Metamorfovaných hornin

Metamorfovaná hornina, jakékoliv třídy horniny, které vyplývají z úprav již existujících hornin v reakci na měnící se podmínky prostředí, jako jsou změny teploty, tlaku a mechanickému namáhání, a sčítání nebo odčítání chemických složek. Již existující horniny mohou být vyvřelé, sedimentární, nebo jiné metamorfované horniny.

slovo metamorfózy je převzat z řeckého pro „změnu formy“; metamorfované horniny jsou odvozeny od vyvřelých nebo sedimentárních hornin, které změnily svou formu (rekrystalizovaly) v důsledku změn ve fyzickém prostředí. Metamorfóza zahrnuje změny jak v mineralogii, tak ve struktuře původní horniny. Obecně platí, že tyto změny jsou buď vniknutí horké magma do chladnější okolní horniny (kontaktní metamorfózy) nebo rozsáhlých tektonických pohybů Zemské litosférické desky, které mění tlak-teplota, podmínky skály (regionální metamorfózy; viz také deskové tektoniky). Minerály v původní rock, nebo protolith, reagovat na měnící se podmínky reaguje s navzájem produkovat nové minerální shromáždění, které je termodynamicky stabilní v rámci nového tlak-teplotní podmínky. Tyto reakce se vyskytují v pevném stavu, ale mohou být usnadněny přítomností kapalné fáze lemující hranice zrn minerálů. V kontrastu ke vzniku vyvřelých hornin, metamorfovaných horninách není krystalizovat ze silikátové taveniny, i když vysoké teploty metamorfózy může vést k částečné tavení hostitelské horniny.

Protože metamorfózy představuje reakci na měnící se fyzické podmínky, těch oblastech Zemského povrchu, kde dynamické procesy jsou nejvíce aktivní bude také regiony, kde metamorfní procesy jsou nejintenzivnější a snadno pozorovat. Například rozsáhlá oblast tichomořského okraje je svou seismickou a vulkanickou činností také oblastí, ve které jsou materiály intenzivně pohřbeny a metamorfovány. Obecně platí, že okraje kontinentů a oblastí horské stavby jsou regiony, kde metamorfní procesy probíhají s intenzitou. Ale v relativně klidných místech, kde se sedimenty hromadí pomalu, dochází také k méně velkolepým změnám v reakci na změny tlakových a teplotních podmínek. Metamorfované horniny jsou proto distribuovány v celém geologickém sloupci.

protože většina zemského pláště je pevná, mohou se zde vyskytovat i metamorfní procesy. Pláště horniny jsou zřídka pozorovány na povrchu, protože jsou příliš husté stoupat, ale občas letmý pohled je prezentován jejich zahrnutí do vulkanických materiálů. Tyto horniny mohou představovat vzorky z hloubky několika set kilometrů, kde mohou působit tlaky asi 100 kilobarů (3 miliony palců rtuti). Experimenty, při vysokém tlaku ukázaly, že některé běžné minerály, které se vyskytují na povrchu přežije v hloubce uvnitř pláště beze změny do nové, high-density fáze, ve které atomy jsou baleny těsněji dohromady. To znamená, že běžná forma SiO2, křemen, s hustotou 2,65 g na krychlový cm (1.53 uncí na krychlový palec), transformuje se do nové fáze, stishovite, s hustotou 4.29 gramů na centimetr krychlový (2.48 uncí na krychlový palec). Tyto změny mají zásadní význam v geofyzikální interpretaci zemského vnitřku.

obecně platí, že teploty se zvyšují s hloubkou v zemi podél křivek označovaných jako geotermy. Specifický tvar geothermu pod jakýmkoli místem na Zemi je funkcí jeho odpovídajícího místního tektonického režimu. Metamorfózy může dojít buď při skála se pohybuje z jedné polohy do druhé po jediném geotherm nebo když geotherm sama mění formu. K prvnímu může dojít, když je skála pohřbena nebo povznesena rychlostí, která jí umožňuje udržovat tepelnou rovnováhu s okolím. Tento typ metamorfózy dochází pod pomalu ustupuje sedimentárních pánví a také v sestupném oceánské desky se v některých subdukční zóny. Druhý proces se vyskytuje buď, když horké magma zasahuje a ovlivňuje tepelný stav stacionární skály, nebo když rock je rychle transportován tektonické procesy (např. tah chybující nebo velkém měřítku skládání) do nové hloubky-teplotní režim, například v oblasti střetu mezi dvěma kontinenty (viz také chyba a složit). Bez ohledu na to, který proces nastane, výsledkem je, že sbírku minerálů, které jsou termodynamicky stabilní na počáteční podmínky jsou umístěny za nových podmínek, na které mohou nebo nemusí být stabilní. Pokud již nejsou v rovnováze jeden s druhým v nových podmínkách, minerály budou reagovat tak, aby se přístup nového rovnovážného stavu. To může zahrnovat úplnou změnu minerálního shromáždění nebo jednoduše posun složení již existujících minerálních fází. Výsledná minerální sestava bude odrážet chemické složení původní horniny a nové podmínky tlaku a teploty, kterým byla hornina vystavena.

protože protolitové kompozice a podmínky tlaku a teploty, za kterých mohou být umístěny, se velmi liší, rozmanitost metamorfovaných typů hornin je velká. Mnoho z těchto odrůd je opakovaně spojováno v prostoru a čase, nicméně, odráží jednotnost geologických procesů po stovky milionů let. Například, metamorfovaných hornin sdružení, která se vyvinula v Appalačské Pohoří na východě Severní Ameriky v reakci na kolize mezi severoamerické a Africké litosférické desky během Prvohor (541 milionů 252 miliony lety) jsou velmi podobné těm, která se vyvinula v Alpách, v jižní a střední Evropě během kolize mezi Evropské a Africké desky, k nimž došlo během Druhohor a Cenozoic éry (252 milionů let do současnosti). Stejně tak metamorfovaných hornin vystaven v Alpách jsou velice podobné metamorfovaných hornin stejného věku v Himalájích z Asie, které vznikají během kontinentální kolize mezi Indické a Euroasijské desky. Metamorfitů vyrobené během kolize mezi oceánské a kontinentální desky z různých lokalit celého světa, také vykazují nápadné podobnosti k sobě (viz níže Regionální metamorfózy), ale jsou výrazně odlišné od metamorfovaných hornin vyrobené během kontinent-kontinent kolize. Proto je často možné rekonstruovat tektonické události minulosti na základě metamorfovaných horninových asociací, které jsou v současné době vystaveny na zemském povrchu.