Kaj naredi Metamorfne kamnine tako edinstvene?

Metamorfne kamnine so tretji veliki razred kamnin. Pojavijo se, ko sedimentni in magnetne kamnine spremeniti ali metamorfozirati pod pogoji pod zemljo. Štiri glavna sredstva, ki metamorfozirajo kamnine, so toplota, tlak, tekočine in obremenitev. Ti agenti lahko delujejo in delujejo na skoraj neskončno različne načine. Posledično se večina metadih redkih mineralov, ki jih znanost pozna, pojavlja v metamorfnih kamninah.

Metamorfizem deluje na dveh lestvicah: regionalni in lokalni. Metamorfizem v regionalnem merilu se na splošno pojavlja globoko pod zemljo orogenezeali epizode o graditvi gora. Nastale metamorfne kamnine iz jeder velikih gorskih verig, kot so Appalahi. Lokalni metamorfizem se dogaja na veliko manjši ravni, ponavadi iz bližnjih magnetnih vdorov. Včasih ga imenujemo kontaktni metamorfizem.

Glavna značilnost, da identificira metamorfne kamnine je, da jih oblikuje velika vročina in pritisk. Naslednje lastnosti so povezane s tem.

• Ker so njihova mineralna zrna med metamorfizmom močno zrasla, so na splošno močne kamnine.
• Narejene so iz različnih minerali kot druge vrste kamnin in imajo široko paleto barv in leska.
• Pogosto kažejo znake raztezanja ali stiskanja, kar jim daje črtast videz.

Vročina in tlak ponavadi delujeta skupaj, saj se oba povečata, ko se spustite globlje v Zemljo. Pri visokih temperaturah in tlakih se minerali v večini kamnin razgradijo in spremenijo v drugačen niz mineralov, ki so v novih razmerah stabilni. Glineni minerali sedimentnih kamnin so dober primer. Gline so površinski minerali, ki se tvorita kot feldspar in sljuda v razmerah na Zemljinem površju. S toploto in pritiskom se počasi vračajo v sljudo in feldspar. Tudi z novimi sestavki mineralov imajo lahko metamorfne kamnine enako splošno kemijo kot pred metamorfizmom.

Tekočine so pomembno sredstvo metamorfizma. Večina kamnin vsebuje nekaj vode, najbolj pa imajo sedimentne kamnine. Najprej je tu voda, ki je bila ujeta v usedlini, ko je postala skala. Drugič, tu je voda, ki jo glineni minerali sprostijo, ko se ti spremenijo nazaj v feldspar in sljudo. Ta voda lahko postane tako napolnjena z raztopljenimi materiali, da je nastala tekočina v bistvu tekoč mineral. Lahko je kisla ali alkalna, polna silicijevega dioksida (tvori kalcedon) ali polna sulfidov ali karbonatov ali kovinskih spojin v neskončnih sortah. Tekočine se ponavadi odtekajo od rojstnih krajev in se družijo s skalami drugje. Ta proces, ki spreminja kemijo kamnine in tudi sestav mineralov, imenujemo metasomatizem.

Obremenitev se nanaša na vsako spremembo oblike kamnin zaradi sile stresa. Premik po območju napak je en primer. V plitvih kamninah strižne sile preprosto zmeljejo in zdrobijo mineralna zrna (kataklaza), da dobijo kataklazit. Nadaljevanje mletja daje trdi in progast milonit.

Različne stopnje metamorfizma ustvarjajo izrazite sklope metamorfnih mineralov. Te so organizirane v metamorfne facije, orodje, ki ga petrologi uporabljajo za razvozlavanje zgodovine metamorfizem.

Pod večjo toploto in pritiskom se začnejo tvoriti metamorfni minerali, kot sta sljuda in feldspar, ki jih usmerja v plasteh. Pomembna lastnost za razvrščanje je prisotnost mineralnih plasti, imenovanih foliranje metamorfne kamnine. Ko se obremenitev poveča, folija postane intenzivnejša in minerali se lahko razvrstijo v debelejše plasti. Povržene vrste kamnin, ki nastanejo v teh pogojih, se imenujejo schist ali gneiss, odvisno od njihove teksture. Schist je fino poraščen, medtem ko je gnajs organiziran v opaznih širokih pasovih mineralov.

Neplaščene kamnine nastanejo, ko je toplota velika, tlak pa je na vseh straneh nizek ali enak. To preprečuje, da bi prevladujoči minerali pokazali vidno poravnavo. Minerali še vedno prekristalizirajo, kar povečuje skupno trdnost in gostoto kamnine.

The sedimentne skalne skrilavce metamorfoze najprej v skrilavca, nato v filit, nato sljuda, bogata s sljudo. Mineral kremen se ne spreminja pod visoko temperaturo in tlakom, čeprav se močno utrdi. Tako se sedimentni skalni peščenjak spremeni v kvarcit. Vmesne kamnine, ki mešajo pesek in glino - blatni kamni - metamorfoze v schiste ali gneise. Sedimentni kamniti apnenec se rekristalizira in postane marmor.

Ogljične kamnine povzročajo drugačen nabor mineralov in metamorfnih vrst kamnin. Tej vključujejo serpentinit, blueschist, milni kamen in druge redkejše vrste, kot je eklogit.

Metamorfizem je lahko tako intenziven, saj vsi štirje dejavniki delujejo v njihovem skrajnem območju, da se lahko folija izkrivlja in meša, kot da je tačas; rezultat tega je migmatit. Z nadaljnjim metamorfizmom lahko skale začnejo spominjati plutonski graniti. Te vrste kamnin veselijo strokovnjake zaradi tega, kar pravijo o razmerah v globokem okolju med stvari, kot so trki na plošče.

Vrsta metamorfizma, ki je pomemben v določenih krajih, je kontaktni metamorfizem. Najpogosteje se to zgodi v bližini magnetnih vdorov, kjer se vroča magma prisili v sedimentne sloje. Skale poleg napadalcev magma se pečejo v hornfelsu ali v grobozrnate sestrične granofele. Magma lahko odtrga koščke kmečkega kamna s stene kanala in jih spremeni tudi v eksotične minerale. Površinski tokovi lave in podzemni požari premoga lahko povzročijo tudi blag kontaktni metamorfizem, podobno kot stopnja, ki se pojavi opeka za peko.