Geologia fizyczna

istnieją dwa główne rodzaje skał metamorficznych: te, które są foliowane, ponieważ powstały w środowisku o ukierunkowanym ciśnieniu lub naprężeniu ścinającym, i te, które nie są foliowane, ponieważ powstały w środowisku bez ukierunkowanego ciśnienia lub stosunkowo blisko powierzchni z bardzo małym ciśnieniem w ogóle., Niektóre rodzaje skał metamorficznych, takie jak kwarcyt i marmur, które również tworzą się w Warunkach ukierunkowanego ciśnienia, niekoniecznie wykazują foliację, ponieważ ich minerały (odpowiednio kwarc i kalcyt) nie wykazują wyrównania (patrz rysunek 7.12).

Kiedy skała jest ściśnięta pod ukierunkowanym ciśnieniem podczas metamorfizmu, prawdopodobnie zostanie zdeformowana, a to może spowodować zmianę tekstury, tak że minerały są wydłużone w kierunku prostopadłym do głównego naprężenia (rysunek 7.5). Przyczynia się to do powstawania foliacji.,

Kiedy skała jest zarówno ogrzewana, jak i ściskana podczas metamorfizmu, a zmiana temperatury wystarczy, aby nowe minerały mogły powstać z istniejących, istnieje prawdopodobieństwo, że nowe minerały będą zmuszone rosnąć z długimi osiami prostopadłymi do kierunku ściskania. Jest to zilustrowane na rysunku 7.6, gdzie skała macierzysta jest łupkiem, z ściółką, jak pokazano., Po podgrzaniu i ściśnięciu w skale powstają nowe minerały, na ogół równoległe do siebie, a pierwotna ściółka została w dużej mierze zatarta.

rysunek 7.7 pokazuje przykład tego efektu. Ten duży głaz ma ściółkę nadal widoczną jako ciemne i jasne pasma opadające stromo w prawo. W skale występuje również silna foliacja łupkowa, która jest w tym ujęciu pozioma i rozwinęła się, ponieważ skała była ściskana podczas metamorfizmu. Skała oddzieliła się od podłoża wzdłuż tej płaszczyzny foliacji i widać, że inne słabości są obecne w tej samej orientacji.

samo wyciskanie i podgrzewanie (jak pokazano na rysunku 7.,5) i ściskanie, ogrzewanie i tworzenie nowych minerałów (jak pokazano na rysunku 7.6) może przyczynić się do foliacji, ale większość foliacji rozwija się, gdy nowe minerały są zmuszone rosnąć prostopadle do kierunku największego stresu (rysunek 7.6). Efekt ten jest szczególnie silny, jeśli nowe minerały są platowate jak Mika lub wydłużone jak amfibole. Kryształy mineralne nie muszą być duże, aby wytworzyć foliację. Łupek, na przykład, charakteryzuje się wyrównanymi płatkami miki, które są zbyt małe, aby zobaczyć.

Rysunek 7.,7 głaz narzutowy od strony Mt. Wapta in the Rockies near Field, BC. Pościele widoczne są jako jasne i ciemne pasma opadające stromo w prawo. Slaty rozszczepienie jest widoczne ze sposobu skała złamał, a także z linii słabości tego samego trendu.

różne typy metamorficznych skał foliowanych, wymienione w kolejności stopnia lub intensywności metamorfizmu i rodzaju foliacji to łupki, filcyt, łupki i gnejsy (rysunek 7.8)., Jak już wspomniano, łupek powstaje z niskopoziomowego metamorfizmu łupków i ma mikroskopijne kryształy gliny i miki, które rosną prostopadle do naprężenia. Łupek ma tendencję do łamania się na płaskie arkusze. Fyllit jest podobny do łupka, ale zazwyczaj został podgrzany do wyższej temperatury; micas stały się większe i są widoczne jako połysk na powierzchni. Tam, gdzie łupek jest typowo płaski, fyllit może tworzyć się w warstwach falistych., W powstawaniu łupków temperatura była wystarczająco gorąca, aby widoczne były pojedyncze kryształy miki, a także inne kryształy mineralne, takie jak kwarc, skalenie lub granat. W gnejsie minerały mogły się rozdzielić na pasma o różnych barwach. W przykładzie pokazanym na rysunku 7.8 d, ciemne pasma są w dużej mierze amfibole, podczas gdy jasne pasma są skalenie i kwarc. Większość gnejsów ma niewiele lub nie ma Miki, ponieważ tworzy w temperaturach wyższych niż te, w których miki są stabilne., W przeciwieństwie do łupków i fyllitów, które zwykle tworzą się tylko z skał błotnych, łupków, a zwłaszcza gnejsów, mogą tworzyć się z różnych skał macierzystych, w tym z skał błotnych, piaskowców, konglomeratów i szeregu wulkanicznych i inwazyjnych skał magmowych.

Schist i gnejs można nazwać na podstawie ważnych minerałów, które są obecne. Na przykład łupek pochodzący z bazaltu jest zazwyczaj bogaty w chloryt, więc nazywamy go łupkiem chlorytowym. Jeden pochodzi z łupków może być łupek muskowit-biotyt, lub po prostu łupek Mika, lub jeśli istnieją granaty obecne może być łupek Mika-granat., Podobnie gnejs, który powstał jako bazalt i jest zdominowany przez amfibole, jest gnejsem amfibolowym lub, dokładniej, amfibolitem.

Jeśli skała zostanie zakopana na wielką głębokość i napotka temperatury zbliżone do temperatury topnienia, częściowo stopi się. Otrzymana skała, która obejmuje zarówno metamorfozę, jak i materiał magmowy, jest znana jako migmatyt (rysunek 7.9).

Rysunek 7.,9 Migmatite from Prague, Czech Republic

Jak już wspomniano, Natura skały macierzystej kontroluje rodzaje skał metamorficznych, które mogą z niej tworzyć w różnych warunkach metamorficznych. Rodzaje skał, które można oczekiwać, że powstaną w różnych stopniach metamorficznych z różnych skał macierzystych, są wymienione w tabeli 7.1. Niektóre skały, takie jak granit, nie zmieniają się zbytnio w niższych stopniach metamorficznych, ponieważ ich minerały są nadal stabilne do kilkuset stopni.

Tabela 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., W większości przypadków dzieje się tak dlatego, że nie są głęboko zakopane, a ciepło dla metamorfizmu pochodzi z ciała magmy, które przeniosło się do górnej części skorupy. To Metamorfizm kontaktowy. Niektóre przykłady skał metamorficznych bezlistnych to marmury, kwarcyty i hornfelsy.

Marmur jest metamorfizowanym wapieniem. Kiedy tworzy, kryształy kalcytu mają tendencję do powiększania się, a wszelkie osadowe tekstury i skamieniałości, które mogły być obecne, są niszczone. Jeśli oryginalny wapień był czysty kalcyt, marmur prawdopodobnie będzie biały (jak na rysunku 7.,10), ale jeśli miał różne zanieczyszczenia, takie jak glina, krzemionka lub magnez, marmur może być „marmurkowy” w wyglądzie.

kwarcyt jest metamorfozowanym piaskowcem (rysunek 7.11). Dominuje w nim kwarc, a w wielu przypadkach pierwotne ziarna kwarcu piaskowca są spawane razem z dodatkową krzemionką. Większość piaskowca zawiera niektóre minerały gliniaste i może również zawierać inne minerały, takie jak skaleń lub fragmenty skał, więc większość kwarcytów ma pewne zanieczyszczenia z kwarcem.

Rysunek 7.,11 kwarcyt z Gór Skalistych, znaleziony w rzece Bow w Cochrane, Alberta

nawet jeśli powstały podczas metamorfizmu Regionalnego, kwarcyt nie ma tendencji do foliowania, ponieważ kryształy kwarcu nie wyrównują się z ciśnieniem kierunkowym. Z drugiej strony, każda glina obecna w pierwotnym piaskowcu prawdopodobnie zostanie przekształcona w Mikę podczas metamorfizmu, a każda taka Mika prawdopodobnie będzie zgodna z ciśnieniem kierunkowym. Przykład tego przedstawiono na rysunku 7.12., Kryształy kwarcu nie wykazują wyrównania, ale wszystkie miki są wyrównane, co wskazuje, że podczas metamorfizmu Regionalnego tej skały istniało ciśnienie kierunkowe.

Hornfels to kolejna Nie foliowana skała metamorficzna, która zwykle tworzy się podczas metamorfizmu kontaktowego skał drobnoziarnistych, takich jak kamień błotny lub skała wulkaniczna (rysunek 7.13). W niektórych przypadkach hornfels ma widoczne kryształy minerałów takich jak biotyt lub andaluzyt. Gdyby hornfels uformował się w sytuacji bez ukierunkowanego ciśnienia, minerały te byłyby losowo zorientowane, a nie foliowane, jak gdyby powstały z ukierunkowanym ciśnieniem.

Rysunek 7.,13 Hornfels z Obwodu Nowosybirskiego Rosji. Ciemne i jasne pasma są ściółką. Skała została rekrystalizowana podczas metamorfizmu kontaktowego i nie wykazuje foliacji. (skala w cm)