Roche métamorphique
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Roche métamorphique est le résultat de la transformation d'un pré-existante roche de type, le protolithe, dans un processus appelé métamorphisme, qui signifie «changement de forme" .Le protolithe est soumis à la chaleur et de pression (températures supérieures à 150-200 ° C et des pressions de 1500 bars) provoquant un profond changement physique et / ou chimique. Le protolite peut être roches sédimentaires , roches ignées ou d'une autre roche métamorphique plus. Les roches métamorphiques forment une grande partie de la Terre de la croûte et sont classés par la texture et par chimique et minérale assemblage ( faciès métamorphiques). Ils peuvent être formés simplement en étant profondément sous la surface de la Terre, soumis à des températures élevées et la grande pression des couches de roches ci-dessus. Ils peuvent être formés par tectoniques procédés tels que collisions continentales qui provoquent pression horizontale, la friction et la distorsion. Ils sont également formés lorsque la roche est chauffée par le intrusion de roche en fusion appelé magma de l'intérieur de la Terre.
L'étude des roches métamorphiques (maintenant exposée à la surface de la Terre qui suit l'érosion et le soulèvement) nous fournit des informations très précieuses sur les températures et les pressions qui se produisent à de grandes profondeurs dans la croûte terrestre.
Quelques exemples de roches métamorphiques sont gneiss, ardoise, marbre et schiste.
Minéraux métamorphiques
Minéraux métamorphiques sont ceux qui forment seulement à des températures et des pressions élevées associées avec le processus de métamorphisme. Ces minéraux, connus sous le nom minéraux de l'indice, comprennent sillimanite, cyanite, staurolite, andalousite, et certains grenat.
D'autres minéraux, tels que olivines, pyroxènes, amphiboles, micas, feldspaths et de quartz , peuvent être trouvés dans les roches métamorphiques, mais ne sont pas nécessairement le résultat du processus de métamorphisme. Ces minéraux formés au cours de la cristallisation des roches ignées. Ils sont stables à des températures et des pressions élevées et peuvent rester chimiquement inchangé au cours du processus métamorphiques. Cependant, tous les minéraux sont stables que dans certaines limites, et la présence de certains minéraux dans les roches métamorphiques indique les températures et les pressions approximatives à laquelle elles ont été formées.
La variation de la taille des particules de la roche au cours du processus de métamorphisme est appelée recristallisation. Par exemple, les petites calcite cristaux dans la roche sédimentaire changement de calcaire dans de plus grands cristaux dans la roche métamorphique marbre ou en grès métamorphosé, recristallisation du sable de quartz originaux grains résultats dans quartzite très compact, dans lequel les cristaux de quartz souvent plus grandes sont verrouillés. Les températures et pressions élevées contribuent à la recristallisation. Les températures élevées permettent aux atomes et ions dans les cristaux solides de migrer, la réorganisation ainsi les cristaux, tandis que les pressions élevées provoquent solution des cristaux dans la roche à leur point de contact.
Foliation
La stratification dans des roches métamorphiques est appelé foliation (dérivé du latin mot folia, qui signifie "feuilles"), et il se produit quand un rocher est comprimé d'une direction à un rocher de recristallisation. Ainsi, les cristaux lamellaires allongés ou de minéraux, tels que mica et chlorite, de croître avec leurs axes longitudinaux perpendiculaires à la direction de la force. Il en résulte un rocher à bandes, ou feuilleté, avec les bandes montrant les couleurs des minéraux qui les ont formés.
Les textures sont séparés en catégories feuilletées et non feuilletées. Roche feuilletée est un produit de stress différentiel qui déforme la roche dans un plan, créant parfois un plan de clivage, par exemple, ardoise est un roche métamorphique feuilletée, provenant de schiste. Roche non-feuilleté n'a pas planes modèles de stress.
Les roches qui ont été soumis à une pression uniforme de tous les côtés, ou ceux qui manquent de minéraux avec les habitudes de croissance distinctifs, ne seront pas foliation. L'ardoise est un exemple d'un grain très fin, feuilleté roche métamorphique, tandis que phyllite est grossier, schiste grossière, et gneiss très grossier. Le marbre est généralement pas feuilleté, ce qui permet son utilisation comme matériau pour sculpture et l'architecture.
Un autre mécanisme important de métamorphisme est que des réactions chimiques qui se produisent entre les minéraux sans les fondre. Dans le processus atomes sont échangés entre les minéraux, et donc de nouveaux minéraux sont formés. Beaucoup de réactions à haute température complexes peuvent avoir lieu, et chaque assemblage de minéraux produite nous donne un indice quant aux températures et aux pressions au moment de métamorphisme.
Métasomatisme est le changement radical dans la composition de produits chimiques en vrac d'un rocher qui se produit souvent au cours des processus de métamorphisme. Elle est due à l'introduction de produits chimiques à partir d'autres roches environnantes. L'eau peut transporter ces produits chimiques rapidement sur de grandes distances. En raison du rôle joué par l'eau, roches métamorphiques contiennent généralement de nombreux éléments qui étaient absents de la roche d'origine, et manquent de certains qui étaient présents à l'origine. Cependant, l'introduction de nouveaux produits chimiques ne est pas nécessaire pour la recristallisation se produit.
Types de métamorphisme
Le métamorphisme de contact
Le métamorphisme de contact est le nom donné aux changements qui ont lieu lorsque le magma est injecté dans la roche environnante solide (country rock). Les modifications qui se produisent sont les plus importants chaque fois que le magma est en contact avec la roche parce que les températures sont plus élevées à cette limite et diminuent avec la distance à partir de cela. Autour de la roche ignée qui se forme du magma de refroidissement est une zone métamorphosé appelé auréole de métamorphisme de contact. Auréoles peuvent montrer tous les degrés de métamorphisme de la zone de contact non métamorphisées (inchangé) COUNTRY ROCK une certaine distance. La formation d'importance minéraux métalliques peuvent se produire par le procédé de metasomatism à ou près de la zone de contact.
Quand une roche est altérée par le contact d'une intrusion ignée il devient très souvent plus endurcie, et plus grossièrement cristallin. Beaucoup de roches altérées de ce type ont été appelés auparavant hornstones, et le terme cornéenne est souvent utilisé par les géologues pour signifier ces produits à grains fins, compacts, non-feuilleté de métamorphisme de contact. Un schiste peut devenir un endroit sombre hornfels argileuses, pleins de minuscules plaques de brunâtre biotite; une marne ou impur calcaire peut changer à un chaux-silicate-cornéennes ou siliceux gris, jaunes ou verdâtres marbre, difficile et échardes, avec abondante augite, grenat, wollastonite et d'autres minéraux dans lequel calcite est un élément important. Un diabase ou andésite peut devenir un hornfels diabase ou cornéenne andésite avec le développement de la nouvelle amphibole et biotite et un recristallisation partielle du feldspath d'origine. Chert ou silex peut devenir un rocher de quartz finement cristallin; grès perdent leur structure de clastiques et sont convertis en une mosaïque de petits grains de près du corps de quartz dans une roche métamorphique appelée quartzite.
Si la roche a été bagué ou feuilletée (comme, par exemple, un grès stratifié ou calco feuilleté schiste) ce caractère ne peut pas être effacé, et un hornfels bagués est le produit; fossiles même peuvent avoir leurs formes conservés, si entièrement recristallisé, et dans de nombreux contacts altéré laves du vésicules sont encore visibles, mais leur contenu ont généralement conclu de nouvelles combinaisons pour former des minéraux qui ne étaient pas présents à l'origine. Les structures de minutes, cependant, disparaissent, souvent complètement, si la modification thermique est très profonde; Ainsi, les petits grains de quartz dans un schiste sont perdues ou se mélangent avec les particules environnantes d'argile, et le sol masse amende de laves est entièrement reconstruite.
Par recristallisation de cette manière roches particulières de types très distincts sont souvent produits. Ainsi schistes peuvent passer dans roches cordiérite, ou peuvent présenter des cristaux de andalousite (et chiastolite), staurolite, grenat, cyanite, sillimanite, tous issus de la teneur du schiste alumineux originale. Une quantité considérable de mica (muscovite et biotite fois) est souvent formée simultanément, et le produit résultant a une ressemblance à de nombreux types de schiste. Calcaires, si pur, sont souvent transformés en billes cristallines grossièrement; mais se il y avait un mélange d'argile ou de sable dans la roche d'origine des minéraux comme le grenat, épidote, idocrase, wollastonite, sera présent. Grès quand fortement chauffé peut changer en quartzites secondaires composées de gros grains de quartz clairs. Ces étapes plus intenses d'altération sont pas si fréquemment observées dans les roches ignées, parce que leurs minéraux, étant formés à des températures élevées, ne sont pas si facilement transformées ou recristallisés.
Dans quelques cas, les roches sont fusionnés et dans les cristaux produits de minutes vitreux sombres de spinelle, la sillimanite et cordiérite peut séparer. Schistes sont parfois ainsi modifiés par le basalte digues, et de grès feldspathiques peuvent être complètement vitrifiés. Des changements similaires peuvent être induits dans les schistes par la combustion de charbon coutures ou même par un four ordinaire.
Il existe également une tendance pour métasomatisme entre le magma ignées et sédimentaires country rock, de sorte que les produits chimiques dans chaque sont échangés ou introduit dans l'autre. Granites peuvent absorber des fragments de schiste ou des morceaux de basalte. Dans ce cas roches hybrides appelés skarn survenir qui ne ont pas les caractères de roches ignées ou sédimentaires normales. Parfois, un magma envahisseurs de granit imprègne les roches autour, remplissant leurs articulations et les plans de la literie, etc., avec des fils de quartz et de feldspath. Ce est très exceptionnel, mais les instances de cette sont connus et il peut avoir lieu sur une grande échelle.
Le métamorphisme régional
Le métamorphisme régional est le nom donné à l'évolution des grandes masses de roche sur une vaste zone. Les roches peuvent être métamorphosés en étant simplement à de grandes profondeurs sous la surface de la Terre, soumis à des températures élevées et la grande pression causée par l'immense poids des couches de roche au-dessus. Une grande partie de la croûte continentale inférieure est métamorphique, à l'exception des intrusions ignées récentes. Mouvements tectoniques horizontales telles que la collision des continents Créer ceintures orogéniques et la cause des températures élevées, des pressions et des déformations dans les rochers le long de ces ceintures. Si les roches métamorphiques sont ensuite soulevées et exposées par l'érosion , il peut se produire en de longues bandes ou d'autres grandes surfaces à la surface. Le processus de métamorphisme peut avoir détruit les caractéristiques originales qui auraient révélé des antécédents de la roche. Recristallisation de la roche va détruire les textures et les fossiles présents dans les roches sédimentaires. Métasomatisme va changer la composition originale.
Le métamorphisme régional tend à rendre le rock plus endurcie et en même temps de lui donner un feuilleté, shistose ou gneissique texture, constitué d'un agencement plan des minéraux, de sorte que lamellaire ou de minéraux prismatiques comme le mica et d'amphibole ont leurs longs axes disposés parallèlement à une autre. Pour cette raison, beaucoup de ces rochers se fendirent facilement dans une direction le long de zones de mica-portant ( schistes). En gneiss, minéraux ont aussi tendance à être séparés en bandes; il n'y a donc coutures de quartz et de mica dans un schiste de mica, très mince, mais consistant essentiellement en un minéral. Le long des couches minérales composées de minéraux douces ou fissiles les rochers se partageront le plus facilement, et les spécimens fraîchement partagée apparaît à relever ou revêtus de ce minéral; par exemple, un morceau de micaschiste regarda face contre face pourrait être censé entièrement composé de briller paillettes de mica. Sur le bord des spécimens, cependant, les folia blanches de quartz granulaire seront visibles. Dans ces gneiss folia alternance sont parfois plus épais et moins régulière que dans les schistes, mais surtout moins de mica; ils peuvent être lenticulaire, se éteindre rapidement. Gneiss aussi, en règle générale, contiennent plus de feldspath de schistes font, et ils sont fissiles plus difficile et moins. Contorsion ou effritement de la foliation est pas rare, et les visages de fractionnement sont undulose ou plissée. Schistosité et gneissique bandes (les deux principaux types de foliation) sont formés par pression dirigée à une température élevée, et au mouvement interstitielle ou flux interne arranger les particules minérales alors qu'ils se cristallisent dans ce domaine de pression dirigée.
Les rochers qui étaient à l'origine des roches sédimentaires et qui étaient sans aucun doute ignée sont convertis en schistes et des gneiss, et si l'origine de composition similaire, ils peuvent être très difficiles à distinguer les uns des autres si le métamorphisme a été formidable. Un quartz-porphyre, par exemple, et un grès feldspathique amende, peuvent à la fois le converti en un mica-schiste gris ou rose.
Textures de roches métamorphiques
Les cinq textures métamorphiques de base avec les types de roches typiques sont:
- Slaty: ardoise et phyllite; la foliation est appelé «clivage schisteux '
- Schisteux: schiste; la foliation est appelé «schistosité '
- Gneissique: gneiss; la foliation est appelé «gneissosité '
- Granoblastique: granulite, certains marbres et quartzite
- Hornfelsic: cornéenne et skarn
