Metamorphe Gesteine: Bedeutung und Klassifizierung

Nachdem Sie diesen Artikel gelesen haben, werden Sie Folgendes lernen: - 1. Bedeutung metamorpher Gesteine 2. Texturen metamorpher Gesteine 3. Blattbildung 4. Merkmale 5. Metamorpher Grad 6. Umwandlung von Gesteinen in metamorphe Gesteine 7. Strukturelle Klassifizierung.

Inhalt:

Bedeutung von Metamorphic Rocks
Texturen von metamorphen Gesteinen
Folierung in metamorphen Gesteinen
Eigenschaften metamorpher Gesteine
Metamorpher Grad
Transformation von Gesteinen zu metamorphen Gesteinen
Strukturelle Klassifikation metamorpher Gesteine

1. Bedeutung metamorpher Gesteine:

Metamorphe Gesteine entstehen durch Einwirkung großer Hitze und Druck auf magmatische, sedimentäre oder andere vorhandene Gesteine. Die Bestandteile der Gesteine werden im Festkörper umkristallisiert, um eine neue Textur mit neuen Eigenschaften zu erhalten.

Somit hat jeder metamorphe Gestein ein Muttergestein, aus dem er gebildet wurde. Der Prozess, bei dem Gesteine Wärme, Druck und Reaktion mit chemischen Lösungen ausgesetzt und dadurch in metamorphe Gesteine umgewandelt werden, wird als Metamorphismus bezeichnet.

Durch die metamorphen Prozesse wird der physische und chemische Charakter des alten Gesteins vollständig erneuert und verändert, so dass das neu gebildete metamorphe Gestein völlig anders ist.

Die Umwandlung kann Änderungen in der Mineralogie, der Textur, dem Stoff und sogar der chemischen Zusammensetzung beinhalten. Metamorphismus tritt auf, wenn Gesteine Wärme (durch Begräbnis oder nahe Magma-Injektionen), Druck (Begräbnis), durch Stress (durch Plattenkollision) oder Kombinationen von all diesen ausgesetzt werden.

Diese Prozesse verwandeln eine Gesteinsart in eine andere. Der mit Metamorphismus verbundene Druck ist extrem. Drücke von fünf, zehn oder sogar fünfzehntausend Atmosphären sind möglich. Solche hohen Drücke sind in großen Tiefen in der Kruste vorhanden.

Es sollte auch erkannt werden, dass die für die Verwandlung eines Gesteins benötigte Zeit geologische Zeit ist - möglicherweise Hunderttausende oder sogar Millionen von Jahren. Der metamorphe Prozess wird oft von der Perkolation chemisch aktiver Flüssigkeiten durch die Gesteine begleitet.

Die wichtigste Flüssigkeit ist Wasser. Wasser bei Metamorphismustemperaturen ist überhitzt, dh es liegt weit über dem normalen Siedepunkt und ist aufgrund des großen Einschließungsdrucks immer noch im flüssigen Zustand.

Die Zirkulation von überhitztem Wasser unterstützt die Förderung von Veränderungen, indem Ionen von Ort zu Ort transportiert werden. Wenn Wärme, Druck und chemisch aktive Flüssigkeiten über einen sehr langen Zeitraum auf einem Gestein aufgebracht werden, verändert sich das Gestein und verändert sich.

2. Texturen metamorpher Gesteine:

In den meisten Fällen werden Gesteine, die metamorph gemacht werden, erhitzt und zusammengedrückt und herumgedrückt, dh deformiert. Wenn zum Beispiel ein eruptiver Pluton in das umgebende Gestein eindringt, erwärmt er das Gestein und muss sich auch Raum schaffen, weshalb es das bereits vorhandene Gestein abschultert. Dieses Zusammendrücken erzeugt Merkmale, die kollektiv unter dem Namen metamorphe Textur, der Anordnung der Körner innerhalb eines Felsens, liegen.

Eine übliche Anordnung von Mineralien besteht darin, sich in Bändern oder Blättern, die als Folierung bekannt sind, anzuordnen. In der Sorte gneissic foliation sind für Granit typische Mineralien in verzerrten Bändern angeordnet.

Die hellen Mineralien (Quarz und Feldspat) und die dunklen Mineralien (meistens schwarzer Glimmer und Hornblende) neigen dazu, in getrennte Bänder getrennt zu werden, die dem Gestein ein gestreiftes Aussehen verleihen. Dies ist charakteristisch für Gneis, der wie ein Granit mit Streifen wirkt.

Wenn plättchenförmige Mineralien wie Glimmer reichlich vorhanden sind, erhält das Gestein ein plattenartiges Aussehen aufgrund der vielen Ebenen, die mit Glimmer glänzen. Dies wird Schistosity genannt, was typisch für Schist ist, ein glänzendes metamorphes Gestein, das häufig zu dekorativen Zwecken verwendet wird.

Einige metamorphe Texturen sind so häufig, dass sie spezielle Namen haben. Die folgenden Ausdrücke werden verwendet, um diejenigen Texturen zu beschreiben, die während der megascopischen Untersuchung erkannt werden können.

ich. Kataklastisch:

Enthält viele Körner, die als Reaktion auf einen Versetzungsmetamorphismus gebrochen, fragmentiert und / oder granuliert worden sind, wobei der vorherrschende Wirkstoff eine unterschiedliche Belastung ist.

ii. Kristalloblastik:

Anzeige der Rekristallisation unter dem Einfluss des gerichteten Drucks.

iii. Granoblastik:

Gekennzeichnet durch mehr oder weniger gleichdimensionale Körner, typischerweise mit gut vernähten Grenzen.

iv. Lepidoblastikum:

Enthält einen bemerkenswerten Anteil plättchenförmiger oder flockiger Mineralkörner (z. B. Glimmer oder Chlorit), die Folierung aufweisen.

v. Nematoblastik:

Enthält einen bemerkenswerten Anteil an prismatischen Mineralkörnern (Ex: Amphibole), die eine bevorzugte Ausrichtung aufweisen, Lineation.

vi. Poikiloblastic:

Megakristalle haben, die mit Einschlüssen anderer Mineralien durchsetzt sind (dies wird manchmal als Siebtextur bezeichnet).

vii. Augen:

Augenförmige (linsenförmige) Megakristalle.

viii. Idioblastik:

Eukedrische Körner, gebildet durch metamorphe Rekristallisation.

ix. Megakristall:

Jedes Getreide, egal aus welchem Ursprung, ist wesentlich größer als das umgebende Getreide.

x. Porphyroblast:

Megakristall entsteht durch metamorphe Rekristallisation.

xi. Xenoblastik:

Anhedral Körner gebildet durch metamorphe Rekristallisation.

3. Folierung in metamorphen Gesteinen:

Wir wissen, dass eine der Ursachen des Metamorphismus der Druck ist. Wenn die Gesteinsmineralien unter hohem Druck zusammengedrückt werden, müssen sie sich ändern. Metamorphe Gesteine können zwei Arten von Druck ausgesetzt werden, wie in Abb. 14.5 gezeigt. indirekter und direkter Druck.

Indirekter Druck drückt die Steine von allen Seiten, so dass die Materialien verdichtet werden und die Räume zwischen Partikeln oder Kristallen entfernt werden. Bei direktem Druck wirken die Schubkräfte aus zwei entgegengesetzten Richtungen, wodurch sich die Mineralien verlängern und in parallelen Schichten anordnen.

Diese Textur, bei der die Mineralien unter direktem Druck zur Bildung dünner Schichten gezwungen werden, wird Foliation genannt. Die Mineralien werden beim Komprimieren zu langen linearen Formen umgeformt. Es ist zu beachten, dass nicht alle metamorphen Gesteine geblättert sind.

4. Merkmale metamorpher Gesteine:

Wenn sich ein Stein in einen metamorphen Stein verwandelt, können sich die meisten Eigenschaften des Bogens ändern. Solche Änderungen finden statt, so dass das neu gebildete metamorphe Gestein möglicherweise nicht mit dem ursprünglichen Gestein übereinstimmt.

Die wichtigsten Merkmale von metamorphen Gesteinen sind folgende:

ich. Änderung in der Textur:

Im Verlauf des Metamorphismus verändern sich Größe, Form und Abstand der Kristalle oder Körner im Gestein. Die Gesteinskörner schmelzen und schmelzen wahrscheinlich unter Einwirkung von Wärme und Druck und erfahren eine Rekristallisation, wobei größere Kristalle gebildet werden.

Die ursprüngliche Textur des Felsens ändert sich somit. In einem anderen Fall kann der hohe Druck die spröden Körner in kleinere Fragmente zerbrechen und somit die Textur des Gesteins verändern, oder aufgrund der kombinierten Wirkung von Wärme und Druck kann das fragmentierte gebrochene Gestein in ein festes kristallines Gestein umgewandelt werden.

ii. Änderung in der Dichte:

Die Porenräume in den Sedimenten von Eruptivgesteinen, die in großen Tiefen vergraben sind, können aufgrund des vorherrschenden hohen Drucks geschlossen werden. Zusätzlich kann der auf die Körner einwirkende hohe Druck die Körner auf eine kleinere Größe komprimieren. Alle diese Aktionen verringern das Volumen des Gesteins und erhöhen somit die Dichte des Gesteins.

iii. Folierung und Streifenbildung:

Unter der Einwirkung von hohem Druck werden die Kristalle gezwungen, sich in Schichten anzuordnen, was zu einer Folierung führt. Wenn Mineralien des Gesteins durch Druck in Schichten gebracht werden, können sich Bänder unterschiedlicher Farbe bilden, wenn die Mineralien unterschiedliche Dichten haben. Manchmal werden die Gesteinsschichten aufgrund der immensen Hitze verzerrt.

iv. Änderung der Mineralstoffzusammensetzung:

Die Mineralien des ursprünglichen Gesteins sind unter hohem Druck und Hitze und folglich unbeständig. Es wird eine Neuordnung der Ionen geben, die zur Bildung neuer Mineralien führt.

v. Kategorisieren von metamorphen Gesteinen:

Metamorphe Gesteine werden häufig in blättrige und nichtblättrige Gesteine eingeteilt - ein Kriterium, das auf ihrem Aussehen basiert. Folierte Gesteine wirken gebändert oder geschichtet, da die Mineralien im Gestein parallel angeordnet sind. Dazu gehören Schiefer, Gneis und Schiefer. Unblättrige Gesteine umfassen Marmor, Hornfels und Quarzit und haben keine Streifenbildung. Sie bestehen aus einem vorherrschenden Mineral mit gleich großen Kristallen.

5. Metamorpher Grad:

Der metamorphe Grad bezieht sich auf die Intensität oder den Grad des Metamorphismus. Wenn Drücke und Temperaturen im Laufe der Zeit mit der Verschüttung zunehmen, steigt der metamorphe Grad. Dies würde zum Beispiel passieren, wenn ein Stein im Laufe der Zeit immer tiefer in der Erdkruste begraben würde.

Betrachten Sie zum Beispiel eine Schlammschicht, die sich in einem See oder Ozean befindet. Wenn es unter den nachfolgenden Sedimentschichten begraben wird, verdichtet sich der Schlamm und wird schließlich zu Schlammstein. Wenn das Gestein tiefer begraben wird und der Druck zunimmt, wird es schrittweise in höhere Stufen umgewandelt. Es wird zuerst zu einer Schieferplatte verwandelt.

Während dieses Vorgangs drückt erhöhter Druck und erhöhte Temperatur das Gestein in einen harten, flockigen Stein, und der Prozess der Rekristallisation von Tonmineralien zu orientiertem Glimmer beginnt, ist aber noch nicht gut entwickelt. Anschließend wird der Schiefer zu einem Schiefer, in dem die meisten Mineralien vollständig umkristallisiert und in nahezu perfekte Parallelität umorientiert werden.

Es verwandelt sich dann in einen Gneis, in dem viele neue Mineralien gewachsen sind. Wenn der metamorphe Gehalt noch weiter ansteigt, beginnt das Gestein zu schmelzen. Das Gestein, das entsteht, wenn ein Gneis zu schmelzen beginnt, wird Magmatit genannt. Wenn das Schmelzen fortgesetzt wird, schmilzt das gesamte Gestein und es bildet sich ein Magma, wodurch ein magmatischer Gestein entsteht.

Da die ursprünglichen Steine Hitze und Druck ausgesetzt sind, beginnen sie sich zu verändern. Inwieweit die Änderung auftritt, hängt von der Wärme- und Druckbelastung, der sie ausgesetzt sind, oder dem metamorphen Grad ab.

(a) Metamorphe Gesteine mit niedrigem Gehalt, die die Eigenschaften der Grundgesteine beibehalten.

In diesem Fall sind die Gesteine relativ niedrigeren Temperaturen und Drücken ausgesetzt. Wenn es sich ursprünglich um Sedimentgesteine handelt, können sie immer noch Anzeichen von Einstreumaschinen oder ihrer ursprünglichen Strukturen aufweisen.

(b) Metamorphe Gesteine mit hohem Gehalt, die sich von den Elterngesteinen unterscheiden.

In diesem Fall sind die Gesteine sehr stark Hitze und Druck ausgesetzt, so dass die innere Struktur des Gesteins nach dem Metamorphismus nicht mehr der des ursprünglichen Gesteins ähnelt.

Im regionalen Metamorphismus werden die Krustengesteine in großen Bereichen in großen Tiefen begraben und verändern ihre Struktur. Die in größeren Tiefen vergrabenen Gesteine sind höheren Drücken und Temperaturen ausgesetzt. In diesem Fall finden wir also, dass in einer Region Gesteine mit unterschiedlichen metamorphen Gehalten vorhanden sind.

Identifizierung metamorpher Qualitäten:

Abbildung 14.4 zeigt die verschiedenen Mineralien aus Schiefer, einem Sedimentgestein, das sich von Metamorphismus mit niedrigem Grad zu Metamorphismus mit hohem Grad ändert. Bei einer gewissen Hitze können die Mineralien zu Magma schmelzen und schließlich zu einem magmatischen Gestein werden.

6. Transformation von Gesteinen zu metamorphen Gesteinen:

A. Transformation von Sedimentgesteinen:

(1) Schiefer, ein Sedimentgestein besteht aus winzigen Tonpartikeln. Wenn Schiefer metamorph gemacht wird, ändert er sich zunächst in Schiefer. Schiefer kann flache glatte Schichten entlang brechen. Bei höherer Temperatur wechselt der Schiefer in Phyllit. Phyllit hat blättrige Schichten von glänzenden mikroskopisch kleinen Glimmermineralien. Bei ausreichender hoher Temperatur und hohem Druck bilden sich große Blattmineralien. In diesem Zustand heißt der Felsen Schist.

Bei sehr hohen Temperaturen (etwa 650 ° C) hören die Mineralien auf, sich zu blättrigen Schichten abzuflachen, und sie versuchen, die durch den Druck verursachte Belastung zu lösen und ihren Zustand von einer hohen Belastung in einen Zustand niedrigerer Spannung umzuwandeln. Dies führt zur Bildung des Gesteinsgneis. Dieser Rock zeigt wechselnde Bänder aus hellen und farbigen Mineralien. Die Trennung von hellen und dunklen Mineralien wird metamorphe Differenzierung genannt. Der obige Prozess kann einen Gneis aus jedem metamorphen Gestein erzeugen, nicht nur aus Schiefer.

Wenn der Druck und die Temperatur den Wert für die Gneisbildung übersteigen, beginnt der Gneis zu schmelzen und wird allmählich zu Magma. Wenn sich aus diesem Zustand ein Stein bildet, dann handelt es sich um Migmatit. Migmatite sind Gneise, die teilweise geschmolzen sind und sich dann zu Gestein verfestigen. In diesem Zustand sind die dunklen und blättrigen Schichten immer noch zu sehen. Sie erscheinen jedoch als kurvige Schichten anstelle von geraden Schichten.

(2) Kalkstein, ein Sedimentgestein, erfährt eine andere Metamorphose. Wenn sich Kalkstein unter hohen Druck- und Temperaturbedingungen befindet, werden die Mineralien komprimiert und der gesamte Innenraum zwischen den Kristallkörnern wird herausgedrückt. Der resultierende Stein ist ein harter glatter Stein, der Marmor genannt wird. Marmor hat eine solide glatte Funktion und wird häufig zum Modellieren verwendet.

(3) Sandstein, ein Sedimentgestein, das einem Metamorphismus unterworfen wird, bildet ein metamorphes Gestein, das als Quarzit bezeichnet wird. Wie im Fall von Marmor wird dieses metamorphe Gestein gebildet, wenn Sandstein sehr hohem Druck ausgesetzt wird, so dass der gesamte Innenraum zwischen den Mineralkörnern vollständig entfernt wird, was zu einer zusammenhängenden Masse an Mineralkörnern führt.

B. Transformation von Igneous-Gesteinen:

Wenn Basalte hohen Drücken ausgesetzt sind, aber bei relativ niedrigen Temperaturen, werden ihre Mineralien umgewandelt und werden blättrig. Bei niedrigeren Drücken nehmen die Mineralien eine grüne Farbe an. In diesem Zustand wird das metamorphe Gestein als grüner Schiefer bezeichnet.

Dies hat eine folierte Textur mit einer grünen Farbe. Bei stärkerem Druck verfärben sich die grün gefärbten Mineralien blau, und in diesem Zustand wird das Gestein als blauer Schiefer bezeichnet. Wenn diese Schiefer unter zunehmender Temperatur und Druck stehen, wandeln sie sich in Gneis um. Granit und solche aufdringenden Gesteine wandeln sich bei hoher Temperatur und hohem Druck in Gneis um.

7. Strukturelle Klassifikation metamorpher Gesteine:

Da metamorphe Gesteine aus beliebigen Gesteinsarten gebildet werden können, reicht ihre Mineralzusammensetzung weiter als die aller anderen Gesteinsarten. Sie können nicht durch ein einfaches Klassifizierungsschema abgedeckt werden, aber nachstehend wird eine einfache strukturelle Klassifizierung gegeben.

Es ist wichtig zu beachten, dass die meisten metamorphen Gesteine anisotrop sind (mit unterschiedlichen Eigenschaften in verschiedenen Richtungen). So ist Schiefer beispielsweise sehr stark komprimiert, wobei die Spalten senkrecht zur Kompressionsrichtung liegen, und viel schwächer, wenn er in einer Richtung parallel zu den Spalten komprimiert wird.

Alle anderen Foligesteine verhalten sich ähnlich. Daher kann der Wertebereich für einige Tests sehr groß sein. In der nachstehenden Tabelle sind einige allgemeine technische Eigenschaften für metamorphe Gesteine aufgeführt.

ich. Marmor:

Marmor wird als metamorphiertes Karbonatgestein gebildet, meistens Kalkstein. Marmor findet sich in regional verwandelten Gebieten entlang der Kollisionszonen zwischen Kontinenten und Kontinenten sowie in den Wurzeln gefalteter Gebirgsketten. Sie können auch in Gebieten gefunden werden, die früher flache Meeresregale waren, in denen sich eine riesige Menge Korallenriffe angesammelt hat.

Reiner Marmor, hauptsächlich Calcit mit geringen Verunreinigungen, ist weiß, aber je nach Metamorphose und chemischen Verunreinigungen des ursprünglichen Kalksteins sind wahrscheinlich unterschiedliche Farben und Kristallgrößen vorhanden. Marmor wird als Stein für die Bildhauerei geschätzt, da er weich und schön gefärbt ist.

Außergewöhnliche Texturen und Farben machen diesen Stein zu einem sehr wertvollen Verblendstein für Gebäude. Das schöne Taj Mahal in Indien besteht aus Marmor. Es ist jedoch zu beachten, dass Marmor von industrieller Verschmutzung und saurem Regen betroffen ist.

ii. Quarzit:

Quarzit wird durch die Metamorphose von Quarzsandstein mit 95% Siliciumdioxidgehalt gebildet. Wir wissen, dass es sich bei Sandsteinen um Tiefland und Sedimente im Meer handelt, Quarzite finden sich hier in metamorphen Umgebungen. Kontaktmetamorphismus erzeugt auch Quarzit und dementsprechend kann Quarzit um Graniteintritte herum gefunden werden.

Quarz ist sehr erosionsbeständig und unterstützt die Vegetation nicht. Daher bildet es freiliegende Felslandschaften und schroffe Kanten. Quarzit kann in Flusskanälen, Straßenschnitten und Hügelabhängen gesehen werden und kann sich von den dazwischen liegenden Schieferstellen abheben.

Wenn komprimierter Quarzit härter wird. Es ist sehr zäh und sehr schnittfest. Es wird daher selten als Baustein verwendet. Reiner Quarzit ist weiß. Geringe Mengen an Elementen wie Eisen und Mangan lassen das Gestein grün oder grau aussehen.

iii. Schiefer:

Dieses metamorphe Gestein wird durch die Metamorphose von Schlammstein gebildet, wenn es stark komprimiert ist. Seine Farbe ist schwarz bis grau. Es wird häufig in den Wurzeln alter gefalteter Gebirgsketten gefunden. Es kann in Platten gespalten werden, da alle Glimmermineralien dieses Gesteins rechtwinklig zur Kompressionsrichtung ausgerichtet sind. Da es leicht spaltbar ist, kann es gespalten werden, um Platten von enormer Größe herzustellen.

Schiefer ist sehr witterungsbeständig und neigt daher dazu, in rauen Bergen exponiert zu sein. Es bricht als spröde Splitter entlang seiner Spaltungsebenen. Aufgrund seiner Witterungsbeständigkeit und auch des Angriffs durch sauren Regen kann es in industriellen Regionen als Dachmaterial verwendet werden. Schiefer wird auch zur Herstellung von Schreibplatten und schwarzen Tafeln verwendet. Es kann für die Oberseite von Billardtischen verwendet werden, bei denen Gewicht und Ebenheit wesentlich sind.

An einigen Stellen kommt farbiger Schiefer in rot, braun, grün und gelb mit ansprechender Textur vor.

Die nachstehende Tabelle enthält eine Zusammenfassung der Klassifizierung der metamorphen Gesteine, die das Stammgestein, die metamorphen Bedingungen und die Textur angeben.