Đá biến chất

Đá biến chất hình thành khi các loại đá hiện có bị biến đổi ở trạng thái rắn do nhiệt, áp suất và các chất lỏng có hoạt tính hóa học, ghi lại các điều kiện sâu bên trong các đai núi và vỏ Trái Đất.

Definition

Đá biến chất là loại đá được tạo ra do sự biến đổi ở trạng thái rắn của một loại đá magma, trầm tích hoặc biến chất có sẵn, để đáp ứng với những thay đổi về nhiệt độ, áp suất hoặc thành phần chất lỏng, mà không bị nóng chảy hoàn toàn.

Scope

Chủ đề này giới thiệu về đá biến chất từ góc độ địa chất tổng quát: các tác nhân và loại hình biến chất, sự khác biệt giữa đá có kiến trúc phân phiến và không phân phiến, và khái niệm cấp độ biến chất như một bản ghi về sự thay đổi nhiệt độ và áp suất. Các cân bằng pha chi tiết và thạch học biến chất được đề cập trong phần khoáng vật học và thạch học.

Core questions

• Những tác nhân và môi trường nào tạo ra sự biến chất?
• Tại sao một số đá biến chất có kiến trúc phân phiến và một số khác thì không?
• Các tập hợp khoáng vật ghi lại cấp độ biến chất như thế nào?

Key theories

Cấp độ biến chất và khoáng vật chỉ thị

Barrow nhận ra rằng các khoáng vật chỉ thị đặc trưng xuất hiện theo một thứ tự có thể dự đoán được khi cường độ biến chất tăng lên, cho phép lập bản đồ các đới biến chất ghi lại nhiệt độ và áp suất ngày càng cao.

Các loại hình biến chất

Biến chất được thúc đẩy bởi nhiệt (biến chất tiếp xúc gần các khối xâm nhập), bởi sự kết hợp giữa nhiệt và áp suất trên các khu vực rộng lớn (biến chất khu vực trong các đai núi), và bởi ứng suất định hướng và chất lỏng, tạo ra các kiến trúc đặc trưng bao gồm kiến trúc phân phiến.

Mechanisms

Khi đá chịu tác động của nhiệt độ, áp suất cao hoặc các chất lỏng phản ứng, các khoáng vật của nó sẽ tái kết tinh và phản ứng để tạo thành các khoáng vật mới, ổn định hơn trong khi vẫn giữ trạng thái rắn. Ứng suất định hướng làm cho các khoáng vật dạng tấm và kéo dài sắp xếp thành kiến trúc phân phiến, trong khi các loại đá thiếu các khoáng vật như vậy sẽ tái kết tinh mà không có kiến trúc phân phiến. Tập hợp khoáng vật tạo thành ghi lại nhiệt độ và áp suất cực đại, được thể hiện dưới dạng cấp độ hoặc tướng biến chất.

Clinical relevance

Đá biến chất cung cấp các vật liệu xây dựng và đá trang trí có giá trị như đá cẩm thạch và đá phiến, chứa graphit, tan và một số mỏ kim loại, và các tập hợp khoáng vật của chúng cho phép các nhà địa chất tái tạo lại độ sâu, nhiệt độ và lịch sử kiến tạo của các đai núi cổ đại.

History

George Barrow đã lập bản đồ các đới biến chất ở Cao nguyên Scotland vào những năm 1890, thiết lập khái niệm biến chất tiến hóa với các khoáng vật chỉ thị. Pentti Eskola đã giới thiệu khái niệm tướng biến chất vào đầu thế kỷ XX, cung cấp khuôn khổ liên kết các tập hợp khoáng vật với nhiệt độ và áp suất.

Key figures

• George Barrow
• Pentti Eskola

Seminal works

• barrow1893

Frequently asked questions

Sự khác biệt giữa đá biến chất có kiến trúc phân phiến và không phân phiến là gì?

Đá có kiến trúc phân phiến, như đá phiến và đá schist, có cấu trúc phân lớp hoặc dải do các khoáng vật sắp xếp dưới áp lực định hướng, trong khi đá không phân phiến, như đá cẩm thạch và đá quartzite, thiếu sự sắp xếp như vậy vì chúng tái kết tinh từ các khoáng vật không tạo thành tinh thể dạng tấm hoặc kéo dài.