Skały metamorficzne

Skały metamorficzne powstają pod wpływem działania procesów metamorficznych zachodzących w warunkach podwyższonej temperatury i ciśnienia. Zjawiska te na ogół przebiegają w głębi skorupy ziemskiej, ale mogą również zachodzić na jej powierzchni, np. pod wpływem oddziaływania gorących law lub upadku meteorytu. Procesy metamorficzne powodują zmiany składu mineralnego oraz pierwotnych cech strukturalno-teksturalnych skały.

Do głównych czynników metamorfizmu należą: temperatura, ciśnienie statyczne, ciśnienie kierunkowe (stres) oraz działalność rozpuszczalników.

Klasyfikacje metamorfizmu

W zależności od czynników, które doprowadziły do przeobrażenia skał wyróżnia się kilka rodzajów metamorfizmu.

* m. termiczny - czynnikiem powodującym zasadnicze zmiany skały jest znacznie podwyższona temperatura przy stosunkowo niewielkim ciśnieniu. Występuje najczęściej w strefach kontaktowych otaczających intruzję magmową

* m. dynamiczny - główną rolę odgrywa ciśnienie kierunkowe będące wynikiem procesów tektonicznych. W ramach tego metamorfizmu możemy wyróżnić metamorfizm dyslokacyjny, który zachodzi w strefach gwałtownych przesunięć mas skalnych względem siebie (uskoki).

* m. dynamotermiczny - zachodzi przede wszystkim w czasie ruchów górotwórczych na dużych obszarach. Przeobrażenie skał następuje zarówno pod wpływem podwyższonej temperatury jak i ciśnienia.

Ze względu na zasięg zachodzących zmian wyróżnia się:

* metamorfizm lokalny - ograniczony do niewielkich przestrzeni. Jest to zwykle metamorfizm kontaktowy polegający na oddziaływaniu magmy na skały otoczenia oraz metamorfizm dyslokacyjny.

* metamorfizm regionalny - obejmuje duże obszary. Zachodzi wtedy, gdy znaczne fragmenty skorupy ziemskiej w skutek ruchów tektonicznych są wciągane na duże głębokości.

W przypadku, gdy ogólny skład chemiczny metamorfizowanej serii skalnej nie uległ zmianie podczas metamorfizmu mówimy o metamorfizmie izochemicznym, podczas którego zachodzi jedynie wymiana elementów chemicznych pomiędzy poszczególnymi minerałami danej serii skalnej.

W sytuacji, gdy w czasie metamorfizmu następują duże zmiany składu chemicznego danej serii skalnej, wynikające z przypływu i odpływu poszczególnych pierwiastków chemicznych mówimy o metamorfizmie metasomatycznym.

Ze względu na kierunek zmian metamorficznych wyróżnia się metamorfizm:

* progresywny - przeobrażenie skał dokonuje się pod wpływem wzrastającej temperatury i ciśnienia, co jest związane z przemieszczaniem się skał w głębsze strefy skorupy ziemskiej.

* regresywny (diaftoreza) - zachodzi, gdy kompleks skalny ulega wydźwignięciu, co powoduje stopniowe zmniejszanie się ciśnienia i temperatury oddziaływujących na skały tej serii.

Na granicy zjawisk metamorficznych i magmowych zachodzą procesy polegające na częściowym przetopieniu skał określane jako ultrametamorfizm.

Strefy metamorfizmu

Skały różnią się stopniem przeobrażenia w zależności od głębokości na której nastąpił metamorfizm, gdyż wraz z głębokością wzrasta zarówno temperatura jak i ciśnienie. Na tej podstawie wyróżniono trzy strefy metamorfizmu, w których powstają skały różniące się składem mineralnym oraz cechami strukturalno-teksturalnymi (Grubenman, Niggle). S ą to strefy: epi (płytka), mezo (średnia) i kata (głęboka).

Klasyfikacja skał metamorficznych

Ogólny podział skał metamorficznych powstałych podczas metamorfizmu regionalnego opiera się na stopniu przeobrażenia (intensywności zmian metamorficznych, jakie zaszły w skale) odpowiadającemu trzem wyróżnionym strefom głębokościowym. Dla skał powstałych w wyniku zmetamorfizowania skał magmowych często stosuje się przedrostek orto- (np. ortognejs), natomiast dla skał, których macierzystymi skałami były skały osadowe - przedrostek para- (np. paragnejs).

Struktury i tekstury skał metamorficznych

Skały metamorficzne charakteryzują się strukturami pełnokrystalicznymi, które określane są jako blastyczne (powstają w wyniku blastezy - rekrystalizacji minerałów w stanie stałym), natomiast kryształy występujące w skałach metamorficznych noszą nazwę blastów.

W odniesieniu do skał metamorficznych terminy: struktura i tekstura będą użyte w tym samym znaczeniu jak w skałach magmowych i osadowych. To znaczy struktura skały metamorficznej jest uwarunkowana głównie kształtem składników mineralnych, ich rozmiarami oraz stosunkiem wielkości blastów, natomiast tekstura jest zależna od przestrzennego ułożenia oraz stopnia wypełnienia przestrzeni przez składniki mineralne.

W zależności od wykształcenia (pokroju) blastów występuje struktura:

* granoblastyczna - większość minerałów ma pokrój izometryczny

* lepidoblastyczna - przeważają minerały o pokroju blaszkowym

* nematoblastyczna - większość minerałów ma pokrój słupkowy

W zależności od stosunku wielkości blastów występuje struktura:

* homeoblastyczna - wszystkie blasty mają w przybliżeniu jednakowe rozmiary

* heteroblastyczna - blasty mają różne rozmiary

* porfiroblastyczna - część składników ma większe rozmiary od pozostałych stanowiących tło

W skałach metamorficznych najczęściej występują tekstury kierunkowe. Są to:

* tekstura łupkowa (złupkowanie) - występuje w skałach odznaczających się dużym udziałem minerałów blaszkowych. Takie skały wykazują dobrą oddzielność, czyli zdolność do łatwego pękania w kierunku równoległym do powierzchni złupkowania

* tekstura gnejsowa - charakteryzuje skały o wyraźnym zróżnicowaniu na warstwy skaleniowo-kwarcowe i łyszczykowe. Jeśli skalenie i kwarc osiągają znaczne rozmiary to w zależności od ich kształtu wyróżnia się tekstury: oczkowe, słojowe, laminowane i inne.

W niektórych skałach metamorficznych, zwłaszcza powstających w strefie kata rozwijają się również tekstury bezkierunkowe.

---