Rocha metamórfica

Quartzito, uma forma de rocha metamórfica, do Museu de Geologia Universidade de Tartu coleção.

Rocha metamórfica é o resultado da transformação de um pré-existente rocha tipo, o protolito, num processo denominado metamorfismo, o que significa "mudança de forma" .A protolito é submetido a calor e pressão (temperatura superior a 150 a 200 ° C e pressões de 1500 bar) causando profunda modificação física e / ou química. O protolith pode ser rocha sedimentar , rocha ígnea ou outra rocha metamórfica mais velho. As rochas metamórficas formam uma grande parte da Terra 's crosta e são classificados pela textura e pela química e mineral assemblage ( facies metamórficas). Eles podem ser formados simplesmente por estar profundamente abaixo da superfície da Terra, submetida a altas temperaturas ea grande pressão das camadas de rocha acima. Eles podem ser formados por tectônicas processos, tais como colisões continentais que causam pressão horizontal, atrito e distorção. Eles também são formados quando a rocha é aquecido pela intrusão de rocha derretida quente chamado magma do interior da Terra.

O estudo das rochas metamórficas (agora exposta na superfície da Terra seguinte erosão e elevação) nos fornece informações muito valiosas sobre as temperaturas e pressões que ocorrem em grandes profundidades no interior da crosta terrestre.

Alguns exemplos de rochas metamórficas são gnaisse, ardósia, mármore e xisto.

Minerais metamórficos

Metamórficas minerais são aquelas que formam-se apenas com as temperaturas e pressões elevadas associadas com o processo de metamorfismo. Estes minerais, conhecidos como minerais índices, incluir silimanita, kyanite, staurolite, andalusita, e alguns granada.

Outros minerais, como o olivinas, piroxênios, anfibólios, mica, feldspato e quartzo , pode ser encontrado em metamórficas, mas não são necessariamente o resultado do processo de metamorfismo. Estes minerais formados durante o cristalização de rochas ígneas. Eles são estáveis a altas temperaturas e pressões e podem permanecer quimicamente inalterados durante o processo de metamórfica. No entanto, todos os minerais são estáveis apenas dentro de certos limites, e a presença de alguns minerais de rochas metamórfica indica as temperaturas aproximadas e as pressões a que foram formados.

A variação no tamanho de partícula da rocha durante o processo de metamorfismo é chamada recristalização. Por exemplo, os pequenos calcite cristais na rocha sedimentar mudança de calcário em cristais maiores na rocha metamórfica mármore, ou em arenito metamorfoseada, recristalização dos originais de areia de quartzo grãos resulta em quartzito muito compacta, em que os cristais de quartzo, muitas vezes maiores são entrelaçados. Ambas as altas temperaturas e pressões contribuir para a recristalização. As altas temperaturas permitem que os átomos e íons em cristais sólidos para migrar, reorganizando assim os cristais, enquanto as pressões elevadas causam solução dos cristais dentro da rocha em seu ponto de contato.

Foliação

Rocha metamórfica foliated em duas direcções perpendiculares, encontrado em Mosaic Canyon de Death Valley National Park

A estratificação dentro de rochas metamórficas é chamado folheação (derivado do latim palavra folia, que significa "folhas"), e ocorre quando uma rocha está sendo comprimido de uma direção para uma rocha recristalização. Isto faz com que os cristais lamelares ou alongadas de minerais, tais como mica e clorito, a crescer com os seus eixos longitudinais perpendiculares à direcção da força. Isso resulta em uma rocha anilhas, ou foliados,, com as bandas que mostram as cores dos minerais que eles formados.

Texturas são separados em categorias folheados e não-foliadas. Foliated rocha é um produto de estresse diferencial que deforma a rocha em um avião, por vezes, a criação de um plano de clivagem: por exemplo, ardósia é uma rocha metamórfica foliated, proveniente xisto. Rocha não-foliated não tem padrões planares de stress.

As rochas que foram submetidas a uma pressão uniforme de todos os lados, ou aqueles que carecem de minerais com hábitos de crescimento distintas, não será foliated. Slate é um exemplo de uma muito finos, rocha metamórfica foliated, enquanto filito é grosseiro, xisto mais grossa, e gnaisse muito áspero e granulado. Mármore, geralmente não é foliados, que permite a sua utilização como um material para a escultura e arquitectura.

Outro importante mecanismo de metamorfismo que é de reacções químicas que ocorrem entre os minerais sem eles fusão. No processo átomos são trocados entre os minerais, e assim novas minerais são formados. Muitas reações de alta temperatura complexas podem ter lugar, e cada mineral assemblage produzido nos fornece uma pista sobre as temperaturas e pressões no momento do metamorfismo.

Metasomatism é a drástica mudança na composição química em massa de uma rocha que muitas vezes ocorre durante os processos de metamorfismo. Isso é devido à introdução de produtos químicos a partir de outras rochas circundantes. A água pode transportar esses produtos químicos rapidamente a grandes distâncias. Por causa do papel desempenhado pela água, rochas metamórficas geralmente contêm muitos elementos que estavam ausentes da rocha original, e falta de alguns que estavam originalmente presentes. Ainda, a introdução de novos produtos químicos não é necessário para a recristalização a ocorrer.

Tipos de metamorfismo

Metamorfismo de contato

Uma rocha metamórfica contato feito de entrecamadas calcita e serpentina do Pré-Cambriano do Canadá. Uma vez pensado para ser um fóssil chamado Eozoon canadense. Escala em mm.

Metamorfismo de contato é o nome dado para as mudanças que ocorrem quando o magma é injetado na rocha sólida (country rock) circundante. As mudanças que ocorrem são maiores, sempre que o magma entra em contacto com a rocha, porque as temperaturas são mais elevadas neste limite e diminuem com a distância a partir dele. Ao redor da rocha ígnea que se forma a partir do magma de arrefecimento é uma zona metamorfoseado chamado de auréola de contato metamórfico. Auréolas podem mostrar todos os graus de metamorfismo da área de contato para unmetamorphosed (inalterado) país balançar a alguma distância. A formação de importante minérios pode ocorrer por o processo de metasomatism na ou perto da zona de contacto.

Quando uma rocha é o contato alterado por uma intrusão ígnea muito freqüentemente se torna cristalina mais endurecidas, e mais grosseira. Muitas rochas alteradas desse tipo foram chamados anteriormente hornstones, eo termo hornfels é frequentemente usado por geólogos para significar aqueles granulometria fina compactos, produtos, não foliated de metamorfismo de contato. A xisto pode tornar-se um escuro hornfels argilosos, cheia de pequenas placas de acastanhado biotite; um marga ou impuro calcário pode mudar para um cinza, amarela ou esverdeada cal-silicato-hornfels ou siliceous mármore, resistente e splintery, com abundante augite, granada, volastonite e outros minerais em que a calcite é um componente importante. A diabásio ou andesite pode tornar-se um hornfels diabásio ou hornfels andesito com o desenvolvimento de novos hornblenda e biotita e uma recristalização parcial do feldspato originais. Chert ou sílex pode tornar-se uma rocha de quartzo finamente cristalino; arenitos perder a sua estrutura clastic e são convertidas em um mosaico de pequenos-encaixe perto grãos de quartzo em uma rocha metamórfica chamado quartzito.

Se a rocha foi originalmente em faixas ou foliated (como, por exemplo, um arenito laminado ou um calc- foliated xisto) esse personagem não pode ser apagada, e um hornfels faixas é o produto; fósseis ainda podem ter as suas formas preservada, embora inteiramente recristalizado, e em muitos alterado contato lavas a vesículas ainda são visíveis, embora o seu conteúdo tenha normalmente entrou em novas combinações para formar minerais que não estavam originalmente presentes. As estruturas minutos, no entanto, desaparece, muitas vezes completamente, se a alteração térmica é muito profunda; assim, pequenos grãos de quartzo em um xisto são perdidos ou misturar-se com as partículas vizinhas de barro, ea multa terreno em massa de lavas é inteiramente reconstruída.

Por recristalização deste modo rochas peculiares de tipos muito distintos são muitas vezes produzidos. Assim folhelhos pode passar para o rochas cordierite, ou podem mostrar grandes cristais de andalusite (e chiastolite), staurolite, granada, kyanite e sillimanite, todas derivadas a partir do conteúdo aluminous do xisto originais. Uma quantidade considerável de mica (ambos moscovite e biotite) é muitas vezes simultaneamente formada, eo produto resultante tem uma estreita semelhança com muitos tipos de xisto. Calcários, se pura, são muitas vezes se transformou em mármores cristalinos grosseiramente; mas se houvesse uma mistura de argila ou areia na rocha original minerais como granada, epidote, idocrase, wollastonite, estará presente. Arenitos quando muito aquecido pode mudar em quartzitos grossos compostos por grandes grãos claros de quartzo. Estas fases mais intensas de alteração não são tão comumente visto em rochas ígneas, porque os seus minerais, sendo formado em altas temperaturas, não são tão facilmente transformado ou recristalizado.

Em alguns casos, as rochas são fundidos e em que os cristais do produto vítreo minutos escuras de espinélio, e sillimanite cordierite pode separar. Shales ocasionalmente são assim alterados por basalto diques, e arenitos feldspáticos pode ser completamente vitrificados. Alterações similares podem ser induzidos em xistos pela queima de carvão costuras ou mesmo por um forno comum.

Há também uma tendência para metasomatism entre o magma ígnea e sedimentar country rock, pelo que os produtos químicos em cada são trocados ou introduzidos na outra. Granitos podem absorver fragmentos de xisto ou pedaços de basalto. Nesse caso rochas híbridos chamados skarn surgem que não têm os personagens de rochas ígneas ou sedimentares normais. Às vezes, um magma invasora granito permeia as rochas ao redor, enchendo suas articulações e planos de roupa de cama, etc., com fios de quartzo e feldspato. Isto é muito excepcional, mas instâncias dele são conhecidos e que podem ter lugar em grande escala.

Metamorfismo regional

Metamorfismo regional é o nome dado às mudanças na grandes massas de rocha sobre uma vasta área. Rochas podem ser metamorfoseados simplesmente por estar em grandes profundidades abaixo da superfície da Terra, sujeitos a altas temperaturas ea grande pressão causada pelo imenso peso das camadas de rocha acima. Grande parte da crosta continental inferior é metamórfico, com exceção de intrusões ígneas recentes. Movimentos tectônicos horizontais, tais como a colisão de continentes Criar cinturões orogênicos e causar altas temperaturas, pressões e deformação nas rochas ao longo destes cintos. Se as rochas são metamorfoseadas mais tarde elevados e expostos pela erosão , que pode ocorrer em cintos longos ou outras grandes áreas na superfície. O processo de metamorfismo pode ter destruído as características originais que poderiam ter revelado a história anterior do rock. A recristalização do rock vai destruir as texturas e os fósseis presentes em rochas sedimentares. Metasomatism vai mudar a composição original.

Metamorfismo regional tende a tornar a rocha mais endurecido e ao mesmo tempo para dar um foliados, shistose ou gnáissica textura, consistindo de uma disposição plana dos minerais, de modo que lamelar ou prismáticas minerais como mica e horneblenda têm os seus eixos maiores paralelos dispostos um para o outro. Por essa razão, muitos desses rochas dividir facilmente em uma direção ao longo de zonas de rolamento mica ( xistos). Em gneisses, minerais também tendem a ser agrupadas em faixas; portanto, há costuras de quartzo e de mica em um xisto mica, muito fina, mas consiste essencialmente em um mineral. Ao longo das camadas de minerais compostas de minerais macios ou físseis as rochas irá dividir mais facilmente, e os espécimes recém-dividida é exibida a ser enfrentado ou revestidos com este mineral; por exemplo, um pedaço de mica xisto olhou para facewise pode-se supor que consiste inteiramente de brilhar escalas de mica. Na borda das amostras, no entanto, as camadas finas brancas de granulado de quartzo será visível. Em gneisses estes folia alternando às vezes são mais espessas e menos regular do que em xistos, mas o mais importante menos micaceous; eles podem ser lenticular, morrendo rapidamente. Gneisses também, como regra, conter mais do que feldspato xistos fazer, e eles são físseis mais resistente e menos. Contortion ou desintegração da folheação não é de forma incomum, e, em seguida, as faces de divisão são undulose ou enrugada. Schistosity e bandas gnáissica (os dois tipos principais de folheação) são formados por pressão dirigida a uma temperatura elevada, e para o movimento intersticial, ou fluxo interno dispondo as partículas minerais, enquanto eles estão a cristalização em que o campo de pressão dirigida.

Rochas que eram originalmente sedimentar e rochas que foram, sem dúvida, ígnea são convertidos em xistos e gnaisses, e se originalmente de composição similar que pode ser muito difícil distinguir um do outro se o metamorfismo tem sido grande. A quartzo-pórfiro, por exemplo, e um arenito feldspático fina, podem tanto a convertido em uma mica-xisto cinzento ou rosa.

Texturas de rocha metamórfica

Os cinco texturas metamórficas básicos com tipos de rochas típicas são:

• Slaty: ardósia e filito; a folheação é chamado de "clivagem slaty '
• Xistoso: xisto; a folheação é chamado de 'schistosity'
• Gneissose: gnaisse; a folheação é chamado de 'gneissosity'
• Granoblástica: granulite, alguns mármores e quartzito
• Hornfelsic: hornfels e skarn