Typer af metamorfisme

Kontaktmetamorfisme

på lave dybder i skorpen (normalt mindre end 6 km) er varmekilderne, der er ansvarlige for kontaktmetamorfisme, legemer af varm magma (f.eks. stødende indtrængen), der hæver temperaturen på de omgivende klipper. Disse termiske påvirkninger er normalt begrænset til kontaktområderne for indtrængen, deraf udtrykket kontaktmetamorfisme. Imidlertid frigives nogle gange varme væsker fra indtrængen og trænger ind i de omsluttende klipper langs brud og producerer kontaktmetamorfe områder. Afgørende faktorer, der styrer omfanget af kontaktmetamorfisme, er størrelsen på indtrængen og dens temperatur. Grundlæggende magmas er meget varmere end syre magmas og vil derfor have en større termisk effekt. En stor indtrængen indeholder også meget mere varme end en lille dyke-lignende krop, og dens virkning på de omkringliggende landklipper vil være meget større og mere udbredt.

Landklipper, der omgiver store, varme kroppe af magma, opvarmes, initierer mineralreaktioner og danner nye mineraler. Klipper, der støder op til tynde diger og karme, bages simpelthen og hærdes og oplever ikke nogen store mineralogiske og/eller teksturelle ændringer. Store plutoner giver anledning til kontakt aureole-områder, inden for hvilke landklipperne er termisk metamorfoseret, hvor de tættest på plutonerne oplever mere varme end dem længere væk (derfor har de en højere metamorf kvalitet). Da store plutoner tager millioner af år at køle ned, forbliver de omkringliggende landklipper også varme i titusinder af år, hvilket tillader kemiske reaktioner at fortsætte til færdiggørelse.

kontakt metamorfe facies

de metamorfe facies produceret af kontaktmetamorfisme i rækkefølge af stigende kvalitet er som følger:

• Albite epidote hornfels
• Hornblende hornfels
• pyroksen hornfels
• Sanidinite

dynamisk metamorfisme

dynamiske metamorfe klipper er begrænset til smalle områder ved siden af fejl eller stød. De høje forskydningsspændinger forbundet med fejl og stød knuser de tilstødende klipper. Temperaturstigningen frembringes af friktionsvarme, der genereres inden for fejlområdet. De høje forskydningsspændinger kan være kortvarige eller langvarige afhængigt af aktiviteten af fejlen eller trykket. Dynamisk metamorfisme involverer høj forskydningsspænding, højt tryk, høj belastning, højt væskeparaltryk og variabel temperatur. I mange tilfælde spiller vand en grundlæggende rolle.

knuste sten i fejlområder er kendt som fejlbreccier, der består af kantede fragmenter af landstenen i en matrice af knust eller pulveriseret sten, cementeret af kvarts og/eller calcit. Væsker bevæger sig let langs fejlområder mellem korngrænser og gennem revner og sprækker. Disse væsker er i stand til at transportere store mængder silica, carbonater og andre mineraler i opløsning.

Pseudotachylit er en sten, der er sort og glasagtig. Det forekommer normalt som smalle diger og vener og former ved friktionssmeltning af landstenen. Mylonitter er delvist omkrystalliserede klipper med en udtalt foliering, der produceres ved intens klipning under store bevægelser langs fejl og stød. De forskellige klippetyper produceret af dynamisk metamorfisme varierer med dybde fra overfladen som, med stigende dybde, både det omgivende tryk og temperaturstigningen.

Regional metamorfisme

de fleste metamorfe klipper forekommer i fold bjergbælter eller kratoniske områder. Sådanne klipper dækker store områder af jordskorpen og kaldes derfor regionale metamorfe klipper. De opstår ved den kombinerede virkning af varme, begravelsestryk, differentiel stress, belastning og væsker på allerede eksisterende klipper. De resulterende klipper deformeres altid (som et resultat af differentialspændingen) og udviser ofte folder, brud og spaltninger. Store mængder granitiske indtrængen er også forbundet med regionale metamorfe klipper. De mest almindelige regionale metamorfe klipper er skifer, skifer og gneisser. Regional metamorfisme dækker en bred vifte af temperatur – og trykforhold fra 200 liter C – 750 liter C og 2 kbar – 10 kbar (eller 5 km-35 km dybde).

der er tre metamorfe facier inden for regionale metamorphosed klipper, som fra laveste til højeste klasse er:

• Greenschist: kan yderligere opdeles i chlorit-og biotitområder. Udtrykket greenschist får sit navn fra klipperne selv som mange klipper af denne facies er grå-grøn farve og har en schistose (parallel arrangement af platy mineraler) tekstur.
• Amfibolit: kan yderligere opdeles i granat-og staurolitområderne. Udtrykket amfibolit får sit navn fra de mest almindelige bestanddele af denne facies, mineraler fra amfibolgruppen.
• Granulit: kan yderligere opdeles i kyanit-og sillimanitområderne. Udtrykket granulit afspejler den mest almindelige tekstur af disse klipper – granulær.

højtryksregional metamorfisme

i nogle dele af verden indeholder geologisk unge (Cenosoiske og Mesosoiske) foldebælter sekvenser af metamorfoserede finkornede sedimentære klipper og grundlæggende vulkanske klipper, der indeholder usædvanlige blå amfiboler. Disse klipper er almindeligvis schistose, kan have en karakteristisk blå farve og kaldes blueschists. Disse dannes ved lave temperaturer, men høje trykforhold i kollisionsområderne af subducerende plader.

når subducerende oceaniske plader trækkes ned til dybder på mere end 50 kilometer, metamorphoseres basalten ved meget høje tryk for at danne en tæt sten med samme kemiske sammensætning, men forskellig mineralogi (overvejende pyroksen og granat) og tekstur. Disse klipper kaldes eclogitter.

metamorfe bælter

Regional metamorfisme forekommer over store områder af jordskorpen. De mest almindelige metamorfe sekvenser i relativt unge klipper (f. eks. yngre end 450 Ma (millioner år gammel)) forekommer i fold bjergbælter, der produceres ved tektoniske processer forbundet med udviklingen af disse bælter. Vi kalder sådanne regioner metamorfe bælter. Inden for disse sekvenser forekommer regionale metamorfe klipper af højere kvalitet generelt inden for de nedre skorpeområder, og de lavere grader forekommer i den øvre skorpe. Ældre kratoniske regioner (også betegnet skjolde) indeholder også adskillige regionale metamorfe sekvenser. Både ældre og yngre regioner indeholder rigelige eksponeringer af granitiske klipper, hvis dannelse er stærkt knyttet til metamorfismen.

metamorfe bælter i Australien

geologien i det østlige Australien domineres af en række af disse foldede bjergbælter. De største er Lachlan og Ny England foldebælter. Begge disse foldebælter indeholder relativt lavkvalitets regionale metamorfe klipper sammen med adskillige granitiske indtrængen. Det Nye England Foldebælte indeholder små mængder blueschists og eclogites, der dannede sig i kollisionsområderne med subducerende plader. Disse foldebælter er dannet over hundreder af millioner af år ved pladetektoniske processer.

Retrogressiv metamorfisme

mange metamorfe klipper indeholder tegn på retrograde mineralændringer, det vil sige ændring af mineraler af højere kvalitet til mineraler af lavere kvalitet. Mange af disse ændringer involverer hydrering og er resultatet af et fald i temperatur og stigning i vandets aktivitet. Retrograd metamorfisme produceres normalt ved gentagen regional metamorfisme, hvor en episode af lavere klasse er overlejret på en højere klasse. De fleste retrogressive begivenheder er sandsynligvis kun en konsekvens af, at det metamorfe system køler ned, efter at peak metamorphism er nået (dvs.systemet skal køle ned med tiden, og da regionen gennemgår hævning med tiden, reduceres både tryk og temperatur dramatisk). De sekundære mineraler produceret under retrogressiv metamorfisme forekommer generelt som fibrøse frynser rundt, indeslutninger inden for, og pseudomorfe korn efter, metamorfe mineraler af højere kvalitet. Et godt eksempel på retrogressiv metamorfisme er forekomsten af serpentinitter. Disse dannes ved generelt lavtemperaturhydrering af Ultramafisk sten (indeholdende mineraler, der hovedsageligt består af magnesium og jern), almindeligvis ved subduktionsområder.