Typer av metamorfism

Kontaktmetamorfism

vid grunda djup i skorpan (vanligtvis mindre än 6 km) är värmekällorna som är ansvariga för kontaktmetamorfism kroppar av het magma (t.ex. magmatiska intrång) som höjer temperaturen på de omgivande klipporna. Dessa termiska effekter är vanligtvis begränsade till intrångens kontaktzoner, därav termen kontaktmetamorfism. Ibland frigörs emellertid heta vätskor från intrången och tränger in i de inneslutande stenarna längs frakturer och producerar kontaktmetamorfa zoner. Avgörande faktorer som styr omfattningen av kontaktmetamorfism är storleken på intrånget och dess temperatur. Basiska magmas är mycket varmare än sura magmas och kommer därför att ha en större termisk effekt. Dessutom innehåller ett stort intrång mycket mer värme än en liten dykliknande kropp och dess effekt på de omgivande landstenarna blir mycket större och mer utbredd.

Country rocks som omger stora, heta kroppar av magma värms upp, initierar mineralreaktioner och bildar nya mineraler. Stenar intill tunna vallar och trösklar är helt enkelt bakade och härdade och upplever inga stora mineralogiska och/eller texturförändringar. Stora plutoner ger upphov till kontakt aureole zoner inom vilka landets stenar är termiskt metamorfoserade, med de som är närmast plutonerna upplever mer värme än de längre bort (därför har de en högre metamorf kvalitet). Eftersom stora plutoner tar miljontals år att svalna, förblir de omgivande landstenarna också heta i tiotusentals år, vilket gör att kemiska reaktioner fortsätter att slutföras.

kontakta metamorfa facies

de metamorfa facies som produceras genom kontaktmetamorfism i ordning för ökande grad är följande:

• Albite epidote hornfels
• Hornblende hornfels
• Pyroxenhornfels
• Sanidinite

dynamisk metamorfism

dynamiska metamorfa bergarter är begränsade till smala zoner intill fel eller stötar. De höga skjuvspänningarna i samband med fel och stötar krossar de intilliggande klipporna. Temperaturökningen produceras av friktionsvärme som genereras inom felzonen. De höga skjuvspänningarna kan vara kortlivade eller långlivade beroende på felets eller tryckets aktivitet. Dynamisk metamorfism innebär hög skjuvspänning, högt tryck, hög belastning, högt vätskepartialtryck och variabel temperatur. I många fall spelar vatten en grundläggande roll.

krossade stenar i felzoner är kända som felbreccias som består av vinkelfragment av landstenen i en matris av krossad eller pulveriserad sten, cementerad av kvarts och/eller kalcit. Vätskor rör sig lätt längs felzoner mellan korngränser och genom sprickor och sprickor. Dessa vätskor kan transportera stora mängder kiseldioxid, karbonater och andra mineraler i lösning.

Pseudotachylit är en felzonsten som är svart och glasartad. Det förekommer vanligtvis som smala vallar och vener och former genom friktionssmältning av landstenen. Myloniter är delvis omkristalliserade stenar med en uttalad foliering som produceras genom intensiv klippning under storskaliga rörelser längs fel och stötar. De olika bergarter som produceras av dynamisk metamorfism varierar med djup från ytan som, med ökande djup, både det omgivande trycket och temperaturen ökar.

Regional metamorfism

de flesta metamorfa bergarter förekommer i Vik bergbälten eller kratoniska områden. Sådana stenar täcker stora områden av jordskorpan och kallas därför regionala metamorfa bergarter. De uppstår genom den kombinerade verkan av värme, begravningstryck, differentialspänning, belastning och vätskor på befintliga stenar. De resulterande stenarna deformeras alltid (som ett resultat av differentialspänningen) och uppvisar vanligtvis veck, sprickor och klyvningar. Stora mängder granitintrång är också förknippade med regionala metamorfa bergarter. De vanligaste regionala metamorfa bergarterna är skiffer, skiffer och gneisser. Regional metamorfism täcker ett brett spektrum av temperatur – och tryckförhållanden från 200 C – 750 C och 2 kbar – 10 kbar (eller 5 km-35 km djup).

det finns tre metamorfa facies inom regionala metamorfoserade bergarter, som från lägsta till högsta klass är:

• Greenschist: kan vidare delas in i klorit-och biotitzoner. Termen greenschist får sitt namn från klipporna själva eftersom många stenar i denna facies är grågröna i färg och har en schistose (parallell arrangemang av platy mineraler) konsistens.
• amfibolit: kan delas upp ytterligare i granat-och staurolitzonerna. Termen amfibolit får sitt namn från de vanligaste beståndsdelarna i denna facies, mineraler i amfibolgruppen.
• granulit: kan delas upp ytterligare i kyanit-och sillimanitzonerna. Termen granulit återspeglar den vanligaste strukturen hos dessa stenar-granulär.

Regional metamorfism med högt tryck

i vissa delar av världen innehåller geologiskt unga (Cenozoic och Mesozoic) vikbälten sekvenser av metamorfoserade finkorniga sedimentära bergarter och grundläggande vulkaniska bergarter som innehåller ovanliga blå amfiboler. Dessa stenar är ofta schistose, kan ha en karakteristisk blå färg, och kallas blueschists. Dessa bildar vid låga temperaturer men höga tryckförhållanden i kollisionszonerna hos subduktionsplattor.

när subducerande oceaniska plattor släpas ner till djup som överstiger 50 kilometer, metamorfoseras basalten vid mycket höga tryck för att bilda en tät sten med samma bulk kemiska sammansättning men olika mineralogi (dominerande pyroxen och granat) och konsistens. Dessa stenar kallas eklogiter.

metamorfa Bälten

Regional metamorfism förekommer över stora områden av jordskorpan. De vanligaste metamorfa sekvenserna i relativt unga stenar (t. ex. yngre än 450 Ma (miljoner år gammal)) förekommer i vikbälten som produceras av tektoniska processer i samband med utvecklingen av dessa bälten. Vi kallar sådana regioner metamorfa Bälten. Inom dessa sekvenser, de regionala metamorfa bergarterna av högre kvalitet förekommer vanligtvis inom de nedre skorpregionerna och de lägre klasserna förekommer i den övre skorpan. Äldre kratoniska regioner (även kallade sköldar) innehåller också många regionala metamorfa sekvenser. Både äldre och yngre regioner innehåller rikliga exponeringar av granitiska bergarter vars bildning är starkt kopplad till metamorfismen.

metamorfa bälten i Australien

geologin i östra Australien domineras av ett antal av dessa vikbälten. De största är Lachlan och New England fold Bälten. Båda dessa vikbälten innehåller relativt lågkvalitativa regionala metamorfa bergarter, tillsammans med många granitintrång. New England Fold Belt innehåller små mängder blueschists och eclogites som bildades i kollisionszoner av subduktionsplattor. Dessa vikbälten har bildats under hundratals miljoner år genom plattektoniska processer.

Retrogressiv metamorfism

många metamorfa bergarter innehåller bevis på retrograde mineralförändringar, det vill säga förändring av mineraler av högre kvalitet till lägre kvalitet. Många av dessa förändringar involverar hydrering och är resultatet av en minskning av temperaturen och en ökning av vattenaktiviteten. Retrograd metamorfism produceras normalt av upprepad regional metamorfism där en episod av lägre klass läggs på en högre klass. De flesta retrogressiva händelser är förmodligen bara en följd av att det metamorfa systemet svalnar efter att toppmetamorfismen har uppnåtts (dvs. systemet måste svalna med tiden och när regionen genomgår upplyftning med tiden reduceras både tryck och temperatur dramatiskt). De sekundära mineralerna som produceras under retrogressiv metamorfism uppträder vanligtvis som fibrösa fransar runt, inneslutningar inom, och pseudomorfa korn efter, de högre klassens metamorfa mineraler. Ett bra exempel på retrogressiv metamorfism är förekomsten av serpentiniter. Dessa bildas genom generellt lågtemperaturhydratisering av ultramafisk sten (innehållande mineraler som huvudsakligen består av magnesium och järn), vanligtvis vid subduktionszoner.