Metamorfe gesteenten

Veranderend gesteente

Metamorfose betekent 'verandering'. In de geologie verstaan we onder metamorfose: de verandering van de mineralen en/of de structuur en/of de chemische samenstelling van gesteenten. Een extra voorwaarde is dat het gesteente in vaste toestand blijft. Smelten is dus geen metamorfose. Gesteenten bestaan uit één of meer soorten mineralen en bevatten bijna altijd wel een beetje water. In dit water kunnen verschillende stoffen en zouten zijn opgelost. De mineralen zijn samen stabiel bij de temperatuur, de druk en de watersamenstelling waarbij het gesteente werd gevormd. Door allerlei oorzaken kunnen de temperatuur, de druk en/of de samenstelling van het water veranderen. Zo'n verandering kan zo ver gaan dat de mineralen niet meer stabiel zijn. De mineralen zullen zich moeten aanpassen aan of herschikken naar de nieuwe omstandigheden. Dit kan betekenen dat nieuwe mineralen gaan groeien of dat bestaande mineralen een andere samenstelling krijgen. Het resultaat is een metamorf gesteente.

Wat is geen metamorfose?

Niet iedere verandering van een gesteente valt onder metamorfose. Verwering, bijvoorbeeld, is een ander proces. Ook het begin van de gesteentevorming uit een sediment is geen metamorfose. Dat proces, bijvoorbeeld de verharding van strandzand tot een zandsteen door bedekking met nieuwe lagen sediment, heet diagenese ('gesteentevorming'). De grens tussen diagenese en metamorfose is niet scherp te trekken. In de meeste gevallen ligt die grens zo rond de 150°C.

Veranderende omstandigheden

Metamorfose treedt op bij verandering van temperatuur, druk en/of watersamenstelling. Er zijn verschillende oorzaken voor deze veranderingen aan te wijzen. Zo kan bijvoorbeeld een heet magma binnendringen in een ander gesteente van veel lagere temperatuur. Door de grote warmteverschillen wordt het door magma omgeven gesteente vervolgens 'opgebakken'. Dit noemen we contactmetamorfose. Verandering van temperatuur en druk kan ook over een veel groter gebied plaatsvinden, bijvoorbeeld bij gebergtevorming. Dit heet regionale metamorfose. Nemen temperatuur en druk toe, dan ontstaat prograde metamorfose. Bij daling van temperatuur en druk spreken we van retrograde metamorfose. Verandering van de samenstelling van het water in het gesteente kan zowel bij contact- als bij regionale metamorfose optreden. Bij contactmetamorfose kan bijvoorbeeld water uit het magma het omringende gesteenten binnendringen. Bij regionale metamorfose kan water worden verdreven uit diepere gesteenten en in andere gesteenten binnendringen.

Marmer uit kalksteen

Voorbeelden van metamorfe gesteenten ontstaan bij stijging van temperatuur en druk, zijn: marmer, ontstaan door metamorfose van kalksteen (zelf bijvoorbeeld weer door diagenese ontstaan uit een kalkmodder); kwartsiet, door metamorfose ontstaan uit een kwartsrijke zandsteen; leisteen, ontstaan uit een klei of kleisteen. Een mooi voorbeeld van een metamorf gesteente ontstaan bij daling van temperatuur en druk, is serpentiniet. Het ontstaat uit een ultramafisch gesteente door omzetting van olivijn en pyroxeen in serpentijn. Hiervoor is dan wel nodig dat water in het gesteente kan binnendringen.

Serpentiniet