Metamorf bergart, noen av en klasse av bergarter som følge av endring av eksisterende bergarter i respons til endrede miljøforhold, slik som variasjoner i temperatur, trykk og mekanisk stress, og tillegg eller subtraksjon av kjemiske komponenter. De eksisterende bergarter kan være vulkanske, sedimentære eller andre metamorfe bergarter.
© artesiawells/Fotolia
skifer skifer er en finkornet leire metamorf bergart som spalter, eller deler, Lett i tynne plater som har stor strekkfasthet og holdbarhet. © Jon Zander
ordet metamorfisme er hentet fra gresk for «endring av form»; metamorfe bergarter er avledet fra vulkanske eller sedimentære bergarter som har endret sin form (omkrystallisert) som følge av endringer i deres fysiske miljø. Metamorfisme omfatter endringer både i mineralogi og i stoffet av den opprinnelige rock. Generelt er disse endringene forårsaket enten ved inntrenging av varm magma i kjøligere omkringliggende bergarter (kontaktmetamorfisme) eller ved store tektoniske bevegelser Av Jordens litosfæriske plater som endrer trykk-temperaturforholdene til bergarter (regional metamorfisme; se også platetektonikk). Mineraler i den opprinnelige steinen, eller protolitten, reagerer på de endrede forholdene ved å reagere med hverandre for å produsere en ny mineralsamling som er termodynamisk stabil under de nye trykk-temperaturforholdene. Disse reaksjonene forekommer i fast tilstand, men kan lettes ved tilstedeværelsen av en væskefase som forer korngrensene til mineralene. I motsetning til dannelsen av vulkanske bergarter krystalliserer ikke metamorfe bergarter fra en silikatsmelting, selv om metamorfisme med høy temperatur kan føre til delvis smelting av vertsstenen.
Jane Selverstone
fordi metamorfose representerer et svar på endrede fysiske forhold, vil de områdene På Jordens overflate hvor dynamiske prosesser er mest aktive også være regioner der metamorfe prosesser er mest intense og lett observert. Den store Regionen I Stillehavsmarginen, for eksempel med sin seismiske og vulkanske aktivitet, er også et område der materialer blir begravet og metamorphosed intensivt. Generelt er marginene til kontinenter og regioner i fjellbygging de områdene hvor metamorfe prosesser fortsetter med intensitet. Men på relativt rolige steder, hvor sedimenter samler seg sakte, skjer mindre spektakulære endringer også som følge av endringer i trykk og temperaturforhold. Metamorfe bergarter er derfor fordelt over hele den geologiske kolonnen.Fordi det meste Av jordens mantel er fast, kan metamorfe prosesser også forekomme der. Mantel bergarter er sjelden observert på overflaten fordi de er for tett til å stige, men noen ganger et glimt er presentert av deres inkludering i vulkanske materialer. Slike bergarter kan representere prøver fra en dybde på noen få hundre kilometer, hvor trykk på ca 100 kilobar (3 millioner tommer kvikksølv) kan være operative. Eksperimenter ved høyt trykk har vist at få av de vanlige mineralene som forekommer på overflaten, vil overleve i dybden i mantelen uten å bytte til nye høy tetthetsfaser, hvor atomer pakkes tettere sammen. Dermed blir den vanlige formen For sio2, kvarts, med en tetthet på 2,65 gram per kubikk cm (1,53 gram per kubikk tommer), forvandlet til en ny fase, stishovite, med en tetthet på 4,29 gram per kubikkcentimeter (2,48 gram per kubikk tommer). Slike endringer er av kritisk betydning i den geofysiske tolkningen Av Jordens indre.
generelt øker temperaturen med dybde I Jorden langs kurver referert til som geotermier. Geotermens spesifikke form under ethvert sted på Jorden er en funksjon av det tilsvarende lokale tektoniske regimet. Metamorfose kan oppstå enten når en stein beveger seg fra en posisjon til en annen langs en enkelt geotherm eller når geothermen selv endrer form. Den førstnevnte kan skje når en stein er begravet eller løftet med en hastighet som tillater det å opprettholde termisk likevekt med omgivelsene. Denne typen metamorfisme forekommer under sakte avtagende sedimentære bassenger og også i den nedadgående havplaten i noen subduksjonssoner. Den sistnevnte prosessen skjer enten når varm magma trenger seg inn og endrer den termiske tilstanden til en stasjonær stein eller når steinen transporteres raskt av tektoniske prosesser (f.eks. trykkfeil eller storskala folding) til et nytt dybdetemperaturregime i for eksempel områder av kollisjon mellom to kontinenter (se også feil og fold). Uansett hvilken prosess som skjer, er resultatet at en samling av mineraler som er termodynamisk stabile ved de opprinnelige forholdene, plasseres under et nytt sett med forhold der de kan eller ikke kan være stabile. Hvis de ikke lenger er i likevekt med hverandre under de nye forholdene, vil mineralene reagere på en slik måte at de nærmer seg en ny likevektstilstand. Dette kan innebære en fullstendig endring i mineral samling eller bare et skifte i sammensetningene av de eksisterende mineral faser. Den resulterende mineral samling vil gjenspeile den kjemiske sammensetningen av den opprinnelige rock og de nye trykk-temperaturforhold som rock ble utsatt.Fordi protolittsammensetninger og trykk-temperaturforholdene de kan plasseres under varierer mye, er mangfoldet av metamorfe bergarter stort. Mange av disse variantene er gjentatte ganger forbundet med hverandre i rom og tid, men reflekterer en ensartethet av geologiske prosesser over hundrevis av millioner av år. For eksempel er de metamorfe bergforeningene som utviklet seg i Appalachene i øst-Nord-Amerika som svar på kollisjonen Mellom De Nordamerikanske og Afrikanske litosfæriske platene i Paleozoic-Perioden (541 millioner til 252 millioner år siden) svært lik De som utviklet Seg i Alpene i sør-sentral-Europa under kollisjonen Mellom De Europeiske og Afrikanske platene som skjedde under Mesozoic og Cenozoic epoker (252 millioner år siden til i dag). På samme måte er de metamorfe bergarter eksponert I Alpene grovt lik metamorfe bergarter av samme alder i Himalaya I Asia, som dannet under den kontinentale kollisjonen mellom De Indiske og Eurasiske platene. Metamorfe bergarter produsert under kollisjoner mellom oseaniske og kontinentale plater fra forskjellige lokaliteter rundt om i verden viser også slående likheter med hverandre (Se Under Regional metamorfose), men er markant forskjellig fra metamorfe bergarter produsert under kollisjoner mellom kontinent og kontinent. Dermed er det ofte mulig å rekonstruere tektoniske hendelser fra fortiden på grunnlag av metamorfe bergforeninger som for tiden er utsatt for Jordens overflate.