Metamorfinės uolienos – apibrėžimas, susidarymas ir pavyzdžiai

Metamorfinės uolienos: apibrėžimas, susidarymas ir pavyzdžiai — marmuras, šiferis, kvarcitas. Sužinokite, kaip karštis ir slėgis keičia uolienas ir jų savybes.

Metamorfinė uoliena – tai uoliena, kuri per laiką pasikeitė dėl didelio karščio, stipraus slėgio ir (arba) aktyvių cheminių skysčių. Terminas kilo iš graikų žodžių meta (pokytis) ir morphe (forma): metamorfinės uolienos iš esmės yra pirminių uolienų (protolitų) perrūšiuotos, rekristalizavusios ir (arba) deformavusios formos.

Kaip susidaro metamorfinės uolienos

Pirminė uoliena įkaitinama (dažnai procesai prasideda jau prie maždaug 150–200 °C) ir suspaudžiama (pvz. 1500 barų). Tačiau temperatūros ir slėgio diapazonai gali būti labai įvairūs: nuo žemo laipsnio metamorfizmo (mažesnė temperatūra ir slėgis) iki aukšto laipsnio metamorfizmo (didelis karštis ir slėgis). Be temperatūros ir slėgio, svarbų vaidmenį atlieka ir cheminiai veiksniai — hidroterminiai skysčiai, kurie gali pernešti ionus ir sudaryti naujus mineralus (metasomatizmas).

Metamorfizmas vyksta skirtingomis geologinėmis sąlygomis. Po Žemės paviršiumi paprastai yra didesnė temperatūra ir slėgis: kalnų grandinių formavimosi metu (reguliarusis arba regioninis metamorfizmas) arba šalia ugnikalnio intruzijų (kontaktinis metamorfizmas) sąlygų pakanka, kad reikšmingai pasikeistų sluoksnių struktūra ir susiformuotų nauji mineralai. Veikiamos deformacijos, nuosėdos ir mineralai gali sutankėti, persitvarkyti ir įgauti sluoksniuotą (foliacinę) struktūrą.

Tipai ir tekstūros

• Regioninis metamorfizmas: didelių zonų, susijusių su kontinentinio susidūrimo ir kalnų grandinių formavimusi, metamorfizmas. Įprastai sukuria foliuotas uolienas (pvz., šiferis, skarnai, schistai).
• Kontaktinis metamorfizmas: vietinis kaitinimas aplink magmos intruzijas; dažniausiai sukuria nefoliuotas, kietas uolienas (pvz., kvarcitas aplink plutoną).
• Dinaminis (deformacinis) metamorfizmas: vyksta dėl didelio nukreipto slėgio (tektoninės šlyties zonose), dažnai susijęs su stipria deformacija ir foliacijos atsiradimu.
• Tekstūros ir struktūros: foliacijos (sluoksniuotumas, schistozė), boudinage, bandingas (gneisas), granoblastinė tekstūra (be foliacijos). Mineralų rekristalizacija keičia uolienos kietumą, spalvą ir grūdelį.

Pavyzdžiai ir naudojimas

• Marmuras yra metamorfinė uoliena, susidariusi iš klinčių.
• Šiferis yra metamorfinė dumblo arba skalūnų uoliena.
• Kvarcitas yra metamorfinis smiltainis.

Šios uolienos plačiai naudojamos statyboje ir mene: marmuras kaip dekoratyvinė ir skulptūrinė medžiaga, kvarcitas — kaip atspari grindų ir fasadų medžiaga, šiferis tradiciškai naudojamas stogų dangoms. Metamorfinės uolienos dažnai turi gerą mechaninį atsparumą ir gražų išvaizdos raštą, todėl yra vertinamos pramonėje ir amatuose.

Mineralų pokyčiai ir fosilijos

Dėl mineralų rekristalizacijos ir didelio karščio bei slėgio metamorfizmo metu paprastai sunaikinamos visos fosilijos, kurių galėjo būti uolienose. Originalios nuosėdinės struktūros ir biologiniai įrašai dažnai prarandami arba smarkiai deformuojami. Tačiau kartais išsaugomos tik bendros struktūros ar spektakai, leidžiantys atsekti protolitą.

Indikatoriniai mineralai ir metamorfizmo laipsniai

Metamorfinio proceso sąlygas dažnai nustato tam tikri „indikatoriniai“ mineralai: chloritas ir biotitas rodo žemą–vidutinį metamorfizmo laipsnį; granatas, staurolitas ar kordieritas — vidutinį; kyanitas ir sillimanitas — aukštą temperatūrą ir slėgį. Geologai naudoja šiuos mineralus bei PT (temperatūros–slėgio) diagramas, kad rekonstruotų metamorfizmo istoriją.

Santrauka

Metamorfinės uolienos susidaro, kai jau esanti uoliena patiria pakitimus dėl padidėjusio karščio, slėgio ir cheminių veiksnių. Priklausomai nuo sąlygų ir protolito jos gali įgyti labai skirtingas tekstūras, mineralogiją ir savybes — nuo plokščiai sluoksniuotų šiferio plokščių iki kietų, nebematomai sluoksniuotų kvarcitų ar dekoratyvaus marmuro. Studijuodami metamorfinę uolieną, geologai atskleidžia Žemės plutos istorijos procesus: nuo kontinentinių susidūrimų iki magminių intruzijų ir gilios prerūdinių sąlygų evoliucijos.

Metamorfizmo tipai

Regioninis metamorfizmas

Regioninis metamorfizmas, arba dinaminis metamorfizmas, vyksta didelėse uolienų masėse. Uolienos gali būti metamorfizuotos vien dėl to, kad yra dideliame gylyje po Žemės paviršiumi. Ten jas veikia aukšta temperatūra ir didelis aukščiau esančių uolienų sluoksnių svoris.

Didžioji apatinės žemyno plutos dalis yra metamorfinė, išskyrus neseniai atsiradusias magmines intruzijas. Dėl horizontalių tektoninių judesių, pavyzdžiui, žemynų susidūrimo, susidaro orogeninės juostos. Šiose juostose vyrauja aukšta temperatūra, slėgis ir deformacija. Jei metamorfozuotos uolienos vėliau dėl erozijos pakyla ir atsidengia, jos paviršiuje matomos kaip ilgos juostos ar kiti dideli plotai.

Kontaktinis metamorfizmas

Kontaktinis metamorfizmas įvyksta, kai magma įsiskverbia į aplinkines kietas uolienas (šalies uolienas). Vykstantys pokyčiai didžiausi ten, kur magma liečiasi su uoliena. Temperatūra ten buvo aukščiausia, o tolstant nuo jos mažėjo.

Metamorfiniai mineralai

Metamorfiniai mineralai - tai mineralai, kurie susidaro tik esant aukštai metamorfizmo temperatūrai ir slėgiui. Šiems mineralams, vadinamiems indekso mineralais, priklauso sillimanitas, kianitas, staurolitas, andaluzitas ir kai kurie granatai.

Metamorfinėse uolienose gali būti kitų mineralų, pavyzdžiui, olivinų, piroksenų, amfibolų, mikų, feldšpatų ir kvarco. Jie nebūtinai yra metamorfizmo proceso rezultatas. Šie mineralai susidarė kristalizuojantis magminėms uolienoms. Jie yra stabilūs aukštoje temperatūroje ir slėgyje ir metamorfinių procesų metu gali išlikti chemiškai nepakitę.

Misisipės marmuras Big Cottonwood kanjone, Wasatch Mountains, Juta


Kontaktinė metamorfinė uoliena, sudaryta iš persipynusių kalcito ir serpentino, kilusi iš prekambro Kanadoje. Kadaise manyta, kad tai fosilija, vadinama Eozoön canadense. Mastelis mm.

Klausimai ir atsakymai

K: Kas yra metamorfinė uoliena?

K: Kokie yra metamorfinių uolienų pavyzdžiai?

K: Kaip susidaro metamorfinės uolienos?

K: Kas vyksta su fosilijomis, esančiomis pirminėje uolienoje, jos susidarymo proceso metu?

Klausimas: Iš kur atsiranda toks didelis karštis ir slėgis?

K: Kokia temperatūra turi būti pasiekta, kad įvyktų šis pokytis?

Paieška pagal raidę