Skały metamorficzne: znaczenie i klasyfikacja

Po przeczytaniu tego artykułu dowiesz się o: - 1. Znaczenie skał metamorficznych 2. Tekstury skał metamorficznych 3. Folia 4. Charakterystyka 5. Klasa metamorficzna 6. Transformacja skał do skał metamorficznych 7. Klasyfikacja teksturalna.

Zawartość:

Znaczenie skał metamorficznych
Tekstury skał metamorficznych
Foliation in Metamorphic Rocks
Charakterystyka skał metamorficznych
Klasa metamorficzna
Transformacja skał do skał metamorficznych
Klasyfikacja teksturalna skał metamorficznych

1. Znaczenie skał metamorficznych:

Skały metamorficzne powstają w wyniku działania wielkiego ciepła i ciśnienia na skały magmowe, osadowe lub inne istniejące. Składniki skał przechodzą rekrystalizację w stanie stałym, aby uzyskać nową teksturę o nowych właściwościach.

Tak więc każda metamorficzna skała ma macierzystą skałę, z której została utworzona. Proces, w którym skały poddawane są działaniu ciepła, ciśnienia i reakcji z roztworami chemicznymi, a przez to przekształcany w skały metamorficzne, znany jest jako metamorfizm.

Metamorficzne procesy całkowicie odnawiają i zmieniają wcześniej istniejący fizyczny i chemiczny charakter starego kamienia, tak że nowo powstały metamorficzny kamień jest zupełnie inny.

Transformacja może obejmować zmiany w mineralogii, teksturze, tkaninie, a nawet składzie chemicznym. Metamorfizm występuje, gdy skały są poddawane działaniu ciepła (od pochówku lub pobliskich zastrzyków magmy), ciśnienia (pochówku), skierowane od stresu (od kolizji płyty) lub kombinacji tych wszystkich.

Te procesy przekształcają jeden rodzaj skały w inny. Presje związane z metamorfizmem są skrajne. Możliwe są ciśnienia pięciu, dziesięciu, a nawet piętnastu tysięcy atmosfer. Takie wysokie ciśnienia występują na dużych głębokościach w skorupie.

Należy również zdać sobie sprawę, że czas spędzony na metamorfozie skały to czas geologiczny - może to być setki tysięcy, a nawet miliony lat. Procesowi metamorficznemu często towarzyszy przenikanie chemicznie aktywnych płynów przez skały.

Najważniejszym płynem jest woda. Woda w temperaturach metamorfizmu jest przegrzana, tj. Jest znacznie powyżej normalnej temperatury wrzenia i to z powodu dużego ciśnienia zamkniętego wciąż znajduje się w stanie ciekłym.

Obieg przegrzanej wody pomaga w promowaniu zmian poprzez transport jonów z miejsca na miejsce. Kiedy ciepło, ciśnienie i chemicznie aktywne płyny zostaną sprowadzone na skałę przez bardzo długi czas, skała zmieni się i zmieni.

2. Tekstury skał metamorficznych:

W większości przypadków skały, które ulegają metamorfozie, są ogrzewane, wyciskane i popychane, tj. Zdeformowane. Na przykład, gdy pluton magmowy wtargnie do otaczającej skały, nagrzeje skałę, a także musi zrobić miejsce dla siebie, a tym samym odsunąć na bok wcześniej istniejącą skałę. To ściskanie wytwarza cechy, które łącznie przechodzą pod nazwą metamorficzna tekstura, rozmieszczenie ziaren w skale.

Typowym układem minerałów jest układanie się w pasma lub arkusze znane jako foliacja. W odmianie zwanej gnejsowym foliacja minerały typowe dla granitu są ułożone w wykrzywione pasma.

Jasne minerały (kwarc i skaleń) i ciemne minerały (głównie czarna mika i hornblende) są rozdzielane na osobne pasy, dzięki czemu skała jest pasiasta. Jest to charakterystyczne dla gnejsu, który wygląda jak pasiasty granit.

Kiedy minerały platynowe, takie jak mika, są obfite, skała nabiera płaskiego wyglądu dzięki wielu płaszczyznom, które lśnią miką. Nazywa się Schistosity, która jest typowa dla Schist, błyszczącej skały metamorficznej, która jest używana do celów dekoracyjnych.

Kilka metamorficznych tekstur jest tak powszechnych, że mają specjalne nazwy. Poniższe terminy służą do opisu tych tekstur, które można rozpoznać podczas badania megaskopowego.

ja. Katakularny:

Zawierające wiele ziaren, które zostały złamane, podzielone na fragmenty i / lub granulowane w odpowiedzi na przemieszczenie przemiany, gdzie przeważającym czynnikiem jest stres różnicowy.

ii. Krystaloblastyczny:

Wskazanie rekrystalizacji pod wpływem skierowanego ciśnienia.

iii. Granoblastic:

Charakteryzuje się mniej lub bardziej równomiernymi ziarnami, zazwyczaj z dobrze zszywanymi granicami.

iv. Lepidoblastic:

Zawierające godną uwagi proporcję płatków lub płatków mineralnych (np. Miki lub chlorynu), które wykazują foliację.

v. Nematoblastic:

Zawierające godną uwagi proporcję pryzmatycznych ziaren mineralnych (np. Amfibol), które wykazują korzystne dopasowanie, liniowość.

vi. Poikiloblastic:

Po megacrysts, które są usiane wtrętami innych minerałów (To jest czasami nazywane tekstury sita).

vii. Augen:

W kształcie oczu (soczewkowe) mega-kryształy.

viii. Idioblastyczny:

Euhedralne ziarna powstałe w wyniku rekrystalizacji metamorficznej.

IX. Megacryst:

Każde ziarno, niezależnie od pochodzenia, jest znacznie większe niż otaczające go ziarna.

x. Porphyroblast:

Megacryst powstał w wyniku metamorficznej rekrystalizacji.

xi. Xenoblastic:

Ziarno anhedne powstałe w wyniku rekrystalizacji metamorficznej.

3. Foliacja w skałach metamorficznych:

Wiemy, że jedną z przyczyn metamorfizmu jest presja. Minerały skalne ściskane w warunkach dużego ciśnienia są zmuszone się zmieniać. Skały metamorficzne można poddać dwóm rodzajom nacisku, jak pokazano na rys. 14.5 a mianowicie. presja pośrednia i bezpośrednia.

Pośrednie ciśnienie popycha skały ze wszystkich stron tak, że materiały są zagęszczane, usuwając przestrzenie między cząstkami lub kryształami. W przypadku bezpośredniego ciśnienia siły pchające działają z dwóch przeciwnych kierunków powodując wydłużenie minerałów i ułożenie w równoległe warstwy.

Ta tekstura, w której minerały pod działaniem bezpośredniego ciśnienia są zmuszane do tworzenia cienkich warstw nazywa się foliacją. Minerały będące w trakcie kompresji przekształcane są w długie liniowe formy. Można zauważyć, że nie wszystkie skały metamorficzne są foliowane.

4. Charakterystyka skał metamorficznych:

Jeśli skała zmieni się w skałę metamorficzną, większość cech łuku może się zmienić. Takie zmiany zachodzą, że nowo uformowana skała metamorficzna może nie mieć żadnego podobieństwa do pierwotnej skały.

Istotne cechy skał metamorficznych są następujące:

ja. Zmiana tekstury:

W procesie metamorfizmu zmienia się rozmiar, kształt i rozmieszczenie kryształów lub ziaren w skale. Ziarna skały najprawdopodobniej stopią się i zleją ze sobą pod wpływem ciepła i ciśnienia i przechodzą rekrystalizację, tworząc większe kryształy.

Zmienia się oryginalna tekstura skały. W innym przypadku wysokie ciśnienie może rozbijać kruche ziarna na mniejsze fragmenty, a tym samym zmieniać teksturę skały lub z powodu połączonego wpływu ciepła i ciśnienia rozdrobnioną pękniętą skałę można przekształcić w stałą krystaliczną skałę.

ii. Zmiana gęstości:

Przestrzenie porów w osadach skał magmowych zakopanych na dużych głębokościach mogą zostać zamknięte z powodu dominującego wysokiego ciśnienia. Ponadto wysokie ciśnienie działające na ziarna może ściskać ziarna do mniejszych rozmiarów. Wszystkie te działania zmniejszają objętość skały, a tym samym zwiększają gęstość skały.

iii. Foliacja i bandowanie:

Pod działaniem wysokiego ciśnienia kryształy są zmuszane do układania warstwami, co prowadzi do foliacji. Kiedy minerały skalne są doprowadzane do warstw przez ciśnienie, mogą powstawać prążki o różnych kolorach, jeśli minerały mają różne gęstości. Czasami z powodu ogromnego ciepła warstwy skały mogą ulec zniekształceniu.

iv. Zmiana składu mineralnego:

Minerały pierwotnej skały ulegają niestabilności pod wpływem wysokiego ciśnienia i ciepła, a co za tym idzie. Nastąpi przegrupowanie jonów powodujące tworzenie się nowych minerałów.

v. Kategoryzowanie skał metamorficznych:

Skały metamorficzne są często klasyfikowane do skał foliowanych i nielicznych - kryteria oparte na ich wyglądzie. Filiowane skały mają wygląd pasmowy lub warstwowy, ponieważ minerały w skale są ustawione równolegle. Należą do nich łupina, gnejs i łupek. Niefleste skały zawierają marmur, hornfele i kwarcyt i nie mają opasek. Składają się z jednego przeważającego minerału o kryształach o jednakowej wielkości.

5. Klasa metamorficzna:

Stopień metamorficzny odnosi się do intensywności lub stopnia metamorfizmu. Ponieważ wraz z upływem czasu wzrastają ciśnienia i temperatury, pochłanianie wzrasta. Np. Miałoby to miejsce, gdyby skała z czasem została pochowana głębiej i głębiej w skorupie ziemskiej.

Weźmy na przykład warstwę błota zdeponowaną w jeziorze lub oceanie. Gdy zostaje on pogrzebany pod kolejnymi warstwami osadu, muł jest zagęszczany i ostatecznie ulega mineralizacji w mułowcu. Jeśli skała jest głębiej zakopana, a ciśnienie wzrasta, stopniowo przekształcana jest ona w wyższe stopnie. Jest przekształcany najpierw w łupek.

W trakcie tego procesu podwyższone ciśnienie i temperatura wyciskają kamień w twardy łuszczący się kamień, a proces rekrystalizacji z minerałów ilastych do zorientowanych mik, zaczyna się, ale nie jest jeszcze dobrze rozwinięty. Następnie łupek stanie się łupką, w której większość minerałów jest całkowicie rekrystalizowana i ponownie zorientowana w niemal perfekcyjnie równoległy.

Następnie przekształca się w gnejs, w którym rośnie wiele nowych minerałów. Gdy stopień metamorficzny wzrasta jeszcze bardziej, skała zacznie się topić. Skała uformowana, gdy gnejs zaczyna się topić, nazywa się magmatytem. Jeśli topnienie będzie kontynuowana, cała skała stopnie i powstanie magma, co spowoduje powstanie magmowej skały.

Ponieważ pierwotne skały są wystawione na działanie ciepła i ciśnienia, zaczynają ulegać zmianom. Do jakiego stopnia zmiana ta zależy od poziomu ciepła i ciśnienia, którym są poddawane lub stopnia metamorficznego.

(a) Niskie skały metamorficzne, które zachowują właściwości skał macierzystych.

W tym przypadku skały poddawane są stosunkowo niższym temperaturom i naciskom. Jeśli są pierwotnie skałami osadowymi, mogą nadal wykazywać oznaki płaszczyzn pościeli lub ich pierwotne struktury.

(b) Wysokogatunkowe skały metamorficzne, które różnią się od skał macierzystych.

W tym przypadku skały poddawane są bardzo wysokim poziomom ciepła i ciśnienia tak, że po metamorfizmie wewnętrzna struktura skały nie przypomina już oryginalnej skały.

W metamorfizmie regionalnym skały skorupowe na dużych obszarach są pochowane na dużych głębokościach i ulegają zmianom w strukturze. Skały zakopane na większych głębokościach są poddawane wyższym ciśnieniom i temperaturom. Tak więc w tym przypadku okazuje się, że w całym regionie skały o różnych stopniach metamorficznych.

Identyfikacja klas metamorficznych:

Rysunek 14.4 pokazuje różne minerały powstałe z łupków, skałę osadową, która zmienia się z metamorfizmu niskiej jakości w metamorfizm wysokiej klasy. Przy pewnym wysokim poziomie ciepła minerały mogą się stopić, aby stać się magmą, która ostatecznie może zmienić się w skałę magmową.

6. Transformacja skał do skał metamorficznych:

A. Transformacja skał osadowych:

(1) Łupek, skała osadowa składa się z drobnych cząstek gliny. Kiedy łupek jest metamorfizowany, najpierw zmienia się w łupek. Łupek może pękać wzdłuż płaskich gładkich warstw. W wyższych temperaturach łupki zmieniają się w filylit. Phyllite ma foliowane warstwy błyszczących mikroskopijnych minerałów miki. Pod wpływem wysokiej temperatury i ciśnienia powstają duże minerały foliowane. W tym stanie kamień nazywa się Schist.

W bardzo wysokich temperaturach (około 650 ° C) minerały przestają spłaszczać się warstwowo i starają się uwolnić naprężenia spowodowane przez ciśnienie i zmienić ich stan z jednego z wysokich napięć na stan mniejszego obciążenia. Powoduje to powstanie gnejsu skalnego. Ten kamień pokazuje naprzemienne pasma jasnych i kolorowych minerałów. Oddzielenie jasnych i ciemnych minerałów nazywa się metamorficznym zróżnicowaniem. Powyższy proces może stworzyć gnejs z dowolnej skały metamorficznej, nie tylko łupkowej.

Jeśli ciśnienie i temperatura przekraczają poziom tworzenia się gnejsu, wówczas gnejs zaczyna się topić, aby stopniowo stać się magmą. Jeśli skała powstaje z tego stanu, to skała jest migmatytem. Migmatytami są gnejsy, które częściowo stopiły się, a następnie zestaliły, tworząc skały. W tym stanie nadal widoczne są ciemne i foliowane warstwy. Ale pojawiają się jako zakrzywione warstwy zamiast prostych warstw.

(2) Wapień, skała osadowa ulega metamorfizmowi w inny sposób. Kiedy wapień znajduje się w warunkach wysokiego ciśnienia i temperatury, minerały są ściskane, a cała wewnętrzna przestrzeń pomiędzy ziarenkami kryształu jest wyciskana. Powstała skała jest twardą gładką skałą zwaną marmurem. Marmur ma solidną gładką funkcję i jest powszechnie używany do rzeźbienia.

(3) Piaskowiec, skała osadowa poddana metamorfizmowi, tworzy metamorficzną skałę zwaną kwarcytem. Tak jak w przypadku marmuru, metamorficzna skała powstaje, gdy piaskowiec poddawany jest działaniu bardzo wysokiego ciśnienia, tak że cała wewnętrzna przestrzeń między ziarenkami minerałów zostaje całkowicie usunięta, co powoduje powstanie jednej ciągłej masy ziaren mineralnych.

B. Transformacja skał magmowych:

Gdy bazalty są narażone na wysokie ciśnienia, ale w stosunkowo niskich temperaturach, jego minerały przechodzą transformacje i ulegają foliowaniu. Przy niższych wartościach ciśnienia minerały przyjmują kolor zielony. W tym stanie metamorficzna skała nazywana jest zieloną łupką.

To ma foliowaną teksturę o zielonym kolorze. Pod wpływem większego nacisku minerały w kolorze zielonym zmieniają kolor na niebieski, aw tym stanie kamień nazywany jest niebieską łupką. Kiedy te łupki są pod rosnącą temperaturą i ciśnieniem, przekształcają się w gnejs. Granit i takie natrętne skały poddane działaniu wysokiej temperatury i ciśnienia przekształcają się w gnejs.

7. Klasyfikacja teksturalna skał metamorficznych:

Ponieważ skały metamorficzne mogą powstawać z dowolnego rodzaju istniejących skał, ich skład mineralny jest szerszy niż wszystkich innych rodzajów skał. Nie można ich objąć prostym schematem klasyfikacji, ale poniżej podano prostą klasyfikację tekstur.

Należy zauważyć, że większość skał metamorficznych jest anizotropowa (ma różne właściwości w różnych kierunkach). Tak więc, na przykład, łupek jest bardzo silny w ściskaniu z rozszczepieniami prostopadłymi do kierunku ściskania i znacznie słabszy, gdy jest ściskany w kierunku równoległym do rozcięć.

Wszystkie inne foliowane skały zachowują się w podobny sposób. Zatem zakres wartości niektórych testów może być bardzo duży. Niektóre typowe właściwości inżynieryjne dla skał metamorficznych podano w poniższej tabeli.

ja. Marmur:

Marmur powstaje jako metamorfozy węglanowe, najczęściej wapień. Marmur można znaleźć w regionalnie przekształconych obszarach wzdłuż stref zderzenia kontynent-kontynent, a także w korzeniach złożonych łańcuchów górskich. Można je również znaleźć na obszarach wcześniejszych płytkich półek morskich, gdzie gromadziła się ogromna ilość raf koralowych.

Czysty marmur, głównie kalcyt z niewielkimi zanieczyszczeniami, jest biały, ale w zależności od poziomu metamorfozy i chemicznych zanieczyszczeń w pierwotnym wapieniu mogą występować różne kolory i rozmiary kryształów. Marmur jest ceniony jako kamień do rzeźbienia, ponieważ jest miękki i pięknie barwiony.

Niezwykłe tekstury i kolory sprawiają, że kamień ten jest bardzo cennym kamieniem dla budynków. Piękny Taj Mahal w Indiach jest wykonany z marmuru. Należy jednak zauważyć, że na marmur wpływają zanieczyszczenia przemysłowe i kwaśne deszcze.

ii. Kwarcyt:

Kwarcyt powstaje w wyniku metamorfozy piaskowca kwarcowego o zawartości 95% krzemionki. Wiadomo, że piaskowce są środowiskiem osadniczym nizinnym i morskim, kwarcytów znajduje się tu w warunkach metamorficznych. Metamorfizm kontaktowy wytwarza także kwarcyt, a w związku z tym kwarcyt można znaleźć wokół wtrętów granitowych.

Kwarc jest bardzo odporny na erozję i nie wspiera wegetacji. Stąd tworzy odsłonięte skaliste krajobrazy i chropowate krawędzie. Kwarcyt może być widoczny w kanałach strumieniowych, odcinkach dróg i stokach górskich i może wydawać się wyróżniać od pośrednich łupków.

Kiedy skompresowany kwarcyt staje się trudniejszy. Jest bardzo wytrzymały i bardzo odporny na przecięcie. Dlatego jest rzadko używany jako kamień budowlany. Czysty kwarcyt jest biały. Niewielkie ilości pierwiastków, takich jak żelazo i mangan, sprawiają, że kamień wygląda na zielony lub szary.

iii. Łupek:

Ta metamorficzna skała jest formowana przez metamorfozę mułowca, gdy jest mocno skompresowana. Ma kolor od czarnego do szarego. Jest powszechnie spotykany w korzeniach starych, złożonych łańcuchów górskich. Umożliwia rozszczepienie na arkusze, ponieważ wszystkie minerały mikowe tej skały są idealnie wyrównane pod kątem prostym do kierunku ściskania. Ponieważ łatwo rozszczepia się, można go rozłupać, aby uzyskać arkusze o ogromnych rozmiarach.

Łupek jest bardzo odporny na działanie czynników atmosferycznych i dlatego jest narażony na działanie w trudnych warunkach. Łamie się jako kruche drzazgi wzdłuż płaszczyzn rozszczepienia. Ze względu na swoją odporność na działanie warunków atmosferycznych, a także odporny na atak kwaśnych deszczy, może być stosowany jako materiał dachowy w regionach uprzemysłowionych. Łupek służy również do tworzenia tablic i czarnych tablic. Może być stosowany na szczyty stołów bilardowych, w których ważna jest zarówno waga, jak i płaskość.

W niektórych miejscach kolorowe łupki występują w kolorze czerwonym, brązowym, zielonym i żółtym z atrakcyjną teksturą.

Tabela przed sobą zawiera podsumowanie klasyfikacji skał metamorficznych wskazujących macierzystą skałę, warunki metamorficzne i teksturę.