Metamorphe Gesteine sind die dritte große Gesteinsklasse. Sie treten auf, wenn sedimentär und Magmatische Gesteine durch unterirdische Bedingungen verändert oder verwandelt werden. Die vier Hauptwirkstoffe, die Gesteine verwandeln, sind Hitze, Druck, Flüssigkeiten und Belastungen. Diese Agenten können auf nahezu unendliche Weise handeln und interagieren. Infolgedessen kommen die meisten der Tausenden von seltenen Mineralien, die der Wissenschaft bekannt sind, in metamorphen Gesteinen vor.
Metamorphose wirkt auf zwei Ebenen: regional und lokal. Regionale Metamorphose tritt im Allgemeinen während tief im Untergrund auf Orogenitätenoder Episoden des Bergbaus. Die resultierenden metamorphen Gesteine aus den Kernen großer Gebirgsketten wie der Appalachen. Lokale Metamorphose tritt auf einer viel kleineren Ebene auf, normalerweise durch nahegelegene magmatische Eingriffe. Es wird manchmal als Kontaktmetamorphose bezeichnet.
Wie man metamorphe Gesteine unterscheidet
Das Hauptmerkmal, dass identifiziert metamorphe Gesteine ist, dass sie durch große Hitze und Druck geformt werden. Die folgenden Merkmale hängen alle damit zusammen.
- Da ihre Mineralkörner während der Metamorphose eng zusammengewachsen sind, sind sie im Allgemeinen starke Gesteine.
- Sie sind aus verschiedenen gemacht Mineralien als andere Arten von Steinen und haben eine breite Palette von Farben und Glanz.
- Sie zeigen oft Anzeichen von Dehnung oder Quetschen, was ihnen ein gestreiftes Aussehen verleiht.
Die vier Akteure der regionalen Metamorphose
Wärme und Druck wirken normalerweise zusammen, da beide zunehmen, wenn Sie tiefer in die Erde eindringen. Bei hohen Temperaturen und Drücken zerfallen die Mineralien in den meisten Gesteinen und verwandeln sich in einen anderen Satz von Mineralien, die unter den neuen Bedingungen stabil sind. Die Tonmineralien von Sedimentgesteinen sind ein gutes Beispiel. Tone sind Oberflächenmineralien, die sich als Feldspat und Glimmer bilden, zersetzen sich unter den Bedingungen an der Erdoberfläche. Mit Hitze und Druck kehren sie langsam zu Glimmer und Feldspat zurück. Selbst mit ihren neuen Mineralaggregaten können metamorphe Gesteine die gleiche Gesamtchemie wie vor der Metamorphose aufweisen.
Flüssigkeiten sind ein wichtiges Mittel der Metamorphose. Die meisten Gesteine enthalten etwas Wasser, aber Sedimentgesteine halten am meisten. Erstens gibt es das Wasser, das im Sediment eingeschlossen war, als es zu Fels wurde. Zweitens gibt es Wasser, das von Tonmineralien freigesetzt wird, wenn sie sich wieder in Feldspat und Glimmer verwandeln. Dieses Wasser kann mit gelösten Materialien so aufgeladen werden, dass die resultierende Flüssigkeit im Wesentlichen ein flüssiges Mineral ist. Es kann sauer oder alkalisch sein, voller Kieselsäure (Bildung von Chalcedon) oder voller Sulfide oder Carbonate oder Metallverbindungen in endlosen Varianten. Flüssigkeiten neigen dazu, sich von ihren Geburtsorten zu entfernen und mit anderen Steinen zu interagieren. Dieser Prozess, der sowohl die Chemie eines Gesteins als auch seine Mineralzusammensetzung verändert, wird als Metasomatismus bezeichnet.
Belastung bezieht sich auf jede Änderung der Form von Gesteinen aufgrund der Spannungskraft. Die Bewegung in einer Fehlerzone ist ein Beispiel. In flachen Gesteinen mahlen und zerkleinern Scherkräfte einfach die Mineralkörner (Kataklase), um Kataklasit zu erhalten. Weiteres Mahlen ergibt den harten und streifigen Gesteinsmylonit.
Unterschiedliche Metamorphosegrade erzeugen unterschiedliche Sätze metamorpher Mineralien. Diese sind organisiert in metamorphe Fazies, ein Werkzeug, mit dem Petrologen die Geschichte von entschlüsseln Metamorphose.
Foliated vs. Nicht folierte metamorphe Gesteine
Wenn sich metamorphe Mineralien wie Glimmer und Feldspat zu bilden beginnen, orientieren Sie sie unter größerer Hitze und größerem Druck in Schichten. Das Vorhandensein von Mineralschichten, Foliation genannt, ist ein wichtiges Merkmal für die Klassifizierung Metaphorische Felsen. Mit zunehmender Belastung wird die Blattbildung intensiver und die Mineralien können sich in dickere Schichten sortieren. Die unter diesen Bedingungen gebildeten Blattgesteinsarten werden je nach Textur Schiefer oder Gneis genannt. Schiefer ist feinblättrig, während Gneis in auffälligen, breiten Mineralienbändern organisiert ist.
Nicht folierte Gesteine treten auf, wenn die Hitze hoch ist, aber der Druck auf allen Seiten niedrig oder gleich ist. Dies verhindert, dass dominante Mineralien eine sichtbare Ausrichtung zeigen. Die Mineralien rekristallisieren jedoch immer noch und erhöhen die Gesamtfestigkeit und -dichte des Gesteins.
Die grundlegenden metamorphen Gesteinsarten
Das Sedimentgesteinsschiefer verwandelt sich zuerst in Schiefer, dann in Phyllit, dann in einen glimmerreichen Schiefer. Das Mineral Quarz ändert sich unter hoher Temperatur und hohem Druck nicht, obwohl es stärker zementiert wird. So verwandelt sich der Sedimentgesteinsandstein in Quarzit. Zwischengesteine, die Sand und Ton - Schlammsteine - mischen, verwandeln sich in Schiefer oder Gneise. Der Sedimentgesteinskalkstein kristallisiert um und wird zu Marmor.
In Igneous-Gesteinen entstehen verschiedene Mineralien und metamorphe Gesteinsarten. Diese beinhalten Serpentinit, Blueschist, Speckstein und andere seltenere Arten wie Eklogit.
Die Metamorphose kann so intensiv sein, dass alle vier Faktoren in ihrem extremen Bereich wirken, dass die Blattbildung wie Toffee verzogen und gerührt werden kann. das Ergebnis ist Migmatit. Mit weiterer Metamorphose können Gesteine anfangen zu ähneln plutonisch Granite. Diese Arten von Steinen bereiten Experten Freude, weil sie über tief sitzende Bedingungen bei Dingen wie Plattenkollisionen sprechen.
Kontakt oder lokale Metamorphose
Eine Art von Metamorphose, die an bestimmten Orten wichtig ist, ist die Kontaktmetamorphose. Dies tritt am häufigsten in der Nähe von magmatischen Einbrüchen auf, bei denen sich heißes Magma in Sedimentschichten zwingt. Die Felsen neben der Invasion Magma werden zu Hornfels oder seinen grobkörnigen Cousin Granofels gebacken. Magma kann Stücke von Country-Rock von der Kanalwand reißen und sie auch in exotische Mineralien verwandeln. Oberflächen-Lavaströme und unterirdische Kohlebrände können ebenfalls eine leichte Kontaktmetamorphose verursachen, ähnlich dem Grad, der auftritt, wenn Backsteine backen.