Le rocce sono divise in tre tipi di base in base a come si formano. Rocce ignee come granito e basalto cristallizzano mentre si raffreddano da uno stato fuso, chiamato magma. Le rocce sedimentarie possono formarsi da frammenti erosi di rocce più vecchie, dai resti di organismi o dall'evaporazione di acqua ricca di sostanze chimiche. Il terzo tipo di roccia maggiore è metamorfico, il che significa che le rocce sono state modificate. Le rocce metamorfiche, compresi lo gneiss e il marmo, cambiano quando il calore e la pressione estremi provocano cambiamenti di minerali attraverso la ricristallizzazione. Molte rocce metamorfiche sembrano essere stratificate, un effetto chiamato foliazione.

Metamorfismo e minerali

Quando qualsiasi tipo di roccia è esposto ad alta temperatura, alta pressione o entrambi, i grani minerali della roccia tendono a modificare. L'alta pressione associata alla sepoltura profonda causa la migrazione degli atomi lungo e attraverso i contatti da grano a fiore. Questa migrazione consente ai grani minerali di cambiare forma. Quando i minerali presenti sono instabili a temperatura ambiente e pressione, gli atomi migratori possono combinarsi per formare minerali che non erano presenti nella roccia originale. Questi cambiamenti microscopici nella forma minerale e nella chimica si verificano anche se la roccia non si scioglie.

La foliazione osservata nelle rocce metamorfiche è un allineamento preferenziale dei cristalli minerali, ad esempio come un foglio minerali come micas (muscovite e biotite) e minerali argillosi. Questo allineamento crea una cruda stratificazione in rocce debolmente o moderatamente metamorfosate come ardesia e scisto. In gneiss, la roccia metamorfica risultante dalla più alta temperatura e pressione, grani minerali più grandi segregano in una caratteristica fasciatura o stratificazione. La foliazione è una caratteristica identificativa di alcune, anche se non tutte, rocce metamorfiche.

Causa della foliazione

Tutte le rocce sono sotto pressione a causa della sepoltura. Questa pressione di confinamento aumenta in proporzione alla profondità della sepoltura. A grandi profondità, la pressione è sufficiente a causare ricristallizzazione lungo i bordi dei grani, ma poiché la pressione di confinamento è la stessa in tutte le direzioni, i grani minerali coltivati ​​in queste condizioni di stress uniforme non hanno una direzione di crescita preferenziale. Una roccia che ricristallizza in queste condizioni consisterà in grani orientati casualmente.

Se la roccia sottoposta a metamorfismo si trova in condizioni di stress direzionale, come potrebbe accadere dove due placche tettoniche si scontrano, la pressione non è uguale in tutte le direzioni. In questi casi, i grani minerali molli tendono ad appiattirsi perpendicolarmente alla direzione della pressione massima. Ancora più importante, i grani minerali ricristallizzati che crescono in un ambiente a pressione differenziale hanno maggiori probabilità di sviluppare forme che si allineano con le dimensioni più lunghe perpendicolarmente alla direzione della pressione massima. L'allineamento dei grani si traduce in una trama a strati. Ciò significa che per formare rocce metamorfiche foliate è necessario uno stress differenziale correlato a pressioni diverse in direzioni diverse.

Rocce metamorfiche nonfoliate

Non tutte le rocce metamorfiche sono foliate. Alcune rocce metamorfiche risultano dalla "cottura" per l'intrusione di corpi di magma. Queste rocce metamorfiche di contatto non mostrano generalmente la foliazione perché la pressione è quasi uguale in tutte le direzioni.

Un'altra causa delle rocce metamorfiche nonfoliate è una roccia madre omogenea. Le rocce foliated generalmente si sviluppano da rocce madri contenenti minerali multipli o da miscele di diversi tipi di rocce. Le rocce metamorfiche non foliate e la quarzite si sviluppano in condizioni di stress differenziale quando le rocce originali sono relativamente pure e non sviluppano nuovi tipi di minerali per sviluppare la foliazione.