 1582381321
  • Skinner, Brian J., Stephen C. Porter i Jeffrey Park. 2004. Dynamiczna Ziemia: Wprowadzenie do geologii fizycznej. Wydanie 5 Hoboken, NJ: John Wiley. ISBN 0471152285
  • Winter, John D. 2001. Wprowadzenie do Petrologii magmowej i metamorficznej. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall. ISBN 0132403420

Linki zewnętrzne

Wszystkie linki pobrano 19 września 2018 r.

  • Rodzaje metamorfizmu Uniwersytet Tulane.

Pin
Send
Share
Send