Metamorfa processer och bergarter Flashcards
(11 cards)
Fråga 44: Vilken metamorfostyp har störst omfattning (volymmässigt) i jordskorpan? Motivera även varför.
Den metamorfostyp som har störst volymmässig utbredning i jordskorpan är regionalmetamorfos. Denna typ av metamorfos sker över mycket stora områden, ofta i samband med bergskedjebildning (orogenes), där två kontinentalplattor kolliderar. Under dessa processer utsätts stora delar av jordskorpan för högt tryck och temperatur under lång tid, vilket leder till omvandling av stora volymer berggrund.
Regionalmetamorfos påverkar hela rotzoner av bergskedjor, vilket innebär att den kan sträcka sig över hundratals kilometer i längd och flera kilometer i djup. Den är därför betydligt mer omfattande än andra typer av metamorfos, som kontaktmetamorfos (lokal) eller dynamometamorfos (förkastningszoner).
Fråga 45: Metamorfa processer kan indelas i fyra kategorier. Hur skiljer sig dessa åt vad beträffar tryck, temperatur och utbredning i jordskorpan
De fyra huvudtyperna av metamorfa processer är:
Regionalmetamorfos:
Sker vid högt tryck och hög temperatur.
Påverkar stora områden, ofta flera hundra kilometer.
Vanlig i konvergerande plattgränser där bergskedjor bildas.
Ger upphov till folierade bergarter som glimmerskiffer och gnejs.
Kontaktmetamorfos:
Sker vid hög temperatur men lågt till måttligt tryck.
Begränsad till zoner runt magmaintrusioner.
Ger ofta icke-folierade bergarter som marmor och hornfels.
Dynamometamorfos:
Sker vid mycket högt riktat tryck, ofta vid låga till måttliga temperaturer.
Förekommer i smala zoner längs förkastningar.
Leder till mekanisk deformation och krossning av bergarten, t.ex. breccia.
Hydrotermal/metasomatisk metamorfos:
Sker vid varierande tryck och temperatur.
Orsakas av heta vätskor som cirkulerar genom sprickor i berggrunden.
Leder till kemisk omvandling av bergarten, ofta i samband med malmbildning.
Fråga 46: Vad händer under metamorfos och vad orsakar förändringen hos bergarten?
Under metamorfos genomgår en bergart flera förändringar som svar på förändrade tryck- och temperaturförhållanden:
Omkristallisation: Existerande mineral ombildas till nya kristaller utan att smälta. Detta kan leda till ökad kornstorlek och förändrad textur.
Mineralomvandling: Instabila mineral ersätts av nya, stabila mineral som är anpassade till de nya förhållandena. Exempelvis kan lermineral omvandlas till glimmer eller granat.
Texturförändring: Nya strukturer som foliation (förskiffring) eller porfyroblaster kan bildas.
Dessa förändringar orsakas av ökande tryck och temperatur, ofta i samband med tektoniska rörelser (t.ex. plattkollisioner) eller magmaintrusioner. Bergarten anpassar sig till de nya förhållandena genom att ombilda sin mineralogi och struktur utan att smälta.
Fråga 47: Nämn tre texturer/strukturer som är typiska för just metamorfa bergarter.
Tre vanliga texturer eller strukturer som är typiska för metamorfa bergarter är:
Förskiffring (foliation):
Platta mineral, som glimmer, orienterar sig vinkelrätt mot det maximala trycket.
Ger bergarten en skiffrig struktur, vilket gör att den lätt kan klyvas i tunna skivor.
Vanligt i bergarter som glimmerskiffer och fyllit.
Stänglighet (lineation):
Avlånga mineral, som amfibol, orienterar sig parallellt med rörelseriktningen.
Ger bergarten en linjär struktur och gör att den kan brytas i långsmala stycken.
Vanligt i amfibolit.
Porfyroblaster:
Stora mineralkorn, som granat eller andalusit, som växer i en finkornig matrix.
Dessa korn bildas under metamorfos och kan ses som “knölar” i bergarten.
Vanligt i glimmerskiffer och andra medel- till högmetamorfa bergarter.
Fråga 48: Vid metamorfos utsätts en bergart för förändrade tryck och temperaturförhållanden. Hur kan man bestämma omfattningen av metamorfosen – metamorfosgraden?
Metamorfosgraden, alltså hur intensiv metamorfosen har varit, bestäms genom att identifiera så kallade metamorfa indexmineral. Dessa mineral bildas endast inom specifika intervall av tryck och temperatur och fungerar därför som geologiska indikatorer på de förhållanden som rådde under metamorfosen.
Exempel på indexmineral och deras indikation:
Klorit – bildas vid låg metamorfosgrad (lågt tryck och temperatur).
Biotit – indikerar medel metamorfosgrad.
Granat, staurolit, sillimanit – bildas vid hög metamorfosgrad (högt tryck och temperatur).
Genom att analysera vilka indexmineral som finns i en metamorf bergart kan geologer rekonstruera den temperatur och det tryck som bergarten utsattes för. Detta görs ofta i kombination med texturanalys och ibland även geokemiska metoder.
Fråga 49: Vid dynamometamorfos bildas olika produkter på olika djup i jordskorpan. Vad är skillnaden och vad beror den på?
Vid dynamometamorfos, som sker längs förkastningszoner, påverkas bergarter av riktat tryck och deformation. Beroende på djupet i jordskorpan varierar både temperatur och tryck, vilket leder till olika typer av produkter:
Grunt i jordskorpan (lågt tryck och temperatur):
Här sker spröd deformation. Bergarten krossas mekaniskt och bildar kataklasiter eller breccia, där fragmenten är kantiga och ofta osorterade. Det sker ingen eller mycket begränsad omkristallisation.
Djupare i jordskorpan (högre tryck och temperatur):
Här sker plastisk deformation. Mineralen deformeras och omkristalliseras, vilket kan leda till folierade strukturer och utveckling av linjära texturer. Bergarten blir mer duktil och kan omformas utan att spricka.
Fråga 50: Vilka parametrar hos en intrusivbergart påverkar omfattningen av den kontaktmetamorfos intrusionen skapar i omgivande bergarter?
Omfattningen av kontaktmetamorfos – alltså hur stor zonen av omvandlad berggrund runt en magmaintrusion blir – påverkas av flera faktorer kopplade till den intrusiva bergarten:
Storlek på intrusionen:
En större magmakropp innehåller mer värmeenergi och kan därför påverka omgivningen under längre tid, vilket ger en bredare kontaktmetamorf zon.
Temperatur på magman:
Ju högre temperatur magman har, desto mer värme kan den överföra till omgivande bergarter, vilket ökar metamorfosens omfattning.
Värmeledningsförmåga hos omgivande bergart:
Bergarter som leder värme bra (t.ex. kalksten) kan sprida värmen längre, vilket påverkar zonens utbredning. Bergarter med låg värmeledningsförmåga (t.ex. lerskiffer) begränsar zonens storlek.
Kylhastighet:
Om magman kyls långsamt, hinner värmen påverka omgivningen mer än vid snabb kylning.
Fråga 51: Vad innebär begreppet “prograd metamorfos”? Vad är motsatsen?
rograd metamorfos innebär att en bergart utsätts för ökande tryck och temperatur under sin geologiska historia. Detta sker ofta när berggrunden pressas ner i jordskorpan, till exempel vid bergskedjebildning. Under prograd metamorfos sker:
Dehydrering: Vattenhaltiga mineral omvandlas till vattenfria mineral.
Kornförgrovning: Mineralkornen växer.
Bildning av nya mineral: Exempelvis omvandlas lermineral till glimmer, granat eller sillimanit.
Motsatsen är retrograd metamorfos, som sker när en bergart lyfts upp mot jordytan och tryck och temperatur minskar. Då kan vatten återintroduceras i bergarten, vilket leder till hydrering och ibland återbildning av vattenhaltiga mineral. Retrograd metamorfos är vanlig i nedvittrade bergskedjor.
Fråga 52: Beskriv vad som händer mineralogiskt och texturellt med en lerskiffer respektive en kvartssandsten vid metamorf påverkan upp till amfibolitfacies
id metamorfos upp till amfibolitfacies (temperatur ca 500–700 °C) sker betydande förändringar i både mineralogi och textur hos lerskiffer och kvartssandsten.
Lerskiffer:
Lerskiffer består huvudsakligen av lermineral och kvarts. Vid låg metamorfosgrad omvandlas lermineralen till klorit. När tryck och temperatur ökar, omvandlas klorit till biotit, och vid ännu högre grad kan granat, staurolit eller sillimanit bildas. Texturen förändras från skiffrig till folierad, och porfyroblaster (stora mineralkorn) kan utvecklas i en finkornig matrix. Resultatet är en glimmerskiffer eller gnejs, beroende på metamorfosgrad och ursprungssammansättning.
Kvartssandsten:
Kvartssandsten består nästan enbart av kvarts. Vid metamorfos sker omkristallisation av kvartskornen, vilket leder till att kornen växer samman och bildar en granoblastisk textur. Den resulterande bergarten kallas kvartsit. Den är mycket hård, ofta bandad, och saknar porositet. Ursprunglig sedimentär struktur (t.ex. skiktning) kan ibland bevaras som relikter.
Fråga 53: Vilka är de metamorfa facies som uppkommer vid regionalmetamorfos vid låg, medel och hög metamorf påverkan och inom vilka temperaturintervall sträcker de sig?
id regionalmetamorfos utvecklas olika metamorfa facies beroende på tryck och temperatur. Dessa facies representerar stabila mineralassociationer inom specifika temperaturintervall:
Grönskifferfacies – låg metamorfosgrad
Temperatur: ca 300–450 °C
Typiska mineral: klorit, aktinolit, albite
Vanliga bergarter: fyllit, lågmetamorf glimmerskiffer
Amfibolitfacies – medel metamorfosgrad
Temperatur: ca 500–700 °C
Typiska mineral: hornblände, plagioklas, biotit, granat
Vanliga bergarter: glimmerskiffer, amfibolit
Granulitfacies – hög metamorfosgrad
Temperatur: >700 °C
Typiska mineral: ortopyroxen, plagioklas, granat
Vanliga bergarter: granulit, högmetamorf gnejs
Fråga 54: Vad är ett metamorft indexmineral?
Ett metamorft indexmineral är ett mineral som bildas endast inom ett specifikt intervall av tryck och temperatur under metamorfos. Dessa mineral används som indikatorer för att bestämma metamorfosgraden i en bergart. Eftersom varje indexmineral har ett känt stabilitetsfält, kan deras närvaro i en bergart ge information om de geologiska förhållandena vid omvandlingen.
Exempel på indexmineral:
Klorit – låg metamorfosgrad
Biotit – medelgrad
Granat, staurolit, sillimanit – hög grad
Genom att identifiera dessa mineral i fält eller i tunnslip kan geologer rekonstruera bergartens metamorfosförhållanden.
