IV / 1

MATERIAŁY DO ĆWICZENIA NR 4

SKAŁY METAMORFICZNE

Skały metamorficzne, czyli przeobrażone, powstają w głębi skorupy ziemskiej

w wyniku oddziaływania wysokiego ciśnienia i temperatury, niekiedy także
czynników chemicznych na skały już istniejące – magmowe, osadowe, lub
metamorficzne. W wyniku procesów metamorfizmu zmienia się skład mineralny skał
wyjściowych, a także budowa wewnętrzna – struktura oraz tekstura. Odbywa się to z
zachowaniem stałego stanu skupienia, lub tylko niewielka część składników ulega
przetopieniu. Przeobrażenia na pograniczu metamorfizmu i magmatyzmu, którym
towarzyszy przetopienie części składników, określane jest jako ultrametamorfizm.
Procesy metamorfizmu mogą przebiegać przy różnym udziale wymienionych
czynników. W związku z tym wyróżnia się następujące rodzaje metamorfizmu:

•

metamorfizm termiczny (kontaktowy) - zachodzi głównie pod wpływem
działania wysokich temperatur spowodowanych wdarciem się magmy w
wyższe partie skorupy ziemskiej. Przeobrażeniu ulegają wówczas skały
sąsiadujące z intruzją.

•

metamorfizm dynamiczny (dyslokacyjny) - głównym jego czynnikiem jest
ciśnienie wywołane ruchem górotwórczym mas skalnych. Ten rodzaj
metamorfizmu zachodzi w płytkich częściach skorupy ziemskiej.

•

metamorfizm regionalny - zachodzi na skutek pogrążenia mas skalnych na
duże głębokości w czasie ruchów tektonicznych. Wzrost temperatury
spowodowany jest zarówno stopniem geotermicznym jak i intruzjami
magmowymi. Na pogrążone masy skalne działa zarówno ciśnienie warstw
nadległych jak i ciśnienie dynamiczne wywołane ruchami tektonicznymi.
Metamorfizm regionalny obejmuje swym działaniem duże przestrzenie.

O stopniu przeobrażenia skały decyduje natężenie czynników metamorfizmu czyli
wysokość temperatury i wielkość ciśnienia. W związku z tym wyróżnia się 3 strefy
metamorfizmu:

•

epizona

•

mezozona

•

katazona (największy stopień przeobrażenia)

MINERAŁY SKAŁ METAMORFICZNYCH

Skały metamorficzne są zbudowane z minerałów dwojakiego pochodzenia. Są to:

•

minerały pochodzące ze skał pierwotnych (magmowych lub osadowych), które
pod wpływem wysokiej temperatury i ciśnienia nie ulegają prawie żadnym
zmianom, np. kwarc, skalenie, miki, kalcyt, amfibole, pirokseny

•

minerały będące produktem procesów metamorficznych np. chloryty,
serpentyn, talk, epidot, grafit, dysten

Wiele minerałów może mieć zarówno jedno jak i drugie pochodzenie.

IV / 2

Sposób zachowania się niektórych minerałów skał magmowych i osadowych w
warunkach metamorfizmu:

•

minerały, które pozostają nie zmienione:

- kwarc
- kalcyt
- granaty
- magnetyt
- hematyt
- piryt

- biotyt

•

minerały, które zachowują się, lecz reprezentowane są przez szczególne
odmiany:

- skalenie potasowe: mikroklin
- plagioklazy: albit, oligoklaz (ogniwa bogate w sód)
- muskowit: serycyt (drobnołuseczkowa odmiana muskowitu)
- amfibole: aktynolit, tremolit, glaukofan
- pirokseny: omfacyt

•

minerały, które ulegają przeobrażeniu:

- plagioklazy wapniowe →

→

→

→

plagioklazy sodowe, zoizyt, epidot

- oliwiny →

→

→

→

najczęściej: minerały grupy serpentynu, chloryt

- minerały iłowe →

→

→

→

miki

- glaukonit →

→

→

→

epidot, chloryt

- uwodnione tlenki i wodorotl. Fe →

→

→

→

bezwodne tlenki Fe (magnetyt, hematyt)

- uwodnione tlenki iwodorotlenki Al →

→

→

→

bezwodny tlenek Al (korund)

- chalcedon, opal →

→

→

→

kwarc

BUDOWA WEWNĘTRZNA SKAŁ METAMORFICZNYCH

STRUKTURA
Struktura skał metamorficznych jest zawsze w pełni krystaliczna, ponieważ składniki
niekrystaliczne skał pierwotnych krystalizują, a składniki krystaliczne powiększają
się. Nowe minerały są zawsze kryształami. Kryształy rozwinięte w warunkach
metamorfizmu nazywa się blastami, a struktury - blastycznymi.

Podział struktur:

•

Ze względu na wielkość blastów:

1. homeoblastyczna - kiedy blasty mają zbliżone rozmiary

a) gruboblastyczna

b) średnioblastyczna

c) drobnoblastyczna

2. heteroblastyczna - kiedy wielkość blastów jest zróżnicowana

•

Ze względu na pokrój blastów:

a) granoblastyczna - pokrój blastów mniej więcej izometryczny

b) lepidoblastyczna - przeważają blasty o pokroju blaszkowym

c) nematoblastyczna - blasty o pokroju wydłużonym

IV / 3

TEKSTURA

Pod względem wypełnienia przestrzeni skalnej tekstury skał metamorficznych są
zawsze zbite.

Pod względem stopnia uporządkowania składników mineralnych wyróżnia się
tekstury:

•

uporządkowane (kierunkowe) - najczęściej występujące w skałach
metamorficznych. Szczególne ich odmiany, to:

a) tekstura łupkowa – polega na obecności równoległych,
naprzemianległych warstewek o różnym składzie lub strukturze.
Warstewki te są ciągłe. Skały o teksturze łupkowej mają przewagę
minerałów blaszkowych i charakteryzują się zdolnością łatwego pękania
na cienkie płytki.
b) tekstura gnejsowa - wyrażona jest równoległym ułożeniem
niektórych lub wszystkich minerałów w skale. Powstałe w ten sposób
mniej więcej równoległe warstewki są nieciągłe, a skała nie posiada
zdolności łatwego pękania w kierunku równoległym do warstewek.

•

bezładne - charakterystyczne dla głębokich stref metamorfizmu. Tekstury
bezładne występują rzadziej w skałach metamorficznych.

WAŻNIEJSZE SKAŁY METAMORFICZNE

ŁUPKI - stanowią obszerną grupę skał o różnym składzie. Charakteryzują się
wyraźnie zaznaczoną teksturą łupkową. Łupki powstają zazwyczaj w płytkich strefach
metamorfizmu. Mogą zawierać wiele składników mineralnych, jednak najczęściej w
składzie skały przeważa jeden konkretny minerał decydujący o nazwie danego łupka.
Najczęściej spotykane są łupki: grafitowe, talkowe, chlorytowe, serycytowe, mikowe.
Nazwa: łupek krystaliczny odnosi się do każdej skały metamorficznej o wyraźnie
łupkowej teksturze.

KWARCYTY - powstają najczęściej z przeobrażenia piaskowców kwarcytowych.
Głównym minerałem budującym tę skałę jest kwarc. Jako domieszki występują
czasem takie minerały jak: muskowit, skalenie, granaty. Tekstura kwarcytu jest
najczęściej bezładna, niekiedy jednak występuje złupkowacenie - mówimy wtedy o
łupkach kwarcytowych.

MARMURY - pochodzą ze zmetamorfizowania skał węglanowych. Gdy skałą
wyjściową były czyste wapienie, to marmury składają się wyłącznie z kalcytu, gdy
były to wapienie z domieszkami, np. wapienie margliste, to marmury zawierają
ponadto miki, chloryty, kwarc, skalenie i wiele innych minerałów. Struktura
marmurów jest homeoblastyczna, granoblastyczna, tekstura bezładna lub
uporządkowana o różnym stopniu wyrazistości.

GNEJSY - są jedną z większych grup skał metamorficznych. Mogą różnić się między
sobą składem mineralnym. W gnejsach występują zawsze skalenie i kwarc, często
towarzyszą im miki, rzadziej amfibole i inne minerały. W zależności od składników

IV / 4

dominujących nadaje się gnejsom nazwy specjalne, np. gnejs oligoklazowy,
biotytowy, hornblendowy. Struktura gnejsów jest najczęściej homeoblastyczna i
granoblastyczna, oraz w przypadku większej ilości mik - granolepidoblastyczna.
Tekstura gnejsów jest kierunkowa (gnejsowa).

SERPENTYNITY - to skały które powstały na skutek przeobrażenia perydotytu lub
dunitu. Zbudowane są głównie z minerałów grupy serpentynu, przede wszystkim z
chryzotylu i antygorytu. Minerały te mają prawie jednakowy skład chemiczny, jednak
cechami fizycznymi różnią się dość znacznie. W serpentynitach minerały te gromadzą
się w oddzielnych skupieniach: antygoryt w zbitych agregatach o barwie zielonej,
ciemnozielonej, do prawie czarnej i o pokroju cienkopłytkowym lub łuskowym,
chryzotyl o pokroju włóknistym lub pręcikowym występuje w skupieniach
równolegle wydłużonych włókien, tworząc jasne warstewki o jedwabistym połysku.
Struktura takiego serpentynitu jest lepidoblastyczna ze względu na antygoryt, a
nematoblastyczna ze względu na chryzotyl. Istnieją także inne odmiany
serpentynitów, nie warstwowane, o barwie zielonej, zielonoczarnej, żółtej, brunatnej,
czarnej, a także plamiste zwane żmijowcem.

GRANULITY to skały zbudowane ze skaleni, kwarcu, granatów, a często także
dystenu. Mają strukturę homeoblastyczną i granoblastyczną, a teksturę przeważnie
gnejsową, rzadziej łupkową lub bezładną. Są produktem bardzo głębokiego
metamorfizmu.

ZADANIE DO WYKONANIA

Opisać wskazane skały metamorficzne podając kolejno:

•

nazwę skały

•

strukturę (biorąc pod uwagę wszystkie kryteria)

•

teksturę

•

skład mineralny

Skały obowiązujące: łupki (serycytowy, chlorytowy, grafitowy, talkowy...), gnejsy,
marmur, kwarcyt, granulit, serpentynit.

IV / 5