Metamorphe Gesteine

Metamorphe Gesteine entstehen, wenn bestehende Gesteine im festen Zustand durch Hitze, Druck und chemisch aktive Fluide umgewandelt werden, wodurch die Bedingungen tief in Gebirgsketten und der Erdkruste aufgezeichnet werden.

Definition

Ein metamorphes Gestein ist ein Gestein, das durch die Festkörperumwandlung eines bereits existierenden magmatischen, sedimentären oder metamorphen Gesteins als Reaktion auf Änderungen der Temperatur, des Drucks oder der Fluidzusammensetzung ohne vollständiges Schmelzen entsteht.

Scope

Dieses Thema führt metamorphe Gesteine aus einer allgemein-geologischen Perspektive ein: die Agentien und Arten der Metamorphose, der Kontrast zwischen geschieferten und ungeschieferten Gesteinen und das Konzept des Metamorphosegrades als Aufzeichnung wechselnder Temperatur und Druck. Detaillierte Phasengleichgewichte und metamorphe Petrologie werden in der Mineralogie und Petrologie behandelt.

Core questions

• Welche Agentien und Umgebungen erzeugen Metamorphose?
• Warum sind einige metamorphe Gesteine geschiefert und andere nicht?
• Wie zeichnen Mineralparagenesen den Metamorphosegrad auf?

Key theories

Metamorphosegrad und Indexminerale

Barrow erkannte, dass charakteristische Indexminerale in einer vorhersehbaren Reihenfolge mit zunehmender metamorpher Intensität auftreten, was die Kartierung metamorpher Zonen ermöglicht, die progressiv höhere Temperaturen und Drücke aufzeichnen.

Arten der Metamorphose

Metamorphose wird durch Hitze (Kontaktmetamorphose in der Nähe von Intrusionen), durch kombinierte Hitze und Druck über weite Regionen (Regionalmetamorphose in Gebirgsketten) und durch gerichteten Stress und Fluide angetrieben, wodurch charakteristische Texturen einschließlich Schieferung entstehen.

Mechanisms

Wenn Gestein erhöhter Temperatur, Druck oder reaktiven Fluiden ausgesetzt wird, rekristallisieren seine Minerale und reagieren, um neue, stabilere Minerale zu bilden, während sie fest bleiben. Gerichteter Stress richtet plattige und längliche Minerale zu einer Schieferung aus, während Gesteine, denen solche Minerale fehlen, ohne Schieferung rekristallisieren. Die resultierende Mineralparagenese zeichnet die Spitzentemperatur und den Spitzendruck auf, ausgedrückt als Metamorphosegrad oder -fazies.

Clinical relevance

Metamorphe Gesteine liefern wertvolle Bau- und Dekorationssteine wie Marmor und Schiefer, beherbergen Graphit, Talk und einige metallische Lagerstätten, und ihre Mineralparagenesen ermöglichen es Geologen, die Tiefe, Temperatur und tektonische Geschichte alter Gebirgsketten zu rekonstruieren.

History

George Barrow kartierte in den 1890er Jahren metamorphe Zonen in den schottischen Highlands und etablierte das Konzept der progressiven Metamorphose mit Indexmineralen. Pentti Eskola führte Anfang des 20. Jahrhunderts das Konzept der metamorphen Fazies ein, das den Rahmen für die Verknüpfung von Mineralparagenesen mit Temperatur und Druck bildet.

Key figures

• George Barrow
• Pentti Eskola

Seminal works

• barrow1893

Frequently asked questions

Was ist der Unterschied zwischen geschieferten und ungeschieferten metamorphen Gesteinen?

Geschieferte Gesteine, wie Schiefer und Glimmerschiefer, weisen eine geschichtete oder gebänderte Textur auf, die durch die Ausrichtung von Mineralen unter gerichtetem Druck verursacht wird, während ungeschieferte Gesteine, wie Marmor und Quarzit, eine solche Ausrichtung nicht aufweisen, da sie aus Mineralen rekristallisierten, die keine plattigen oder länglichen Kristalle bilden.