91. Metamorfizm - metasomatyzm

METAMORFIZM - to procesy fizyczno-chemiczne przeobrażenia skał starszych magmowych, osadowych, metamorficznych, w których głównymi czynnikami są:

- temperatura,

- ciśnienie,

- współdziałające z nimi procesy chemiczne.

Przyjmuje się, że każda skała przeniesiona z warunków przypowierzchniowych (poza polami stabilności swoich składników mineralnych) w głąb skorupy ziemskiej podlega przeobrażeniu. Może to być spowodowane:

- sukcesywnym obniżaniem się terenu w danym miejscu i pogrążaniem skał;

- oddziaływaniem zjawisk diastroficznych.

Stosunkowo najszybciej przeobrażeniom ulegają skały osadowe i wylewne skały magmowe.

Skały osadowe przedstawiają sobą kompleks polimineralny, w różnym stopniu dotknięty już procesem zmian pod wpływem zjawisk hipergenicznych (np. diageneza) i stąd są bardziej podatne na przeobrażenia.

Podobnie skały magmowe wylewne, w większości reprezentujące układy metatrwałe, wskutek gwałtownego zastygania lawy na powierzchni lub w strefie przypowierzchniowej stosunkowo łatwo przy podwyższonej temperaturze i ciśnieniu stają się obszarem I różnorakich przemian fizyczno-chemicznych (tworzenie się charakterystycznych struktur i tekstur z przekrystalizowania). Za stosunkowo odporne na czynniki metamorficzne uważa się skały magmowe głębinowe (zwłaszcza te, które tworzyły przy wysokich temperaturach i ciśnieniach) - przemianom ulegają wtedy, gdy przekroczy się tzw. metamorficzny próg termiczno-ciśnieniowy, w którym przebywały w trakcie powstania.

Metamorfizm to zespół procesów fizyczno-chemicznych prowadzących do zmian składu mineralnego (niekiedy też chemicznego) oraz cech strukturalno-teksturalnych skał, pod wpływem temperatur i ciśnień znacznie wyższych niż panujące na powierzchni Ziemi, a zarazem istotnie różnych od tych, w których te skały (osadowe, magmowe bądź metamorficzne) pierwotnie powstały.

Przemiany te zasadniczo zachodzą w stanie stałym; bez istotnego ilościowo udziału fazy ciekłej, przy niewielkiej ilości fluidów (głównie H20 i C02), które mogą być obecne w przestrzeniach międzyziarnowych blastów minerałów.

W trakcie metamorfizm u skały ulegają dwóm podstawowym typom przemian: strukturalno-teksturalnym i mineralnym.

92. Czynniki metamorfizmu

Za podstawowe czynniki metamorfizmu uważa się:

1. temperaturę,

2. ciśnienie litostatyczne,

3. ciśnienie kierunkowe (stress),

4. oddziaływanie fluidów,

5. czas trwania procesu.

CZYNNIKI METAMORFIZMU ^ RODZAJE METAMORFIZMU

Skały ulegają oddziaływaniu wysokich temperatur i ciśnień:

1. w miarę przemieszczania się w głębsze strefy skorupy ziemskiej (m. lokalny, m. regionalny),

2. w sąsiedztwie intruzji gorących ciał magmowych (m. kontaktowy),

3. w wyniku krótkotrwałych ale bardzo gwałtownych

procesów dynamicznych (m. uderzeniowy).

Metamorfizm przebiega w zakresie temperatur 200-800°C

(dolna wartość to granica z diagenezą i powstanie pierwszych

zespołów minerałów metamorficznych, górna — to granica

topienia skał).

Procesy metamorficzne przebiegające przy częściowym przetopieniu skał określane są jako ultrametamorftzm.

93. Rodzaje metamorfizmu

Wyróżnia się:

- Metamorfizm regionalny - zachodzi w strefach globalnych procesów geotektonicznych (subdukcja i kolizja płyt litosfery, spreading dna oceanicznego), obejmując swoim zasięgiem tysiące kilometrów sześciennych skał.

- Metamorfizm lokalny - zachodzi pod wpływem czynnika o ograniczonym zasięgu (intruzja magmowa, dyslokacja, upadek meteorytu) i obejmuje stosunkowo niewielkie objętości skał (zazwyczaj do 100 km3).

W ich obrębie wydziela się m.in. podtypy: m. orogeniczny (m. stref subdukcji, m. stref kolizji),
m. z pogrzebania, m. dna oceanicznego.

94. Typy metamorfizmu lokalnego

Metamorfizm termiczny (kontaktowy, ultrameta-morfizm=pirometamorfizm) - wynika ze wzrostu temperatury w skałach otaczających intruzję magmową (przemiany endo- i egzokontaktowe).

Metamorfizm dynamiczny (kata kia styczny, dynamometamorfizm) - czynnikiem jest ciśnienie; zachodzi najczęściej wzdłuż płaszczyzn uskoków lub stref ścinania, jako rezultat intensywnych deformacji skał w bezpośrednim sąsiedztwie ruchu. Często mechaniczne roztarcie jest związane z rekrystalizacją lub wzrostem minerałów uwodnionych, dzięki fluidom penetrującym strefy deformacji (-> myło nity).

Metamorfizm uderzeniowy (impaktowy) - jest wynikiem upadku znacznych rozmiarów meteorytu o dużej prędkości na powierzchnię naszej planety. Wytworzona fala uderzeniowa przechodzi przez otaczające skały i w ułamku sekundy poddaje je ekstremalnie wysokim ciśnieniom. Następujące odprężenie (relaksacja) sieci krystalicznej minerałów prowadzi do gwałtownego wzrostu temperatury, co z kolei skutkuje topnieniem lub nawet parowaniem skał.