Metamorfismin tyypit

Kosketusmetamorfismi

pinnassa (yleensä alle 6 km) kosketusmetamorfismin aiheuttavia lämmönlähteitä ovat kuuman magman kappaleet (esim.magmamaiset intruusiot), jotka nostavat ympäröivien kivien lämpötilaa. Nämä lämpövaikutukset rajoittuvat yleensä intruusioiden kosketusvyöhykkeisiin, mistä seuraa termi kosketusmetamorfismi. Joskus intruusioista kuitenkin vapautuu kuumia nesteitä, jotka tunkeutuvat ympäröiviin kiviin murtumia pitkin ja tuottavat kosketusmetamorfisia vyöhykkeitä. Kosketusmetamorfismin laajuutta määrittävät tekijät ovat intruusion koko ja lämpötila. Emäksiset magmat ovat paljon kuumempia kuin happamat magmat ja siten niillä on suurempi lämpövaikutus. Myös suuri tunkeutuminen sisältää paljon enemmän lämpöä kuin pieni lepakko kaltainen elin ja sen vaikutus ympäröivän maan kiviä on paljon suurempi ja laajempi.

suuria, kuumia magmakappaleita ympäröivät maakivet kuumenevat, aloittaen mineraalireaktioita ja muodostaen uusia mineraaleja. Ohuiden patojen ja siilien vieressä olevat kivet ovat yksinkertaisesti leivottuja ja kovettuneita, eivätkä ne koe suuria mineralogisia ja/tai teksturaalisia muutoksia. Suuret plutonit synnyttävät kontaktin aureole-vyöhykkeitä, joiden sisällä maan kivet ovat termisesti metamorfoituneet, ja plutoneita lähimpänä olevat kokevat enemmän lämpöä kuin kauempana olevat (näin ollen niillä on korkeampi Metamorfinen Luokka). Koska suurten plutonien jäähtyminen kestää miljoonia vuosia, myös ympäröivän maan kalliot pysyvät kuumina kymmeniätuhansia vuosia, jolloin kemialliset reaktiot voivat jatkua loppuun asti.

Kosketusmetamorfiset Kasvot

kosketusmetamorfismin tuottamat metamorfiset Kasvot kasvavassa astejärjestyksessä ovat seuraavat:

• Albiittiepidoottisarvinokat
• Sarvinokkasarvinokat
• Pyrokseenisarvinokat
• Sanidiniitti

dynaaminen metamorfismi

dynaamiset metamorfiset kivet rajoittuvat kapeisiin vyöhykkeisiin, jotka sijaitsevat siirroksien tai työntöjen lähellä. Vikoihin ja työntöihin liittyvät korkeat leikkausjännitykset murskaavat viereiset kivet. Lämpötilan nousu syntyy siirrosvyöhykkeellä syntyvästä kitkalämmöstä. Suuri leikkausjännitys voi olla lyhytaikainen tai pitkäikäinen riippuen vian tai työntövoiman toiminnasta. Dynaamiseen metamorfismiin liittyy suuri leikkausjännitys, korkea paine, suuri rasitus, suuri nesteen osapaine ja vaihteleva lämpötila. Monissa tapauksissa vedellä on keskeinen rooli.

siirrosvyöhykkeillä olevia murskattuja kiviä kutsutaan siirrosbreksioiksi, jotka koostuvat kvartsin ja/tai kalsiitin sementoimassa murskatussa tai jauhetussa kivimatriisissa olevista maakiven kulmikkaista palasista. Nesteet liikkuvat helposti raerajojen välisillä siirrosvyöhykkeillä sekä halkeamien ja halkeamien kautta. Nämä nesteet pystyvät kuljettamaan suuria määriä piidioksidia, karbonaatteja ja muita mineraaleja liuoksessa.

Pseudotakyliitti on siirrosvyöhykkeen kallio, joka on mustaa ja lasimaista. Se esiintyy yleensä kapeina uomina ja suonina ja muodostuu maan kiviaineksen kitkan sulattamana. Myloniitit ovat osittain uudelleen kiteytyneitä kiviä, joilla on voimakas poimutus ja jotka syntyvät suurten liikkeiden aikana siirroksissa ja työntöissä. Dynaamisen metamorfismin tuottamat eri kivilajit vaihtelevat pinnan syvyyden mukaan, sillä syvyyden kasvaessa sekä ympäröivä paine että lämpötila kasvavat.

alueellinen metamorfismi

useimmat metamorfiset kivilajit esiintyvät poimuisilla vuorivyöhykkeillä tai kratonisilla alueilla. Tällaiset kivet peittävät laajoja alueita maankuoresta, ja siksi niitä kutsutaan alueellisiksi metamorfisiksi kiviksi. Ne syntyvät lämmön, hautapaineen, erorasituksen, rasituksen ja nesteiden yhteisvaikutuksesta ennestään olemassa oleviin kiviin. Tuloksena kivet ovat aina epämuodostunut (seurauksena ero stressi) ja yleisesti näytteille taittuu, murtumia ja cleavages. Suuria määriä graniittisia intruusioita liittyy myös alueellisiin metamorfisiin kiviin. Yleisimpiä alueellisia metamorfisia kiviä ovat liuskat, skistit ja gneissit. Alueellinen metamorfismi kattaa laajan alueen lämpötila – ja paine – olosuhteissa 200° C – 750° C ja 2 kbar-10 kbar (tai 5 km-35 km syvyys).

alueellisissa metamorfisissa kivilajeissa on kolme metamorfista puolta, jotka alimmasta korkeimpaan ovat:

• Greenschist: voidaan jakaa edelleen kloriitti-ja biotiittivyöhykkeisiin. Termi greenschist saa nimensä kiviä itse, koska monet kivet tämän facies ovat harmaanvihreä väri ja on schistose (rinnakkainen järjestely platy minerals) rakenne.
• Amfiboliitti: voidaan jakaa edelleen granaatti-ja stauroliittivyöhykkeisiin. Termi amfiboliitti on saanut nimensä tämän naaman yleisimmästä mineraalista, amfiboliryhmän mineraaleista.
• Granuliitti: voidaan jakaa edelleen kyaniitti-ja sillimaniittivyöhykkeisiin. Termi granuliitti kuvastaa näiden kivien yleisintä rakennetta – rakeista.

korkeapaineen alueellinen metamorfismi

joissakin osissa maailmaa geologisesti nuoret (Kenotsooiset ja Mesotsooiset) poimuiset vuorivyöhykkeet sisältävät metamorfoituneita hienojakoisia sedimenttikivilajeja ja vulkaanisia peruskiviä, jotka sisältävät epätavallisia sinisiä amfiboleja. Nämä kivet ovat yleisesti skistosoita, niillä voi olla tunnusomainen sininen väri, ja niitä kutsutaan blueskisteiksi. Näitä muodostuu matalassa lämpötilassa, mutta korkeassa paineessa subduktiivisten laattojen törmäysvyöhykkeillä.

kun subduktiivisia merileviä raahataan yli 50 kilometrin syvyyteen, basaltti metamorfoituu hyvin korkeissa paineissa muodostaen tiheän kiven, jolla on sama kemiallinen koostumus mutta erilainen mineralogia (vallitsevana pyrokseeni ja granaatti) ja rakenne. Näitä kiviä kutsutaan eclogiiteiksi.

metamorfiset vyöt

alueellista metamorfismia esiintyy laajoilla alueilla maankuoressa. Yleisimmät metamorfiset sekvenssit suhteellisen nuorissa kivissä (esim. alle 450 Ma (miljoonaa vuotta vanha)) esiintyy kertaisissa vuorihihnoissa, jotka syntyvät näiden vöiden kehitykseen liittyvissä tektonisissa prosesseissa. Kutsumme tällaisia alueita metamorfisiksi vyöhykkeiksi. Näissä jaksoissa korkeamman luokan alueelliset metamorfiset kivet esiintyvät yleensä alemman kuoren alueilla ja alemman luokan kivilajit ylemmässä kuoressa. Vanhemmat kratoniset alueet (joita kutsutaan myös kilviksi) sisältävät myös lukuisia alueellisia metamorfisia sekvenssejä. Sekä vanhemmilla että nuoremmilla alueilla on runsaasti graniittisia kiviä, joiden muodostuminen liittyy vahvasti metamorfismiin.

metamorfiset vyöt Australiassa

Itä-Australian geologiaa hallitsevat useat nämä Taitetut vuorivyöt. Suurimmat ovat Lachlan-ja New England fold-vyöt. Molemmat taitevyöt sisältävät suhteellisen heikkolaatuisia alueellisia metamorfisia kiviä sekä lukuisia graniittisia intruusioita. New England Fold Belt sisältää pieniä määriä blueskistejä ja eklogiitteja, jotka ovat muodostuneet subduktiivisten laattojen törmäysvyöhykkeillä. Nämä taitosvyöt ovat muodostuneet satojen miljoonien vuosien aikana mannerlaattojen vaikutuksesta.

Retrogressiivinen metamorfismi

monet metamorfiset kivet sisältävät todisteita retrogradisista mineraalimuutoksista, toisin sanoen korkeamman luokan mineraalien muuttumisesta alemman luokan mineraaleiksi. Monet näistä muutoksista liittyvät nesteytykseen ja ovat seurausta lämpötilan laskusta ja veden aktiivisuuden lisääntymisestä. Retrogradinen metamorfismi saadaan yleensä aikaan toistuvalla alueellisella metamorfismilla, jossa alemman asteen episodi on päällekkäin korkeamman asteen Ykkösen kanssa. Useimmat taantuvat tapahtumat ovat luultavasti vain seurausta metamorfisen systeemin jäähtymisestä huippumetamorfismin saavuttamisen jälkeen (ts.systeemin on viilennyttävä ajan myötä, ja kun alue kohoaa ajan myötä, sekä paine että lämpötila laskevat dramaattisesti). Retrogressiivisen metamorfismin aikana syntyvät sekundaarimineraalit esiintyvät yleensä kuitumaisina reunoina ympärillä, sulkeumina sisällä ja pseudomorfisina jyväsinä sen jälkeen, kun kyseessä ovat korkeamman luokan metamorfiset mineraalit. Hyvä esimerkki retrogressiivisestä metamorfismista on serpentiniittien esiintyminen. Näitä muodostuu yleensä matalassa lämpötilassa hydratoituneena ultramafisesta kivestä (joka sisältää pääasiassa magnesiumista ja raudasta koostuvia mineraaleja), yleensä subduktiovyöhykkeillä.