סלעים מטמורפיים הם המעמד השלישי הגדול של הסלעים. הם מתרחשים כאשר משקע ו סלעים עורקים משתנים, או מתמורים, על ידי תנאים מתחת לאדמה. ארבעת הסוכנים העיקריים שמטמורים את הסלעים הם חום, לחץ, נוזלים ומתח. סוכנים אלה יכולים לפעול ולקיים אינטראקציה במגוון כמעט אינסופי של דרכים. כתוצאה מכך, מרבית אלפי המינרלים הנדירים המוכרים למדע מופיעים בסלעים מטמורפיים.
המטמורפיזם פועל בשני סולמות: אזוריים ומקומיים. מטמורפיזם בקנה מידה אזורי מתרחש בדרך כלל במחתרת עמוקה במהלך אורוגנים, או פרקי בניית הרים. הסלעים המטמורפיים שהתקבלו מליבות של שרשראות הרים גדולות כמו אפלצ'ים. המטמורפיזם המקומי מתרחש ברמה הרבה יותר קטנה, בדרך כלל בגלל פריצות גועשות סמוכות. לעיתים מכונה זה מטמורפיזם של מגע.
כיצד להבחין בסלעים מטמורפיים
התכונה העיקרית ש מזהה סלעים מטמורפיים הוא שהם מעוצבים על ידי חום ולחץ רב. התכונות הבאות קשורות כולם.
- מכיוון שגרגרי המינרלים שלהם צמחו זה בזה במהלך המטמורפיזם, הם בדרך כלל סלעים חזקים.
- הם עשויים שונים מינרלים מאשר סוגים אחרים של סלעים ויש להם מגוון רחב של צבע וברק.
- לעתים קרובות הם מראים סימני מתיחה או סחיטה, ומעניקים להם מראה מפוספס.
ארבעת סוכני המטמורפיזם האזורי
חום ולחץ פועלים בדרך כלל יחד, מכיוון ששניהם מתגברים ככל שאתה מעמיק יותר לכדור הארץ. בטמפרטורות ולחצים גבוהים, המינרלים ברוב הסלעים מתפרקים ומשתנים לסט שונה של מינרלים היציבים בתנאים החדשים. מינרלי החימר של סלעי משקע הם דוגמא טובה. תלתלים הם מינרלים פני השטח, אשר נוצרים ככדור שדה ונציץ נשברים בתנאים על פני כדור הארץ. בעזרת חום ולחץ, הם חוזרים לאט לאט לנציץ ושומר שדה. אפילו עם מכלולי המינרלים החדשים שלהם, סלעים מטמורפיים עשויים להיות באותה כימיה כוללת כמו לפני המטמורפיזם.
נוזלים הם גורם חשוב למטמורפיזם. מרבית הסלעים מכילים מעט מים, אך סלעי משקע מחזיקים ביותר. ראשית, יש את המים שנלכדו במשקעים עם הפיכתם לסלע. שנית, יש מים שמשתחררים על ידי מינרלים מחימר כשהם משתנים בחזרה לכד שדה ונציץ. מים אלה יכולים להיות טעונים כל כך בחומרים מומסים, עד כי הנוזל הנוצר הוא בעצם מינרל נוזלי. זה עשוי להיות חומצי או אלקליין, מלא בסיליקה (ויוצר כלדוניה) או מלא סולפידים או פחמימות או תרכובות מתכת, בזנים אינסופיים. נוזלים נוטים לנדוד ממקומות הלידה שלהם, ומתקשרים עם סלעים במקום אחר. תהליך זה, המשנה את הכימיה של סלע כמו גם את מכלול המינרלים שלו, נקרא מטסומטיזם.
מתח מתייחס לכל שינוי בצורת הסלעים כתוצאה מכוח הלחץ. תנועה באזור תקלה היא דוגמא אחת. בסלעים רדודים כוחות הגזירה פשוט טוחנים ומרסקים את גרגרי המינרלים (קטקלזיס) כדי להניב קטקלסיט. טחינה מתמשכת מניבה את המילוניט הרוק הקשה והפסיק.
דרגות שונות של מטמורפיזם מייצרות קבוצות ייחודיות של מינרלים מטמורפיים. אלה מאורגנים לתוך פנים מטמורפיות, כלי שפטרולוגים משתמשים בו כדי לפענח את ההיסטוריה של מטמורפיזם.
ממולא לעומת סלעים מטמורפיים לא מפונקים
תחת חום ולחץ גדולים יותר, ככל שמתחילים להיווצר מינרלים מטמורפיים כמו נציץ ושומר שדה, המסיים מכוון אותם בשכבות. נוכחות של שכבות מינרליות, הנקראות foliation, היא תכונה חשובה לסיווג סלעים מטמורפיים. עם התגברות המתח, הפיכה הופכת לעזה יותר, והמינרלים עשויים למיין את עצמם לשכבות עבות יותר. סוגי הסלעים המקופלים שנוצרים בתנאים אלה נקראים סכין או גניס, בהתאם למרקם. Schist מכוסה דק בעוד שגניס מסודר ברצועות מינרליות רחבות ומורגשות.
סלעים שאינם עמודים מופיעים כאשר החום גבוה, אך הלחץ נמוך או שווה מכל הצדדים. זה מונע ממינרלים דומיננטיים להציג כל יישור גלוי. המינרלים עדיין מתגבשים, עם זאת, מגבירים את חוזקו וצפיפותו הכללית של הסלע.
סוגי הסלע המטמורפיים הבסיסיים
ה פצלי סלע משקע מטמורפוזות תחילה לצפחה, אחר כך לפיליט, אחר כך לסכנה עשירה במכה. המינרל קוורץ אינו משתנה תחת טמפרטורה ולחץ גבוהים, אם כי הוא הופך למלט חזק יותר. כך, אבן החול הסלעית המשקעית הופכת לקוורץ. סלעים ביניים המערבבים חול וחרס - אבני בוץ - מטמורפוזה לסככים או לגניסים. אבן גיר הסלעי המשקע מתגבשת והופכת לשיש.
סלעים מעצבנים מולידים מערכת שונה של מינרלים וסוגי סלע מטמורפיים. אלו כוללים סרפנטיניט, כחול-שומן, אבן סבון ומינים נדירים אחרים כמו אקולוגיט.
מטמורפיזם יכול להיות כה אינטנסיבי, כאשר כל ארבעת הגורמים פועלים בטווח הקיצוני שלהם, עד שניתן יהיה לעוות את הביוץ ולעורר אותו כמו טאפי; התוצאה של זה היא מיגמיטיט. בעזרת מטמורפיזם נוסף, סלעים יכולים להתחיל להידמות פלוטוני גרניטים. סלעים מסוג זה משמחים מומחים בגלל מה שהם אומרים על תנאי ישיבה עמוקה במהלך דברים כמו התנגשויות בצלחות.
צור קשר או מטמורפיזם מקומי
סוג של מטמורפיזם שחשוב ביישובים ספציפיים הוא מטמורפיזם של אנשי קשר. זה מתרחש לרוב ליד חדירות דלקתיות, שם מאגמה לוהטת מאלצת את עצמה לשכבות משקע. הסלעים שליד הפולשים מאגמה נאפים בהורנפלס או גרנופלים בני דודים גסים. מגמה יכולה לקרוע נתחי סלע כפרי מדופן התעלה ולהפוך אותם גם למינרלים אקזוטיים. זרימת לבה על פני השטח ושריפות פחם תת-קרקעיות עלולות לגרום גם למטמורפיזם של מגע קל, בדומה למידת המתרחשת כאשר לבנים אפייה.