Rocas metamórficas.

Rocas metamórficas

un alfarero forma un delicado jarrón de arcilla húmeda. se coloca la pieza suave en un horno y se calienta lentamente a 1000 ° C. según aumenta la temperatura, los minerales de arcilla se descomponen. átomos de la arcilla a continuación se recombinan para formar nuevos minerales, y el endurecimiento de la vasija todo ocurren sin fusión. las reacciones en un horno de alfarero se llaman reacciones de estado sólido ya que se producen en los materiales sólidos.

reacciones químicas ocurren más rápidamente en líquido o gas que en un sólido debido a los átomos y las moléculas son más móviles en un fluido. sin embargo, con suficiente tiempo y temperatura elevada, átomos en la roca sólida también reaccionan. pequeñas cantidades de líquido, tales como el agua en el alfarero se arcilla, aumentar la movilidad de los átomos y la velocidad de las reacciones, pero las reacciones tienen lugar en materiales sólidos

metamorfismo (de las palabras griegas para "forma cambiante" es el proceso por el cual el aumento de la temperatura - y los cambios en otras condiciones ambientales -. transforma rocas y minerales metamorfismo se produce en la roca sólida - al igual que las transformaciones en el florero como el alfarero lo dispara en su horno. metamorfismo puede cambiar cualquier tipo de roca sedimentaria de los padres, ígnea, o incluso otra roca metamorfismo.

la estabilidad de minerales y metamorfismo

un mineral que no se descompone o cambiar de otra manera, no importa cómo pasa mucho tiempo, es un mineral estable. hace millones de años, los procesos de meteorización pueden haberse formado los minerales de arcilla utilizados por el alfarero para crear su florero. eran estables y se ha mantenido sin cambios desde que se formaron. un mineral estable puede volverse inestable cuando cambian las condiciones ambientales. tres tipos de cambio causa metamorfismo del medio ambiente, la temperatura sube y sube la presión, y el cambio de composición química.

por ejemplo, cuando el alfarero puso la arcilla en su horno y aumenta la temperatura, los minerales de arcilla se descomponen porque se convirtieron en inestables a la temperatura más alta. los átomos de la arcilla a continuación se recombinan para formar nuevos minerales que eran estables a la temperatura más alta. como el barro, cada minerales es estable sólo dentro de un cierto rango de temperatura. de una manera similar, cada mineral es estable sólo dentro de un determinado rango de presión.

Además, un mineral es estable sólo en un entorno químico determinado. de fluidos transportan nuevos productos químicos a una rocas, los productos químicos pueden reaccionar con los minerales originales para formar otras nuevas que son estables en el ambiente químico alterado. si los líquidos eliminan componentes químicos de una roca, nuevos minerales pueden formar por la misma razón.

metamorfismo se debe a que cada mineral es estable sólo dentro de un cierto rango de temperatura, presión, y el entorno químico. si la temperatura o la presión se eleva por encima de la gama, de los productos químicos que se añaden o se quitan de la roca, la roca es minerales originales pueden descomponerse y sus componentes se recombinan para formar nuevos minerales que son estables bajo las nuevas condiciones.

cambios metamórficos

metamorfismo altera comúnmente tanto el contenido textura y minerales de una roca.

cambios en la textura

como una roca sufre metamorfismo, algunos granos minerales se hacen más grandes y otros se contraen. las formas de los granos también pueden cambiar. por ejemplo, piedra caliza fosilífera fósiles dan es la textura (figura 1). tanto los fósiles y el cemento entre ellos están hechos de pequeños cristales de calcita. Si la piedra caliza está enterrado y se calienta, algunos de los granos de calcita se hacen más grandes a expensas de la otra. en el proceso, la textura fosilífera se destruye.

metamorfismo de la piedra caliza se transforma en roca metamórfica llamada mármol (figura 2). como la piedra caliza fosilífera, el mármol se compone de calcita, pero la textura no es uno de los grandes granos entrelazados, y los fósiles se han desvanecido.

cambios mineralógicos

Como regla general, cuando una roca madre (la roca original) contiene sólo un mineral, metamorfismo transforma la roca en un compuesto de la misma mineral pero con una textura más gruesa. el contenido mineral no cambia porque no hay otros componentes químicos están disponibles durante el metamorfismo. caliza convertir al mármol es un ejemplo de esta generalización. otro es el metamorfismo de la piedra arenisca de cuarzo de cuarcita, una roca compuesta de granos de cuarzo recristalizadas.

Por el contrario, el metamorfismo de una roca madre que contiene varios minerales generalmente se forma una roca con nuevas y diferentes minerales y una nueva textura. por ejemplo, una pizarra típico contiene grandes cantidades de arcilla, así como de cuarzo y feldespato (figura 3). Cuando se calienta, algunos de estos minerales se descomponen, y sus átomos se recombinan para formar nuevos minerales tales como mica, granate, y un tipo diferente de feldespato. (Figura 4). muestra una roca llamada hornfels que se formaron cuando el metamorfismo altera tanto la textura como minerales de pizarra.

si los fluidos que emigran cambian la composición química o una roca, minerales nuevos invariablemente forman. estos efectos se discuten más adelante en Sección 8.3

deformación y foliación

cambios en la temperatura, la presión o el ambiente químico alteran la textura es una roca durante el metamorfismo. pero otro factor también causa profundos cambios en la textura. rocas metamórficas se forman comúnmente en grandes regiones de la tierra es la corteza cerca de una zona de subducción, donde dos placas tectónicas convergen. la fuerzas tectónicas triture, rompa, y doblar las rocas en este entorno que las rocas están experimentando metamorfismo. esta combinación de metamorfismo y deformación crea capas en las rocas.

micas son minerales metamórficos comunes; las Formas muchas diferentes rocas madres sufren metamorfismo. Recuerde del capítulo 3 que micas tienen la forma de pastel de platos- cuando se produce metamorfismo sin deformación, las micas crecen con orientaciones aleatorias, como platos de pastel que vuelan por el aire. sin embargo, cuando el metamorfismo y la deformación se presentan juntas, las micas desarrollan una orientación paralela. esta alineación paralela o micas (y otros minerales) produce la estratificación metamórfica llamada foliación (figura 8.6) .Las capas se extienden desde una fracción de un milímetro a un metro o más de espesor. foliación metamórfica sedimentaria puede parecerse a la ropa de cama, pero es diferente en origen.

micas y otros minerales en forma de placas se orientan en ángulos rectos a la fuerza tectónica apretando las rocas. de lápiz minerales con forma tales como los anfíboles a lo largo de una manera similar. cuando las fuerzas horizontales se deforman de esquisto en pliegues durante el metamorfismo, las arcillas se descomponen y micas crecen con sus superficies planas perpendiculares a la dirección de exprimir. como resultado, la roca se desarrolla foliación vertical - perpendiculares ti las fuerzas horizontales. muchas rocas metamórficas se rompen con facilidad a lo largo de los planos de foliación. Este tipo de fractura paralela se llama escisión pizarroso (figura 8.7). en la mayoría de los casos. la escisión pizarroso corta a través de la ropa de cama sedimentaria originales.

grado metamórfico

grado metamórfico expresa la intensidad del metamorfismo que afectó a una roca. Debido a que la temperatura es el factor más importante en el metamorfismo, grado metamórfico refleja estrechamente la temperatura más alta alcanzada durante el metamorfismo. Los geólogos pueden interpretar los minerales metamórficos de sólo dentro de ciertos rangos de temperatura de la naturaleza.

la temperatura en las partes bajas de la tierra se eleva corteza es de un promedio de 30 ° C por cada kilómetro de profundidad. en sigue aumentando en partes más profundas de la corteza y en el manto, pero a un ritmo menor. la velocidad a la que la temperatura aumenta con la profundidad se llama el gradiente geotérmico. en consecuencia, el grado metamórfico de muchas rocas está relacionada con la profundidad a la que fueron enterrados (figura 8.8). metamorfismo de bajo grado se produce a poca profundidad, a menos de 10 a 12 kilómetros por debajo de la superficie, donde la temperatura está por debajo de 350 ° C. condiciones de alto grado se encuentran en lo profundo de la corteza continental y en la parte superior del manto, 40 o más kilómetros por debajo de la tierra es la superficie. la temperatura en estas regiones es de 600 ° C o más calientes y está cerca del punto de fusión de la roca. metamorfismo de alto grado se puede producir a menor profundidad, donde el magma se eleva a un nivel superficial de la tierra es la corteza.

la tasa de metamorfismo

una regla de oro entre los químicos de laboratorio es que la velocidad de una reacción química se duplica con cada aumento de 10 ° C en la temperatura. Por lo tanto, las reacciones ocurren lentamente en un ambiente frío, pero rápidamente en una caliente. por la misma razón, los cambios metamórficas ocurren lentamente a baja temperatura, pero mucho más rápido a alta temperatura. por ejemplo, minerales de arcilla en 20 millones de años de edad, de esquisto enterrados a una profundidad de 2 a 3 kilómetros de The Mississippi Delta del Río muestran cambios mineralógicos a 50 ° C, por la temperatura de una taza de café caliente. en otros lugares, arcillas similares a la misma temperatura, pero sólo 1 millón de años no muestran cambios. por lo tanto metamorfismo puede ocurrir a temperaturas tan bajas como 50 ° C, pero las reacciones requieren de millones de años. Por el contrario, los geólogos producen rutinariamente reacciones metamórficas en el laboratorio a temperatura superior a 500 ° C en unos pocos días.

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