Đá biến chất: Ý nghĩa và phân loại

Sau khi đọc bài viết này, bạn sẽ tìm hiểu về: - 1. Ý nghĩa của đá biến chất 2. Kết cấu của đá biến chất 3. Foliation 4. Đặc điểm 5. Lớp biến chất 6. Biến đổi đá thành đá biến chất 7. Phân loại kết cấu.

Nội dung:

Ý nghĩa của đá biến chất
Kết cấu của đá biến chất
Foliation trong đá biến chất
Đặc điểm của đá biến chất
Lớp biến thái
Sự biến đổi của đá thành đá biến chất
Phân loại kết cấu của đá biến chất

1. Ý nghĩa của đá biến chất:

Đá biến chất được hình thành do tác động của sức nóng và áp lực lớn đối với đá lửa, trầm tích hoặc các loại đá hiện có khác. Các thành phần của đá trải qua quá trình kết tinh lại trạng thái rắn để mang lại kết cấu mới có đặc tính mới.

Do đó, mọi đá biến chất đều có đá gốc từ đó nó được hình thành. Quá trình mà đá phải chịu nhiệt, áp suất và phản ứng với các dung dịch hóa học và do đó biến thành đá biến chất được gọi là biến chất.

Các quá trình biến chất hoàn toàn đổi mới và thay đổi đặc tính vật lý và hóa học có sẵn của đá cũ để đá biến chất mới hình thành hoàn toàn khác nhau.

Việc chuyển đổi có thể liên quan đến những thay đổi về khoáng vật học, kết cấu, vải và thậm chí cả thành phần hóa học. Sự biến chất xảy ra khi đá phải chịu nhiệt (từ chôn lấp hoặc tiêm magma gần đó), áp lực (chôn cất), hướng từ căng thẳng (từ va chạm mảng) hoặc kết hợp tất cả những thứ này.

Các quá trình này biến đổi một loại đá thành một loại khác. Áp lực liên quan đến biến thái là cực đoan. Áp lực của năm, mười hoặc thậm chí mười lăm ngàn bầu không khí là có thể. Áp lực cao như vậy tồn tại ở độ sâu lớn trong lớp vỏ.

Cũng nên nhận ra rằng thời gian liên quan đến biến chất của một tảng đá là thời gian địa chất - có thể là hàng trăm ngàn hoặc thậm chí hàng triệu năm. Quá trình biến chất thường đi kèm với sự thẩm thấu của các chất lỏng hoạt động hóa học thông qua các tảng đá.

Chất lỏng quan trọng nhất là nước. Nước ở nhiệt độ biến chất là quá nhiệt, tức là, nó cao hơn nhiều so với điểm sôi bình thường và đó là do áp suất giới hạn lớn, nó vẫn ở trạng thái lỏng.

Sự lưu thông của nước quá nhiệt giúp thúc đẩy sự thay đổi bằng cách vận chuyển các ion từ nơi này sang nơi khác. Khi nhiệt, áp suất và chất lỏng hoạt động hóa học được mang trên đá trong một thời gian rất dài, đá sẽ thay đổi và bị thay đổi.

2. Hoạ tiết của đá biến chất:

Trong hầu hết các trường hợp, đá biến chất được nung nóng và ép và đẩy xung quanh, tức là biến dạng. Ví dụ, khi một pluton hung dữ xâm nhập vào tảng đá xung quanh, nó làm nóng tảng đá và nó cũng phải tạo không gian cho chính nó và do đó nó vượt qua được tảng đá có sẵn. Việc ép này tạo ra các đặc điểm chung theo tên kết cấu biến chất, sự sắp xếp các hạt trong một tảng đá.

Một sự sắp xếp phổ biến của các khoáng chất là tự sắp xếp thành các dải hoặc tấm được gọi là foliation. Trong giống được gọi là folination gneissic, các khoáng chất điển hình của đá granit được sắp xếp theo các dải méo.

Các khoáng chất sáng màu (thạch anh và fenspat) và các khoáng chất tối (chủ yếu là mica đen và hornblend) có xu hướng được tách thành các dải riêng biệt làm cho đá có hình dạng sọc. Đây là đặc trưng của gneiss, trông giống như một viên đá granit.

Khi các khoáng vật mỏ vịt như mica dồi dào, đá thu được vẻ ngoài của mỏ vịt vì có nhiều mặt phẳng bên trong nó tỏa sáng với mica. Đây được gọi là Schistosity, điển hình của Schist, một loại đá biến chất sáng bóng được sử dụng nhiều cho mục đích trang trí.

Một vài kết cấu biến thái là sự xuất hiện phổ biến đến mức chúng có tên đặc biệt. Các thuật ngữ sau đây được sử dụng để mô tả các kết cấu có thể được nhận ra trong quá trình kiểm tra megascopic.

tôi. Cataclastic:

Chứa nhiều hạt đã bị vỡ, bị phân mảnh và / hoặc hạt để đáp ứng với sự biến chất trật khớp trong đó tác nhân chiếm ưu thế là ứng suất vi sai.

ii. Kết tinh:

Chỉ ra sự kết tinh lại dưới ảnh hưởng của áp lực định hướng.

iii. Granoblastic:

Đặc trưng bởi các hạt cân bằng nhiều hay ít, thường có ranh giới được khâu tốt.

iv. Lepidoblastic:

Chứa một tỷ lệ đáng chú ý của các hạt khoáng platy hoặc flakes (Ví dụ: mica hoặc chlorite) thể hiện folization.

v. Nematoblastic:

Chứa một tỷ lệ đáng chú ý của các hạt khoáng hình lăng trụ (Ví dụ: amphibole) thể hiện sự liên kết ưa thích, lineation.

vi. Poikiloblastic:

Có các megacstall được đánh dấu bằng các vùi của các khoáng chất khác (Điều này đôi khi được gọi là kết cấu sàng).

vii. Augen:

Mắt hình (lenticular) mega cstalls.

viii. Idioblastic:

Các hạt euhoral được hình thành bởi sự tái kết tinh biến chất.

ix Megacstall:

Bất kỳ hạt nào, bất kể nguồn gốc của nó là gì, lớn hơn đáng kể so với các hạt xung quanh.

x. Nhiễm khuẩn huyết:

Megacstall được hình thành như là kết quả của sự tái kết tinh biến chất.

xi. Xenoblastic:

Các hạt nhà thờ được hình thành bởi sự tái kết tinh biến chất.

3. Foliation trong đá biến chất:

Chúng ta biết một trong những nguyên nhân của sự biến chất là áp lực. Các khoáng chất đá khi bị ép trong điều kiện áp suất cao buộc phải thay đổi. Đá biến chất có thể phải chịu hai loại áp lực như trong hình 14, 5 viz. áp lực gián tiếp và trực tiếp.

Áp lực gián tiếp đẩy các tảng đá từ tất cả các phía để các vật liệu được nén chặt loại bỏ khoảng cách giữa các hạt hoặc tinh thể. Trong trường hợp áp lực trực tiếp, các lực đẩy tác động từ hai hướng ngược nhau làm cho các khoáng chất kéo dài và tự sắp xếp thành các lớp song song.

Kết cấu này, nơi các khoáng chất dưới tác động của áp lực trực tiếp buộc phải tạo thành các lớp mỏng được gọi là foliation. Các khoáng chất khi được nén được định hình lại thành các dạng tuyến tính dài. Nó có thể được lưu ý không phải tất cả các đá biến chất được foli hóa.

4. Đặc điểm của đá biến chất:

Nếu một hòn đá biến thành đá biến chất, hầu hết các đặc điểm của vòng cung có thể thay đổi. Những thay đổi như vậy diễn ra rằng đá biến chất mới được hình thành có thể không có bất kỳ sự tương đồng với đá gốc của nó.

Các đặc điểm quan trọng của đá biến chất là như sau:

tôi. Thay đổi trong kết cấu:

Trong quá trình biến chất kích thước, hình dạng và khoảng cách của các tinh thể hoặc hạt trong đá trải qua những thay đổi. Các hạt của đá có khả năng tan chảy và hợp nhất với nhau dưới tác động của nhiệt và áp suất và trải qua quá trình kết tinh lại tạo thành các tinh thể lớn hơn.

Kết cấu ban đầu của đá do đó thay đổi. Trong một trường hợp khác, áp suất cao có thể phá vỡ các hạt giòn thành các mảnh nhỏ hơn và do đó thay đổi kết cấu của đá hoặc do tác động kết hợp của nhiệt và áp suất, đá bị vỡ có thể bị biến thành đá kết tinh rắn.

ii. Thay đổi mật độ:

Các lỗ rỗng trong trầm tích của đá lửa bị chôn vùi ở độ sâu lớn có thể bị đóng lại do áp suất cao phổ biến. Ngoài ra, áp suất cao tác động lên hạt có thể nén hạt đến kích thước nhỏ hơn. Tất cả những hành động này làm giảm thể tích của đá và do đó làm tăng mật độ của đá.

iii. Foliation và Banding:

Dưới tác động của áp suất cao, các tinh thể buộc phải được sắp xếp thành các lớp dẫn đến sự fol hóa. Khi khoáng chất của đá được đưa đến các lớp bằng áp lực, các dải màu khác nhau có thể được hình thành nếu các khoáng chất có mật độ khác nhau. Đôi khi do sức nóng to lớn, các lớp đá có thể bị biến dạng.

iv. Thay đổi thành phần khoáng sản:

Các khoáng chất của đá gốc trải qua sự không ổn định dưới áp suất và nhiệt độ cao và do đó. Sẽ có sự sắp xếp lại các ion dẫn đến sự hình thành các khoáng chất mới.

v. Phân loại đá biến chất:

Đá biến chất thường được phân loại thành đá có hạt và không có hạt - một tiêu chí dựa trên bề ngoài của chúng. Đá đã được khử trùng có hình dạng dải hoặc lớp vì các khoáng chất trong đá nằm song song với nhau. Chúng bao gồm đá phiến, gneiss và đá phiến. Các loại đá không được bao phủ bao gồm đá cẩm thạch, sừng và thạch anh và không có dải. Chúng bao gồm một khoáng vật chiếm ưu thế với các tinh thể có kích thước bằng nhau.

5. Lớp biến thái:

Lớp biến thái đề cập đến cường độ hoặc mức độ biến chất. Khi áp suất và nhiệt độ tăng theo chôn lấp theo thời gian, cấp độ biến chất tăng lên. Ví dụ, điều này sẽ xảy ra nếu một tảng đá bị chôn sâu và sâu hơn trong lớp vỏ trái đất theo thời gian.

Ví dụ, hãy xem xét một lớp bùn lắng đọng trong hồ hoặc đại dương. Khi nó bị chôn vùi dưới các lớp trầm tích tiếp theo, bùn được nén lại và cuối cùng được hóa thành đá bùn. Nếu đá được chôn sâu hơn và áp lực tăng, nó sẽ biến chất dần dần lên các lớp cao hơn. Nó biến chất đầu tiên thành đá phiến.

Trong quá trình này, áp suất và nhiệt độ tăng lên ép đá thành đá cứng và quá trình tái kết tinh từ khoáng sét đến mica định hướng bắt đầu, nhưng chưa được phát triển tốt. Sau đó, đá phiến sẽ trở thành một đá phiến trong đó hầu hết các khoáng chất được kết tinh lại hoàn toàn và định hướng lại thành sự song song gần như hoàn hảo.

Sau đó nó biến chất thành một gneiss, trong đó nhiều khoáng chất mới đã phát triển. Khi lớp biến chất tăng lên hơn nữa, đá sẽ bắt đầu tan chảy. Đá hình thành khi một gneiss bắt đầu tan chảy được gọi là magmatit. Nếu sự tan chảy tiếp tục, toàn bộ tảng đá sẽ tan chảy và một magma được hình thành, tạo ra một tảng đá lửa.

Khi những tảng đá ban đầu tiếp xúc với sức nóng và áp lực, chúng bắt đầu trải qua những thay đổi. Ở mức độ nào sự thay đổi xảy ra phụ thuộc vào mức độ nhiệt và áp suất mà chúng phải chịu hoặc biến chất.

(a) Đá biến chất cấp thấp giữ lại các đặc tính của đá mẹ.

Trong trường hợp này, các tảng đá phải chịu nhiệt độ và áp suất tương đối thấp hơn. Nếu chúng là đá trầm tích ban đầu, chúng vẫn có thể có dấu hiệu của mặt phẳng giường hoặc cấu trúc ban đầu của chúng.

(b) Đá biến chất cao cấp xuất hiện khác với đá bố mẹ.

Trong trường hợp này, các tảng đá phải chịu nhiệt độ và áp suất rất cao để sau khi biến chất, cấu trúc bên trong của đá không còn giống với đá gốc.

Trong biến thái khu vực, đá vỏ trái đất ở các khu vực rộng lớn được chôn ở độ sâu lớn và trải qua những thay đổi trong cấu trúc. Những tảng đá bị chôn vùi ở độ sâu lớn hơn phải chịu áp lực và nhiệt độ cao hơn. Vì vậy, trong trường hợp này, chúng ta thấy rằng trên một vùng đá có các cấp độ biến chất khác nhau.

Xác định các cấp độ biến chất:

Hình 14.4 cho thấy các khoáng chất khác nhau được hình thành từ đá phiến, một loại đá trầm tích thay đổi từ biến chất cấp thấp sang biến chất cấp cao. Ở một mức độ nhiệt độ cao, các khoáng chất có thể tan chảy để trở thành magma và cuối cùng có thể biến thành đá lửa.

6. Sự biến đổi của đá thành đá biến chất:

A. Sự biến đổi của đá trầm tích:

(1) Đá phiến, một loại đá trầm tích bao gồm các hạt đất sét nhỏ. Khi đá phiến biến chất, đầu tiên nó biến thành đá phiến. Đá phiến có thể phá vỡ dọc theo các lớp mịn bằng phẳng. Ở nhiệt độ cao hơn đá phiến thay đổi thành phyllite. Phyllite có các lớp khoáng mica siêu nhỏ sáng bóng. Khi chịu đủ nhiệt độ và áp suất cao, các khoáng chất có hạt lớn được hình thành. Ở trạng thái này, tảng đá được gọi là Schist.

Ở nhiệt độ rất cao (khoảng 650 ° C), các khoáng chất ngừng làm phẳng các lớp bị đóng băng và chúng cố gắng giải phóng căng thẳng do áp lực gây ra và thay đổi trạng thái của chúng từ trạng thái căng thẳng cao sang trạng thái căng thẳng thấp hơn. Điều này dẫn đến sự hình thành của gneiss đá. Đá này cho thấy các dải khoáng chất ánh sáng và màu xen kẽ. Sự phân tách các khoáng vật sáng và tối được gọi là sự phân hóa biến chất. Quá trình trên có thể tạo ra một gneiss từ bất kỳ loại đá biến chất nào không chỉ đá phiến.

Nếu áp suất và nhiệt độ vượt quá mức cho sự hình thành gneiss, thì gneiss bắt đầu tan chảy để dần dần trở thành magma. Nếu một tảng đá hình thành từ điều kiện này, thì đá là Migmatite. Người di cư là những gneisses đã tan chảy một phần và sau đó đông cứng lại để tạo thành đá. Trong điều kiện này, các lớp tối và mờ vẫn được nhìn thấy. Nhưng chúng xuất hiện dưới dạng các lớp cong thay vì các lớp thẳng.

(2) Đá vôi, một loại đá trầm tích trải qua quá trình biến chất theo một cách khác. Khi đá vôi ở trong điều kiện áp suất và nhiệt độ cao, các khoáng chất bị nén và tất cả không gian bên trong giữa các hạt tinh thể bị vắt kiệt. Đá kết quả là một loại đá mịn cứng gọi là đá cẩm thạch. Đá cẩm thạch có một tính năng mịn rắn và thường được sử dụng để điêu khắc.

(3) Đá sa thạch, một loại đá trầm tích bị biến chất tạo thành một loại đá biến chất gọi là đá thạch anh. Như trong trường hợp của đá cẩm thạch, đá biến chất này được hình thành khi đá sa thạch chịu áp lực rất cao để tất cả không gian bên trong giữa các hạt khoáng bị loại bỏ hoàn toàn dẫn đến một khối hạt khoáng liên tục.

B. Sự biến đổi của đá Igneous:

Khi bazan tiếp xúc với áp suất cao nhưng ở nhiệt độ tương đối thấp, các khoáng chất của nó trải qua quá trình biến đổi và bị hóa thạch. Ở áp suất thấp hơn, các khoáng chất có màu xanh lục. Ở trạng thái này, đá biến chất được gọi là đá phiến xanh.

Điều này có một kết cấu foliated với một màu xanh lá cây. Khi chịu áp lực lớn hơn, các khoáng chất màu xanh lá cây chuyển sang màu xanh lam, và ở trạng thái này, đá được gọi là đá phiến xanh. Khi các đá phiến này dưới nhiệt độ và áp suất tăng, chúng biến đổi thành gneiss. Đá granit và các loại đá xâm nhập như vậy, khi chịu nhiệt độ và áp suất cao biến đổi thành gneiss.

7. Phân loại kết cấu của đá biến chất:

Vì đá biến chất có thể được hình thành từ bất kỳ loại đá hiện có nào, thành phần khoáng vật của chúng có phạm vi rộng hơn so với tất cả các loại đá khác. Chúng không thể được bao phủ bởi một sơ đồ phân loại đơn giản, nhưng một phân loại kết cấu đơn giản được đưa ra dưới đây.

Điều quan trọng cần lưu ý là hầu hết các đá biến chất là dị hướng (có các tính chất khác nhau theo các hướng khác nhau). Do đó, ví dụ, đá phiến rất mạnh trong việc nén với các phân cắt vuông góc với hướng nén và yếu hơn nhiều khi được nén theo hướng song song với các phân cắt.

Tất cả các loại đá khác đều hoạt động theo cách tương tự. Do đó, phạm vi của các giá trị cho một số thử nghiệm có thể rất lớn. Một số tính chất kỹ thuật phổ biến cho đá biến chất được đưa ra trong bảng dưới đây.

tôi. Đá hoa:

Đá cẩm thạch được hình thành dưới dạng đá cacbonat biến chất, thường là đá vôi. Đá cẩm thạch có thể được tìm thấy trong các khu vực biến chất trong khu vực dọc theo các khu vực va chạm lục địa-lục địa và cũng trong rễ của các chuỗi núi gấp. Chúng cũng có thể được tìm thấy ở những khu vực trước đây là các thềm biển cạn, nơi có số lượng lớn các rạn san hô tích tụ.

Đá cẩm thạch tinh khiết, chủ yếu là canxit có tạp chất nhỏ có màu trắng, nhưng tùy thuộc vào mức độ biến chất và tạp chất hóa học trong đá vôi ban đầu, các màu sắc và kích cỡ tinh thể khác nhau có thể xuất hiện. Đá cẩm thạch được coi là một loại đá để điêu khắc vì nó mềm và có màu đẹp.

Kết cấu và màu sắc khác thường làm cho viên đá này trở thành một loại đá có giá trị rất cao cho các tòa nhà. Đền Taj Mahal tuyệt đẹp ở Ấn Độ được làm bằng đá cẩm thạch. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng đá cẩm thạch bị ảnh hưởng bởi ô nhiễm công nghiệp và mưa axit.

ii. Thạch anh:

Quartzite được hình thành do sự biến chất của sa thạch thạch anh với hàm lượng silica 95%. Chúng ta biết hình thức đá cát là môi trường trầm tích biển và đất thấp, thạch anh được tìm thấy ở đây trong các thiết lập biến chất. Sự biến chất tiếp xúc cũng tạo ra đá thạch anh và do đó thạch anh có thể được tìm thấy xung quanh sự xâm nhập của đá granit.

Thạch anh có khả năng chống xói mòn rất tốt và không hỗ trợ thảm thực vật. Do đó, nó tạo thành cảnh quan đá lộ ra và các cạnh gồ ghề. Quartzite có thể được nhìn thấy trong các kênh suối, cắt đường và sườn đồi và có thể xuất hiện nổi bật từ các đá phiến can thiệp.

Khi nén thạch anh trở nên cứng hơn. Nó rất khó khăn và rất chịu cắt. Do đó nó hiếm khi được sử dụng như một viên đá xây dựng. Thạch anh nguyên chất có màu trắng. Một lượng nhỏ các nguyên tố như sắt và mangan làm cho đá trông có màu xanh hoặc xám.

iii. Đá phiến:

Đá biến chất này được hình thành do sự biến chất của đá bùn, khi nó bị nén rất cao. Màu của nó là đen đến xám. Nó thường được tìm thấy trong rễ của các chuỗi núi gấp cũ. Nó cho phép được cắt thành các tấm vì tất cả các khoáng chất mica của loại đá này được sắp xếp hoàn hảo ở các góc phải theo hướng nén. Vì nó dễ dàng cắt nên nó có thể được cắt để tạo ra các tấm có kích thước khổng lồ.

Đá phiến có khả năng chống chịu thời tiết rất tốt và do đó nó có xu hướng lộ ra trên những ngọn đồi gồ ghề. Nó vỡ như những mảnh vụn giòn dọc theo các mặt phẳng phân tách của nó. Do đặc tính chống chịu thời tiết và chống lại sự tấn công của mưa axit, nó có thể được sử dụng làm vật liệu lợp ở các khu vực công nghiệp hóa. Slate cũng được sử dụng để làm bảng viết và bảng đen. Nó có thể được sử dụng cho phần đầu của bàn bida trong đó cả trọng lượng và độ phẳng đều cần thiết.

Ở một số vị trí đá phiến màu xảy ra trong màu đỏ, nâu, xanh lá cây và vàng với kết cấu hấp dẫn.

Bảng phía trước đưa ra một bản tóm tắt về phân loại đá biến chất chỉ ra đá mẹ, điều kiện biến chất và kết cấu.