Metamorf kőzetek

A metamorf kőzetek szerkezete és szövete

A metamorfitok szerkezete a kőzetek osztályozására is alkalmas. A létrejött szerkezet fontos információkat ad számunkra arról a tektonikai helyzetről, amelyben a kőzet kialakult, és a metamorfózis eredetéről is képet kapunk. A metamorf kőzetek tanulmányozásában a kémiai változások (ásványok- és ásványegyüttesek átalakulásának) nyomonkövetése és a szerkezeti bélyegek vizsgálata egyforma jelentőségű. A metamorf kőzetek legfontosabb jellemzője a szerkezete, melyeket a kőzetleírásnál használunk. A metamorf kőzetek szerkezetét a következő szerkezeti szakszavakkal, kifejezésekkel írhatjuk le.

Szerkezet

Szerkezeten a kőzettömeg részeinek rendezettségét értjük (geológiai értelemben).

A metamorf folyamatok során a következő szerkezeti bélyegek alakulhatnak ki a különféle kőzetekben:

sáv, réteg – közel párhuzamosan elhelyezkedő, oszlopos-táblás kőzetalkotó elegyrészek sorozata

foliáció – az egész kőzettestet átható, ismétlődő, bármilyen sík szerkezeti jelleg; egy adott kőzettestben többféle irányú és jellegű foliáció fordulhat elő; a foliáció meg is gyűrődhet vagy el is csavarodhat:

1. centiméteres vagy ennél kisebb rétegesség-sávosság

2. nem izometrikus ásványszemcsék (például csillámok) kitüntetett síkokba való rendeződése

3. lencsés szemcsehalmazok kitüntetett síkokba való rendeződése

palásság – foliáció egy típusa, melyet deformáció és/vagy átkristályosodás hoz létre; hatására a nem izometrikus ásványok (például csillámok, agyagásványok) egy meghatározott irányba rendeződnek

klivázs – foliáció egy típusa; párhuzamos, sűrűn elhelyezkedő, finomszemcsés anyagból álló felületek sorozata, melyet deformáció hoz létre, illetve e mentén a kőzettest előszeretettel elválik

gneiszes szerkezet – kézipéldány méretben előforduló foliáció típus, amit deformáció és átkritályosodás hoz létre

lineáció – bármilyen ismételten előforduló, egész kőzettestet átható, lineáris szerkezeti jelleg (például nyúlt ásványszemcsék, -aggregátumok irányba rendeződése, deformált kavicsok sorbarendeződése, két foliáció metszete)

litoklázis – egyszerű és kisméretű (<1 cm) törés a kőzetben, utólag ásványokkal kitöltődhet

kataklázis – kőzetdeformáció, mely törés, rotáció (forgás) és súrlódással együttjáró csúszás kombinációjával jön létre; a folyamat során változó méretű és általában szögletes ásvány- és kőzettöredékek alakulnak ki

Szövet

A kőzettest részeinek kitüntetett iránya, annak fajtája és foka. A kifejezés elsősorban ásványszemcsék vagy szemcsecsoportok kristálytani és/vagy alaki irányítottságának leírására használandó.

A tisztán metamorf, krisztalloblasztos szövettípusok elnevezését a "-blasztos" (csíra, görög szóból) utótaggal képzik. Leggyakoribb típusai a következők:

  1. granoblasztos – a kőzet uralkodóan izometrikus szemcsékből áll (például kvarc, albit)

  2. nematoblasztos – a kőzet uralkodóan oszlopos termetű szemcsékből áll (például amfibol, epidot), melyek általában közel egy síkban helyezkednek el

  3. fibroblasztos – a kőzet uralkodóan tűs-szálas szemcsékből áll (például aktinolit)

  4. lepidoblasztos – a kőzetben uralkodók az orientáltan elhelyezkedő pikkelyes ásványok (például muszkovit, biotit, klorit)

  5. porfiroblasztos – nagyméretű, idiomorf ásványok, ún. porfiroblasztok (például gránát, staurolit) helyezkednek a finomszemcsés mátrixban

  6. poikiloblasztos – nagyméretű elegyrészek sok zárványt tartalmaznak

A tisztán metamorf szövettípusok mellett léteznek relikt szövettípusok is, melyekben az eredeti magmás vagy üledékes kőzetek szöveti bélyegei még felismerhetők. Ilyen esetekben a "meta-" előtagot használják a kőzet, és a "blaszto-" előtagot a szövet megnevezésekor: például metabazalt és blasztoporfíros.

A metamorfózis során a metamorf események több fázisban mehetnek végbe, melyek során új ásványok képződnek, illetve az ásványok tektonikus hatásra deformálódnak.

A metamorf kőzetek ásványos összetétele

Azokat az ásványfajokat, amelyek csak közepes vagy nagyfokú metamorfózis során jönnek létre metamorf ásványoknak nevezik. Ilyenek például az Al2SiO5 polimorf módosulatai (andalúzit, kianit, szillimanit), a staurolit, a cordierit, a jadeit és az omfacit, a glaukofán, és egyes gránátféleségek.

A metamorf kőzetek ásványos összetétele alapvetően függ a kiindulási kőzet ásványos-, illetve kémiai összetételétől, melyek alapján a metamorfózis szempontjából hat csoportra oszthatjuk őket. Ezek az ultramafikus, mafikus, pelites (agyagos), karbonátos, kvarc- és kvarc-földpát kőzetek lehetnek.

A karbonátok metamorfózisa révén márvány vagy szkarn, a homokkövekből kvarcit keletkezik (5. ábra). Bázisos magmás kőzetekből (például bazaltból) a nyomás és hőmérséklet emelkedésével zöldpala vagy zöldkő, amfibolit, majd eklogit képződik. Az agyagos kőzetek hasonló átalakulási sora: agyagpala, fillit, kristályospala, gneisz, (migmatit) sorozat. Utóbbi esetben a metamorfózis előrehaladtával az ún. indexásványok megjelenésének sorrendje a következő (Barrow zónák): klorit, biotit (kisfokú metamorfózis) – gránát (almandin), staurolit, kianit (közepes fokú metamorfózis) – szillimanit (nagyfokú metamorfózis). Az alacsonyabb nyomáson végbemenő metamorfózis a staurolit, cordierit, andalúzit, szillimanit ásványsorozattal jellemezhető (Buchan-sorozat).

A metamorf kőzetek osztályozása és elnevezése

A metamorf kőzetek rendszerezése és elnevezése során az ásványos összetétel és a makroszkóposan látható szerkezet a két legfontosabb jellemvonás, melyet figyelembe vesznek, de a kémiai összetétel és az eredeti kőzet jellege is fontos tényező. A metamorf kőzetek neve egy alapnévből és előtagok sorozatából áll. Az alapnév lehet az ásványos összetételből képzett (például amfibolit), vagy a szerkezetből adódó (pl. gneisz, ld. gneiszes szerkezet). Az előtag jellegzetes szerkezetre utalhat (például gyűrt gneisz) vagy pontosítja az ásványos összetételt (például epidot-tartalmú gránátamfibolit).

Ha egy metamorf kőzet térfogatának több, mint 75%-át egyetlen ásvány alkotja, akkor az elnevezését az ásványnévből kell képezni úgy, hogy ahhoz az "-it" utótagot kell hozzáilleszteni (például glaukofanit, ha ugyanez a kőzet palás szerkezetű, akkor palás glaukofanitként kell elnevezni).

Azoknál a kőzeteknél, melyeknél az eredeti kőzet szöveti bélyegei és/vagy ásványai még felismerhetők meta- előtagot illesztenek (például metagabbró). Az orto- vagy para- előtag akkor használatos, ha egyértelművé akarják tenni a metamorf kőzet üledékes (para-) vagy magmás (orto-) eredetét (például ortogneisz, paragneisz).

A metamorf kőzetek besorolásának és elnevezésének alapja lehet alkotórészeik (ásványok, aggregátumok, rétegek-sávok stb.) jellemző elrendeződése is (szerkezet alapú elnevezés). Ezt akkor alkalmazzák, ha a kőzet szerkezete alapján egyértelműen besorolható az adott kőzetcsoportba. Ilyenek kőzetnevek például a gneisz, kristályos pala, szirt stb. Speciális elnevezést akkor kap a metamorf kőzet, ha az ásványos összetétele és a kőzetszövete alapján egyértelműen besorolható az adott kőzettípusba. Ilyenek kőzetnevek például zöldpala, granulit, szkarn stb. A diszlokációs metamorfózis, valamint az impakt metamorfózis során képződő kőzeteket kizárólag speciális névvel illetik (például milonit, suevit).

Metamorf kőzettípusok

Szerkezet alapján elnevezett kőzettípusokat a (7. ábra) szemlélteti: gneisz, kristályos pala, csillámpala, fillit, zsindelypala, szirt.

Erősen deformált kőzettípusok: milonit, kataklázit, vetőbreccsa, vetőagyag, pszeudotachylit

Speciális elnevezéssel megjelölt kőzettípusok: zöldpala, zöldkő, kékpala, amfibolit, granulit, eklogit, fehérpala, márvány, ofikalcit, cipolino, predazzit, szkarn, szaruszirt, buchit, halleflinta, erlán, rodingit, kvarcit, szerpentinit, migmatit, impaktit

7. ábra. Az agyagkő metamorfózisa

Felhasznált irodalom

Szakmány György (1997–2004) Segédanyag a II. éves geológusok metamorf kőzettan gyakorlat anyagához. ELTE, Budapest, Kézirat