1 

METAMORFIZM

 

 

 
 

Termin metamorfizm po raz pierwszy wprowadził do nauki Charles Lyell w 1833 roku. 

Określił  nim  zespół  procesów  prowadzących  do  przeobrażenia  skał  magmowych  tudzież 
osadowych(zmiana składu chemicznego, mineralnego, budowy – organizacji wewnętrznej) pod 
lub  na  powierzchni  Ziemi,  pod  wpływem  działania  wysokiej  temperatury  lub  wysokiego 
ciśnienia, lub obu tych czynników naraz. 

Największą rolę w procesach metamorfizmu odgrywa temperatura. Wzrasta ona o 3

o

C 

na  każde  100  m  głębokości(gradient  geotermiczny),a  także  może  być  podwyższona  w 
sąsiedztwie ognisk magmatycznych(intruzji) lub wskutek ciepła przenoszonego przez prądy 
konwekcyjne.  Działanie  podwyższonej  temp.  polega  przede  wszystkim  na  topieniu  skał            
i przyspieszaniu tempa reakcji chemicznych(zmiana składu chemicznego). 
 

Podwyższone ciśnienie w głębi skorupy ziemskiej jest spowodowane ciężarem nakładu 

warstw  skalnych  –  ciśnienie  statyczne  lub  też  jest  wynikiem  procesów  tektonicznych  – 
ciśnienie  dynamiczne.  Wymienione  rodzaje  ciśnień  do  pewnej  głębokości  są  ciśnieniami 
kierunkowymi i ich wartość nie przekracza 300 KPa. W niżej leżących warstwach skalnych 
ciśnienie  działa  we  wszystkich  kierunkach  i  zwane  jest  ciśnieniem  hydrostatycznym               
(petrostatycznym). 
 

Przeobrażanie  skał  mogą  też  spowodować  gorące  pary  i  gazy,  wydzielające  się             

z magmy, a także gorące roztwory, przenikające do skał otaczających ognisko magmowe. 
 
RODZAJE METAMORFIZMU 
W zależności od działających na skały czynników wyróżniamy kilka rodzajów metamorfizmu: 

 

 

termiczny(kontaktowy)  –  zachodzi  w  sąsiedztwie  gorącej  magmy  lub  lawy.  W  wyniku 
działalności  wysokiej  temp.  dochodzi  do  zmiany  składu  mineralnego  i  struktury  skał 
otaczających.  Zasięg  tego  rodzaju  metamorfizmu  w  zależności  od  temp.  magmy(lawy), 
czasu jej oddziaływania, rodzaju skał otaczających wynosi od kilku milimetrów nawet do 
kilku kilometrów w głąb zmienionej skały. 
Przykładem mogą być marmury powstałe z wapieni, kwarcyty z piaskowców kwarcytowych, 
hornfelsy ze skał ilastych. 
Metamorfizmowi termicznemu znacznie łatwiej ulegają skały osadowe niż magmowe. 

 

 

dynamiczny – zachodzi w skałach pod wpływem działających w skorupie ziemskiej ciśnień 
kierunkowych(około  400  atm.),  wyzwalając  duże  ilości  energii  wskutek  tarcia.  Działa  on 
przede  wszystkim  w  trakcie  ruchów  fałdowych,  górotwórczych  oraz  uskokowych. 
Minerały  w  skałach  ułożone  są  zazwyczaj  w  sposób  chaotyczny,  a  ciśnienie  kierunkowe 
powoduje ich uporządkowanie, polegające na ułożeniu minerałów: o przekroju pręcikowym 
lub  słupkowym  w  kierunku  równoległym  do  działającego  ciśnienia,  o  przekroju 
blaszkowatym w kierunku prostopadłym. 
Przykładem  mogą  być  łupki  krystaliczne  powstałe  z  ziarnistych  skał  okruchowych, 
mylonity, powstające w strefach uskokowych. 

 

 

regionalny – zachodzi wówczas gdy w trakcie ruchów tektonicznych bloki skalne zostaną 
wciągnięte  na  dość  znaczne  głębokości,  gdzie  panują  zarówno  wysoka  temperatura,  jak           

 

2 

i wysokie ciśnienie. Stopień zmetamorfizowania skał zależy od głębokości na jaką zostaną 
wciągnięte. 
Przykładem mogą być gnejsy i eklogity. 

 

 

metasomatyczny  –  następuje  wówczas,  gdy  do  skał  poddanych  wysokiej  temp.  lub 
wysokiemu ciśnieniu(lub obu tym czynnikom naraz) zostaną doprowadzone gorące pary i 
gazy.  Wtedy  skład  chemiczny  skał  ulegnie  zmianie,  gdyż  pewne  składniki  zostaną 
doprowadzone,  a  inne  odprowadzone.  Procesy  metasomatyczne  odgrywają  dużą  rolę  w 
metamorfizmie  regionalnym  i  kontaktowym.  Przy  obu  tych  rodzajach  metamorfizmu 
jednocześnie ze skał wapiennych powstają skarny. 
Mamy kilka rodzajów metamorfizmu metasomatycznego: 
♦ 

pneumatoliza  –  polega  na  przeobrażaniu  skał  i  minerałów  pod  wpływem  składników 
lotnych,  wydostających  się  z  intruzji,  w  wyniku  czego  powstają  skały  zwane 
grejzenami.  Pneumatoliza  zachodzi  zazwyczaj  w  sąsiedztwie  skał  kwaśnych(są 
bogatsze w gazy), niż skał zasadowych.  

Produktami pneumatolizy są turmalin, topaz, kasyteryt, wolframit. 

♦ 

hydrotermalny  –  polega  na  przeobrażaniu  skał  pod  wpływem  gorących  roztworów 
pochodzenia magmowego. Głównymi procesami tego metamorfizmu są: serpentynizacja  
(przeobrażanie perydotytów w serpentynity), dolomityzacja(przeobrażanie wapieni w 
dolomity), kaolinizacja

 

(przeobrażanie skał glinokrzemianowych w kaolin, pod wpływem 

gorących roztworów, zawierających CO

2

). 

Ze względu na procesy, polegające na zmianie składu chemicznego skał, metamorfizm możemy 
podzielić na: 
 

izochemiczny – do skał nie zostają doprowadzone żadne inne substancje i skład chemiczny 
skały przeobrażonej nie ulega zmianie(dynamiczny, termiczny lub regionalny). 

 

allochemiczny  –  do  skał  doprowadzane  są  nowe  substancje  w  postaci  par,  gazów  lub 
roztworów i skład chemiczny ulega zmianie(metasomatyczny). 

Jeżeli  skały  przeobrażają  się  tak,  że  w  miarę  wzrostu  temp.  lub  ciśnienia(lub  obu) 

osiągają  coraz  wyższy  stopień  metamorfizmu  to  mówimy  o  metamorfizmie  progresywnym. 
Jeżeli  natomiast  skały  zmetamorfizowane  wydostaną  się  na  powierzchnię  Ziemi  w  dość 
szybkim czasie(np. podczas orogenezy), w warunki znacznie niższego ciśnienia i temp. i ulegną 
metamorfizmowi, to mówimy o metamorfizmie retrogresywnym(diaftorezie).  
 

W  czasie  procesów  orogenicznych  skały  zmetamorfizowane  kontaktowo  mogą  ulec 

przeobrażeniu dynamicznemu, wtedy mówimy o metamorfizmie kompleksowym. 

Jeżeli  skała  ulegnie  przeobrażeniu  w  czasie  jednej  orogenezy  to  mówimy  o 

monometamorfizmie,  natomiast,  jeżeli  ta  sama  skała  poddana  zostanie  metamorfizmowi w 
różnych orogenezach to wtedy mamy do czynienia z polimetamorfizmem. 
 
STREFY I FACJE METAMORFIZMU 
 

Ponieważ  wraz  z  głębokością  wzrasta  temperatura  i  ciśnienie,  ze  względu  na  tę 

głębokość  zmienia  się  stopień  zmetamorfizowania  skał.  Dzięki  temu  wyróżniono  kilka  stref 
metamorficznych: 
 

epi  –  najpłytsza;  panują  tu  temperatury  do  300

o

C  oraz  ciśnienia  kierunkowe.  W  tej 

strefie powstają: łupki serycytowe, łupki chlorytowe, fyllity. 

 

3 

 

mezo – od głębokości 10 km do 20 km. Temp. dochodzą tu do 500

o

C, a ciśnienie panuje 

zarówno  kierunkowe  jak  i  petrostatyczne,  dochodzące  do  500  KPa.  W  tej  strefie 
powstają gnejsy i amfibolity. 

 

kata – poniżej 20 km, temp. około 800

 o

C i panuje ciśnienie petrostatyczne. W tej strefie 

powstają gnejsy i eklogity. 

 

Nazwę  facja  metamorficzna  wprowadził  do  geologii  fiński  petrograf  Pentti  Eskoli. 

Oznacza  ona  zespół  mineralny,  który  jest  charakterystyczny  dla  określonych  warunków 
metamorfizmu. 
Wyróżniamy następujące facje metamorficzne: 
• 

sanidynową  –  powstaje  ona  wskutek  bardzo  wysokich  temperatur,  a  bardzo  niskiego 
ciśnienia – jest charakterystyczna dla metamorfizmu kontaktowego; typowym minerałem 
tej facji jest sanidyn, będący odmianą skalenia potasowego. 

• 

zieleńcową  –  powstaje  ona  w  warunkach  umiarkowanego  ciśnienia  i  temperatury; 
charakteryzują ją m.in. chloryt, serycyt, albit. 

• 

amfibolitową  – charakterystyczna jest dla podwyższonych temperatur i umiarkowanego 
ciśnienia; w facji tej przeważają plagioklazy i amfibole. 

• 

łupków  glaukofanowych  –  tutaj  temp.  jest  bardzo  niska,  a  ciśnienie  wysokie  – 
charakterystyczna  dla  metamorfizmu  dynamicznego;  znamienne  dla  tej  facji  jest 
występowanie glaukofanu, będącego odmianą sodowego amfibolu. 

• 

piroksenowych hornfelsów – powstaje w warunkach umiarkowanego ciśnienia lecz bardzo 
wysokich temperatur – jest typowa dla metamorfizmu termicznego; minerały tej facji to 
skaleń i piroksen. 

• 

granulitową  –  charakterystyczna  dla  bardzo  wysokich  temp.  i  ciśnień  –  metamorfizm 
regionalny: minerały tej facji to kwarc, skaleń i granat. 

• 

eklogitową – podobnie jak w poprzedniej powstała przy wysokich temp. i ciśnieniach; jest 
typowa  dla  dolnych  warstw  skorupy  ziemskiej;  jej  minerały  to  granaty  i  pirokseny             
(omfacyt). 

 
ULTRAMETAMORFIZM 

Ultrametamorfizmem  nazywamy  procesy  przeobrażania  skał  w  warunkach  ich 

częściowego stopienia; procesy te są na pograniczu metamorfizmu i plutonizmu. 
 

Podczas intrudowania skał przez magmę, wdziera się ona we wszystkie szczeliny oraz 

wzdłuż powierzchni warstwowania. Jeżeli skała intrudowana posiada szeroką sieć spękań to 
wówczas  tworzy  się  skała  mieszana,  złożona  z  mniej  lub  bardziej  przekrystalizowanego                
i  przetopionego  materiału,  dostarczonego  przez  intruzję.  Ten  proces  nazywamy 
migmatyzacją,  a  słały  powstałe  w  jej  wyniku  migmatytami.  Migmatyty  najczęściej  tworzą 
warstwę o różnej grubości wokół batolitów. 
 

Podczas intrudowania skał przez magmę do skał otaczających przedostają się gorące 

roztwory,  pary  i  gazy. Dzięki dostarczeniu do skał otaczających odpowiednich ilości sodu           
i  potasu  zaczynają  je  one  przeobrażać.  Wówczas  ze  skał  magmowych,  osadowych                               
i  metamorficznych  powstają  granitoidy,  w  procesie  zwanym  ogólnie  granityzacją.  Tak 
powstałe batolity zazwyczaj otoczone są migmatytami i mają niewyraźne kontury. 
 
 
 

 

4 

ANCHIMETAMORFIZM 
 

Anchimetamorfizmem nazywamy procesy słabego przeobrażania skał osadowych. Jest 

to  zjawisko  pomiędzy  diagenezą  a właściwym  metamorfizmem. Procesy  anchimetamorfizmu 
odbywają  się  płytko  pod  powierzchnią  Ziemi  i  zachodzą  głównie  pod  wpływem  czynników 
tektonicznych. Podlegają im najczęściej węgle, bituminy i sole. 
 
SKAŁY METAMORFICZNE 

W  zależności  od  strefy  metamorfizmu  oraz  rodzaju  skał  wyjściowych,  ulegających 

przeobrażeniu, wyróżnia się wiele skał metamorficznych: 
 

STREFY 

METAMORFIZMU 

SKAŁY WYJŚCIOWE 

granitoidy, arkozy, 

szarogłazy 

skały ilaste 

skały węglanowe 

EPI 

łupki mikowe 
gnejsy 

fyllity 
łupki serycytowe 

marmury 

MEZO 

łupki mikowe 
gnejsy 

łupki mikowe 

marmury 

KATA 

gnejsy 
granulity 

gnejsy 

marmury 

ULTRAMETAMORFIZM                             migmatyty  

 

 

• 

łupki  grafitowe  –  tworzą  się  w  wyniku  metamorfizmu  skał  osadowych,  bogatych                         
w  substancję  węglistą  lub  bitumiczną.  Zabarwienie  czarne

• 

łupki  talkowe  –  składają  się  głównie  z  talku,  stąd  też  są 

  powoduje  grafit,  choć  jego 

ilości w skale są niewielkie.(EPI) 

białe  lub  o  zabarwieniu 

zielonkawym

• 

łupki  chlorytowe  i  serycytowe(chlorytowo–serycytowe)  –  tak  jak  łupki  talkowe                    
i grafitowe powstają w strefie EPI. Składają się głównie z chlorytu i serycytu.  

. Zajmują pierwszy stopień w skali twardości minerałów Mohsa.(EPI) 

• 

łupki  mikowe(łyszczykowe)  –  powstają  w  strefie  MEZO  i  składają  się  głównie  z  miki,  a 
także z kwarcu, plagioklazu, chlorytu i granatu. W zależności od rodzaju występujących 
mik mogą powstać łupki muskowitowe i biotytowe.  

• 

kwarcyty – tworzą się w wyniku przeobrażania piaskowców kwarcytowych i składają się 
głównie z kwarcu, a także muskowitu i skalenia.(MEZO) 

• 

marmury  –  powstają  w  wyniku  metamorfizmu  skał  węglanowych(wapieni,  margli, 
dolomitów) we wszystkich strefach metamorficznych. 

• 

zieleńce – tworzą się w strefie EPI w wyniku słabego metamorfizmu bazaltów i utworów 
piroklastycznych. Zielonkawą

• 

serpentynity – powstają w strefie MEZO w wyniku przeobrażenia skał ultrazasadowych            
(perydotytów). Składają się prawie wyłącznie z serpentynu. 

 barwę nadaje im chloryt. 

• 

amfibolity – powstają a strefie MEZO, wskutek metamorfizmu zarówno skał magmowych 
jak  i  osadowych.  Zbudowane  są  głównie  z  amfiboli  i  w  mniejszych  ilościach  z  kwarcu, 
biotytu, epidotu, piroksenu i granatu.  

 

5 

• 

gnejsy – powstają we wszystkich strefach metamorfizmu i z różnych skał wyjściowych. 
Skład mineralny to kwarc, skaleń, mika, rzadziej amfibol. Wśród gnejsów wyróżnia się 
gnejsy laminowane, oczkowe, granitognejsy. 

• 

granulity  –  powstają  w  strefie  KATA,  a  zbudowane  są  ze  skaleni,  kwarcu,  granatów                 
i dystenu. 

• 

eklogity – powstają w strefie KATA, a zbudowane są z piroksenu(omfacytu) i granatu. 

• 

migmatyty  –  powstają  w  wyniku  ultrametamorfizmu.  Zbudowane  są  z  naprzemianległych 
lamin, głównie skaleniowo-kwarcowych i biotytowych różnej grubości. 

• 

fyllity  –  powstają  w  wyniku  przeobrażenia  skał  ilastych  w  strefie  EPI.  Skład  mineralny 
tworzą serycyt, kwarc, a także chloryt, dający zielonkawe

 

 zabarwienie skale. 

ŁUPKI KRYSTALICZNE 

To  skały  powstałe  w  warunkach  metamorfizmu  regionalnego,  głównie  pod  wpływem 

ciśnienia  kierunkowego,  wywołanego  ruchami  górotwórczymi.  Łupki  krystaliczne 
charakteryzuje  foliacja  lub  lineacja,  niekiedy  laminacja.  W  zależności  od  rodzaju 
dominującego minerału rozróżnia się np. łupki kwarcytowe, łyszczykowe, chlorytowe, talkowe, 
epidotowe, amfibolowe. Do grupy tej często zalicza się skały o mniejszej foliacji, np. gnejsy i 
amfibolity 
 
ZŁOŻA POWSTAŁE W WYNIKU PROCESÓW METAMORFICZNYCH 
Wyróżniamy dwa rodzaje złóż mineralnych, powstałych przy udziale metamorfizmu: 
 

metamorficzne  –  tutaj  minerały  użyteczne  przynajmniej  w  pewnym  stopniu  powstały                
w trakcie procesów metamorfizmu. Najważniejszymi złożami tej grupy są złoża grafitu, 
korundu, granatów, azbestu lub marmurów. 

 

zmetamorfizowane – to takie, które istniały przed rozpoczęciem metamorfizmu, a w jego 
wyniku  nabrały  nowych  cech.  Najważniejszymi  złożami  w  tej  grupie  są  złoża  skał 
żelazistych, hematytowo-kwarcowych – stanowią one główne źródło Fe. 
Tego  typu  złoża  występują  w  rejonie  Jeziora  Górnego,  w  Brazylii,  Indiach,  Mandżurii, 
Krzywym Rogu. 
Czasem tym złożom towarzyszą rudy Mn. 

 
Wskutek  procesów  metamorficznych  mogą  powstać  niekiedy  gorące  roztwory,  dające 
nagromadzenia użytecznych minerałów, podobnie jak złoża hydrotermalne.