Ćwiczenia IVa (Skały metamorficzne).doc

SKAŁY METAMORFICZNE

Skały metamorficzne powstają w wyniku działania procesów metamorficznych. Ich charakter zależy od rodzaju skały wyjściowej oraz zakresu temperatury i ciśnienia w jakich zachodzi przeobrażanie. Na tej podstawie wyróżniono (U. Grubenmann, P. Niggle) trzy strefy metamorfizmu, w których powstają skały różniące się składem mineralnym i teksturą:

·         Strefa górna (Epi) - charakteryzuje się działaniem dużych ciśnień kierunkowych (stressu), małego ciśnienia hydrostatycznego oraz niskiej temperatury. Stress decyduje o wykształceniu się wyraźnej tekstury łupkowej.

·         Strefa pośrednia (Mezo) - cechuje się działaniem silnego stressu, dużego ciśnienia hydrostatycznego oraz średniej temperatury. Warunki takie sprzyjają rekrystalizacji składników i powstawaniu minerałów o dużej gęstości, np. granatów. W strefie tej powstają skały o strukturze bezładnej lub grubołupkowej, podkreślonej równoległym ułożeniem blaszek łyszczyków, słupków amfiboli itp.

·         Strefa dolna (Kata) - panuje w niej duże ciśnienie hydrostatyczne i wysoka temperatura, aż do powstania faz półpłynnych. Oddziaływanie stressu jest nieznaczne. Powstają tu skały wykazujące na ogół teksturę bezładną i strukturę gruboblastyczną, co upodabnia je do magmowych skał głębinowych.

Skały metamorficzne charakteryzują się strukturami pełnokrystalicznymi, które określane są jako blastyczne. Podkreśla to podstawowy efekt metamorfozy, polegający na pojawieniu się krystalicznych minerałów nawet w skałach pierwotnie niekrystalicznych (krystaloblasteza). W zależności od wielkości kryształów (blastów) wyróżnia się struktury: drobno-, średnio-,i gruboblastyczne. Struktury gruboblastyczne wyglądem odpowiadają strukturze jawnokrystalicznej skał magmowych.

Tekstury skał metamorficznych odznaczają się swoistym wykształceniem. Najczęściej

dochodzi do powstania tekstur kierunkowych:

1.      Łupkowej, która jest wynikiem równoległego ułożenia minerałów blaszkowych (np. łyszczyków, chlorytów itp.), które występują w skale w dużej ilości. Powoduje to występowanie złupkowacenia, czyli rozdzielności na cienkie równoległe do tekstury, płaskie pakiety nie różniące się między sobą składem mineralogicznym.

2. Gnejsowej, powstającej w wyniku zróżnicowania składu mineralogicznego na warstwy skaleniowo-kwarcowe (zawierające także inne minerały) oraz na warstwy zasobne w łyszczyki, chloryty lub inne krzemiany warstwowe. Jeżeli skalenie lub kwarc osiągają znaczne rozmiary, to w zależności od ich kształtu wyróżnia się struktury oczkowe, soczewkowate, laminowane i inne.

W niektórych skałach metamorficznych, zwłaszcza powstających w strefie Kata, rozwijają się również struktury bezkierunkowe.

Zestawienie produktów różnych stref metamorfizmu regionalnego z uwzględnieniem skał wyjściowych i powstających tekstur przedstawia tabela:

Skały metamorficzne klasyfikowane są według założeń genetycznych, w zależności od przedziałów temperatury i ciśnienia w jakich powstały. Geneza skały pierwotnej pełni rolę marginalną, jest jednak podstawą do podziału na odmiany orto-, utworzone ze skał magmowych (np. ortognejsy, ortoamfibolity) i odmiany para-, powstałe ze skał osadowych (np. paragnejsy, paraamfibolity). Wyjątek stanowią metakwarcyty - skały metamorficzne powstałe w wyniku przeobrażenia skał osadowych. Mianem ortokwarcytów określa się natomiast skały osadowe - piaskowce kwarcowe o lepiszczu krzemionkowym.

Skały metamorficzne należą do słabo rozpowszechnionych w przyrodzie. Za najważniejsze uznać należy:

·         gnejsy

·         fyllity

·         łupki krystaliczne

·         kwarcyty

·         marmury

·         zieleńce

·         serpentynity

·         amfibolity

·         granulity

·         eklogity

GNEJSY

Gnejsy są jedną z większych, a zarazem ważniejszych grup skał metamorficznych. Powstały one w średniogłębokich strefach metamorfizmu, w wyniku przeobrażenia skał magmowych nasyconych i przesyconych krzemionką oraz skał osadowych ilastych, szarogłazów i arkoz. W ich składzie mineralogicznym zawsze występują skalenie i kwarc, którym z reguły towarzyszą łyszczyki, rzadziej amfibole.

W zależności od składników (dominujących lub rzadszych, ale charakterystycznych) nadaje się gnejsom nazwy specjalne, np. gnejs oligoklazowy, gnejs biotytowy, gnejs hornblendowy itd. Wyróżnia się także pewne odmiany gnejsów o charakterystycznej strukturze i teksturze (gnejs laminowany, gnejs oczkowy). W tej grupie skał metamorficznych wykształciła się charakterystyczna struktura, zwana od ich nazwy strukturą gnejsową.

Wietrzenie gnejsów prowadzi do powstania lekkich, zasobnych w potas gleb, wykazujących

niedobór wapnia, magnezu i fosforu.

W Polsce skały gnejsowe występują w wielu miejscach w Sudetach, między innymi w Górach

Izerskich, Sowich, w masywie Śnieżnika oraz w Tatrach Zachodnich.

FYLLITY

Fyllity powstają w wyniku płytkiej metamorfozy skał ilastych, czasem także mułowców, skał piaszczystych i arkozowych. Charakteryzują się strukturą bardzo drobnoblastyczną, o blastach trudno rozpoznawalnych makroskopowo. Tekstura fyllitów jest wybitnie łupkowa, z wyraźnie zaznaczoną podzielnością na cienkie płytki. Głównymi składnikami mineralnymi są tu: kwarc, serycyt i chloryty. Czyste fyllity mają barwę szarą, rzadziej niebieskawą lub brunatnawą. W wyniku wietrzenia skał fyllitowych powstają gleby gliniaste zasobne w potas, o dużej zawartości łupkowej zwietrzeliny.

Fyllity występują w słabiej zmetamorfizowanych kompleksach skalnych w Sudetach,

zwłaszcza w Górach Kaczawskich.

ŁUPKI KRYSTALICZNE

Łupki krystaliczne stanowią obszerną grupę skał metamorficznych powstających w płytkich strefach metamorfizu, o różnym składzie mineralnym i wyraźnie zaznaczonej teksturze łupkowej. Częstokroć w ich składzie dominuje jeden minerał, decydujący o ich właściwościach i nadający im nazwę, np. łupek grafitowy, serycytowy, talkowy, chlorytowy, mikowy i inne. Właściwości pochodzące od dominującego składnika są jednak często maskowane przez obecność innych minerałów, np. kwarcu.

·         Łupek grafitowy powstaje w wyniku przeobrażenia skał osadowych bogatych w substancje organiczne węgiel lub bituminy. Zawartość grafitu jest zazwyczaj niewielka, lecz jego duże rozproszenie nadaje skale czarną barwę, a w przypadku zawartości nieco większej również niewielką zwięzłość i znaczną ścieralność. Łupki grafitowe występują w Sudetach, między innymi w okolicach Stronia Śląskiego.

·...