Metamorfovaná hornina je typ horniny, ktorá bola zmenená extrémnym teplom a tlakom. Názov vychádza zo gréckych slov meta (zmena) a morph (tvar) – ide teda o horninu, ktorej pôvodná stavba, minerálne zloženie alebo textura boli pozmenené bez toho, aby sa hornina roztavila.

Vznik a podmienky metamorfózy

Pôvodná hornina sa zahreje (zvyčajne nad ~150–200 °C) a súčasne pôsobí zvýšený tlak (napríklad približne (1500 barov) alebo menšie hodnoty pri dlhodobom nízkonásobnom zvyšovaní tlaku). Tieto podmienky vedú k fyzikálnym a chemickým zmenám – minerály sa prekryštalizujú, vznikajú nové minerály stabilnejšie pri daných podmienkach a mení sa textúra horniny. Pôvodnou (protolithovou) horninou môže byť sedimentárna hornina, vyvretá hornina alebo dokonca staršia metamorfovaná hornina.

Pod zemským povrchom je tlak a teplota bežne vyššia než na povrchu. V koreni horského reťazca alebo v okolí sopky môžu tieto sily výrazne presiahnuť normálne geotermálne podmienky a spôsobiť rozsiahlu premeny vrstiev a minerálov (minerálov, ktorých sú zložené). Horniny vystavené takýmto vplyvom často získajú pokrivený, stlačený alebo „vrásnený“ vzhľad, akoby ich niečo skrútilo a prehrialo.

Typy metamorfózy

  • Regionálna metamorfóza – prebieha na veľkých plochách pri zvyšovaní tlaku a teploty počas orogenézy (vznik horských pásiem). Typicky vytvára foliované horniny ako bridlice, ruly alebo pruhované gnajsy.
  • Kontaktna (termálna) metamorfóza – vzniká pri ohrievaní skalného rádu magmatickým telesom; pôsobí hlavne teplo, menej tlak, výsledkom sú často nemembrané (nefoliované) horniny alebo keramické textúry v okolí žíl a žúrb.
  • Hydrotermálna metamorfóza – spôsobená horúcimi minerálnymi roztokmi (fluida môžu meniť chemické zloženie hornín – metasomatizmus).
  • Kontaktno-regionálna kombinácia – kombinácia zvýšeného tlaku a lokálne silného ohrievania pri magmatizme.
  • Dynamicická (tlaková) metamorfóza – pri tektonických zónach posunov (nárast deformácie pri relatívne nízkych teplotách), typicky silné mechanické pretvorenie minerálov.

Textúry, minerály a stupne metamorfózy

Metamorfóza často vytvára charakteristické textúry:

  • Foliácia / škrtnatosť – usporiadanie plochých minerálov (napr. živce, siričkany) do vrstiev; vedie k vzniku bridlíc, rúl a bridlicovitých štruktúr.
  • Schistosita – lesklé vrstvy šupinatých minerálov (napr. škvrny mika) v strednom stupni metamorfózy.
  • Gnejsové vrstvenie – segregácia svetlých a tmavých minerálov do širokých pásov pri vyšších stupňoch metamorfózy.
  • Porfyroblastická textúra – vznik veľkých kryštálov (porfyroblastov, napr. granát, glaukofán) v jemnejšej matrici.

Pri raste nových minerálov sa často objavujú tzv. indexové minerály (napr. biotit, granát, staurolit, kyanit, sillimanit), ktoré pomáhajú určiť stupeň metamorfózy (nízky, stredný, vysoký stupeň) a tlakovo-teplotné podmienky.

Príklady metamorfovaných hornín

  • Mramor je metamorfovaná hornina, ktorá vznikla z vápenca.
  • Bridlica je metamorfovaný bahnitý kameň alebo bridlica.
  • Kremenec je metamorfovaný pieskovec.

Detailnejšie o uvedených príkladoch

Mramor vzniká keď vápenec prejde rekryštalizáciou – malé zrnka uhličitanu vápenatého sa spájajú a tvoria väčšie kryštály kalkcitu alebo dolomitu. Mramor je pevný, často ľahko leštiteľný a používa sa v stavebníctve, architektúre a sochárstve.

Bridlica (v širšom zmysle) je výsledkom nízkeho až stredného stupňa metamorfózy bahnitých sedimentov. Má výraznú vrstvenosť (splývavosť), ktorá umožňuje rozdeliť ju na tenké štíhľavé vrstvy – preto je tradične používaná na strešné krytiny, tabuľky a dlažby.

Kremenec (kvarcit) vzniká z premeneného pieskovca, keď sa zrnka kremeňa zvaria do veľmi súvislej, odolnej štruktúry. Kvarcit je tvrdý, odolný voči opotrebeniu a často sa využíva ako drvený kameň do stavebných materiálov alebo ako dekoratívny kameň.

Dôležité dôsledky metamorfózy

Rekryštalizácia minerálov pri zahriatí spravidla spôsobuje zničenie všetkých fosílií, ktoré mohli horniny obsahovať. Metamorfované horniny menia svoju chemickú a fyzikálnu stabilitu a často sa stávajú zdrojom ekonomicky cenných minerálov (napr. rudy, drahokamy, skalné krytiny). Ich štúdium pomáha geológom porozumieť geodynamickým procesom, histórii horských pásiem a tlakovoteplotným podmienkam v zemskej kôre.

Krátke zhrnutie

Metamorfované horniny vznikajú premenou existujúcich hornín pôsobením zvýšeného tepla, tlaku a chemických vplyvov. Výsledkom sú nové minerály, textúry a vlastnosti – od litrálneho mramoru cez foliovanú bridlicu až po tvrdý kremenec. Typ metamorfózy, vzniknuté minerály a textúra závisia od pôvodnej horniny, intenzity a dĺžky pôsobenia metamorfujúcich podmienok a prítomnosti fluid.