Premenená hornina

Premenená hornina alebo metamorfovaná hornina je hornina, ktorá prekonala štruktúrne, textúrne a minerálne premeny (metamorfózu), ide najmä o pôsobenie litostatického tlaku, tektonický stres (orientované napätie), zvýšenie teploty alebo aj v dôsledku vplyvu chemicky aktívnych roztokov (hlavne H₂O) a plynov (najmä CO₂), ktoré pôsobia pozdĺž styčných plôch medzi zrnami a v intergranulárnych priestoroch. Premenená hornina vznikla z inej, už existujúcej vyvretej, usadenej, alebo staršej premenenej horniny.

Antarktická rula s obsahom granátu (drobné hnedo-oranžové minerály), typického metamorfného minerálu, ktorý vzniká iba pri veľkých teplotách a tlakoch.

Vznik

Metagranit, prechodný typ horniny medzi granitom a ortorulou, predstavuje tlakom a teplotou alterovanú horninu, ktorá obsahuje nové metamorfné minerály a je čiastočne sploštená, takže je aj textúrne odlišná od pôvodného granitu. Vzhľad a zvyšky pôvodných magmatických minerálov však stále umožňujú rozoznať pôvodnú horninu.

Premenené horniny vznikajú pri metamorfóze, teda pri zmene teploty a litostatického tlaku alebo v dôsledku prínosu alebo odnosu chemických látok (tzv. metasomatóza). Medzi metamorfné deje nie je radené zvetrávanie, možno teda povedať, že metamorfóza väčšinou prebieha v podpovrchových podmienkach (výnimkou je kontaktná metamorfóza, ktorú môžu spôsobovať aj povrchové výlevy vulkanických hornín). Metamorfóza má v pôvodnej hornine (protolite) za následok hlavne kompakciu a zníženie porozity pri hlbšom pochovaní a tiež minerálne zmeny, ku ktorým dochádza v dôsledku zmeny rovnovážnych podmienok, keďže minerály sa snažia prispôsobiť svoju kryštálovú štruktúru novým podmienkam energeticky najvhodnejším spôsobom.

Princíp regionálnej metamofózy, preusporiadania pôvodne všesmerne orientovaných minerálov (vľavo) a vznik prednostnej orientácie minerálov v dôsledku pôsobenia tlaku a napätia (vpravo).

Granáty v amfibolitickej rule z ostrova Otrøy v Nórsku.

Rozoznáva sa niekoľko typov metamorfózy. Regionálna (barroviánska) metamorfóza je typická pre oblasti vznikajúcich pohorí, kde dochádza k ponáraniu rozsiahlych horninových celkov do veľkých hĺbok zemskej kôry. Pomerne špecifickým typom hornín sú modré bridlice, ktoré sú typické pre vysokotlakovú a nízkoteplotnú metamorfózu, ku ktorej podľa dnešných predstáv dochádza v subdukčných zónach.

Ku kontaktnej metamorfóze dochádza napr. na styku vulkanických hornín s podložím, alebo pri styku granitických intrúzií s okolitými horninami. V niektorých prípadoch môže byť pôsobenie veľkých plutónov a batolitov natoľko významné, že dochádza až k tzv. periplutonickej metamorfóze, ktorá má charakter regionálnej premeny. V okolí veľkých intruzívnych telies je tiež bežná metasomtóza – proces, pri ktorom dochádza k výmene chemických látok medzi vzájomne sa stýkajúcimi horninami a cirkulujúcimi fluidami (ako sú roztoky a plyny, ktoré sa uvoľňujú z chladnúcich hornín).

Katakláza alebo dislokačná metamorfóza je typ premeny, pri ktorej dochádza pri pomerne krátkych ale prudkých účinkoch silového napätia k deformácii a premene hornín v strižných zónach (duktilná) a na zlomoch (krehká).

Veľmi zriedkavým typom metamorfovaných hornín sú tie, ktoré postihla šoková metamorfóza pri dopadoch kozmických telies alebo pri ľuďmi spôsobených explóziách (napr. explózie atómových zbraní). Pôvodné horniny sú pri týchto dejoch náhle zahriate na veľmi vysokú teplotu a náhle ochladené, vznikajú pri tom vysokoteplotné fázy minerálov napr. kremeňa ako sú stišovit a coesit alebo dokonca i mikroskopické diamanty.

Geológovia v minulosti predpokladali, že všetky premenené horniny majú prekambrický vek, tieto hypotézy však boli neskorším objavením exaktných metód datovania vyvrátené.

Vlastnosti

Bridličnatá vysokopremenená hornina - chloriticko-dolomitický mramor, Švajčiarsko.

Premenené horniny sú typické hlavne bridličnatou textúrou, tá vzniká pri pôsobení orientovaného tlaku. Bridličnatosť vzniká vždy kolmo na pôsobiaci tlak, je dôsledkom zmeny orientácie minerálov ako aj vzniku nových tabuľkovitých. Takýmto horninám, vyznačujúcim sa bridličnatosťou sa hovorí kryštalické bridlice.

Premenené horniny sa vyznačujú obsahom typických horninotvorných minerálov. Medzi takéto patria napr. chlority, spôsobujúce zelenkastú farbu slabo premenených hornín. Medzi ďalšie dôležité metamorfné mienrály patria aluminosilikáty ako sillimanit, cordierit, andaluzit alebo staurolit. Veľmi typické sú minerály skupiny granátu, ako je grosulár, almandín a pyrop, ktoré sú bežné najmä vo viac premenených horninách. V stredne metamorfovaných horninách sú bežné aj minerály skupiny amfibolu ako aktinolit, tremolit, antofylit, glaukofán a iné.

Zákonitý výskyt minerálov v závislosti od teploty a tlaku umožnil vytvorenie schémy tzv. metamorfných fácií, ktoré sú významným znakom pri určovaní premenených hornín.

Klasifikácia

Metamorfované horniny sa najčastejšie klasifikujú na základe minerálneho zloženia pôvodnej horniny (protolitu) a/alebo na základe textúry, ktorá v novej hornine vzniká. Pri premene ílovitých (pelitických) hornín vznikajú fylity, svory a pararuly. Metamorfózou hornín bohatých na kremeň a živce (kyslých), napr. žúl predovšetkým ortoruly, zo kyslích sopčených hornín leptit. Premenou piesčitých sedimentov vznikajú metakvarcity, premenou vápencov mramory. Zo slieňov, hornín na rozhraní medzi vápencami a ílmi vznikajú chloritické a aktinoliticko-chloritické (zelené) bridlice a amfibolity. Zelené bridlice a amfibolity vznikajú aj z bázických vyvrelín podobne ako veľmi vysoko metamorfované granulity a eklogity, ktoré obsahujú granát a pyroxén. Premenenou ultrabázických hornín vznikajú serpentinity a mastencové bridlice.

Niekedy sa môžu rozoznávať i na základe druhu metamorfózy na premenené horniny vzniknuté pri kontaktnej, šokovej, kataklastickej metamorfóze a hlavne premenené horniny vzniknuté pri regionálnej (barroviánskej) metamorfóze (kryštalické bridlice).

Pri kontaktnej metamorfóze vznikajú kontaktné rohovce a porcelanity. Metasomatóza spôsobuje vznik hornín ako sú skarny a erlány. V dôsledku šokovej metamorfźy vznikajú tektity. Katakláza na zlomoch má za následok vznik kataklazitov, mylonitov a tachylitov.

Ekonomický význam

Pri procesoch premeny hornín vznikajú niekedy ložiská nerastných surovín, napr. skarny zvyknú byť obohatené napr. o rudy železa, inokedy sa jestvujúce ložiská znehodnocujú. Príkladom je vyháranie uhoľných slojov na styku s vulkanitmi, známe napr. z Čiech.

Iné projekty

Commons

• Commons ponúka multimediálne súbory na tému Premenená hornina

Portál vied o Zemi