Ludzie powszechnie kojarzą przemianę skał z ciepłem i ciśnieniem z powstawaniem diamentów. Diamenty reprezentują jednak tylko jedną formę metamorfizmu. Niektóre skały metamorficzne są wytwarzane przez wysokie ciśnienie i niskie ciepło, inne głównie przez ekstremalne ciepło i wodę. Źródła ciepła i ciśnienia mogą się również różnić – mogą to być pochówki i trzęsienia ziemi oraz mieć znaczący wpływ na sposób przekształcania skały.
Agenci metamorficzni
Trzy czynniki, które przyczyniają się do metamorfizmu, to ciepło, ciśnienie i obecność chemicznie aktywnych płynów. Ciepło może pochodzić z dowolnej kombinacji trzech odrębnych źródeł: radioaktywności, tarcia ślizgających się płyt tektonicznych lub stałej siły ściskającej grawitacji. Ciśnienie może wynikać z bezpośredniego zastosowania, np. siłą jednej płyty tektonicznej dociskającej skałę. Ciśnienie może również narastać na zakopaną skałę w postaci grawitacji, która przyciąga tony materiału w dół na tę skałę. Najbardziej powszechnym aktywnym płynem w metamorfizmie jest woda, która krąży w skałach podczas ich podgrzewania i sprzyja wymianie chemicznej między jej cząsteczkami a cząsteczkami skały.
Rodzaje metamorfizmu
Tak jak istnieją trzy czynniki wpływające na metamorfizm, istnieją trzy ogólne typy procesów metamorficznych: metamorfizm dynamiczny, metamorfizm kontaktowy i metamorfizm regionalny. Metamorfizm dynamiczny jest najmniej powszechną formą metamorfizmu i jest procesem opartym na presji, który zachodzi głównie wzdłuż linii uskoków. Ciepło i płyny nie odgrywają tu znaczącej roli. W wyniku tego procesu powstają skały, takie jak mylonit, które mają charakterystyczną liniową teksturę. Metamorfizm kontaktowy, odwrotnie, wykorzystuje ciepło i płyny zamiast wysokiego ciśnienia. Jest to również znane jako metamorfizm hydrotermalny i wytwarza wiele klejnotów i minerałów, takich jak miedź i srebro. Metamorfizm regionalny to proces, który obejmuje zarówno wysokie ciśnienie, jak i wysoką temperaturę i jest odpowiedzialny za produkcję diamentów. Metamorfizm regionalny jest zwykle produktem ciepła i ciśnienia pogrzebowego.
Metamorfizm i cykl skalny
Cykl skalny to seria procesów transformacyjnych, których doświadczają skały, oraz różnych form, jakie przybierają. Metamorfizm to tylko jeden proces w tym cyklu, ale jego podstawą jest to, że przygotowuje skały osadowe, które mają zostać przetopione z powrotem w magmę, po czym ta magma może ponownie ostygnąć, tworząc nową skały magmowe. W tym kontekście metamorfizm można postrzegać jako proces koncentracji składników skał, podobnie jak w zagęszczarce śmieci, przed ich spaleniem głęboko pod skorupą ziemską.
Wpływ pochodzenia
Oprócz czynników ciśnienia, ciepła i wody skład mineralny skały magmowej ma również wpływ na skutki metamorfizmu. Efekty oryginalnej kompozycji przejawiają się w fakturze skały, a geolodzy wykorzystują tę jakość tekstury do kategoryzacji tych skał. Skały ulistnione to takie, które w swoim składzie fizycznym wykazują wyraźne cechy liniowe, które są bezpośrednim wynikiem wysokiego ciśnienia regionalnego metamorfizmu. Łupek, fyllit i łupek to przykłady skał ulistnionych. Z drugiej strony, niefoliowane skały metamorficzne nie wykazują żadnej liniowej lub płaskiej tekstury – ani foliacji, co wskazuje, że te skały powstały z ciepła metamorfizmu kontaktowego. Marmur jest przykładem niefoliowanej skały metamorficznej.