Skały metamorficzne (przeobrażone)

Skały metamorficzne (przeobrażone)
Metamorfizm – zespół procesów fizyko – chemicznych , prowadzących do zmiany składu
mineralnego i strukturalno – teksturalnego skały.
a) przemiany strukturalno – teksturalne: rekrystalizacja i kataklaza
b) przemiany mineralne
Czynniki metamorfizmu – temp. , p litostatyczne, p kierunkowe (stress), czas
Typy metamorfizmu
Metamorfizm termiczny (kontaktowy)– zachodzi w sąsiedztwie gorącej lawy lub magmy. Pod
wpływem wysokiej temp. Może dojść do przekształcenia tekstury i składu mineralnego
(przykład skały: marmur, kwarcyt)
Metamorfizm dynamiczny – zachodzi pod wpływem ciśnienia kierunkowego. Prowadzi do
zmiany tekstury skały (przykład skały: łupki)
Metamorfizm regionalny – panuje wysoka temp. i ciśnienie. Zachodzi gdy wskutek ruchów
tektonicznych znaczne fragmenty skorupy ziemskiej zostaną wciągnięte na większe
głębokości (Przykład skały: gnejs)
Metamorfizm gazowy (metasomatoza) – rozpuszczanie pierwotnych minerałów i
zastępowanie ich nowymi poprzez sferę gazową i sferę silnie zmineralizowaną
Strefy metamorfizmu
• Epi – najpłytsza. Temperatura około 300 C oraz ciśnienie kierunkowe. W strefie tej
powstają takie skały jak: łupki serycytowe, chlorytowe, serpentynity, zieleńce
• Mezo- gł. od 10 – 20 km. Temperatura do 500 C, ciśnienie kierunkowe i
hydrostatyczne. Skały jakie tu powstają to gnejsy, kwarcyty, marmury, amfibolity
• Kata – głębokości poniżej 20 km, temp. – 800 C, ciśnienie jest hydrostatyczne. Skały
powstające to : eklogit, granulit, gnejs
Minerały skałotwórcze skał metamorficznych
W skałach metamorficznych spotykamy minerały będące również minerałami głównymi w
skałach magmowych i osadowych. Należy do nich m in. kwarc, skalenie (potasowe jak i
sodowo - wapniowe) oraz minerały z grupy mik (bioty i muskowit). Ponadto występują
minerały z grupy chlorytów np.: serpentyny, chryzotyle, talk; z grupy amfiboli np.: aktynolit,
glaukofan; z grupy piroksenów: augit, diopsyd. Z krzemianów wyspowych pospolicie
spotykane są takie minerały jak sillimanit, andaluzyt, cyjanit(dysten). Z grupy granatów
spotka się staurolit, kordieryt a z grupy epidotu wyróżniamy np.: epidot, zoizyt.
Przegląd skał metamorficznych
Fyllity i łupki
To słabo przeobrażone skały ilaste i mułowcowe. Fyllity odznaczają się szeregiem
cech pośrednich między skałami ilasto – mułowcowymi a typowymi łupkami krystalicznymi.
Ich barwa jest generalnie ciemno szara, często jednak bywają zabarwione obecnością
charakterystycznych minerałów np: serycytu i muskowitu (jedwabisto – srebrzyście
połyskujące), chlorytu (szarozielone), rozproszonego hematytu (czerwone). Fyllity odznaczaj
się wyraźną foliacją. Skała łupie się na cienkie płytki. Tzw. łupki dachówkowe (odmiana
łupków fyllitowych) niegdyś stosowane do wyrobu dachówek. Foliacja jest podkreślona
przez na przemian ległe ułożenie warstewek kwarcu i minerałów blaszkowych. Struktura
fyllitów jest drobnoblastyczna. Skład mineralny: serycyt, chloryt i kwarc. Minerały poboczne
to: węglany (kalcyt, dolomit), skalenie (albit, mikroklin) lub biotyt.
Łupki grafitowe – facjalnie pokrewne fyllitom. Intensywnie czarne ze względu na
rozproszony w nich grafit. (Brudzą palce). Pod względem tekstury i składu mineralnego
podobne do fyllitów.
Łupki krystaliczne – duża i zróżnicowana z uwagi na skład mineralny grupa skał. Wszystkie
skały z tej grupy łatwo pękają na cienkie i stosunkowo zwięzłe płytki. Makroskopowo
widoczne jest zróżnicowanie składu mineralnego w na przemian ległych ciemnych i jasnych
warstewkach. Przykłady najczęściej spotykanych odmian łupków krystalicznych:
Łupki chlorytowe - Minerałem dominującym jest w tych skałach chloryt nadający
im ciemnozielone zabarwienie. Słabo zwięzłe, niekiedy plastyczne. Na zwietrzałych
powierzchniach często rdzawobrunatne. Obok chlorytu występuje kwarc, albit i epidot
rzadziej węglany, biotyt, aktynolit. Powstają w wyniku metamorfizmu żelazistych osadów
ilasto – mułowcowych.
Łupki talkowe – bladozielonkawe, niekiedy srebrzyste (zawierające serycyt), tłuste
w dotyku , słabo zwięzłe z wyraźną teksturą łupkową. Obok dominującego talku mogą
zawierać, chloryt, aktynolit, serpentyn, magnezyt i dolomit, niekiedy miki. Powstają z
przeobrażenia skał ultrazasadowych.
Łupki mikowe - Ich barwa jest niejednolita, najczęściej srebrzystoszara, Wyraźna
laminacja kwarcowo (jasnoszara), mikowa (ciemniejsza). Obok dominującego w składzie
mineralnym kwarcu i mik spotykamy chloryty, skalenie, granaty.
Kwarcyty - skały jasne, niemal białe, szare lub różowe , niekiedy smużyste. Dominującym
składnikiem jest w nich kwarc, ponadto można spotkać muskowit, skalenie, chloryt.
Kwarcyty powstają ze skał osadowych bogatych w krzemionkę co sprawia, że są to
najtwardsze skały na ziemi. Są skałami masywnymi.
Marmury barwa biała , jasnoszara , różowa, zielona czasem bywają ciemne nawet czarne.
Marmury powstają w wyniku metamorfizmu regionalnego lub termicznego wapieni i
dolomitów w szerokim zakresie ciśnień i temperatur. Dominującymi składnikami marmurów
są kalcyt lub dolomit.
Gnejsy są zazwyczaj skałami jasnymi, niekiedy różowo – czarnymi. Makroskopowo są
średnio lub gruboblastyczne, niekiedy porfirowate. Skały te wykazują wyraźną łupkowatość ,
często teksturę oczkową lub słojową, rzadziej ołówkową. Charakterystyczna jest laminacja
wyznaczona przez warstwy mikowe (cieńsze i ciemniejsze) oraz warstwy skaleniowo –
kwarcowe o zróżnicowanej grubości, często z oczkami lub słojami większych skalni. Główne
minerały to skalenie i kwarc, ponadto może występować biotyt, hornblenda (zwłaszcza w
odmianach ołówkowych), muskowit, chloryt, piroksen. Gnejsy mogą utworzyć się zarówno
ze skał osadowych (paragnejsy) jak i skał magmowych (ortognejsy).
Zieleńce to skały barwy szaro- lub ciemnozielonej, masywne lub złupkowacone. Główne
minerały to epidot, chloryt, albit, aktynolit. Minerały poboczne i akcesoryczne w tych skałach
to kwarc, biotyt, węglany, magnetyt, apatyt, tytanit. Makroskopowo są drobnoblastyczne.
Najczęściej powstają jako produkt metamorfizmu wylewnych skał zasadowych typu bazaltów
i ich tufów. Mogą również powstawać w wyniku metamorfizmu skał gabrowych i diabazów,
bądź skał osadowych typu margli.
Amfibolity to skały najczęściej barwy ciemnozielonej, ciemnoszarej a niekiedy prawie
czarnej. Ich struktura jest drobno lub średnioblastyczna, tekstura masywna, często
uporządkowana, podkreślona ułożeniem słupków hornblendy. Główne minerały tych skał to
amfibole i plagioklazy. Pobocznie mogą występować kwarc, biotyt, epidot, pirokseny, granat.
Amfibolity są produktami średniego stopnia metamorfizmu skał klasy gabra i bazaltu,
diorytoidów oraz ich tufów i tufitów.
Serpentynity powstają w wyniku przeobrażenia ultrazasadowych skał magmowych. Ich
barwa jest ciemnozielona, zielonoczarna, brunatna znane są również odmiany plamiste.
Struktura tych skał jest drobnoblastyczna, tekstura zaś zbita i bezkierunkowa. Dominującymi
minerałami w tej grupie skał są serpentynity: chryzotyl lub lizardyt. Pospolicie spotykane są
również relikty oliwinów oraz akcesorycznie chromit, magnetyt. Pozostałe minerały
akcesoryczne to magnezyt, pirokseny, talk, chloryt. Proces serpentynizacji zachodzi w temp.
200 – 400 C w obecności H2O i CO2 gdzie minerały serpentynu i magnezytu powstają według
reakcji:
4MgSiO4+4H2O+2CO2=Mg6Si4O10(OH)8 +2MgCO3
Znaczenie gospodarcze skał metamorficznych
Masywne skały metamorficzne typu np.: amfibolity, serpentynity są wykorzystywane jako
kamień drogowy i budowlany. Skały drobnoblatyczne jak fyllity, łupki chlorytowe i talkowe
są stosowane jako proszki mineralne w charakterze nośników i środków ochrony roślin.
Łupki talkowe i chlorytowe – produkcja materiałów ogniotrwałych oraz izolacyjnych.
Kwarcyt – produkcja materiałów ogniotrwałych, w budownictwie, przemyśle chemicznym
(materiał kwasoodporny) i szklarskim , wytwarzanie materiałów ściernych.
Marmur – materiał dekoracyjny, okładzinowy, cenny materiał rzeźbiarski, surowiec do
produkcji wapna palonego.
Opracowała na podstawie zebranych materiałów źródłowych
Dr inż. A. Pękala