metamorf kőzet, bármely olyan kőzet, amely a meglévő kőzetek megváltoztatásából származik a változó környezeti feltételek, például a hőmérséklet, a nyomás és a mechanikai igénybevétel változása, valamint a kémiai összetevők hozzáadása vagy kivonása miatt. A már létező kőzetek lehetnek magmás, üledékes vagy más metamorf kőzetek.
artesiawells/Fotolia
Jon Zander
a szó metamorfizmus venni a görög “alakváltozás”; a metamorf kőzetek magmás vagy üledékes kőzetekből származnak, amelyek fizikai környezetükben bekövetkezett változások eredményeként megváltoztatták formájukat (átkristályosodtak). A metamorfizmus változásokat tartalmaz mind az ásványtanban, mind az eredeti kőzet szövetében. Általában ezeket a változásokat vagy a forró magma behatolása okozza a hűvösebb környező kőzetekbe (kontakt metamorfizmus), vagy a Föld litoszférikus lemezeinek nagyszabású tektonikus mozgása, amely megváltoztatja a kőzetek nyomás-hőmérsékleti viszonyait (regionális metamorfizmus; Lásd még lemeztektonika). Az eredeti kőzetben vagy protolitban lévő ásványok úgy reagálnak a változó körülményekre, hogy egymással reagálva új ásványi anyagot állítanak elő, amely termodinamikailag stabil az új nyomás-hőmérsékleti körülmények között. Ezek a reakciók szilárd állapotban fordulnak elő, de elősegíthetők az ásványok szemcsehatárait bélelő folyadékfázis jelenléte. A magmás kőzetek kialakulásával ellentétben a metamorf kőzetek nem kristályosodnak szilikát olvadékból, bár a magas hőmérsékletű metamorfizmus a gazda kőzet részleges olvadásához vezethet.
Jane Selverstone
készítette és gyártotta a QA International. Nemzetközi minőségbiztosítás, 2010. Minden jog fenntartva. www.qa-international.comSee minden videó ehhez a cikkhez
mivel a metamorfizmus a változó fizikai körülményekre adott válasz, a Föld felszínének azon régiói, ahol a dinamikus folyamatok a legaktívabbak, azok a régiók is, ahol a metamorf folyamatok a legintenzívebbek és könnyen megfigyelhetők. A csendes-óceáni partvidék hatalmas régiója például szeizmikus és vulkáni tevékenységével szintén olyan terület, ahol az anyagokat intenzíven eltemetik és átalakítják. Általában a kontinensek és a hegyépítési régiók peremei azok a régiók, ahol a metamorf folyamatok intenzitással zajlanak. De viszonylag csendes helyeken, ahol az üledékek lassan halmozódnak fel, kevésbé látványos változások is előfordulnak a nyomás-és hőmérsékleti viszonyok változásaira reagálva. A metamorf kőzetek ezért eloszlanak a geológiai oszlopban.
mivel a Föld köpenyének nagy része szilárd, metamorf folyamatok is előfordulhatnak ott. A köpenykőzeteket ritkán figyelik meg a felszínen, mert túl sűrűek ahhoz, hogy felemelkedjenek, de időnként bepillantást engednek a vulkáni anyagokba való felvételük. Az ilyen kőzetek néhány száz kilométer mélységű mintákat képviselhetnek, ahol körülbelül 100 kilobár (3 millió hüvelyk higany) nyomás működhet. A nagy nyomáson végzett kísérletek azt mutatták, hogy a felszínen előforduló közönséges ásványok közül kevés marad fenn a köpeny mélyén anélkül, hogy új, nagy sűrűségű fázisokra váltana, amelyekben az atomok szorosabban össze vannak csomagolva. Így a SiO2 közös formája, a kvarc, amelynek sűrűsége 2,65 gramm / köbcentiméter (1,53 uncia / köbcentiméter), új fázissá alakul, a stishovite, amelynek sűrűsége 4,29 gramm / köbcentiméter (2,48 uncia / köbcentiméter). Az ilyen változások kritikus jelentőséggel bírnak a Föld belsejének Geofizikai értelmezésében.
általában a hőmérséklet a föld mélységével növekszik a geotermeknek nevezett görbék mentén. A geoterm sajátos alakja a Föld bármely helye alatt a megfelelő helyi tektonikus rendszer függvénye. A metamorfizmus akkor fordulhat elő, ha egy kőzet egyik pozícióból a másikba mozog egyetlen geoterm mentén, vagy amikor maga a geoterm formát vált. Az előbbi akkor fordulhat elő, amikor egy sziklát eltemetnek vagy felemelnek olyan sebességgel, amely lehetővé teszi a termikus egyensúly fenntartását a környezetével. Ez a fajta metamorfizmus lassan süllyedő üledékes medencék alatt, valamint egyes szubdukciós zónákban a leszálló óceáni lemezben fordul elő. Ez utóbbi folyamat akkor következik be, amikor a forró magma behatol és megváltoztatja az álló kőzet termikus állapotát, vagy amikor a kőzet gyorsan szállítódik tektonikus folyamatok (pl. tolóerő hiba vagy nagy léptékű hajtogatás) egy új mélység-hőmérsékleti rendszerbe, például két kontinens ütközési területein (Lásd még hiba és hajtás). Függetlenül attól, hogy melyik folyamat következik be, az eredmény az, hogy a kezdeti körülmények között termodinamikailag stabil ásványi anyagok gyűjteménye olyan új körülmények közé kerül, amelyek mellett stabilak lehetnek vagy nem. Ha az új körülmények között már nincsenek egyensúlyban egymással, az ásványok úgy reagálnak, hogy új egyensúlyi állapotot közelítenek meg. Ez magában foglalhatja az ásványi anyag összeállításának teljes megváltoztatását vagy egyszerűen a már létező ásványi fázisok összetételének eltolódását. Az így létrejövő ásványi anyagegyüttes tükrözi az eredeti kőzet kémiai összetételét és az új nyomás-hőmérséklet viszonyokat, amelyeknek a kőzet ki volt téve.
mivel a protolitok összetétele és a nyomás-hőmérséklet viszonyok, amelyek között elhelyezhetők, nagyon eltérőek, a metamorf kőzettípusok sokfélesége nagy. E fajták közül sok újra és újra kapcsolatban áll egymással térben és időben, azonban a földtani folyamatok százmillió év alatt végbemenő egységességét tükrözik. Például azok a metamorf kőzetszövetségek, amelyek Észak-Amerika keleti részén az Appalache-hegységben alakultak ki az észak-amerikai és az afrikai litoszferikus lemezek ütközésére válaszul a paleozoikus korszakban (541 millió-252 millió évvel ezelőtt), nagyon hasonlóak azokhoz, amelyek a dél-közép-európai Alpokban alakultak ki az európai és afrikai lemezek közötti ütközés során, amely a mezozoikus és a Cenozoikus korszakban (252 millió évvel ezelőtt a mai napig) történt. Hasonlóképpen, az Alpokban feltárt metamorf kőzetek nagymértékben hasonlítanak az azonos korú metamorf kőzetekhez az ázsiai Himalájában, amelyek az indiai és az Eurázsiai lemezek kontinentális ütközése során keletkeztek. A világ különböző helységeiről származó óceáni és kontinentális lemezek ütközése során keletkező metamorf kőzetek szintén feltűnő hasonlóságot mutatnak egymással (lásd alább a regionális metamorfizmust), mégis jelentősen különböznek a kontinens-kontinens ütközések során keletkező metamorf kőzetektől. Így gyakran lehetséges a múlt tektonikus eseményeinek rekonstruálása a Föld felszínén jelenleg kitett metamorf kőzetszövetségek alapján.