Micaschist 1

Share to

Μεταμορφωσιγενή Φυσικά Πετρώματα

ΠΗΓΗ

ΕΚΔΟΣΕΙΣ
ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΜΑΡΜΑΡΟ

Φαβιέρου 24-26
Τ.Κ. 104 38 Αθήνα
Τηλ: 210 5241394
Fax: 210 5246628

METAMOPΦΩΣΙΓΕΝΗ ΠETPΩMATA

Πώς ταξινομούνται τα γνήσια μάρμαρα, οι σχιστόλιθοι και τα άλλα μεταμορφωσιγενή πετρώματα

Τα μεταμορφωμένα ή κρυσταλλοσχιστώδη πετρώματα προήλθαν από την καθολική ή τη μερική μεταμόρφωση προϋπαρχόντων ιζηματογενών ή εκρηξιγενών πετρωμάτων.

Πιο συγκεκριμένα όταν το μητρικό πέτρωμα βρέθηκε υπό την επίδραση μεταμορφωγενετικών παραγόντων, όπως είναι οι πολύ υψηλές πιέσεις, οι μεγάλες θερμοκρασίες, η επίδραση αερίων και θερμών διαλυμάτων ή συνδυασμός των προηγουμένων, υπέστη μεταμόρφωση, δηλαδή σειρά φυσικών και γεωχημικών μεταβολών. Οι μεταβολές αυτές απαίτησαν χρόνο γεωλογικών αιώνων για να ολοκληρωθούν και ήταν πιο έντονες, δηλαδή ο βαθμός μεταμόρφωσης του πετρώματος ήταν εντονότερος, στις περιπτώσεις που το μητρικό πέτρωμα βρέθηκε για περισσότερο χρόνο υπό την επίδραση αυτών των μεταμορφωγενετικών παραγόντων.

Με τη μεταμόρφωση επήλθε μεταβολή του ιστού του μητρικού πετρώματος, καθώς και ανακρυστάλλωση των πετρογενετικών του ορυκτών που συνοδεύτηκε σε πολλές περιπτώσεις και με σχηματισμό νέων ορυκτολογικών συστατικών.

Η μεταμόρφωση των πετρωμάτων μπορεί να διακριθεί σε τρεις βασικές κατηγορίες:

  • Καθολική μεταμόρφωση, όταν ένας ολόκληρος ιζηματογενής σχηματισμός υπέστη μεταμόρφωση. Σε τέτοιες περιπτώσεις μπορεί να είναι διακριτές και επιμέρους ζώνες της καθολικής μεταμόρφωσης (άνω, μεσαία και κάτω ζώνη), στις οποίες ο βαθμός μεταμόρφωσης αυξάνει από την άνω προς την κάτω ζώνη. Συνήθως, στην κάτω ζώνη έλαβε χώρα ο σχηματισμός των μαρμάρων.
  • Δυναμική μεταμόρφωση ή δυναμομεταμόρφωση που οφείλεται στις πιέσεις που αναπτύχθηκαν κατά τις ορογενέσεις. Η μεταμόρφωση αυτή έλαβε χώρα συνήθως σε μικρά βάθη και δεν έχει προκαλέσει φαινόμενα ανακρυστάλλωσης στη μάζα των μητρικών πετρωμάτων.
  • Μεταμόρφωση επαφής, που οφείλεται στη διείσδυση μάγματος σε διάφορα πετρώματα. Το μάγμα, λόγω των μεγάλων πιέσεων που αναπτύχθηκαν, των υψηλών θερμοκρασιών και της έκλυσης αερίων ή υπέρθερμων διαλυμάτων, προκάλεσε μεγάλες μεταβολές στη δομή των γειτονικών σ’ αυτό πετρωμάτων. Υπάρχουν περιπτώσεις όπου η διείσδυση του μάγματος προκάλεσε τήξη του γειτνιάζοντος πετρώματος με αποτέλεσμα μετά τη στερεοποίηση του τήγματος να δημιουργηθούν νέα μεταμορφωμένα πετρώματα που ονομάζονται μιγματίτες.

Τα χαρακτηριστικά των μεταμορφωσιγενών πετρωμάτων

Τα μεταμορφωμένα πετρώματα, όπως και τα εκρηξιγενή, βρίσκονται στη θέση που σχηματίστηκαν. Τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα αυτών των πετρωμάτων είναι:

  • ο σχιστοφυής τους ιστός, που οφείλεται στην παράλληλη και κατά στρώσεις διάταξη των ορυκτολογικών τους μονάδων λόγω των μεγάλων πιέσεων που αναπτύχθηκαν κατά τη φάση της μεταμόρφωσης
  • η έντονη κρυσταλλική τους ανάπτυξη
  • η μεγαλύτερη κατά κανόνα πυκνότητά τους έναντι των εκρηξιγενών.

Η κατάταξη των μεταμορφωσιγενών πετρωμάτων

Τα μεταμορφωμένα πετρώματα μπορούν να διακριθούν σε δύο βασικές ομάδες:

  • Σε πετρώματα που παρουσιάζουν σαφή σχιστότητα. Εδώ κατατάσσονται πετρώματα στη σύσταση των οποίων συμμετέχουν:
    • α) ανθρακικά ορυκτά, όπως είναι τα μάρμαρα
    • β) πυριτικά ορυκτά και χαλαζίας, όπως είναι οι σχίστες, οι φυλλίτες, οι σχιστόλιθοι και οι γνεύσιοι
  • Σε πετρώματα συμπαγή, χωρίς έντονη σχιστότητα, στη σύσταση των οποίων συμμετέχουν:
    • α) ανθρακικά ορυκτά, όπως είναι τα μάρμαρα και τα δολομιτικά μάρμαρα
    • β) χαλαζίας και άλλα πυριτικά ορυκτά, όπως είναι οι χαλαζίτες, οι σερπεντινίτες, οι αμφιβολίτες κ.ά.

Τα μάρμαρα είναι κρυσταλλοσχιστώδη πετρώματα που προήλθαν από τη μεταμόρφωση ανθρακικών ή δολομιτικών ιζημάτων και ασβεστόλιθων. Στο πρώτο στάδιο της μεταμόρφωσης των ασβεστόλιθων προέκυψαν οι κρυσταλλικοί ασβεστόλιθοι που με την περαιτέρω μεταμόρφωσή τους έδωσαν τα μάρμαρα.

Η αρχική σύσταση των ασβεστόλιθων από τους οποίους προήλθαν τα μάρμαρα, καθώς και ο βαθμός της μεταμόρφωσής τους είναι οι κυριότεροι παράγοντες με βάση τους οποίους τα μάρμαρα διακρίνονται σε ποιότητες.

Γενικά, τα μάρμαρα είναι μονόμικτα πετρώματα, δηλαδή συνίστανται από ένα και μόνο ορυκτό, τον ασβεστίτη. Όταν το πέτρωμα περιέχει δολομίτη καλείται δολομιτικό μάρμαρο. Στην περίπτωση που ο ασβεστόλιθος, από τη μεταμόρφωση του οποίου προέκυψε το μάρμαρο, ήταν πλούσιος σε αργιλικά υλικά τότε το μάρμαρο που προέκυψε συνοδεύεται και από μαρμαρυγία (μοσχοβίτη) και καλείται σιπολλίνης.

Τα μάρμαρα έχουν, ως επί το πλείστον, λευκό – ημίλευκο χρώμα, μερικές φορές, όμως, και μαύρο, πρασινωπό, ερυθρό κ.λπ., ενώ στις περισσότερες περιπτώσεις παρουσιάζουν αποχρώσεις κατά ζώνες. Το μαύρο χρώμα των μαρμάρων οφείλεται συνήθως στην παρουσία οργανικών ουσιών ή σιδηροξειδίων ή μαγγανιούχων οξειδίων.
Τα μάρμαρα έχουν αντοχή στη θλίψη που κυμαίνεται μεταξύ 400 – 1.200 kgr/cm2 .

Διευκρινίζεται ότι ο πετρογραφικός όρος μάρμαρο δεν πρέπει να συγχέεται με τον τεχνικό όρο “μάρμαρο”, που αποδίδεται σε κάθε πέτρωμα που με στίλβωση δίνει λείες επιφάνειες για διακόσμηση.

Οι σχίστες. Με τον όρο σχίστης χαρακτηρίζονται τα πετρώματα που παρουσιάζουν τα εξής βασικά χαρακτηριστικά:

  • σαφή σχιστότητα
  • λεπτότατα ορυκτολογικά συστατικά που διακρίνονται με τη βοήθεια φακού

Οι σχίστες είναι συνήθως προϊόντα του πρώτου στάδιου μεταμόρφωσης αργίλων και πηλών. Μερικές φορές, όμως, προέρχονται και από τη μεταμόρφωση βασαλτών ή άλλων πετρωμάτων.

Διακρίνονται σε διάφορους τύπους, όπως σχίστες που χρησιμοποιούνται σε στέγες, σχίστες-άβακες (οι παλιές σχολικές πλάκες) κ.ά.
Στους σχίστες, τα φυλλώδη ορυκτά έχουν διάταξη παράλληλη στην οποία οφείλεται και η σαφής σχιστοφυής όψη του πετρώματος. Το χρώμα τους ποικίλλει και μπορεί να είναι μαύρο, γκρίζο, πρασινόφαιο, ερυθρωπό κ.λπ. Οι σχίστες με περαιτέρω μεταμόρφωση έδωσαν τους φυλλίτες.

Οι φυλλίτες είναι πετρώματα μεταμόρφωσης της άνω ζώνης, κυρίως ιζηματογενών πετρωμάτων και ιδιαίτερα αργιλικών σχιστολίθων, των οποίων αποτελούν το πρώτο στάδιο της μεταμόρφωσης. Kύρια ορυκτολογικά συστατικά των φυλλιτών είναι ο χαλαζίας και ο μαρμαρυγίας (σερικίτης). Oι φυλλίτες έχουν συνήθως χρώμα μαύρο, καστανό, φαιό ή πράσινο. Το μαύρο χρώμα τους οφείλεται στην παρουσία ανθρακούχων ουσιών.

Οι σχιστόλιθοι είναι κρυσταλλοσχιστώδη πετρώματα, τα οποία έχουν υποστεί έντονα την επίδραση της μεταμόρφωσης (σχιστοφυής όψη), καθώς σχηματίστηκαν, κυρίως, στη μεσαία και στην κάτω ζώνη της καθολικής μεταμόρφωσης. Το όνομα σχιστόλιθος, άλλωστε, προέρχεται από την ιδιότητα που παρουσιάζει το πέτρωμα να σχίζεται σε πλάκες. Γενικά, οι σχιστόλιθοι, όπως και οι γνεύσιοι, είναι τα κατεξοχήν κρυσταλλοσχιστώδη πετρώματα που συμμετέχουν στη δομή μιας μεταμορφωσιγενούς περιοχής.

Οι δομικές μονάδες των σχιστόλιθων έχουν, γενικά, μέγεθος μικρότερο από εκείνο των γνευσίων και μεγαλύτερο από τους σχίστες και φυλλίτες. Oι χονδρόκοκκοι σχιστόλιθοι μοιάζουν με τους γνεύσιους, πλην όμως διακρίνονται απ’ αυτούς από την απουσία ή παρουσία μικρού ποσοστού αστρίων, ενώ οι λεπτόκοκκοι σχιστόλιθοι συγχέονται με τους σχίστες και φυλλίτες.

Υπάρχουν πολλοί τύποι σχιστόλιθων, που χαρακτηρίζονται γεωλογικά από το επικρατέστερο ορυκτολογικό τους συστατικό, όπως για παράδειγμα μαρμαρυγιακοί, χαλαζιακοί, αμφιβολιτικοί σχιστόλιθοι κ.λπ. Σχιστόλιθοι πλούσιοι σε ασβεστίτη ή δολομίτη συνοδεύουν συνήθως κρυσταλλικούς ασβεστόλιθους (μάρμαρα) και ονομάζονται ασβεστολιθικοί σχιστόλιθοι.

Από τα ορυκτολογικά συστατικά των σχιστολίθων ο χαλαζίας απαντάται σε λεπτές στρωσιγενείς παρεμβολές, το πάχος των οποίων ποικίλλει. Εξάλλου, τα φυλλάρια των μαρμαρυγιών παρουσιάζουν στρωσιγενή διάταξη παράλληλα με τη διεύθυνση που σχίζεται το πέτρωμα. Οι μαρμαρυγιακοί σχιστόλιθοι συνίστανται κυρίως από χαλαζία και μαρμαρυγία και διακρίνονται από τους φυλλίτες μόνο από το μέγεθος των δομικών τους μονάδων. Στους σχιστόλιθους αυτούς, ο μαρμαρυγίας μπορεί να είναι μοσχοβίτης, βιοτίτης, παραγωνίτης (νατριούχος μαρμαρυγίας) ή σερικίτης (ένυδρος μοσχοβίτης).

Οι μαρμαρυγιακοί σχιστόλιθοι προέρχονται κυρίως από μεταμόρφωση ψαμμιτών, πηλιτών, αργίλων, παλαιών τόφφων και εκρηξιγενών πετρωμάτων γρανιτοειδούς ή πορφυριτικού ιστού.

Οι χλωριτικοί, οι κεροστιλβικοί και οι επιδοτιτικοί σχιστόλιθοι προέρχονται κυρίως από βασικά εκρηξιγενή πετρωμάτα, κυρίως περιδοτίτες.

Οι γραφιτικοί σχιστόλιθοι προέρχονται από τη μεταμόρφωση ανθρακούχων ιζημάτων.

Οι γνεύσιοι είναι σχιστώδη μεταμορφωμένα πετρώματα, η ορυκτολογική σύσταση των οποίων μοιάζει με αυτή των γρανιτών. Μερικές φορές η ορυκτολογική σύσταση των γνευσίων μοιάζει με τη σύσταση άλλων εκρηξιγενών πετρωμάτων γρανιτοειδούς ιστού. ‘Ετσι, ανάλογα με την ορυκτολογική σύσταση των γνευσίων σε συνδυασμό με εκείνη των εκρηξιγενών πετρωμάτων από τα οποία προήλθαν, διακρίνονται σε: γρανιτικούς γνευσίους, συηνιτικούς γνευσίους, διοριτικούς γνευσίους κ.λπ.

Oι γνεύσιοι γενικά διακρίνονται σε:

  • ορθογνεύσιους, που προέρχονται από τη μεταμόρφωση προϋπαρχόντων πυριγενών πετρωμάτων
  • παραγνεύσιους, που προέρχονται από τη μεταμόρφωση ιζηματογενών πετρωμάτων

H διάκριση των ορθογνεύσιων από τους παραγνεύσιους, εκτός από τη μικροσκοπική μεθόδο, μπορεί να γίνει και με χημική ανάλυση. ‘Ετσι, στους ορθογνεύσιους, η χημική ανάλυση δίνει σταθερή περιεκτικότητα πετρογενετικών οξειδίων, ανάλογη με τη μέση περιεκτικότητα των αντίστοιχων εκρηξιγενών πετρωμάτων. Αντίθετα, η χημική ανάλυση των παραγνεύσιων δε δίνει σταθερή περιεκτικότητα πετρογενετικών οξειδίων.

Τα ορυκτολογικά συστατικά των γνευσίων είναι κυρίως χαλαζίας, άστριοι, μαρμαρυγίες, κεροστίλβη, αυγίτης κ.λπ. H άφθονη παρουσία αστρίων, που είναι εμφανείς σε μακροσκοπική εξέταση, χαρακτηρίζει τους περισσότερους γνεύσιους και τους διαχωρίζει από τους σχιστόλιθους.

Γενικά, οι γνεύσιοι είναι πετρώματα της κάτω ζώνης μεταμόρφωσης γι’ αυτό και παρουσιάζουν το μέγιστο βαθμό της μεταμόρφωσης.
Ανάλογα με το επικρατέστερο ορυκτολογικό τους συστατικό διακρίνονται σε διάφορους τύπους, όπως βιοτιτικοί, αμφιβολιτικοί, πυροξενικοί γνεύσιοι κ.λπ.

Oι γνεύσιοι χρησιμοποιούνται για δομικές εφαρμογές, όπως και οι γρανίτες, η σχιστότητά τους, όμως, υποβιβάζει σε πολλές περιπτώσεις την ποιότητά τους ως δομικών υλικών έναντι των γρανιτών.

Οι χαλαζίτες είναι κρυσταλλοσχιτώδη πετρώματα τα οποία προέρχονται από τη μεταμόρφωση χαλαζιακών ψαμμιτών. Tα πετρώματα αυτά είναι συνήθως συμπαγή και πολύ σκληρά (σκληρότητα χαλαζία 7). Οι χαλαζίτες δημιουργούν συνήθως επιφάνεια θραύσης κογχώδη και δεν παρουσιάζουν τη σχιστοφυή όψη των μεταμορφωμένων πετρωμάτων. Πολλές φορές, πάλι, παρουσιάζουν μορφή αδρομερούς χαλαζιακού ψαμμίτη, οι κόκκοι του οποίου είναι συγκολλημένοι με πυριτική ύλη.

Στην περίπτωση που οι χαλαζίτες προέρχονται από μεταμόρφωση αργιλικών ψαμμιτών, αυτοί συνοδεύονται από μαρμαρυγίες, η παρουσία των οποίων οφείλεται στη μεταμόρφωση των εν αναμίξει αργιλικών προϊόντων του ψαμμίτη.

Οι χαλαζίτες αυτοί, λόγω της παρουσίας των μαρμαρυγιών και της ασθενούς σχιστότητας του πετρώματος, της οποίας η όψη τονίζεται εκ του προσανατολισμού των μαρμαρυγιακών φυλλιδίων, καλούνται χαλαζιτικοί σχιστόλιθοι και παρουσιάζουν ομοιότητα με τους μαρμαρυγιακούς σχιστόλιθους.

Οι χαλαζίτες, μερικές φορές, προέρχονται και από τη μεταμόρφωση αστριούχων ψαμμιτών (αρκόζες) και καλούνται αρκοζικοί χαλαζίτες ή αρκοζίτες.

Τα πετρώματα των χαλαζιτών έχουν συνήθως χρώμα ερυθρωπό ή λευκό. Οι ερυθροί χαλαζίτες οφείλουν το χρώμα τους στην παρουσία οξειδίων του σιδήρου, ενώ οι λευκοί χαλαζίτες στερούνται σιδηρούχων οξειδίων.

Αλλα μεταμορφωμένα πετρώματα είναι οι σερπεντινίτες, οι αμφιβολίτες, οι πρασινόλιθοι, καθώς και η σμύριδα.

 

Μερικές διευκρινίσεις για τους σχιστόλιθους

Στην αγορά διακοσμητικών πετρωμάτων, ως σχιστόλιθοι χαρακτηρίζονται πολλά πετρώματα που έχουν ως κοινό τους χαρακτηριστικό το ότι σχίζονται σχετικά εύκολα σε πλάκες (σχιστόπλακες). Έτσι ως σχιστόλιθοι, με την εμπορική έννοια του όρου, χαρακτηρίζονται πετρώματα με καλή σχιστότητα, όπως οι σχίστες (slates), ορισμένοι γνεύσιοι και φυλλίτες, ορισμένοι ασβεστόλιθοι και ασβεστολιθικοί σχιστόλιθοι (calk – schists), χαλαζίτες, καθώς και λεπτόκκοκα πυροκλαστικά πετρώματα.

Στη γεωλογική ορολογία, ως σχιστόλιθος (schist) χαρακτηρίζεται κάθε σχιστοφυές ισχυρά μεταμορφωμένο πέτρωμα που συνίσταται από τα ορυκτά μοσχοβίτη, χλωρίτη, χαλαζία και άλλα τυπικά ορυκτά που είναι διατεταγμένα σε σχεδόν παράλληλη διάταξη λόγω της ισχυρής μεταμόρφωσης.

Επίσης στην ομάδα των σχιστολίθων κατατάσσονται και οι σχίστες (slates), τα λεπτόκοκκα δηλαδή αργιλώδη πετρώματα, πολύ χαμηλού έως χαμηλού βαθμού μεταμόρφωσης, που λόγω παράλληλης διάταξης των κρυστάλλων τους, ιδιαίτερα των κρυστάλλων μαρμαρυγία, παρουσιάζουν μια πολύ καλή σχιστότητα παράλληλα προς ένα συγκεκριμένο επίπεδο και σχίζονται σε πλάκες λεπτού πάχους και μεγάλης σχετικά επιφάνειας που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην κάλυψη στεγών.

Στην ίδια ομάδα κατατάσσεται και το γνωστό ιταλικό πέτρωμα ardesia, που είναι ένας ανθρακούχος σχιστόλιθος. Τα τελευταία αυτά πετρώματα είναι διαφορετικά από τους σχετικά συμπαγείς ιζηματογενείς αργιλικούς σχιστόλιθους (shales) που προέρχονται από τη διαγένεση στρωμάτων αργίλων και πηλών και κατά κανόνα παρουσιάζουν σχιστότητα παράλληλα προς το επίπεδο της στρώσης τους (επίπεδο ιζηματογένεσης).