Metamorfne stijene su treća velika klasa stijena. Javljaju se kada sedimentaran i magnetske stijene postaju promijenjeni ili metamorfozirani pod uvjetima pod zemljom. Četiri glavna sredstva koja metamorfoziraju stijene su toplina, pritisak, tekućine i naprezanje. Ti agensi mogu djelovati i komunicirati na gotovo beskonačan niz različitih načina. Kao rezultat toga, većina od tisuće rijetkih minerala poznatih nauci pojavljuje se u metamorfnim stijenama.
Metamorfizam djeluje u dvije ljestvice: regionalnoj i lokalnoj. Metamorfizam regionalne razmjere uglavnom se događa duboko u podzemlju tijekom orogeniesili epizoda o izgradnji planina. Nastale metamorfne stijene iz jezgara velikih planinskih lanaca poput Apalačani. Lokalni metamorfizam događa se na mnogo manjoj razini, obično od obližnjih magnetskih upada. Ponekad se naziva kontaktnim metamorfizmom.
Kako razlikovati metamorfne stijene
Glavna značajka koja identificira metamorfne stijene je da su oblikovani velikom toplinom i pritiskom. Sljedeće su osobine povezane s tim.
- Budući da su njihova mineralna zrna čvrsto rasla zajedno tijekom metamorfizma, obično su jake stijene.
- Napravljeni su od različitih minerali od ostalih vrsta stijena i imaju širok raspon boja i sjaja.
- Često pokazuju znakove istezanja ili stiskanja, dajući im prugast izgled.
Četiri agenta regionalnog metamorfizma
Toplina i pritisak obično djeluju zajedno, jer se oboje povećavaju kako dublje ulazite u Zemlju. Pri visokim temperaturama i pritiscima, minerali u većini stijena razgrađuju se i mijenjaju se u različit skup minerala koji su stabilni u novim uvjetima. Glineni minerali sedimentnih stijena su dobar primjer. Gline su površinski minerali, koji se formiraju kao feldspar i sljuda razgrađuju se u uvjetima na Zemljinoj površini. S toplinom i pritiskom polako se vraćaju sljublju i feldspar. Čak i sa svojim novim skupinama minerala, metamorfne stijene mogu imati istu sveukupnu kemiju kao i prije metamorfizma.
Tekućine su važno sredstvo metamorfizma. Većina stijena sadrži malo vode, ali najviše ima sedimentnih stijena. Prvo, tu je voda koja je bila zarobljena u sedimentu kako je postala stijena. Drugo, postoji voda koju glineni minerali oslobađaju, dok se vraćaju u polja i šljuk. Ova voda može postati toliko napunjena otopljenim materijalima da je dobivena tekućina u biti tekući mineral. To može biti kisela ili alkalna kiselina, puna silike (formira kalcedon) ili puna sulfida ili karbonata ili metalnih spojeva, u beskonačnim sortama. Tekućine imaju tendenciju da odskaču od svojih mjesta rođenja, uzajamno djelujući sa stijenama. Taj se proces, koji mijenja kemiju kamena, kao i sastav minerala, naziva metasomatizam.
naprezanje odnosi se na svaku promjenu oblika stijena zbog sile naprezanja. Kretanje po neispravnoj zoni je jedan primjer. U plitkim stijenama sile smicanja jednostavno mljeve i drobe mineralna zrna (kataklaza) da bi se dobio kataklasit. Kontinuirano mljevenje daje čvrsti i prozračni milonit.
Različiti stupnjevi metamorfizma stvaraju karakteristične skupove metamorfnih minerala. Oni su organizirani u metamorfne facije, alat koji petrolozi koriste za dešifriranje povijesti metamorfizam.
Foliated vs. Nemetalne metamorfne stijene
Pod većom toplinom i pritiskom, kako se počinju formirati metamorfni minerali poput sljube i poljskog šparta, njihov ih sloj orijentira u slojeve. Prisutnost mineralnih slojeva, nazvanih foliranje, važno je svojstvo za razvrstavanje metamorfne stijene. Kako se soj povećava, folija postaje intenzivnija, a minerali se mogu sortirati u deblje slojeve. Tipične stijene koje se formiraju u tim uvjetima nazivaju se schist ili gneiss, ovisno o njihovoj teksturi. Schist je fino foliran dok je gneiss organiziran u vidljivim širokim zavojima minerala.
Neobranjene stijene nastaju kada je vrućina velika, ali je pritisak nizak ili jednak na sve strane. Ovo sprječava da dominantni minerali pokažu vidljivo poravnanje. Međutim, minerali još uvijek prekristaliziraju, povećavajući ukupnu čvrstoću i gustoću stijene.
Osnovne metamorfne vrste stijena
sedimentni kameni škriljac metamorfoze prvo u škriljevca, zatim u filit, a zatim schista bogate sljubke. Mineral kvarcni ne mijenja se pod visokom temperaturom i pritiskom, iako se jače cementira. Tako se sedimentni kameni pješčenjak pretvara u kvarcit. Međusobne stijene koje miješaju pijesak i glinu - blatni kamen - metamorfoze u šhiste ili gneise. Sedimentni kameni vapnenac prekristalizira i postaje mramor.
Igne stijene daju različit skup minerala i metamorfnih vrsta stijena. Oni uključuju serpentinitskim, blueschist, sapun i druge rijetke vrste, kao što je eklogit.
Metamorfizam može biti toliko intenzivan, da sva četiri faktora djeluju u njihovom ekstremnom rasponu, da se folija može izobličiti i miješati poput jakog; rezultat toga je migmatit. Daljnjim metamorfizmom stijene mogu početi nalikovati plutonski granita. Ove vrste stijena raduju stručnjake zbog onoga što kažu o uvjetima dubokih sjedala za vrijeme poput sudara ploča.
Kontaktni ili lokalni metamorfizam
Vrsta metamorfizma koji je važan u određenim lokalitetima je kontaktni metamorfizam. To se najčešće događa u blizini magnetskih upada, gdje se vruća magma prisiljava na sedimentne slojeve. Stijene pored invazije magma peče se u hornfelsu ili njegovu grubozrnatu rođak granofelsu. Magma može odtrgati komade zemlje-kamena sa zida kanala i pretvoriti ih u egzotične minerale. Površinski tokovi lave i podzemni požari ugljena također mogu izazvati blagi kontaktni metamorfizam, sličan stupnju koji se događa kad opeke za pečenje.