Metamorfie ieži — kas tie ir, kā veidojas un piemēri

Uzzini, kas ir metamorfie ieži, kā tie veidojas augstā spiedienā un temperatūrā, ar piemēriem — marmors, šīferis, kvarcīts. Skaidri un saprotami.

Metamorfie ieži ir ieži, kas ir mainījušies lielā karstumā un spiedienā. Tās nosaukums cēlies no vārda "morph" (kas nozīmē forma) un "meta" (kas nozīmē pārmaiņas). Metamorfisms ir daļa no iežu cikla: nogulumieži, magmatiskie vai pat vecāki metamorfi ieži var tikt pārveidoti par citiem metamorfiem materiāliem, mainoties apkārtējiem apstākļiem gadu miljonu gaitā.

Sākotnējais iezis tiek uzkarsēts (temperatūra pārsniedz 150 līdz 200 °C) un saspiests (1500 bāru). Tas izraisa dziļas fizikālas un/vai ķīmiskas pārmaiņas. Sākotnējā iezis var būt nogulumiezis, vulkānisks iezis vai cits vecāks metamorfs iezis. Metamorfisma intensitāti raksturo temperatūras un spiediena apjoms (metamorfožu pakāpe) — no zema līdz augstam, kā arī to, vai galvenokārt iedarbojas tikai karstums (kontakta metamorfisms) vai gan karstums, gan virzieniska (direkcionāla) spiediena deformācija (reģionālais metamorfisms).

Īpaši svarīga loma metamorfozes procesā ir arī šķidrumiem (hidrotermālie šķīdumi), kas var pārnēsāt ķīmiskās vielas un veicināt jaunu minerālu kristalizāciju vai elementu pārkārtošanos. Fizikāli šie procesi ietver minerālu pārkristalizāciju, jaunu minerālu izaugšanu un minerālu pārorientāciju tā, ka veidojas folijācija (plakanu minerālu kārtu izkārtojums), slāņainība vai biezas joslas (gneisa kažoks). Chemically, notiek ķīmiskas reakcijas starp minerāliem un šķidrumiem, kas var izraisīt jaunu minerālu veidošanos atbilstoši jaunajiem T–P apstākļiem.

Zem Zemes virsmas vienmēr ir lielāks spiediens un augstāka temperatūra. Kalnu ķēdes vai vulkāna saknē šie spēki ir pietiekami, lai mainītu slāņa formu un minerālus, no kuriem tas sastāv. Nogulumieži, kas bijuši šādu spēku tuvumā, bieži izskatās tā, it kā tos būtu savērpis milzis un karsējis virs uguns. Atkarībā no apstākļiem rezultātā var rasties ļoti dažādas struktūras — no smalkas šķembu šķeldas (slāņainības) līdz rupjākām joslām un grodām.

Metamorfie procesi parasti iznīcina jebkādas fosiliju, kas varētu būt bijušas šajos iežos, jo minerālu pārkristalizēšanās un ķīmiskās pārmaiņas iznīcina organiskās struktūras. Tomēr zema pakāpes metamorfisms dažkārt var saglabāt daļēju fosiliju vai to iespiestu atspoguļojumu. Visbiežāk gan — īpaši augstās pakāpēs — fosilijas tiek zaudētas.

• Marmors ir metamorfs iezis, kas veidojies no kaļķakmens.
• Šīferis ir metamorfs dūņakmens vai slāneklis.
• Kvarcīts ir metamorfēts smilšakmens.

Bez minētajiem piemēriem ir arī daudz citu metamorfu iežu veidu: gnais (no granīta vai smagākiem minerālu maisījumiem) ar izteiktu joslu slāņojumu, šķiedrainie vai lokānainie slāņainie šisti, amfibolīti, serpentīnīti, kā arī augsta spiediena ieži kā eklogīti vai ultraugsta spiediena (UHP) ieži ar koesītu un dimantiem. Metamorfu iezis raksturo ne tikai minerālu sastāvs, bet arī tekstūra — folijācija, slāņainība vai homogēna, nefoliēta struktūra.

Indikatoru minerāli (t. s. index minerals) palīdz noteikt metamorfisma pakāpi un apstākļus. Piemēram, garnets, staurolīts, kyanīts un sillimanīts norāda uz konkrētām temperatūras/spiediena zonām. Metamorfu facies (piemēram, zeolīta, prehnīta–pumpura, glaucofāna, granulīta u. c.) apraksta tipiskos minerālus, kuri veidojas noteiktos T–P apstākļos, un to izmanto ģeologi, lai rekonstrueētu iežu veidošanās vēsturi.

Kā atpazīt metamorfus iežus laukā:

• Folijācija vai slāņainība — plakanie minerāli (piem., mīkstāki slāņi šīferim) izlīdzinās perpendikulāri virzieniskam spiedienam.
• Cietība un reakcija ar skābi — marmors (kalcīts) reaģē ar sālsskābi (fizz), kvarcīts ir ļoti ciets un nešķīst skābē.
• Redzami jauni minerāli — garneta prizmas vai lieli fenu kristāli var norādīt uz metamorfismu.
• Joslu vai krāsu maiņa — gneisos ir redzamas skaidras tumšu un gaišu minerālu joslas.

Metamorfie ieži ir nozīmīgi gan zinātniski, gan ekonomiski. No tiem iegūst būvmateriālus (marmors, kvarcīts), dekoratīvos akmeņus, abrazīvus materiālus (garnets) un dažkārt arī rūdas lādiņus, jo metamorfisms var koncentrēt metālus. Zinātniski tie sniedz informāciju par reģiona deformācijas vēsturi, kalnu veidošanos un Zemes iekšējo temperatūras–spiediena attīstību.

Kopsavilkumā — metamorfie ieži rodas, kad esošie ieži tiek pārvērsti jaunos minerālajos un teksturālajos stāvokļos, reaģējot uz mainītu temperatūru, spiedienu un ķīmisko vidi. To izpēte ļauj izprast Zemes dinamiku, reģenerēt ģeoloģiskās vides pagātni un izmantot šos materiālus ikdienā un industrijā.

Metamorfisma veidi

Reģionālais metamorfisms

Reģionālais metamorfisms jeb dinamiskais metamorfisms notiek lielos iežu masīvos. Akmeņi var metamorfizēties, tikai atrodoties lielā dziļumā zem Zemes virsmas. Tur tās ir pakļautas augstām temperatūrām un lielam virs tām esošo iežu slāņu svaram.

Liela daļa apakšējās kontinentālās garozas ir metamorfiska, izņemot nesenos vulkāniskos iebrukumus. Horizontālās tektoniskās kustības, piemēram, kontinentu sadursmes, rada orogēnās joslas. Šajās joslās ir augsta temperatūra, spiediens un deformācija. Ja metamorfozētie ieži vēlāk erozijas rezultātā tiek pacelti un atsegti, tie virspusē redzami kā garas joslas vai citi lieli apgabali.

Kontakta metamorfisms

Kontaktmetamorfisms notiek, kad magma tiek iepludināta apkārtējā cietajā iezī (lauku iezī). Vislielākās izmaiņas notiek tur, kur magma saskaras ar iežiem. Temperatūra tur ir visaugstākā, un, attālinoties no tās, tā samazinās.

Metamorfie minerāli

Metamorfie minerāli ir tie, kas veidojas tikai augstā metamorfisma temperatūrā un spiedienā. Pie šiem minerāliem, ko dēvē par indeksa minerāliem, pieder sillimanīts, kianīts, staurolīts, andaluzīts un daži granāti.

Metamorfajos iežos var atrast arī citus minerālus, piemēram, olivīnus, piroksēnus, amfibolus, sīmjus, laukšpāres un kvarcu. Tie ne vienmēr ir metamorfisma procesa rezultāts. Šie minerāli veidojās vulkānisko iežu kristalizācijas laikā. Tie ir stabili augstās temperatūrās un spiedienā, un metamorfisma procesa laikā var palikt ķīmiski nemainīgi.

Misisipiāņu marmors Big Cottonwood kanjonā, Wasatch Mountains, Jūtas štatā


Kontakta metamorfīta iezis, ko veido kalcīts un serpentīns, kas radies Kanādas pirmkambrijā. Kādreiz tika uzskatīts par fosiliju Eozoön canadense. Mērogs mm.

Jautājumi un atbildes

J: Kas ir metamorfie ieži?

J: Kādi ir metamorfie ieži?

J: Kā veidojas metamorfie ieži?

J: Kas notiek ar fosilijām sākotnējā iezī veidošanas procesā?

J: No kurienes rodas šis spēcīgais karstums un spiediens?

J: Kādai temperatūrai jābūt sasniegtai, lai notiktu šīs pārmaiņas?

Meklēt pēc burta