Physikalische Geologie

Es gibt zwei Haupttypen von metamorphen Gesteinen: solche, die foliiert sind, weil sie sich in einer Umgebung mit gerichtetem Druck oder Scherspannung gebildet haben, und solche, die nicht foliert sind, weil sie sich in einer Umgebung ohne gerichteten Druck oder relativ nahe der Oberfläche mit sehr geringem Druck gebildet haben., Einige Arten von metamorphen Gesteinen, wie Quarzit und Marmor, die sich auch in Situationen mit gerichtetem Druck bilden, weisen nicht unbedingt eine Foliation auf, da ihre Mineralien (Quarz bzw.

Wenn ein Gestein während der Metamorphose unter gerichtetem Druck gequetscht wird, ist es wahrscheinlich, dass es deformiert wird, und dies kann zu einer Texturänderung führen, so dass die Mineralien in der Richtung senkrecht zur Hauptspannung verlängert sind (Abbildung 7.5). Dies trägt zur Bildung von Laub bei.,

Wenn ein Gestein während der Metamorphose erhitzt und gequetscht wird und die Temperaturänderung ausreicht, um neue Mineralien aus vorhandenen zu bilden, besteht die Wahrscheinlichkeit, dass die neuen Mineralien gezwungen sind, mit ihren langen Achsen senkrecht zur Quetschrichtung zu wachsen. Dies ist in Abbildung 7.6 dargestellt, wo das Elterngestein Schiefer ist, mit Bettzeug wie gezeigt., Nach dem Erhitzen und Quetschen haben sich im Gestein neue Mineralien gebildet, die im Allgemeinen parallel zueinander verlaufen, und die ursprüngliche Einstreu wurde weitgehend ausgelöscht.

Abbildung 7.7 zeigt ein Beispiel für diesen Effekt. Dieser große Felsbrocken ist immer noch sichtbar, da dunkle und helle Bänder steil nach rechts abfallen. Das Gestein hat auch eine starke schiefe Foliation, die in dieser Ansicht horizontal ist, und hat sich entwickelt, weil das Gestein während der Metamorphose gequetscht wurde. Der Fels hat sich entlang dieser Foliationsebene vom Grundgestein gelöst, und Sie können sehen, dass andere Schwächen in derselben Ausrichtung vorhanden sind.

Quetschen und Erhitzen allein (wie in Abbildung 7 gezeigt.,5) und Quetschen, Erhitzen und Bildung neuer Mineralien (wie in Abbildung 7.6 gezeigt) können zur Foliation beitragen, aber die meisten Foliationen entwickeln sich, wenn neue Mineralien gezwungen sind, senkrecht zur Richtung der größten Belastung zu wachsen (Abbildung 7.6). Dieser Effekt ist besonders stark, wenn die neuen Mineralien platy wie Glimmer oder länglich wie Amphibol sind. Die Mineralkristalle müssen nicht groß sein, um Blattwerk zu erzeugen. Schiefer zum Beispiel zeichnet sich durch ausgerichtete Glimmerflocken aus, die zu klein sind, um sie zu sehen.

Die verschiedenen Arten von folierten metamorphen Gesteinen, die in der Reihenfolge des Grades oder der Intensität des Metamorphismus und der Art der Foliation aufgeführt sind, sind Schiefer, Phyllite, Schiefer und Gneis (Abbildung 7.8)., Wie bereits erwähnt, wird Schiefer aus der minderwertigen Metamorphose von Schiefer gebildet und weist mikroskopisch kleine Ton-und Glimmerkristalle auf, die senkrecht zur Spannung gewachsen sind. Schiefer neigt dazu, in flache Blätter zu brechen. Phyllite ähnelt Schiefer, wurde aber typischerweise auf eine höhere Temperatur erhitzt; Die Glimmer sind größer geworden und sind als Glanz auf der Oberfläche sichtbar. Wo Schiefer typischerweise planar ist, kann sich Phyllite in gewellten Schichten bilden., Bei der Bildung von Schiefer war die Temperatur heiß genug, so dass einzelne Glimmerkristalle sichtbar sind und auch andere Mineralkristalle wie Quarz, Feldspat oder Granat sichtbar sein können. Im Gneis können sich die Mineralien in Bänder unterschiedlicher Farben getrennt haben. In dem in Abbildung 7.8 d gezeigten Beispiel sind die dunklen Bänder größtenteils Amphibol, während die hellen Bänder Feldspat und Quarz sind. Das meiste Gneis hat wenig oder keinen Glimmer, da es sich bei höheren Temperaturen bildet als bei denen, unter denen Glimmer stabil sind., Im Gegensatz zu Schiefer und Phyllit, die typischerweise nur aus Schlammgestein bilden, Schiefer, und vor allem Gneis, kann aus einer Vielzahl von Muttergesteinen bilden, einschließlich Schlammgestein, Sandstein, Konglomerat, und eine Reihe von vulkanischen und intrusive magmatischen Gesteinen.

Schiefer und Gneis können anhand wichtiger Mineralien benannt werden. Zum Beispiel ist ein Schiefer aus Basalt typischerweise reich an dem Mineral Chlorit, so nennen wir es Chlorit Schiefer. Ein aus Schiefer abgeleiteter Schiefer kann ein Moskowiter-Biotit-Schiefer oder nur ein Glimmerschiefer sein, oder wenn Granate vorhanden sind, könnte es ein Glimmer-Granatschiefer sein., In ähnlicher Weise ist ein Gneis, das als Basalt entstand und von Amphibolen dominiert wird, ein Amphibol-Gneis oder genauer gesagt ein Amphibolit.

Wenn ein Gestein in großer Tiefe vergraben ist und Temperaturen nahe seinem Schmelzpunkt erreicht, schmilzt es teilweise. Das resultierende Gestein, das sowohl metamorphes als auch magmatisches Material enthält, wird als Migmatit bezeichnet (Abbildung 7.9).

Wie bereits erwähnt, steuert die Natur des Muttergesteins die Arten von metamorphen Gesteinen, die sich unter unterschiedlichen metamorphen Bedingungen daraus bilden können. Die Gesteinsarten, von denen erwartet werden kann, dass sie sich in verschiedenen metamorphen Graden aus verschiedenen Elterngesteinen bilden, sind in Tabelle 7.1 aufgeführt. Einige Gesteine, wie Granit, ändern sich bei den unteren metamorphen Graden nicht viel, da ihre Mineralien bis zu mehreren hundert Grad stabil sind.

Tabelle 7.,nite

no change	no change	no change	granite gneiss
Basalt	chlorite schist	chlorite schist	amphibolite	amphibolite
Sandstone	no change	little change	quartzite	quartzite
Limestone	little change	marble	marble	marble

Metamorphic rocks that form under either low-pressure conditions or just confining pressure do not become foliated., In den meisten Fällen liegt dies daran, dass sie nicht tief vergraben sind und die Wärme für die Metamorphose von einem Magmakörper kommt, der sich in den oberen Teil der Kruste bewegt hat. Dies ist Kontaktmetamorphose. Einige Beispiele für nicht foliierte metamorphe Gesteine sind Marmor, Quarzit und Hornfels.

Marmor ist metamorphosierter Kalkstein. Wenn es sich bildet, neigen die Calcitkristalle dazu, größer zu werden, und alle möglicherweise vorhandenen Sedimentstrukturen und Fossilien werden zerstört. Wenn der ursprüngliche Kalkstein reiner Calcit war, ist der Marmor wahrscheinlich weiß (wie in Abbildung 7.,10), aber wenn es verschiedene Verunreinigungen wie Ton, Kieselsäure oder Magnesium hätte, könnte der Marmor „marmoriert“ werden.

Quarzit ist metamorphosierter Sandstein (Abbildung 7.11). Es wird von Quarz dominiert, und in vielen Fällen werden die ursprünglichen Quarzkörner des Sandsteins mit zusätzlichem Siliciumdioxid verschweißt. Die meisten Sandstein enthält einige Tonmineralien und kann auch andere Mineralien wie Feldspat oder Gesteinsfragmente, so dass die meisten Quarzit hat einige Verunreinigungen mit dem Quarz.

Selbst wenn es während der regionalen Metamorphose gebildet wird, neigt Quarzit nicht dazu, foliiert zu werden, da Quarzkristalle nicht mit dem Richtungsdruck übereinstimmen. Auf der anderen Seite wird wahrscheinlich jeder Ton, der im ursprünglichen Sandstein vorhanden ist, während der Metamorphose in Glimmer umgewandelt, und ein solcher Glimmer wird wahrscheinlich mit dem Richtungsdruck übereinstimmen. Ein Beispiel HIERFÜR ist in Abbildung 7.12., Die Quarzkristalle zeigen keine Ausrichtung, aber die Glimmer sind alle ausgerichtet, was darauf hinweist, dass während der regionalen Metamorphose dieses Gesteins Richtungsdruck herrschte.

Hornfels ist ein weiteres nicht foliertes metamorphes Gestein, das sich normalerweise während der Kontaktmetamorphose von feinkörnigen Gesteinen wie Schlammstein oder Vulkangestein bildet (Abbildung 7.13). In einigen Fällen hat Hornfels sichtbare Kristalle von Mineralien wie Biotit oder Andalusit. Wenn sich die Hornfels in einer Situation ohne gerichteten Druck bildeten, dann würden diese Mineralien zufällig orientiert, nicht foliiert, wie sie wären, wenn sie mit gerichtetem Druck gebildet würden.