Chci vědět všechno

Metamorfní hornina

Pin
Send
Share
Send


Metamorfní hornina je produkován hluboko pod zemským povrchem, když existující typ horniny, nazývaný protolith, se transformuje za podmínek vysokých teplot a tlaků. Protolit může být sedimentární hornina, vyvřelá hornina nebo starší metamorfovaná hornina a transformace může zahrnovat fyzické změny, chemické změny nebo obojí. Proces změny se nazývá metamorfismus, což znamená „změna formy“.

Metamorfní horniny jsou v zemské kůře rozšířené. Studium metamorfovaných hornin, z nichž mnohé se po erozi a pozvednutí objevily na zemském povrchu, nám poskytuje cenné informace o teplotách a tlacích vyskytujících se ve velkých hloubkách zemské kůry. Některé příklady metamorfovaných hornin jsou ruly, břidlice, mramor a břidlice. Horniny jsou klasifikovány podle textury a chemického a minerálního složení.

Minerály v metamorfovaných horninách

Některé minerály, nazývané metamorfní minerály, se tvoří pouze při vysokých teplotách a tlacích spojených s procesem metamorfismu. Také známý jako indexové minerály, zahrnují sillimanit, kyanit, staurolit, andalusit a nějaký granát.

V minerálních horninách se mohou vyskytovat i další minerály - jako jsou oliviny, pyroxeny, obojživelníky, slídy, živce a křemen, ale nejsou nutně výsledkem procesu metamorfismu. Byly vytvořeny během krystalizace vyvřelých hornin. Protože jsou stabilní při vysokých teplotách a tlacích, mohou během metamorfního procesu zůstat chemicky nezměněné. Nicméně všechny minerály jsou stabilní pouze v určitých mezích a přítomnost některých minerálů v metamorfovaných horninách naznačuje přibližné teploty a tlaky, při kterých byly vytvořeny.

Rekrystalizace

Během procesu metamorfózy se může velikost částic horniny měnit pomocí procesu zvaného rekrystalizace. Například malé krystaly kalcitu v vápence, sedimentární hornině, se během formování metamorfního mramoru mění na větší krystaly. V případě metamorfovaného pískovce vede rekrystalizace původních zrn křemičitého písku k velmi kompaktnímu křemenu, ve kterém jsou vzájemně spojeny často větší krystaly křemene.

K rekrystalizaci přispívají jak vysoké teploty, tak i tlaky. Vysoké teploty umožňují migraci atomů a iontů v pevných krystalech, čímž dochází k reorganizaci krystalů. Vysoké tlaky způsobují řešení krystalů ve skále v jejich kontaktních místech.

Chemické změny

Proces metamorfózy může také zahrnovat chemické reakce mezi minerály, i když nejsou v roztaveném stavu. V tomto případě se vytvářejí atomy výměny minerálů a vznikají nové minerály. Může dojít k mnoha komplexním reakcím a každá výsledná minerální soustava nám poskytuje vodítko ohledně teplot a tlaků v době metamorfismu.

Metasomatismus je drastická změna v hromadném chemickém složení horniny v důsledku zavádění chemických látek z jiných okolních hornin. Horká voda a jiné tekutiny mohou tyto chemikálie rychle přepravovat na velké vzdálenosti. Na základě role, kterou hraje voda, metamorfované horniny obecně obsahují mnoho prvků, které v původní skále chyběly, a postrádají některé, které byly původně přítomny.

Foliace

Proměněná hornina listovala ve dvou kolmých směrech, jak bylo pozorováno v mozaickém kaňonu národního parku Death Valley.

Nazývá se vrstvení v metamorfovaných horninách listoví, a skála je známá jako listnaté nebo banded Skála. Termín „foliace“ je odvozen z latinského slova folia, což znamená „odchází“.

K listování dochází, když je na rekrystalizační horninu z jednoho směru aplikována silná tlaková síla. V důsledku toho rostou platy nebo protáhlé krystaly některých minerálů (jako je slída nebo chlorit) s jejich dlouhými osami kolmými na směr síly. Výsledkem tohoto procesu je listovitá hornina, ve které pruhy zobrazují barvy minerálů, které je tvořily.

Naproti tomu horniny, které byly ze všech stran vystaveny rovnoměrnému tlaku, nebo ty, kterým chybí minerály s výraznými růstovými návyky, nebudou listy. Neskryté horniny nemají planární vzorce stresu.

Na tomto základě lze metamorfované horniny kategorizovat jako listnaté nebo bez listoví. Například břidlice je listovitá metamorfovaná hornina pocházející z břidlic. Břidlice je velmi jemnozrnná, fylitová je hrubá, břidlice hrubší a rula hrubozrnná. Mramor obecně není listnatý, což umožňuje jeho použití pro sochařství a architekturu.

Proměněné skalní textury

Existuje pět základních metamorfovaných skalních textur. Jsou uvedeny níže spolu s typickými odpovídajícími typy hornin.

  • Slaty: břidlice a fylit
  • Schistose: schist
  • Rula: rula
  • Granoblast: granulit, některé kuličky a křemenec
  • Hornfelsic: hornfels a skarn

Dva hlavní typy metamorfismu

Metamorfní horniny mohou být tvořeny dvěma hlavními cestami. Se nazývají regionální metamorfismus a kontaktní metamorfismus.

Regionální metamorfismus

Transformace velkého množství hornin, často uvnitř orogenních (horoformujících) pásů, je známá jako regionální metamorfismus. Změny jsou způsobeny vysokými teplotami a tlaky v hloubkách Země. Když jsou metamorfované horniny povzneseny a exponovány erozí, nacházejí se na rozsáhlých plochách na povrchu.

Proces metamorfismu může zničit původní rysy, které mohly odhalit dřívější historii skály. Rekrystalizace horniny ničí textury a fosílie přítomné v sedimentárních horninách. Metasomatismus mění původní chemické složení horniny.

Regionální metamorfismus má sklon zpevňovat skálu a dávat jí listnatou, schistózní nebo gneissickou strukturu s rovinným uspořádáním minerálů. Schistosity a gneissic banding jsou dva hlavní typy listoví. Jsou vytvářeny řízeným tlakem při zvýšené teplotě a intersticiálním pohybem (vnitřní tok), který uspořádá minerální částice, zatímco krystalizují v tomto tlakovém poli.

V tomto procesu mají platy nebo hranolové minerály, jako je slída a hornblende, své nejdelší osy uspořádané vzájemně rovnoběžně. Z tohoto důvodu se mnoho z těchto hornin snadno rozděluje v jednom směru podél slídních zón (břidlic). V rulach, minerály také inklinují být segregoval do skupin.

Slída se skládá ze švů křemene a slídy. Horniny se rozdělí nejsnadněji podél minerálních vrstev, které jsou měkké nebo štěpné, a může se zdát, že čerstvě rozdělený vzorek je potažen tímto minerálem. Například se může stát, že se část slídy brady dívá do tváře zcela z lesklých měřítek slídy, ale podél okrajů vzorku bude vidět bílá folie zrnitého křemene.

V rulech jsou tyto střídající se listy někdy tlustší a méně pravidelné než u břidlic, ale nejdůležitější je, že jsou méně slídy. Ruky také zpravidla obsahují více živce než břidlice, a jsou tvrdší a méně štěpné. Zkroucení nebo drobení listoví není v žádném případě neobvyklé a štípací plochy jsou zvlněné nebo zvrásněné.

Kontaktujte metamorfismus

Když je magma vstříknuta do okolní pevné skály (nazývá se country rock), provedené změny se nazývají kontaktní metamorfismus. Změny jsou největší v zónách, kde magma přichází do styku s venkovskou horninou. Jakmile magma vychladne a ztuhne, vytvoří vyvřelá hornina a okolní vyvřelá hornina je metamorfovaná zóna zvaná kontaktní metamorfismus aureole. Aureoly mohou vykazovat různé stupně metamorfózy od kontaktní oblasti k nemetamorfované (nezměněné) country skále v určité vzdálenosti.

Když je hornina změněna vyvřelým vniknutím, často podléhá ztvrdnutí a stává se hruběji krystalickým. Mnoho pozměněných hornin tohoto typu bylo dříve nazýváno hornstones a geologové často používají termín zoborožec označit ty jemnozrnné, kompaktní, ne listnaté produkty kontaktní metamorfózy.

Pokud byla skála původně listnatá, tato postava nemusí být zničena a je produkován pruhovaný zoborožec. Fosílie mohou mít své tvary zachovány, i když zcela překrystalovány, a vesikuly v mnoha kontaktně pozměněných lavicích jsou stále viditelné, i když jejich obsah obvykle tvořil minerály, které nebyly původně přítomny. Pokud je tepelná změna velmi hluboká, drobné struktury zmizí, často úplně. Malá zrnka křemene v břidlišti se tak ztratí nebo mísí s okolními částicemi hlíny a jemná mletá hmota lávy je zcela rekonstruována.

Rekrystalizační proces často produkuje odlišné typy hornin. Břidlice tak mohou procházet do kordieritových hornin nebo mohou vykazovat velké krystaly andalusitu, staurolitu, granátu, kyanitu a sillimanitu, vše odvozené od obsahu hliníku v původní břidlicové břidlici. Často se vytvoří současně značné množství slídy a výsledný produkt se velmi podobá mnoha druhům břidlic. Vápence, pokud jsou čisté, se často mění v hrubě krystalické kuličky. Pískovcové kameny se po zahřátí mohou změnit na hrubé křemence složené z velkých čirých zrn křemene. Takové intenzivní stádia změny nejsou tak často vidět v vyvřelých horninách, protože jejich minerály, které se vytvářejí při vysokých teplotách, nejsou tak snadno transformovány nebo překrystalovány.

V některých případech jsou kameny roztaveny a drobné krystaly spinelu, sillimanitu a kordieritu se mohou v tmavém sklovitém produktu oddělit. Břidlice jsou tak příležitostně měněny čedičovými hrázemi a feldspatické pískovce mohou být zcela vitrifikovány. Podobné změny mohou být vyvolány u břidlic spálením uhelných slojí nebo dokonce běžnou pecí.

Existuje také tendence k metasomatismu mezi vyvřelým magmatem a sedimentární horninou země, čímž si mezi sebou vyměňují chemikálie. Žula může absorbovat fragmenty břidlice nebo kousky čediče. V tom případě vznikají hybridní horniny zvané skarn. V ojedinělých případech proniká invazivní žulová magma okolním skalám a vyplňuje jejich klouby a roviny podestýlky vlákny křemene a živce.1

Viz také

Poznámky

  1. ↑ Tento článek obsahuje text z Encyclopædia Britannica Eleventh Edition, publikace nyní ve veřejné doméně.

Reference

  • Nejlepší, Myron G. 2003. Igneous and Metamorphic Petrology. 2. ed. Oxford, Velká Británie: Blackwell. ISBN 1405105887
  • Blatt, Harvey a Robert J. Tracy. 1995. Petrologie: Igneous, Sedimentární a Metamorphic, 2. ed. New York: W.H. Freeman. ISBN 0716724383
  • Pellante, Chrisi. 2002. Skály a minerály. Smithsonian Příručky. New York: Dorling Kindersley. ISBN 0789491060
  • Shaffer, Paul R., Herbert S. Zim a Raymond Perlman. 2001. Skály, drahokamy a minerály. Ed. New York: St. Martin's Press. ISBN 1582381321
  • Skinner, Brian J., Stephen C. Porter a Jeffrey Park. 2004. Dynamic Earth: Úvod do fyzikální geologie. 5. ed. Hoboken, NJ: John Wiley. ISBN 0471152285
  • Winter, John D. 2001. Úvod do Igneous and Metamorphic Petrology. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall. ISBN 0132403420

Externí odkazy

Všechny odkazy byly načteny 19. září 2018.

  • Druhy metamorfismu Tulane University.

Pin
Send
Share
Send