Tipi di rocce metamorfiche

Le rocce metamorfiche sono un argomento importante in geologia. Queste sono le rocce che si formano dagli effetti del calore, della pressione e del taglio su rocce ignee e sedimentarie. Alcuni si formano durante la costruzione di montagne da parte di forze di altri dal calore delle intrusioni ignee nel metamorfismo regionale, altri dal calore delle intrusioni ignee nel metamorfismo del contatto. Una terza categoria si forma dalle forze meccaniche dei movimenti di faglia: cataclasia e milonitizzazione. 

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Anfibolite

Andrew Alden

L’anfibolite è una roccia composta principalmente da minerali di anfibolo. Di solito è uno scisto di orneblenda come questo poiché l’orneblenda è l’anfibolo più comune. 

L’anfibolite si forma quando la roccia basaltica è sottoposta a temperature più elevate tra 550 C e 750 C) e un intervallo di pressione leggermente superiore a quello che produce scisto verde. L’anfibolite è anche il nome di una facies metamorfica, un insieme di minerali che si forma tipicamente a uno specifico intervallo di temperatura e pressione.

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argillite

Andrew Alden

Questo è il nome del rock da ricordare quando trovi un rock duro e anonimo che sembra possa essere ardesia ma non ha la scollatura del marchio di fabbrica. L’argillite è una pietra argillosa metamorfizzata di basso grado che è stata sottoposta a un leggero calore e pressione senza una forte direzionalità. L’argillite ha un lato affascinante che l’ardesia non può eguagliare. È anche noto come pipestone quando si presta all’intaglio. Gli indiani d’America lo prediligevano per pipe da tabacco e altri piccoli oggetti cerimoniali o decorativi.

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scisti blu

Andrew Alden

Blueschist significa metamorfismo regionale a pressioni relativamente alte e basse temperature, ma non è sempre blu, o addirittura uno scisto. 

Le condizioni di alta pressione e bassa temperatura sono le più tipiche della subduzione, dove la crosta marina ei sedimenti vengono trasportati sotto una placca continentale e impastati cambiando i moti tettonici mentre i fluidi ricchi di sodio marinano le rocce. Lo scisto blu è uno scisto perché tutte le tracce della struttura originale nella roccia sono state spazzate via insieme ai minerali originali ed è stato imposto un tessuto fortemente stratificato. Lo scisto blu più blu e più scistoso, come questo esempio, è costituito da rocce mafiche ricche di sodio come il basalto e il gabbro.

I petrologi spesso preferiscono parlare della facies metamorfica del glaucofane-scisto piuttosto che dello scisto blu, perché non tutto lo scisto blu è tutto quel blu. In questo esemplare di mano di Ward Creek, California, il glaucofane è la principale specie di minerale blu. In altri campioni sono comuni anche lawsonite, giadeite, epidoto, fengite, granato e quarzo. Dipende dalla roccia originale che viene metamorfizzata. Ad esempio, una roccia ultramafica a facies blues è costituita principalmente da serpentino (antigorite), olivina e magnetite.

In quanto pietra paesaggistica, il blueschist è responsabile di alcuni effetti sorprendenti, persino sgargianti.

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Cataclasite

Woudloper / Wikimedia Commons / Dominio pubblico

La cataclasite (kat-a-CLAY-site) è una breccia a grana fine prodotta dalla macinazione delle rocce in particelle fini, o cataclasia. Questa è una sezione sottile microscopica.

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Eclogite

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L’eclogite (“ECK-lo-jite”) è una roccia metamorfica estrema formata dal metamorfismo regionale del basalto a pressioni e temperature molto elevate. Questo tipo di roccia metamorfica è il nome della facies metamorfica di grado più elevato. 

Questo esemplare di eclogite proveniente da Jenner, California, è costituito da granato piropo ad alto contenuto di magnesio, omphacite verde (un pirosseno ad alto contenuto di sodio / alluminio) e glaucofano blu intenso (un anfibolo ricco di sodio). Faceva parte di una placca in subduzione durante il Giurassico, circa 170 milioni di anni fa, quando si formò. Negli ultimi milioni di anni è stato innalzato e mescolato nelle rocce più giovani subdotte del complesso francescano. Il corpo di eclogite oggi non supera i 100 metri di diametro.

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Gneiss

Andrew Alden

Lo gneiss (“bello”) è una roccia di grande varietà con grossi grani minerali disposti in larghe fasce. Significa un tipo di struttura rocciosa, non una composizione.

Questo tipo di metamorfismo è stato creato dal metamorfismo regionale, in cui una roccia sedimentaria o ignea è stata sepolta in profondità e sottoposta ad alte temperature e pressioni. Quasi tutte le tracce delle strutture originali (compresi i fossili) e del tessuto (come i segni di stratificazione e increspatura) vengono cancellate mentre i minerali migrano e si ricristallizzano. Le strisce contengono minerali, come l’orneblenda, che non si trovano nelle rocce sedimentarie.

Nello gneiss, meno del 50 percento dei minerali sono allineati in strati sottili e foliati. Puoi vedere che a differenza dello scisto, che è più fortemente allineato, lo gneiss non si frattura lungo i piani delle strisce minerali. In esso si formano vene più spesse di minerali a grana grossa, a differenza dell’aspetto più uniformemente stratificato dello scisto. Con ancora più metamorfismo, gli gneiss possono trasformarsi in migmatite e quindi ricristallizzarsi completamente in granito.

Nonostante la sua natura altamente alterata, lo gneiss può conservare prove chimiche della sua storia, specialmente in minerali come lo zircone che resistono al metamorfismo. Le rocce terrestri più antiche conosciute sono gli gneiss di Acasta, nel Canada settentrionale, che hanno più di 4 miliardi di anni.

Lo gneiss costituisce la parte più grande della crosta inferiore della Terra. Praticamente ovunque nei continenti, perforerai verso il basso e alla fine colpirai lo gneiss. In tedesco, la parola significa brillante o scintillante.

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Greenschist

Andrew Alden

Greenschist si forma per metamorfismo regionale in condizioni di alta pressione e temperatura abbastanza bassa. Non è sempre verde e nemmeno uno scisto. 

Greenschist è il nome di una facies metamorfica, un insieme di minerali tipici che si formano in condizioni specifiche, in questo caso temperature relativamente fresche ad alte pressioni. Queste condizioni sono inferiori a quelle del blueschist. Clorite, epidoto, actinolite e serpentino (i minerali verdi che danno il nome a questa facies), ma il fatto che compaiano in una data roccia di facies a scisto verde dipende da ciò che era originariamente la roccia. Questo esemplare di scisto verde proviene dalla California settentrionale, dove i sedimenti del fondo marino sono stati subdotti sotto la placca nordamericana, quindi spinti in superficie subito dopo al mutare delle condizioni tettoniche.

Questo esemplare è costituito principalmente da actinolite. Le vene vagamente definite che corrono verticalmente in questa immagine possono riflettere la lettiera originale nelle rocce da cui si è formata. Queste vene contengono principalmente biotite.

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Greenstone

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Greenstone è una roccia basaltica alterata e scura che una volta era una solida lava di acque profonde. Appartiene alla facies metamorfica regionale dello scisto verde.

In Greenstone, l’olivina e la peridotite che componevano il basalto fresco sono state trasformate da fluidi caldi e ad alta pressione in minerali verdi: epidoto, actinolite o clorite a seconda delle condizioni esatte. Il minerale bianco è l’aragonite, una forma cristallina alternativa di carbonato di calcio (l’altra sua forma è la calcite).

Rocce di questo tipo vengono prodotte in zone di subduzione e raramente vengono portate in superficie inalterate. Le dinamiche della regione costiera californiana ne fanno uno di questi luoghi. Le cinture di pietra verde sono molto comuni nelle rocce più antiche della Terra, di età archeana. Esattamente quello che significano non è ancora risolto, ma potrebbero non rappresentare il tipo di rocce crostali che conosciamo oggi.

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Hornfels

Fed / Wikimedia Commons / Dominio pubblico

Hornfels è una roccia dura, a grana fine, prodotta dal metamorfismo per contatto in cui il magma cuoce e ricristallizza le rocce circostanti. Nota come si rompe sulla biancheria da letto originale.

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Marmo

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Il marmo è prodotto dal metamorfismo regionale di roccia calcarea o dolomitica, che fa combinare i loro grani microscopici in cristalli più grandi.

Questo tipo di roccia metamorfica è costituito da calcite ricristallizzata (in calcare) o dolomia (in roccia dolomitica). In questo esemplare di mano di marmo del Vermont, i cristalli sono piccoli. Per il marmo pregiato del tipo utilizzato negli edifici e nelle sculture, i cristalli sono ancora più piccoli. Il colore del marmo può variare dal bianco più puro al nero, passando per i colori più caldi intermedi a seconda delle altre impurità minerali.

Come altre rocce metamorfiche, il marmo non ha fossili e qualsiasi stratificazione che appare in esso probabilmente non corrisponde alla lettiera originale del calcare precursore. Come il calcare, il marmo tende a dissolversi nei fluidi acidi. È abbastanza resistente nei climi secchi, come nei paesi del Mediterraneo dove sopravvivono antiche strutture in marmo.

I commercianti di pietre commerciali usano regole diverse dai geologi per distinguere il calcare dal marmo.

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Migmatite

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La migmatite è lo stesso materiale dello gneiss ma è stato portato vicino alla fusione dal metamorfismo regionale in modo che le vene e gli strati di minerali si deformassero e si mescolassero. 

Questo tipo di roccia metamorfica è stata sepolta molto in profondità e schiacciata molto forte. In molti casi, la parte più scura della roccia (costituita da mica biotite e orneblenda) è stata intrisa da vene di roccia più chiara costituite da quarzo e feldspato. Con le sue venature chiare e scure arricciate, la migmatite può essere molto pittoresca. Tuttavia, anche con questo grado estremo di metamorfismo, i minerali sono disposti a strati e la roccia è chiaramente classificata come metamorfica.

Se la miscelazione è ancora più forte di questa, una migmatite può essere difficile da distinguere dal granito. Poiché non è chiaro se sia coinvolto il vero scioglimento, anche a questo grado di metamorfismo, i geologi usano invece la parola anatexis (perdita di tessitura).

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Mylonite

Jonathan Matti / US Geological Survey

La milonite si forma lungo la superficie di faglia profondamente sepolta schiacciando e stirando le rocce sotto tale calore e pressione che i minerali si deformano in modo plastico (monetizzazione).

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Phyllite

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Phyllite è un passo oltre l’ardesia nella catena del metamorfismo regionale. A differenza dell’ardesia, la fillite ha una lucentezza definita. Il nome phyllite deriva dal latino scientifico e significa “pietra fogliare”. È tipicamente una pietra grigio medio o verdastra, ma qui la luce del sole si riflette sulla sua faccia finemente ondulata.

Mentre l’ardesia ha una superficie opaca perché i suoi minerali metamorfici sono a grana estremamente fine, la fillite ha una lucentezza da minuscoli granelli di mica sericitica, grafite, clorite e minerali simili. Con ulteriore calore e pressione, i grani riflettenti diventano più abbondanti e si uniscono tra loro. E mentre l’ardesia di solito si rompe in fogli molto piatti, la fillite tende ad avere una scollatura ondulata.

Questa roccia ha quasi tutta la sua struttura sedimentaria originale cancellata, sebbene alcuni dei suoi minerali argillosi persistano. Un ulteriore metamorfismo converte tutte le argille in grossi grani di mica, insieme a quarzo e feldspato. A quel punto, la fillite diventa scisto.

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Quarzite

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La quarzite è una pietra dura composta principalmente da quarzo. Può essere derivato dall’arenaria o dalla selce dal metamorfismo regionale.

Questa roccia metamorfica si forma in due modi diversi. Nel primo modo, l’arenaria o la selce si ricristallizzano risultando in una roccia metamorfica sotto le pressioni e le temperature della sepoltura profonda. Una quarzite in cui vengono cancellate tutte le tracce dei grani originali e delle strutture sedimentarie può anche essere chiamata metaquartzite. Questo masso di Las Vegas è una metaquartzite. Una quarzite che conserva alcune caratteristiche sedimentarie è meglio descritta come metasandstone o metachert.

Il secondo metodo in cui si forma coinvolge l’arenaria a basse pressioni e temperature, dove i fluidi circolanti riempiono gli spazi tra i granelli di sabbia con cemento silicico. Questo tipo di quarzite, chiamata anche ortoquartzite, è considerata una roccia sedimentaria, non una roccia metamorfica perché i grani minerali originali sono ancora lì e sono ancora evidenti i piani di lettiera e altre strutture sedimentarie.

Il modo tradizionale per distinguere la quarzite dall’arenaria è osservare le fratture della quarzite attraverso o attraverso i grani; l’arenaria si divide tra di loro.

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Scisto

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Lo scisto è formato dal metamorfismo regionale e ha un tessuto scistoso: ha grani minerali grossolani ed è fissile, dividendosi in strati sottili. 

Lo scisto è una roccia metamorfica che si presenta in una varietà pressoché infinita, ma la sua caratteristica principale è accennata nel suo nome: scisto deriva dal greco antico per “spaccatura”, attraverso latino e francese. È formato da metamorfismo dinamico ad alte temperature e alte pressioni che allinea i grani di mica, orneblenda e altri minerali piatti o allungati in strati sottili o foliazione. Almeno il 50 percento dei grani minerali nello scisto sono allineati in questo modo (meno del 50 percento lo rende gneiss). La roccia può o non può essere effettivamente deformata nella direzione della foliazione, sebbene una forte foliazione sia probabilmente un segno di forte tensione.

Gli scisti sono comunemente descritti in termini di minerali predominanti. Questo esemplare di Manhattan, ad esempio, sarebbe chiamato micascisto perché i grani piatti e lucenti di mica sono così abbondanti. Altre possibilità includono scisto blu (scisto glaucofane) o scisto anfibolo.

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Serpentinite

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La serpentinite è composta da minerali del gruppo serpentino. Si forma per metamorfismo regionale delle rocce di acque profonde dal mantello oceanico. 

È comune al di sotto della crosta oceanica, dove si forma per l’alterazione della roccia del mantello peridotitico. Raramente è visto sulla terra, tranne nelle rocce delle zone di subduzione, dove le rocce oceaniche possono essere preservate.

La maggior parte delle persone lo chiama serpentino (SER-penteen) o roccia serpentina, ma il serpentino è l’insieme di minerali che compongono la serpentinite (ser-PENT-inite). Prende il nome dalla sua somiglianza con la pelle di serpente con un colore screziato, lucentezza cerosa o resinosa e superfici curve e levigate. 

Questo tipo di roccia metamorfica è a basso contenuto di sostanze nutritive per le piante e ad alto contenuto di metalli tossici. Pertanto la vegetazione del cosiddetto paesaggio serpentino è drammaticamente diversa dalle altre comunità vegetali, e le selve serpentine contengono molte specie endemiche specializzate.

La serpentinite può contenere crisotilo, il minerale serpentino che cristallizza in fibre lunghe e sottili. Questo è il minerale comunemente noto come amianto.

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Ardesia

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L’ardesia è una roccia metamorfica di basso grado con una lucentezza opaca e una forte scollatura. È derivato dallo scisto per metamorfismo regionale. 

L’ardesia si forma quando lo scisto, costituito da minerali argillosi, viene messo sotto pressione con temperature di poche centinaia di gradi circa. Quindi le argille iniziano a tornare ai minerali di mica da cui si sono formate. Questo fa due cose: primo, la roccia diventa abbastanza dura da risuonare o “tintinnare” sotto il martello; in secondo luogo, la roccia ottiene una pronunciata direzione di scissione, in modo che si rompa lungo piani piatti. La fenditura slaty non è sempre nella stessa direzione dei piani di lettiera sedimentaria originali, quindi tutti i fossili originariamente nella roccia vengono solitamente cancellati, ma a volte sopravvivono in forma spalmata o allungata.

Con ulteriore metamorfismo, l’ardesia si trasforma in fillite, quindi in scisto o gneiss.

L’ardesia è solitamente scura, ma può anche essere colorata. L’ardesia di alta qualità è un’eccellente pietra per pavimentazione, nonché il materiale delle tegole in ardesia di lunga durata e, naturalmente, i migliori tavoli da biliardo. Lavagne e tavolette da scrittura portatili un tempo erano fatte di ardesia e il nome della roccia è diventato il nome delle tavolette stesse.

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Pietra ollare

Andrew Alden

La pietra ollare è costituita in gran parte dal talco minerale con o senza altri minerali metamorfici, ed è derivata dall’alterazione idrotemica della peridotite e delle relative rocce ultramafiche. Gli esempi più duri sono adatti per realizzare oggetti intagliati. I ripiani della cucina in pietra ollare o i piani dei tavoli sono altamente resistenti alle macchie e alle crepe.