ΠΕΡΙΟΧΙΚΗ ΜΕΤΑΜΟΡΦΩΣΗ ΓΕΩΛΟΓΙΚΟΙ ΧΑΡΑΚΤΗΡΕΣ Είναι ένα φαινόμενο μεγάλης κλίμακας που θίγει μεγάλους όγκους πετρωμάτων. Η περιοχική μεταμόρφωση είναι κι αυτή αποτέλεσμα μιας θερμικής δράσης, πιο εκτεταμένης σε σχέση με τη μεταμόρφωση επαφής. Χαρακτηριστικό της περιοχικής μεταμόρφωσης είναι η σύνδεσή της με ορογενετική δράση, γι’ αυτό στα περιοχικά μεταμορφωμένα πετρώματα συναντάμε έντονη δράση παραμορφωτικών τάσεων. Εξαίρεση αποτελούν τα πετρώματα της θαπτικής μεταμόρφωσης και τα πολύ υψηλού βαθμού μεταμορφωμένα πετρώματα που η μεταμόρφωσή τους έγινε βαθειά στο φλοιό της γης.

ΠΕΡΙΟΧΙΚΗ ΜΕΤΑΜΟΡΦΩΣΗ ΓΕΩΛΟΓΙΚΟΙ ΧΑΡΑΚΤΗΡΕΣ Το κύριο επεισόδιο τεκτονισμού μπορεί να συμβεί πριν, κατά τη διάρκεια ή μετά το κύριο μεταμορφικό επεισόδιο. Περιοχικά μεταμορφωμένα πετρώματα τα οποία χέρσευαν, διαβρώθηκαν και πάνω σ’ αυτά αποτέθηκαν ή μεταφέρθηκαν τεκτονικά άλλοι σχηματισμοί ονομάζονται υπόβαθρο. Οι σχηματισμοί που αποτέθηκαν ή μεταφέρθηκαν πάνω στο υπόβαθρο ονομάζονται κάλυμμα.

ΠΕΡΙΟΧΙΚΗ ΜΕΤΑΜΟΡΦΩΣΗ ΠΡΟΪΟΥΣΑ - ΑΝΑΔΡΟΜΗ ΜΕΤΑΜΟΡΦΩΣΗ Στην περιοχική μεταμόρφωση ένα πέτρωμα μεταμορφώνεται γιατί, λόγω τεκτονικών γεγονότων, μεταφέρεται στο εσωτερικό της γης όπου επικρατούν συνθήκες P –T διαφορετικές από αυτές της επιφάνειας. Το πέτρωμα αποτελεί ένα θερμοδυναμικό σύστημα το οποίο διαταράσσεται από την αλλαγή P-T με αποτέλεσμα ν’ αυξηθεί η εσωτερική του ενέργεια. Για να μπορέσει να ισορροπήσει, ν’ αποκατασταθεί δηλ. η θερμοδυναμική του ισορροπία, τροποποιεί τον ιστό και τα ορυκτά του.

ΠΕΡΙΟΧΙΚΗ ΜΕΤΑΜΟΡΦΩΣΗ ΠΡΟΪΟΥΣΑ - ΑΝΑΔΡΟΜΗ ΜΕΤΑΜΟΡΦΩΣΗ Αν το πέτρωμα στην αρχική του θέση ήταν αμεταμόρφωτο, τότε θα βρεθεί σε συνθήκες T ψηλότερες. Αν έχουμε όμως περίπτωση πολυμεταμορφισμού τότε υπάρχουν 2 δυνατότητες: Η θερμοκρασία να είναι ψηλότερη από την αρχική, οπότε έχουμε προϊούσα μεταμόρφωση. Η θερμοκρασία να είναι χαμηλότερη από την αρχική, οπότε έχουμε ανάδρομη μεταμόρφωση.

ΠΕΡΙΟΧΙΚΗ ΜΕΤΑΜΟΡΦΩΣΗ ΠΡΟΪΟΥΣΑ - ΑΝΑΔΡΟΜΗ ΜΕΤΑΜΟΡΦΩΣΗ Εφόσον τα μεταμορφωμένα πετρώματα τα βρίσκουμε στην επιφάνεια της γης, δεν θα έπρεπε να έχουν χαρακτηριστικά ανάδρομης μεταμόρφωσης και όχι προϊούσας; Για να ολοκληρωθεί η διαδικασία της μεταμόρφωσης δεν απαιτούνται μόνο οι κατάλληλες συνθήκες αλλά και ο απαραίτητος χρόνος για να ολοκληρωθούν οι χημικές και ιστολογικές μεταβολές του πετρώματος Οι ορυκτολογικές μετατροπές είναι ουσιαστικά χημικές αντιδράσεις οι οποίες επηρεάζονται από τη θερμοκρασία. Μια αντίδραση που συμβαίνει σε υψηλή θερμοκρασία απαιτεί μικρότερο χρόνο για να ολοκληρωθεί, ενώ μία αντίδραση που λαμβάνει χώρα σε χαμηλή θερμοκρασία απαιτεί μεγαλύτερο χρόνο για να ολοκληρωθεί.

ΠΕΡΙΟΧΙΚΗ ΜΕΤΑΜΟΡΦΩΣΗ ΠΡΟΪΟΥΣΑ - ΑΝΑΔΡΟΜΗ ΜΕΤΑΜΟΡΦΩΣΗ Οι περισσότερες αντιδράσεις της προϊούσας μεταμόρφωσης είναι αντιδράσεις αφυδάτωσης και το παραγόμενο H2O συνήθως διαφεύγει από το σύστημα. Οι ιστολογικές μετατροπές πραγματοποιούνται πιο εύκολα όταν αυξάνει η θερμοκρασία, άρα ευνοούνται κατά την προϊούσα μεταμόρφωση. Η τεκτονική που συνδέεται με τη μεταμόρφωση των πετρωμάτων ευνοεί τη βραδύτερη μετακίνηση των πετρωμάτων σε βάθος στο φλοιό της γης και την ταχύτερη επαναφορά τους στην επιφάνεια.

ΠΕΡΙΟΧΙΚΗ ΜΕΤΑΜΟΡΦΩΣΗ ΠΡΟΪΟΥΣΑ - ΑΝΑΔΡΟΜΗ ΜΕΤΑΜΟΡΦΩΣΗ Σ’ ένα πέτρωμα είναι δυνατόν ν’ αναγνωρίσουμε στάδια τόσο προϊούσας όσο και ανάδρομης μεταμόρφωσης. Οι αντιδράσεις της ανάδρομης μεταμόρφωσης συνήθως δεν ολοκληρώνονται και μπορούν να παρατηρηθούν οι προηγούμενες παραγενέσεις της προϊόύσας μεταμόρφωσης. Η ανάδρομη μεταμόρφωση χαρακτηρίζεται και ως διαφθόριση ενώ τα πετρώματα που φέρουν έντονα στοιχεία ανάδρομης μεταμόρφωσης χαρακτηρίζονται διαφθορίτες.

ΥΦΕΣ ΚΑΙ ΙΣΤΟΛΟΓΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ Η υφή ενός μεταμορφωμένου πετρώματος καθορίζεται από το γεωμετρικό προσανατολισμό των στοιχείων της στο χώρο. Διακρίνεται σε: Ισότροπη Τυχαίο προσανατολισμό των κόκκων των ορυκτών στο χώρο Ανισότροπη η οποία διακρίνεται σε: Επίπεδη Υφή Γραμμωτή Υφή Επίπεδη - Γραμμωτή Υφή

ΥΦΕΣ Επίπεδη Υφή Πλακώδεις ή φυλλώδεις κρύσταλλοι διατάσσονται με τις κύρια αναπτυγμένες επιφάνειές τους υποπαράλληλα. φυλλόμορφο ορυκτό (βιοτίτης) βελονοειδές ορυκτό (αμφίβολος)

ΥΦΕΣ Επίπεδη Υφή Πιο συχνά συναντάμε τον όρο φολίδωση που περιλαμβάνει κάθε είδους επίπεδη υφή και τον όρο σχιστότητα που εκφράζει την ιδιότητα των πετρωμάτων να σχίζονται σε περίπου παράλληλες επιφάνειες μετά από μηχανική καταπόνηση

ΥΦΕΣ Επίπεδη Υφή Κάτω από το μικροσκόπιο: Ν +

ΥΦΕΣ Γραμμωτή Υφή Πρισματικοί ή βελονοειδείς κρύσταλλοι διατάσσονται με την κατεύθυνση της κύριας ανάπτυξής τους υποπαράλληλα. γράμμωση

ΥΦΕΣ Γραμμωτή Υφή Κάτω από το μικροσκόπιο: Ν +

ΥΦΕΣ Επίπεδη - Γραμμωτή Υφή Πάνω στις επιφάνειες της επίπεδης υφής διατάσσονται υποπαράλληλα πρισματικοί ή βελονοειδείς κρύσταλλοι. γράμμωση

ΥΦΕΣ Γνευσιακή Υφή Διαχωρισμός ορυκτών συστατικών κατά στρώματα (γνευσιακή ή μεταμορφική στρωμάτωση).

ΥΦΕΣ Καθαρά μεταμορφική διεργασία που μπορεί να δημιουργήσει γνευσιακή στρωμάτωση είναι ο μεταμορφικός διαφορισμός.

Ιστοί Οι ιστοί των μεταμορφωμένων πετρωμάτων δημιουργούνται κατά το στάδιο της νεοορυκτογένεσης και της ανακρυστάλλωσης (κρυσταλλοβλαστικοί) Ανάλογα με το βαθμό μεταμόρφωσης πλήρη καταστροφή του ιστού του αρχικού πετρώματος διατήρηση των χαρακτηριστικών του αρχικού ιστού (υπολειμματικός)

Ιστοί Όταν ο ιστός είναι υπολειμματικός, διατηρεί δηλαδή τα χαρακτηριστικά του αρχικού πετρώματος, τότε χρησιμοποιείται το πρόθεμα βλαστο-. Όταν ο ιστός έχει δημιουργηθεί κατά τη διάρκεια της μεταμόρφωσης, από την ανακρυστάλλωση των ορυκτών σε στερεά κατάσταση, τότε χρησιμοποιείται η κατάληξη –βλαστικός.

Ιδιοβλαστικά ορυκτά Αυτά που έχουν αναπτύξει σε ικανοποιητικό βαθμό τις έδρες τους, αν και σχηματίστηκαν σε συνθήκες στερεάς κατάστασης

Ξενοβλαστικά ορυκτά Αυτά που δεν κατόρθωσαν να αναπτύξουν κρυσταλλικές έδρες Ν +

Κρυσταλλοβλαστική σειρά πιο ιδιοβλαστικά τιτανίτης, ρουτίλιο, σιδηροπυρίτης γρανάτες, σιλλιμανίτης, σταυρόλιθος, τουρμαλίνης επίδοτο, μαγνητίτης, ιλμενίτης ανδαλουσίτης, πυρόξενοι, αμφίβολοι μαρμαρυγίες, χλωρίτης, δολομίτης, κυανίτης ασβεστίτης, βεζουβιανίτης, σκαπόλιθος πλαγιόκλαστα, χαλαζίας, κορδιερίτης λιγότερο ιδιοβλαστικά

Ιστοί Γρανοβλαστικός ιστός Ισόμετρη σε μέγεθος και πολυεδρική ανάπτυξη των κόκκων του κύριου ορυκτού συστατικού του πετρώματος 120o Ν + Ν +

Ιστοί Γρανοβλαστικός ιστός Λοβοειδής γρανοβλαστικός ιστός Ν + Πολυγωνικός γρανοβλαστικός ιστός Ν +

Ιστοί Λεπιδοβλαστικός ιστός Υποπαράλληλη ανάπτυξη φυλλόμορφων ορυκτών Ν + Ν -

Ιστοί Λεπιδοβλαστικός ιστός Ν +

Ιστοί Ινοβλαστικός ιστός Υποπαράλληλη ανάπτυξη ινόμορφων ή μακροπρισματικών ορυκτών Ν - Ν +

Ιστοί Πορφυροβλαστικός ιστός Οι κρύσταλλοι ενός ορυκτού έχουν αναπτυχθεί περισσότερο από τα υπόλοιπα ορυκτά συστατικά του πετρώματος Grt Ctd Ν -

Ιστοί Ποικιλοβλαστικός ιστός Όταν οι πορφυροβλάστες περιέχουν πολυάριθμα εγκλείσματα. Τότε χαρακτηρίζονται ως ποικιλοβλάστες Ν + Ν +

Ιστοί Διασταυρωτικός ή διαβλαστικός ιστός Αλληλοδιείσδυση τυχαία προσανατολισμένων πρισματικών ή φυλλόμορφων κρυστάλλων

Ιστοί Ιστός “μορφής δεματιού” (garbenschiefer) Ανάπτυξη πρισματικών ορυκτών σε συσσωματώματα με τη μορφή δεματιών

Σχέση μεταμόρφωσης - παραμόρφωσης Ιστολογικά κριτήρια Η υφή και ο ιστός ενός μεταμορφωμένου πετρώματος μπορούν να επηρεαστούν από ένα παραμορφωτικό επεισόδιο που δρα σ’ ένα μεταμορφωμένο πέτρωμα. Αν τα ορυκτά του μεταμορφωμένου πετρώματος έχουν αναπτυχθεί πριν από το παραμορφωτικό επεισόδιο τότε μιλάμε για προτεκτονική κρυστάλλωση. Αν τα ορυκτά του μεταμορφωμένου πετρώματος έχουν αναπτυχθεί μετά από το παραμορφωτικό επεισόδιο τότε μιλάμε για μετατεκτονική κρυστάλλωση. Αν τα ορυκτά αναπτύσσονται ταυτόχρονα με το παραμορφωτικό επεισόδιο τότε μιλάμε για συντεκτονική κρυστάλλωση.

Σχέση μεταμόρφωσης - παραμόρφωσης Προτεκτονική κρυστάλλωση Τα ορυκτά του πετρώματος είναι ήδη αναπτυγμένα όταν δέχονται την επίδραση των παραμορφωτικών τάσεων, με αποτέλεσμα να καμφθούν ή να θρυμματιστούν, ανάλογα με τα μηχανικά χαρακτηριστικά τους. Qtz Pl Grt Mica

Σχέση μεταμόρφωσης - παραμόρφωσης Προτεκτονική κρυστάλλωση

Σχέση μεταμόρφωσης - παραμόρφωσης Προτεκτονική κρυστάλλωση Η φολίδωση αναστομώνεται και σχηματίζει ατρακτοειδές σχήμα γύρω από τον πορφυροβλάστη. Στα άκρα της ατράκτου δεν μεταδίδεται η πίεση που δέχεται το πέτρωμα (σκιές πίεσης). Σκιές πίεσης Σκιές πίεσης

Σχέση μεταμόρφωσης - παραμόρφωσης Συντεκτονική κρυστάλλωση Τα ορυκτά του πετρώματος αναπτύσσονται ταυτόχρονα με την επίδραση των παραμορφωτικών τάσεων. Πορφυροβλάστες γρανάτη ή ανδαλουσίτη εμφανίζουν εγκλείσματα με ελικοειδή διάταξη που μοιάζουν με κυλιόμενη χιονόμπαλα. And Grt And Μορφή χιονόμπαλας

Σχέση μεταμόρφωσης - παραμόρφωσης Συντεκτονική κρυστάλλωση Γρανάτες με μορφή χιονόμπαλας

Σχέση μεταμόρφωσης - παραμόρφωσης Μετατεκτονική κρυστάλλωση Τα ορυκτά του πετρώματος αναπτύσσονται μετά την επίδραση των παραμορφωτικών τάσεων και συνήθως έχουν τυχαία διάταξη στο χώρο. Staur Grt Γρανάτης με πυρήνα συντεκετονικό και περιφέρεια μετατεκτονική Η παραμόρφωση συνεχίζει στον πορφυροβλάστη

Σχέση μεταμόρφωσης - παραμόρφωσης Μετατεκτονική κρυστάλλωση Ένα μεταμορφωμένο πέτρωμα είναι δυνατόν να υποστεί μετατεκτονική ανακρυστάλλωση η οποία τείνει να σβήσει κάθε ίχνος παραμορφωτικών γεγονότων. Ο ιστός γίνεται γρανοβλαστικός και αυτή η τροποποίηση ονομάζεται δομική επούλωση, η πιο σταθερή θερμοδυναμικά ιστολογική αλλαγή

Πολυμεταμόρφωση Ένα μεταμορφωμένο πέτρωμα μπορεί να υποστεί διαδοχικά διακριτά μεταμορφωμένα επεισόδια. Τότε μιλάμε για πολυμεταμόρφωση. Η σχέση των ορυκτολογικών και ιστολογικών μεταβολών με τις μικροτεκτονικές τροποποιήσεις βοηθάει στη σχετική χρονολόγηση των μεταμορφικών επεισοδίων.

Πολυμεταμόρφωση α) Μεταγενέστερη είναι αυτή που διακόπτει την πορεία της άλλης. β) Η υφή διατρέχει το ορυκτό αδιατάρακτα άρα δημιουργήθηκε πριν από αυτό. γ) Η υφή παρακάμπτει τα ορυκτά άρα δημιουργήθηκε μετά από αυτά. δ) Η υφή πήρε την τελική της μορφή μετά το σχηματισμό των ορυκτών. ε) Ορυκτά παράλληλα με ειδικές θέσεις της υφής είναι συνήθως συντεκτονικά.