Metamorf gesteente: betekenis en classificatie

Na het lezen van dit artikel zul je leren over: - 1. Betekenis van metamorfe rotsen 2. Texturen van metamorfe rotsen 3. Foliatie 4. Kenmerken 5. Metamorfe klasse 6. Transformatie van rotsen naar metamorfe rotsen 7. Weefselclassificatie.

Inhoud:

Betekenis van metamorfe rotsen
Texturen van metamorfe rotsen
Foliation in metamorf gesteente
Kenmerken van metamorfe rotsen
Metamorfische kwaliteit
Transformatie van rotsen tot metamorfe rotsen
Structurele classificatie van metamorf gesteente

1. Betekenis van metamorfe rotsen:

Metamorfe gesteenten worden gevormd door de werking van grote hitte en druk op stollingsgesteente, sedimentaire of andere bestaande gesteenten. De ingrediënten van de rotsen ondergaan rekristallisatie in vaste toestand om een nieuwe textuur met nieuwe kenmerken te geven.

Elke metamorf gesteente heeft dus een moedersteen waaruit hij is gevormd. Het proces waarbij stenen worden onderworpen aan hitte, druk en reactie met chemische oplossingen en daardoor worden getransformeerd in metamorfe gesteenten, staat bekend als metamorfisme.

De metamorfe processen renoveren volledig en veranderen het al bestaande fysieke en chemische karakter van de oude rots zodat de nieuw gevormde metamorfe rots helemaal anders is.

De transformatie kan veranderingen in mineralogie, textuur, weefsel en zelfs chemische samenstelling met zich meebrengen. Metamorfisme treedt op wanneer stenen worden blootgesteld aan hitte (van begraving of nabijgelegen magma-injecties), druk (begraving), gericht tegen stress (van plaatbotsing) of combinaties van al deze.

Deze processen transformeren het ene type rots in het andere. Drukken in verband met metamorfie zijn extreem. Drukken van vijf, tien of zelfs vijftien duizend atmosfeer zijn mogelijk. Dergelijke hoge drukken bestaan op grote diepte in de korst.

Men moet zich ook realiseren dat de tijd die gemoeid is met de metamorfose van een rots de geologische tijd is - het kan honderdduizenden of zelfs miljoenen jaren zijn. Het metamorfe proces gaat vaak gepaard met de percolatie van chemisch actieve vloeistoffen door de rotsen.

De belangrijkste vloeistof is water. Water bij temperaturen van metamorfisme is oververhit, dat wil zeggen, het is veel hoger dan het normale kookpunt en het is vanwege de grote beperkende druk dat het nog steeds in de vloeibare toestand is.

De circulatie van oververhit water helpt om veranderingen te bevorderen door ionen van plaats naar plaats te transporteren. Wanneer warmte, druk en chemisch actieve vloeistoffen gedurende een zeer lange tijd op een rots worden uitgeoefend, zal de rots veranderen en veranderen.

2. Texturen van metamorfe rotsen:

In de meeste gevallen worden stenen die zijn gemetamorfoseerd, verwarmd en samengeperst en rondgeduwd, dwz vervormd. Bijvoorbeeld, wanneer een stinkende pluton binnendringt in de omringende rots, verwarmt hij de rots en moet hij ook ruimte voor zichzelf maken en daarmee de schouders opzij zetten van de reeds bestaande rots. Dit knijpen levert elementen op die samen gaan onder de naam metamorfe textuur, de rangschikking van korrels in een rots.

Een veel voorkomende ordening van mineralen is om zichzelf te rangschikken in banden of bladen die bekend staan als foliëring. In de variëteit die gneis foliation wordt genoemd, zijn mineralen die kenmerkend zijn voor graniet gerangschikt in verwrongen banden.

De licht gekleurde mineralen (kwarts en veldspaat) en donkere mineralen (meestal zwarte mica en hoornblende) hebben de neiging om gescheiden te worden in afzonderlijke banden waardoor de rots een gestreepte uitstraling krijgt. Dit is kenmerkend voor gneis, dat eruit ziet als een bandvormig graniet.

Wanneer platina-mineralen zoals mica overvloedig aanwezig zijn, verkrijgt de rots een platy-uiterlijk vanwege de vele vlakken daarin die glanzen met mica. Dit wordt schistositeit genoemd, typerend voor Schist, een glanzende metamorfe rots die veel wordt gebruikt voor decoratieve doeleinden.

Een paar metamorfe structuren komen zo vaak voor dat ze speciale namen hebben. De volgende termen worden gebruikt om die texturen te beschrijven die kunnen worden herkend tijdens megascopisch onderzoek.

ik. Cataclastic:

Bevat veel korrels die gebroken, gefragmenteerd en / of gegranuleerd zijn in reactie op dislocatie-metamorfie waarbij het overheersende middel differentiële stress is.

ii. Crystalloblastic:

Indicatie van herkristallisatie onder invloed van gerichte druk.

iii. Granoblastic:

Gekenmerkt door min of meer equidimensionale korrels, meestal met goed gehechte grenzen.

iv. Lepidoblastic:

Bevat een opmerkelijke hoeveelheid platy of schilferige minerale korrels (Ex: mica of chloriet) die foliëmie vertonen.

v. Nematoblastisch:

Bevat een opmerkelijke hoeveelheid prismatische mineraalkorrels (bijv. Amfibool) die de voorkeur hebben voor uitlijning en uitlijning.

vi. Poikiloblastic:

Met megacrysten die bezaaid zijn met insluitsels van andere mineralen (dit wordt soms zeeftextuur genoemd).

vii. Augen:

Oogvormige (lensvormige) megakristallen.

viii. Idioblastic:

Euhedral korrels gevormd door metamorfe herkristallisatie.

ix. Megacryst:

Elke korrel, ongeacht de oorsprong, is aanzienlijk groter dan de omringende korrels.

X. porfyroblast:

Megacryst gevormd als een resultaat van metamorfe herkristallisatie.

xi. Xenoblastic:

Anhedrische korrels gevormd door metamorfe herkristallisatie.

3. Foliation in metamorf gesteente:

We weten dat een van de oorzaken van metamorfie druk is. De rotsmineralen worden onder druk van hoge druk gedwongen te veranderen. Metamorfe gesteenten kunnen worden onderworpen aan twee soorten druk zoals getoond in Fig. 14.5, te weten indirecte en directe druk.

Indirecte druk duwt de rotsen van alle zijden zodat de materialen verdicht worden en de ruimtes tussen deeltjes of kristallen worden verwijderd. In het geval van directe druk werken de duwkrachten vanuit twee tegengestelde richtingen waardoor de mineralen langwerpig worden en zich in parallelle lagen schikken.

Deze textuur waarbij de mineralen onder de werking van directe druk worden gedwongen dunne lagen te vormen, wordt foliëring genoemd. De mineralen bij samenpersing worden omgevormd tot lange, lineaire vormen. Er kan worden opgemerkt dat niet alle metamorfe gesteenten zijn bedekt.

4. Kenmerken van metamorfe rotsen:

Als een steen verandert in een metamorf gesteente, kunnen de meeste karakteristieken van de boog veranderen. Dergelijke veranderingen vinden plaats dat de nieuw gevormde metamorfe rots misschien geen enkele gelijkenis vertoont met zijn oorspronkelijke rots.

De belangrijkste kenmerken van metamorfe gesteenten zijn de volgende:

ik. Verandering in textuur:

In het proces van metamorfie ondergaan de grootte, vorm en de afstand van de kristallen of korrels in de rots veranderingen. De korrels van de rots zullen waarschijnlijk smelten en samensmelten onder invloed van warmte en druk en herkristallisatie ondergaan en grotere kristallen vormen.

De originele textuur van de rots verandert dus. In een ander geval kan de hoge druk de brosse korrels breken in kleinere fragmenten en zo de textuur van de rots veranderen of door het gecombineerde effect van warmte en druk kan de gefragmenteerde gebroken rots worden veranderd in een vast kristallijn gesteente.

ii. Verandering in densiteit:

De porieruimten in de afzettingen van stollingsgesteenten die op grote diepte zijn begraven, kunnen door de heersende hoge druk worden afgesloten. Bovendien kan de hoge druk die op de korrels werkt de korrels tot kleinere afmetingen samendrukken. Al deze acties verminderen het volume van de rots en verhogen dus de dichtheid van de rots.

iii. Foliation en Banding:

Onder de werking van hoge druk worden de kristallen gedwongen om in lagen gerangschikt te worden wat resulteert in foliëring. Wanneer mineralen van de rots door druk op lagen worden gebracht, kunnen banden van verschillende kleuren worden gevormd als de mineralen verschillende dichtheden hebben. Soms als gevolg van immense hitte kunnen de lagen van de rots vervormd raken.

iv. Verandering in minerale samenstelling:

De mineralen van de originele rots ondergaan onstabiliteit onder hoge druk en hitte en bijgevolg. Er zal een herschikking van ionen plaatsvinden die resulteert in de vorming van nieuwe mineralen.

v. Categoriseren van metamorfe rotsen:

Metamorfe gesteenten worden vaak ingedeeld in gelaagde en niet-gelaagde gesteenten - een criterium dat is gebaseerd op hun uiterlijk. Foliated gesteenten hebben een gestreepte of gelaagde verschijning omdat de mineralen in de rots parallel uitgelijnd zijn. Ze omvatten schist, gneis en leisteen. Niet-foliated gesteenten omvatten marmer, hoornfels en kwartsiet en hebben geen bandvorming. Ze zijn samengesteld uit één overheersend mineraal met kristallen van gelijke grootte.

5. Metamorfische kwaliteit:

Metamorfe graad verwijst naar de intensiteit of mate van metamorfie. Naarmate de druk en temperatuur toenemen met begraven in de tijd, neemt de metamorfe kwaliteit toe. Dit zou bijvoorbeeld gebeuren als een steen steeds dieper en dieper in de aardkorst zou worden begraven.

Overweeg bijvoorbeeld een laag modder afgezet in een meer of oceaan. Naarmate het onder de volgende sedimentlagen wordt begraven, wordt de modder verdicht en uiteindelijk tot moddersteen verheven. Als het gesteente dieper wordt begraven en de druk toeneemt, wordt het geleidelijk gedegamorfoseerd naar hogere graden. Het is eerst veranderd in een leisteen.

Tijdens dit proces, verhoogde druk en temperatuur de rots in een harde vlokkige steen en het proces van herkristallisatie van kleimineralen tot georiënteerde mica's begint, maar is nog niet goed ontwikkeld. Vervolgens zal de leisteen een leisteen worden waarin de meeste mineralen volledig worden herkristalliseerd en opnieuw worden georiënteerd tot vrijwel perfecte evenwijdigheid.

Het verandert dan in een gneis, waarin veel nieuwe mineralen zijn gegroeid. Naarmate de metamorfe kwaliteit verder toeneemt, zal de steen beginnen te smelten. De rots die wordt gevormd wanneer een gneis begint te smelten, wordt magmatiet genoemd. Als het smelten door blijft gaan, smelt de hele rots en wordt er een magma gevormd, waardoor een stollingsgesteente ontstaat.

Omdat de originele rotsen worden blootgesteld aan hitte en druk, beginnen ze veranderingen te ondergaan. In welke mate de verandering plaatsvindt, hangt af van de niveaus van warmte en druk waaraan ze worden onderworpen of metamorfologische kwaliteit.

(a) Laagwaardige metamorfe gesteenten die de kenmerken van de moedergesteente behouden.

In dit geval worden de rotsen onderworpen aan relatief lagere temperaturen en drukken. Als het oorspronkelijk afzettingsgesteenten zijn, kunnen ze nog steeds tekenen van beddingvlakken of hun oorspronkelijke structuren vertonen.

(b) Hoogwaardige metamorfe gesteenten die anders lijken dan de rotsen van de ouders.

In dit geval worden de rotsen onderworpen aan zeer hoge niveaus van warmte en druk, zodat na het metamorfisme de interne structuur van de rots niet meer lijkt op die van de oorspronkelijke rots.

In regionaal metamorfisme worden de aardkorstrotsen in grote gebieden op grote diepte begraven en ondergaan ze veranderingen in de structuur. De rotsen begraven op grotere diepten worden onderworpen aan hogere drukken en temperaturen. Dus, in dit geval vinden we dat in een regio rotsen van verschillende metamorfologische graden.

Identificatie van metamorfe klassen:

Figuur 14.4 toont de verschillende mineralen gevormd uit leisteen, een sedimentair gesteente dat verandert van laagwaardig metamorfisme naar hoogwaardig metamorfisme. Op een hoog niveau van warmte kunnen de mineralen smelten om magma te worden dat uiteindelijk kan veranderen in een stollingsgesteente.

6. Transformatie van rotsen in metamorfe rotsen:

A. Transformatie van sedimentaire gesteenten:

(1) Schalie, een sedimentair gesteente bestaat uit kleine kleideeltjes. Wanneer de schalie wordt gemetamorfoseerd, verandert deze eerst in leisteen. Leisteen kan breken langs vlakke gladde lagen. Bij hogere temperatuur veranderen leisteen in fylliet. Phyllite heeft lagen van glimmende microscopische mica-mineralen door elkaar gehaald. Bij voldoende hoge temperatuur en druk worden grote gelaagde mineralen gevormd. In deze staat wordt de rots Schist genoemd.

Bij zeer hoge temperaturen (ongeveer 650 ° C) stoppen de mineralen met afvlakking tot gelaagde lagen en proberen ze de door de druk veroorzaakte stress los te laten en hun toestand te veranderen van een van hoge stress naar een toestand van lagere spanning. Dit resulteert in de vorming van de rotsgneis. Deze rots toont afwisselend lichte en gekleurde mineralen. De scheiding van lichte en donkere mineralen wordt metamorfe differentiatie genoemd. Het bovenstaande proces kan een gneis creëren van elke metamorfe rots en niet alleen van schalie.

Als de druk en temperatuur het niveau voor gneisvorming overschrijden, begint het gneis te smelten om geleidelijk magma te worden. Als er een rots uit deze toestand ontstaat, dan is de rots migmatiet. Migmatieten zijn gneisses die gedeeltelijk zijn gesmolten en vervolgens zijn gestold om steen te vormen. In deze toestand worden de donkere en foliated lagen nog steeds gezien. Maar ze verschijnen als bochtige lagen in plaats van rechte lagen.

(2) Kalksteen, een sedimentair gesteente ondergaat op een andere manier metamorfie. Wanneer kalksteen onder hoge druk en temperatuur staat, worden de mineralen samengeperst en wordt alle interne ruimte tussen de kristalkorrels eruit geperst. De resulterende rots is een harde, gladde rots genaamd marmer. Marmer heeft een solide vloeiende eigenschap en wordt vaak gebruikt voor beeldhouwen.

(3) Zandsteen, een sedimentair gesteente dat wordt onderworpen aan metamorfisme, vormt een metamorf gesteente dat kwartsiet wordt genoemd. Zoals in het geval van marmer wordt dit metamorf gesteente gevormd wanneer zandsteen wordt onderworpen aan zeer hoge druk, zodat alle interne ruimte tussen de minerale korrels volledig wordt verwijderd, resulterend in één continue massa van minerale korrels.

B. Transformatie van Igneous Rocks:

Wanneer basalt wordt blootgesteld aan hoge drukken, maar bij relatief lage temperaturen, ondergaan de mineralen ervan transformaties en worden ze vol bladvorming. Bij lagere drukken nemen de mineralen een groene kleur aan. In deze staat wordt de metamorf gesteente groene schist genoemd.

Dit heeft een foliated textuur met een groene kleur. Bij blootstelling aan hogere drukniveaus veranderen de groen gekleurde mineralen in blauwe kleur en in deze staat wordt de rots blauwe leisteen genoemd. Wanneer deze schisten onder toenemende temperatuur en druk staan, veranderen ze in gneis. Graniet en dergelijke opdringerige rotsen, wanneer onderworpen aan hoge temperatuur en druk transformeren naar gneis.

7. Weefselindeling van metamorfe rotsen:

Omdat metamorfe gesteenten kunnen worden gevormd uit elk type bestaande gesteente, varieert hun minerale samenstelling op grotere schaal dan die van alle andere soorten gesteente. Ze kunnen niet worden afgedekt door een eenvoudig classificatieschema, maar een eenvoudige structuurclassificatie wordt hieronder gegeven.

Het is belangrijk op te merken dat de meeste metamorfe gesteenten anisotroop zijn (met verschillende eigenschappen in verschillende richtingen). Aldus is bijvoorbeeld leisteen zeer sterk in compressie met de splitsingen loodrecht op de richting van compressie en veel zwakker wanneer gecomprimeerd in een richting evenwijdig aan de splitsingen.

Alle andere foliated gesteenten gedragen zich op een vergelijkbare manier. Het bereik van waarden voor sommige tests kan dus erg groot zijn. Enkele algemene technische eigenschappen voor metamorfe gesteenten worden gegeven in de onderstaande tabel.

ik. Marmeren:

Marmer wordt gevormd als gemetamorfoseerde carbonaatgesteente, meestal kalksteen. Marmer is te vinden in regionaal veranderde gebieden langs continent-continent botsingszones en ook in de wortels van gevouwen bergketens. Ze zijn ook te vinden in gebieden die vroeger ondiep waren en waar zich enorme hoeveelheden koraalriffen verzamelden.

Zuiver marmer, voornamelijk calciet met kleine onzuiverheden, is wit, maar afhankelijk van het metamorfose niveau en chemische onzuiverheden in de oorspronkelijke kalksteen zijn waarschijnlijk verschillende kleuren en kristalgroottes aanwezig. Marmer wordt gewaardeerd als een steen om te beeldhouwen, omdat het zacht en prachtig gekleurd is.

Ongebruikelijke texturen en kleuren maken deze steen tot een zeer waardevolle gevelsteen voor gebouwen. De prachtige Taj Mahal in India is gemaakt van marmer. Er moet echter worden opgemerkt dat marmer wordt beïnvloed door industriële vervuiling en zure regen.

ii. kwartsiet:

Kwartsiet wordt gevormd door de metamorfose van kwartszandsteen met een silicagehalte van 95 procent. We weten dat zandsteenvormen laagland- en mariene sedimentaire omgevingen zijn, kwartsieten worden hier gevonden in metamorfe omgevingen. Contactmetamorfie produceert ook kwartsiet en daarom kan kwartsiet worden gevonden rond indringers van graniet.

Kwarts is zeer resistent tegen erosie en ondersteunt de vegetatie niet. Vandaar vormt het blootgestelde rotsachtige landschappen en ruwe randen. Kwartsiet is te zien in stroomkanalen, wegafsnijdingen en hellingen op hellingen en kan er uitzien van de tussenliggende leisteen.

Wanneer gecomprimeerd kwartsiet wordt harder. Het is zeer taai en zeer resistent tegen snijden. Het wordt daarom zelden als bouwsteen gebruikt. Zuiver kwartsiet is wit. Kleine hoeveelheden elementen zoals ijzer en mangaan maken de rots groen of grijs.

iii. Leisteen:

Dit metamorf gesteente wordt gevormd door de metamorfose van moddersteen, wanneer het sterk samengedrukt is. De kleur is zwart tot grijs. Het wordt vaak gevonden in de wortels van oude gevouwen bergketens. Het laat toe om in vellen te worden gekliefd, omdat alle micamineralen van deze steen perfect zijn uitgelijnd in een rechte hoek met de richting van de compressie. Omdat het gemakkelijk kan worden gesplitst, kan het worden geknipt om vellen van enorme afmetingen te produceren.

Leisteen is zeer goed bestand tegen weersinvloeden en heeft daarom de neiging bloot te liggen in ruige heuvels. Het breekt als brosse splinters langs zijn splitsingsvlakken. Vanwege zijn eigenschap van weerbestendig en ook bestand tegen aanvallen door zure regen, kan het worden gebruikt als een dakbedekking in geïndustrialiseerde regio's. Leisteen wordt ook gebruikt voor het maken van leistenen en zwarte borden. Het kan worden gebruikt voor de bovenkanten van biljarttafels waar zowel gewicht als vlakheid essentieel zijn.

Op sommige plaatsen komt gekleurde leisteen voor in rood, bruin, groen en geel met een aantrekkelijke textuur.

De volgende tabel geeft een samenvatting van de classificatie van metamorfe gesteenten die de moedersteen, metamorfologische omstandigheden en textuur aangeven.