Skały metamorficzne
Co nazywamy skałą?
Skała jest zespołem minerałów, które pochodzą z natury. Patrząc od strony stricte geologicznej, skałą jest także naturalny osad nieskonsolidowany, oprócz gleb. Ze skał zbudowana jest skorupa Ziemi oraz skorupy innych planet.
Na Ziemi możemy rozróżnić trzy typy skał, które są zależne od źródła ich pochodzenia. Są to skały magmowe, skały osadowe oraz skały metamorficzne, nazywane także skałami przeobrażonymi.
Skały magmowe są efektem działania zjawisk wulkanicznych. Tworzą się poprzez proces zastygania magmy, która znajdowała się na Ziemi jako lawa, lub znajdująca się pod powierzchnią Ziemi. Takie skały powstające pod gruntem, nazywamy skałami plutonicznymi, a te, które powstają na powierzchni kuli ziemskiej, nazywamy skałami wulkanicznymi. Skały plutoniczne oraz skały wulkaniczne różnią się między sobą składem. Jest to wynikiem zastygania lawy, która wyrzuca wtedy do atmosfery określone związki lotne. Może to być na przykład woda. Zdawać by się mogło, że w Polsce skały typu magmowego nie występują, a jednak możemy je spotkać w krajobrazie polskim. Możemy je zobaczyć między innymi na Dolnym Śląsku. Ze skał magmowych zbudowane są Karkonosze oraz Tatry. Skały magmowe występują również w Sudetach oraz na ich Przedgórzu, a także w pobliżu Krakowa, Góry Świętej Anny czy Szczawnicy.
Kolejnym rodzajem skał są skały osadowe. Powstają w procesie sedymentacji. Proces sedymentacji związany jest z gromadzeniem okruchów i innych materiałów organicznych oraz chemicznych w zbiornikach, gromadzących wodę. Okruchy te mogą być również gromadzone na powierzchni lądowej, jednak taka sytuacja występuje rzadziej. Materiał osadowy, który się zakumulował, w kolejnej fazie przechodzi proces diagenezy. Umożliwia on zmniejszenie odległości, która oddziela od siebie pojedyncze fragmenty osadu. Następnie dochodzi do cementacji, czyli połączeniem osadów spoiwem, którego funkcję pełni najczęściej krzemionka oraz węglany, a także związki żelaza i minerały ilaste. Potem dochodzi do lityfikacji. Lityfikacja powoduje powstanie skały typu zwartego, to znaczy pomaga przejść materiałowi luźnemu do skały zwięzłej.
W opracowaniu tym przyjrzymy się bliżej skałom metamorficznym.
Skały metamorficzne są jednym z trzech rodzajów skał, z których składa się skorupa ziemska. Skały metamorficzne tworzone są poprzez działalność metamorficzną. Metamorfizm to całość procesów, które mają za zadanie doprowadzić do zmian skał, ich tekstury, struktury oraz składu mineralnego lub chemicznego. Środowiskiem charakterystycznym dla działalności metamorfizmu jest wnętrze skorupy ziemskiej. Jednakże metamorfizm może także nastąpić na powierzchni kuli ziemskiej.
Wyznaczono trzy strefy, w zależności od stopnia natężenia procesów metamorficznych. Są to:
epizona, gdzie występuje najsłabszy stopień natężenia metamorfizmu,
mezozona, gdzie występuje średni stopień natężenia metamorfizmu,
katazona, gdzie występuje najwyższy stopień natężenia metamorfizmu.
Dodatkowo określono również pewne facje, czyli zespoły minerałów, które są charakterystyczne dla określonego stopnia, a także typu przekształceń.
Poprzez działalność metamorficzną określone czynniki oddziałują na istniejące już wcześniej formacje skalne. Skały metamorficzne są więc efektem przekształcenia każdego z rodzajów skał: osadowych, magmowych i istniejących już wcześniej skał metamorficznych, poprzez działalność metamorficzną. Jak wyżej wspomniano, metamorfizm prowadzi do urozmaicenia struktury skały oraz jej składu mineralnego, poprzez procesy zachodzące w warunkach panującej temperatury oraz ciśnienia wyższego niż to, które występuje w przypowierzchniowej warstwie kuli ziemskiej. Jednakże w trakcie tych przemian zmianie nie ulega stan skupienia minerałów. Należy zaznaczyć, że proces przenikania, czyli migracji substancji chemicznych, które zachodzą poprzez dyfuzję, także należy do działalności metamorficznej.
Czynniki, które sprzyjają procesowi metamorfizmu, to: temperatura, ciśnienie statyczne oraz ciśnienie kierunkowe, a także występowanie nośników, czyli rozpuszczalników, które ułatwiają migrację składników.
Aktywność tych czynników, czyli temperatury oraz ciśnienia i roztworów hydrotermalnych, uzależniona jest od paru kwestii. Przede wszystkim są to poziomy głębokości, na jakich zachodzą procesy metamorficzne. Również jest to temperatura oraz ciśnienie, a także skład chemiczny i skład mineralny skał macierzystych. Wysoka temperatura panuje na przykład w miejscach bliskich ogniskom magmy, a wysokie ciśnienie na przykład w strefach subdukcji. Wskaźnikami, które mają największe znaczenie dla warunków powstawania skał typu metamorficznego, są znajdujące się w nich składniki mineralne. Mogą nimi być minerały pojedyncze lub ich całe zespoły, zwane paragenezami.
W skałach metamorficznych znajdują się takie minerały jak dolomit, kwarc czy magnezyt i kalcyt. Niektóre z nich występują także w innych skałach typu magmowego i metamorficznego. Tymi minerałami są: skalenie oraz kwarc, a także łyszczyki, amfibole i pirokseny.
Jeśli chodzi o kwestię piroksenów, są też w tej grupie minerały, które występują tylko w skałach typu metamorficznego. Są nimi między innymi: flogopit, zwany łyszczykiem, antofyllit czy jadeit oraz omfacyt. Pojawienie się takich minerałów, które są charakterystyczne tylko dla skał metamorficznych, może pozwolić na zdefiniowanie warunków, jakie panowały podczas przechodzenia działań metamorficznych. Szczególnie są to trzy minerały, które mają taki sam skład chemiczny Al2SiO5:
sillimanit, występuje przy wysokich temperaturach oraz ciśnieniu,
andaluzyt, występuje przy wysokich temperaturach i niskim ciśnieniu,
dysten, występuje przy wysokich ciśnieniach.
Istnienie oraz położenie tych składników mineralnych definiuje strukturę skał typu metamorficznego, mającą zazwyczaj położenie kierunkowe. Tę kierunkowość nadają laminy i soczewki kwarcowe oraz tak zwane „oczka” skaleniowe, a także pakiety łyszczykowe.
Skała magmowa albo osadowa, która jest skałą macierzystą, nazywa się protolitem. Z określonego protolitu w zależności od panujących warunków metamorficznych, tak zwanychfacji, mogą się zrodzić różne skały typu metamorficznego.
W zależności od facji metamorfizmu dzielimy je na:
Facje metamorfizmu regionalnego:
zeolitowa,
zieleńcowa,
łupków glaukofanowych,
almandynowo-amfibolitowa,
granulitowa,
eklogitowa.
Facje metamorfizmu kontaktowego:
albitowo-epidotowo-hornfelsowa,
hornblendowo-hornfelsowa,
piroksenowo-hornfelsowa,
sanidynitowa.
Należy zaznaczyć, że podczas procesów metamorficznych, skała nie zostaje stopiona całkowicie do magmy. Jeśli tak by się stało, taka skała stanie się znowu skałą magmową. Następnie na przestrzeni kilku milionów lat może ulec ponownie przeobrażeniom albo zostać skałą osadową, dzięki działalności niszczycielskiej. Jest to tak zwany cykl skalny, który na tym etapie ulega zakończeniu.
Skały, które zostaną już przekształcone, trudno odróżnić od skał typu magmowego. Zbudowane są one z elementów krystalicznych zbliżonych minerałów, to jest kwarcu, miku, piroksenów oraz skaleni, kalcytu, a także amfiboli.
Dla prawidłowego rozróżnienia skały przeobrażonej należy mieć na uwadze następujące punkty:
źródło pochodzenia skał metamorficznych związane jest z ciśnieniem, które oddziałuje na skałę w sposób kierunkowy. Efektem tego jest położenie minerałów wzdłuż dużej ilości powierzchni, zazwyczaj leżących do siebie w sposób równoległy. Jest to cecha skał metamorficznych nazywana teksturą uporządkowaną albo kierunkową. Ta cecha rzadko występuje w skałach typu magmow
W tej chwili widzisz tylko 50% opracowania
by czytać dalej, podaj adres e-mail!Sprawdź również:
Dodaj komentarz jako pierwszy!