METAMORFISMUL SI ROCILE METAMORFICE

METAMORFISMUL SI  ROCILE METAMORFICE

Metamorfismul este procesul de schimbare mineralogica si structurala a rocilor in stare solida, ca raspuns la conditiile fizice si chimice, diferite de conditiile care predomina in timpul formarii lor (Winkler, 1976).

Din punct de vedere termodinamic, metamorfismul este manifestarea tendintei de adaptare energetica a rocilor solide, la conditiile existente in spatiul si timpul geologic dat.

Principalele caracteristici ale metamorfismului

Metamorfismul decurge in mod esential in stare solida.

Cauzele metamorfismului sunt procesele tectonice la scara globala.

Metamorfismul se realizeaza prin:

n     schimbarea compozitiei mineralogice (prin reactii chimice si transformari polimorfe);

n     schimbarea structurii (exemplu transformarea calcarului in marmura).

Factorii fizici implicati in metamorfism sunt: temperatura si presiunea (litostatica sau de ingropare, stress sau orientata - indusa de factori dinamici, presiunea partiala a fluidelor).

Tipuri de metamorfism:

n     dupa criteriul factorului dominant:

metamorfism dinamic (MD),

metamorfism dinamotermic (MDT),

metamorfismul termic (MT).

n     dupa conditia geologica:

metamorfism de contact (MC),

metamorfism regional (MR),

metamorfismul fundurilor oceanice (MFO),

metamorfism de ingropare (MI),

metamorfismul zonelor de fractura (MZF).

(Initialele corespunzatoare fiecarui tip de metamorfism se regasesc in fig. 111).

MANTA

Zone fierbinti

	Fig. 111. Principalele tipuri de metamorfism si pozitia lor tectonica

STRUCTURILE ROCILOR METAMORFICE

In cadrul rocilor metamorfice diferentierea intre structura si textura conform definitilor stabilite, este practic imposibila. De aceea s-a recurs numai la notiunea de structura. In cele care urmeaza vom prezenta date foarte succinte privind acest aspect.

Structura se refera la aspectele legate de caracteristicile interne ale cristalelor, dimensiunile absolute si relative ale acestora, forma, distributia si orientarea lor.

Structura este functie de doi factori:

n     cristalizarea (proces constructiv);

n     deformarea (proces distructiv).

Procesul de cristalizare, in stare solida se numeste blasteza. Acest proces presupune doua procese distincte:

n     recristalizarea fazelor existente, fara aparitia de faze noi;

n     cristalizarea care in urma unor reactii chimice duce la formarea de faze noi, stabile din punct de vedere chimic si structural.

Deformarea prin presiunea orientata (stress), este un proces distructiv, prin care se aditioneaza energie sistemului, aducand mineralele in stari cu energie libera ridicata, reactiile in stare solida fiind in general accelerate.

Deformarea poate fi:

n     elastica

n     plastica

n     rupturala

Curgerea plastica are implicatiile cele mai profunde asupra configuratiei rocilor.

Din punct de vedere genetic, structurile rocilor metamorfice pot fi:

n     structuri relicte sau palimpseste

n     structuri metamorfice sau metamorfogene (tipomorfe)

Structurile relicte prezinta caracteristici mostenite de la rocile premetamorfice. Acestea pot fi de natura: magmatica (ofitica, intergranulara, porfirica, amigdaloida) sau sedimentara (psefitica, psamitica, arenitica, etc.). Pentru aceste structuri se folosesc termeni vechi, la care se adauga prefixul " blasto".

Ex. Structurile blastoporfirice - structura magmatica conservata in metamorfism; structurile blastoarenitice, blastopsefitice, blastopsamitice.

Strucrurile metamorfice (tipomorfe) sunt generate de metamorfism. Functie de procesul metamorfic dominant, ele se pot grupa in:

n     structuri blastice - provin prin procesul de blasteza;

n     structuri deformationale (cinematice) - provin in urma proceselor de deformare;

n     structuri blastocinematice.

STRUCTURI BLASTOSTATICE (Eublastice); eu = adevarat, complet.

Sunt structurile provenite numai prin fenomenul de blasteza. Ele sunt specifice rocilor metamorfice izotrope, adica fara tendinta de orientare preferentiala a componentilor cristalini.

a) Dupa dimensiunile relative ale componentilor cristalini:

- homeoblastice (echigranulare);

- heteroblastice (inechigranulare).

Structurile homeoblastice, dupa forma cristalelor, pot fi mozaicate sau xenoblastice, ambele fiind caracteristice rocilor monominerale (marmure, cuartite):

Structurile mozaicate

Se obtin de regula la rocile monominerale prin cristalizare izofazica (ex. marmure, cuartite). Fetele plane, in acest caz sunt suprafete de compromis, rezultate prin stoparea simultana a cresterilor cristaline adiacente, in lungul unui plan.

Structurile xenoblastice

Au forme extrem de complicate. Sunt granule identice cu interfete sinoase (ele presupun viteze de crestere, statistic, in medie egale, dar fluctuante in timp) - fig. 112.

Frecvent aceste cristale xenomorfe, pot avea incluziuni solide, apartinand fie fazelor minerale vechi (relicte), fie neoformatiior minerale. Sunt caracteristice rocilor poliminerale, care genereaza doua sau mai multe faze solide noi, cu forte de cristalizare aproximativ egale, dar cu viteze de crestere oscilante.

Structura xenoblastica

Structura mozaicata

Fig. 112. Structuri blastostatice (homeoblastice) - dupa forma cristalelor

Structuri heteroblastice

Presupun cristale cu dimensiuni in repartitii bi-, trimodale, etc Se aseamana cu structurile porfirice si poikilitice ale rocile magmatice.

Ele pot fi:

- structuri porfiroblastice - la rocile magmatice, fenocristalele cistalizeaza primele. La rocile metamorfice, fenoblastele sunt cristalizate simultan si nu in succesiuni de cristalizare ca la rocile magmatice, unde cristalul idiomorf este mai vechi decat cel xenomorf. La rocile metamorfice, fenoblastele sunt de aceasi varsta, numai ca forta de cristalizare a idioblastelor este mai mare decat a xenoblastelor.

Prin urmare, daca in roca sunt n minerale cu grad de idiomorfism diferit, mineralele se pot ordona in serii idioblastice.

Ex. rocile metamorfice cu granati, muscovit, cuart (corneene).

- structuri poikiloblastice (hadacristal si incluziuni).

La rocile magmatice, incluziunile sunt mai vechi decat gazda. La rocile metamorfice, incluziunile au viteza de crestere mult mai mica decat cea a cristalului gazda.

Trasatura comuna a tuturor cristalelor care rezulta prin blasteza statica este lipsa deformarilor plastice, cum ar fi maclele polisintetice de alunecare, benzile de deformare si de alunecare si inexistenta rupturilor in agregatul mineral cristalin.

- structuri diablastice (structuri de concrestere sau intercrestere).

Este vorba despre cristalele care se interpatrund, orientate neregulat.

Ex. pertite, minmerkite.

La rocile magmatice, cristalele cresc din magma; la rocile metamorfice, ele cresc in stare solida simultan. Viteza de crestere a cristalelor este variabila, alernativa si fluctueaza in timp.

STRUCTURI CINEMATICE (deformationale)

Aceste structuri presupun deformarea rupturala simpla sau cuplata cu cea plastica, a componentilor cristalini. Fenomenul (procesul) cauzal il constitue clasteza = ruperea componentilor rocilor. Clasteza se produce la adancimi mari, de unde si denumirea de structuri cataclastice (cata=adanc). Factorul decisiv al deformarii este stressul. Functie de intensitatea sa, rocile pot suferi o deformare elastica, plastica, rupturala. Din punct de vedere al factorului care produce acest metamorfism, aceste structuri se pot denumi structuri dinamice. Structurile cinematice pot fi clasificate din mai multe puncte de vedere:

a. grad de clasteza

structuri cataclastice propriu zise: cristalele se rup, dar raman suficient de mari pentru a putea fi dedusa natura primara a mineralului si chiar a rocii.

structuri milonitice (milonos = macinare): roca prezinta un grad avansat de clasteza, de aici rezulta milonite. Nu se poate deduce natura primara a mineralului sau a rocii.

b. orientarea sau nu a cristalului

structuri cataclastice propriu-zise: nu prezinta orientare;

structuri milonitice: cristale orientate.

c. deformarea este succedata sau nu de blasteza

structuri cataclastice propriuzise: are loc deformarea si apoi recristalizarea;

structuri blastodeformationale (blastomilonitice): deformarea are loc simultan cu blasteza.

d. dupa dimensiunile relative ale cristalelor

structuri granoclastice (echigranulare);

structuri eteroclastice (porfiroclastice).

e. s-a produs sau nu topirea clastelor in timpul deformarii

structuri clastice propriu-zise;

structuri ultraclastice (ultramilonite).

Prin urmare, un ultramilonit, devine prin topire, o roca magmatica (anatexia este provocata de caldura deformarii, generata in zonele de topire). Nu am intrat in foarte multe amanunte din considerente pur practice. Un ecolog trebuie sa stie si mai ales sa observe numai acele particularitati clare ale rocilor metamorfice in vederea evidentierii lor. Sunt evident si lucruri de finete, dar acestea sunt apanajul meseriei de geolog.

Observatii practice

localizarea principalelor tipuri de metamorfism la harta geotectonica a globului;

observatii practice pe esantioane asupra caracterelor esentiale ale metamorfismulu: sistozitate, foliatie, blasteza, cataclazare, milonitizare;

observatii asupra principalelor tipuri de structuri prezentate.