Batuan metamorf
Batuan metamorf (atau batuan malihan) adalah salah satu kelompok utama batuan yang merupakan hasil transformasi atau ubahan dari suatu tipe batuan yang telah ada sebelumnya, protolith, oleh suatu proses yang disebut metamorfisme, yang berarti "perubahan bentuk". Batuan asal atau protolith yang dikenai panas (lebih besar dari 150 °Celsius) dan tekanan ekstrem (1500 bar), akan mengalami
perubahan fisika dan/atau kimia yang besar. Protolith dapat berupa batuan sedimen, batuan beku, atau batuan metamorf lain yang lebih tua.
Batuan metamorf membentuk bagian yang cukup besar dari kerak bumi dan diklasifikasikan berdasarkan tekstur, selain juga oleh susunan mineral dan susunan kimianya (fasies metamorfik). Batuan jenis ini dapat terbentuk secara mudah akibat berada dalam kedalaman tinggi, mengalami suhu tinggi dan tekanan besar dari lapisan batuan di atasnya. Mereka dapat terbentuk dari proses tektonik
seperti tabrakan benua, yang menyebabkan tekanan horisontal, gesekan dan distorsi. Mereka juga terbentuk ketika batuan terpanaskan oleh intrusi dari batuan cair dan panas yang disebut magma dari interior bumi. Studi tentang batuan metamorf (yang sekarang tersingkap di permukaan bumi akibat erosi dan pengangkatan) memberikan informasi tentang suhu dan tekanan yang terjadi pada kedalaman yang besar
dalam kerak bumi. Beberapa contoh batuan metamorf adalah slate, filit, sekis, gneis, dan lain-lain.
Mineral metamorfik adalah mineral yang terbentuk hanya pada suhu dan tekanan tinggi terkait dengan proses metamorfosis. Mineral ini, yang dikenal sebagai mineral- mineral indeks, termasuk silimanit, kyanit, staurolit, andalusit, dan beberapa garnet.
Mineral lainnya, seperti olivin, piroksen, ampibol, mika, feldspar, dan kuarsa dapat ditemukan dalam batuan metamorf, tetapi belum tentu merupakan hasil dari proses metamorfisme. Mineral ini terbentuk selama kristalisasi batuan beku. Mereka stabil pada suhu dan tekanan tinggi yang secara kimia tidak berubah ketika selama terjadinya proses metamorfisme. Namun, semua mineral stabil hanya
dalam batas-batas tertentu, dan adanya beberapa mineral dalam batuan metamorf menunjukkan perkiraan suhu dan tekanan dimana mereka terbentuk.
Perubahan ukuran partikel batuan selama proses metamorfisme disebut rekristalisasi. Misalnya, kristal kalsit kecil pada batugamping berubah menjadi kristal yang lebih besar di marmer pada batuan metamorf, atau dalam batupasir yang termetamorfosis, rekristalisasi dari kuarsa asal butir-butir pasir menghasilkan kuarsit yang sangat kompak, atau biasa disebut dengan metakuarsit, dimana
kristal kuarsa yang lebih besar biasanya saling bertautan. Baik suhu maupun tekanan yang tinggi berkontribusi terhadap rekristalisasi. Temperatur yang tinggi memungkinkan atom dan ion dalam kristal padat untuk bermigrasi, sehingga membentuk suatu susunan pada kristal, sementara tekanan tinggi menyebabkan pelarutan kristal dalam batuan di titik kontak mereka.
Perlapisan dalam batuan metamorf disebut foliasi (berasal dari kata Latin folia, yang berarti "daun"). Foliasi terbentuk ketika batuan memendek di salah satu sumbu pada rekristalisasi. Hal ini menyebabkan platy atau kristal yang memanjang dari mineral, seperti mika dan klorit, memutar agar sumbu panjang mereka tegak lurus terhadap orientasi sumbu yang memendek. Hal ini menghasilkan
batuan yang berpita-pita, atau berfoliasi, dengan pita-pita yang menunjukkan warna mineral yang membentuk mereka.
Tekstur dipisahkan ke dalam kategori foliasi dan non foliasi. batuan ber-foliasi adalah produk stress diferential yang men-deformasi batuan dalam satu bidang, kadang-kadang menciptakan sebuah bidang belahan. Misalnya, batusabak adalah batuan metamorf ber-foliasi, yang berasal dari serpih. Batuan non-foliasi tidak memiliki pola strain planar.
Batuan yang mengalami tekanan seragam dari semua sisi, atau mereka yang kekurangan mineral dengan kebiasaan pertumbuhan yang khas, tidak akan ber-foliasi. Di mana batuan telah dikenakan diferensial stress, jenis foliasi yang berkembang tergantung pada tingkatan metamorfisme (grade). Misalnya, dimulai dengan sebuah batulumpur, urutan berikut berkembang dengan meningkatnya suhu: batusabak
adalah batuan metamorf yang sangat halus dan berfoliasi, yang merupakan karakteristik tingkat metamorfisme yang sangat rendah, sementara filit berbutir halus dan berada pada tingkatan metamorfisme rendah, sekis berbutir sedang hingga kasar dan ditemukan di daerah dengan tingkat metamorfisme sedang dan terakhir gneis berbutir kasar hingga sangat kasar, ditemukan di daerah dengan tingkat metamorfisme yang
tinggi. Marmer umumnya tidak berfoliasi,, yang memungkinkan penggunaannya sebagai bahan untuk patung dan arsitektur.
Mekanisme lain yang penting dari metamorfisme adalah bahwa reaksi kimia yang terjadi antara mineral terjadi tanpa mencairnya mereka. Dalam proses ini, atom dipertukarkan antara mineral, dan dengan demikian mineral baru terbentuk. Banyak reaksi suhu tinggi kompleks mungkin terjadi, dan masing-masing kumpulan mineral yang diproduksi memberikan kita petunjuk mengenai suhu dan tekanan pada saat terjadinya metamorfisme.
Metasomatisme adalah perubahan drastis komposisi kimia batuan yang sering terjadi selama proses metamorfisme. Hal ini terjadi karena pengenalan bahan kimia pada batuan dari batuan sekitarnya. Air dapat mengangkut bahan kimia ini dengan cepat melalui jarak yang jauh. Karena peran yang dimainkan oleh air, batuan metamorf umumnya mengandung banyak unsur yang awalnya tidak ada pada batuan
asal, dan kekurangan beberapa unsur yang awalnya hadir. Namun, pengenalan bahan kimia baru tidak diperlukan pada rekristalisasi
Metamorfisme kontak adalah nama yang diberikan untuk perubahan yang terjadi ketika magma disuntikkan ke batuan padat di sekelilingnya (country rock). Perubahan ini merupakan perubahan terbesar dimana pun magma kontak dengan batuan karena suhu tertinggi terjadi pada batas ini dan menurun bila semakin jauh dengan kontak. Zona yang bermetamorfisme di sekitar batuan beku yang terbentuk dari pendinginan
magma disebut aureole kontak metamorfisme. Aureole menunjukkan semua derajat metamorfisme dari area kontak hingga area non-metamorfisme (tidak berubah) pada country rock yang jauh dari area kontak. Pembentukan mineral bijih yang penting dapat terjadi oleh proses metasomatisme pada atau di dekat zona kontak. Ketika batuan kontak terubah oleh intrusi beku, batuan terubah ini umumnya menjadi lebih keras dan
memiliki kristalin kasar. Banyak batuan terubah dari metamorfisme kontak biasa disebut batutanduk (hornfels atau hornstone). Istilah ini sering digunakan oleh ahli geologi untuk menandakan mereka berbutir halus, kompak, dan merupakan produk non-foliasi dari metamorfisme kontak. Sebuah serpih bisa menjadi batutanduk berlempung gelap (argillaceous hornfels), penuh dengan lempeng- lempeng biotit kecoklatan;
sebuah napal atau batugamping tidak murni dapat berubah menjadi batutanduk-silikat-gampingan atau marmer silikaan berwarna abu-abu, kuning atau kehijauan. Sebuah diabas atau andesit dapat berubah menjadi batutanduk diabas atau batutanduk andesit dengan pengembangan hornblende dan biotit baru dan rekristalisasi parsial dari feldspar asal. Rijang atau batuapi mungkin dapat berubah menjadi
batuan kristalin kuarsa yang halus; Batupasir yang kehilangan struktur klastik dan diubah menjadi mosaik butiran kecil kuarsa yang saling berdekatan dalam batuan metamorf disebut kuarsit.
Jika batuan pada awalnya ber-foliasi atau ber-pita- pita (seperti misalnya batupasir dengan tekstur laminasi) karakter ini tidak dapat dilenyapkan, dan batutanduk ber-foliasi dihasilkan; fosil bahkan mungkin akan terawetkan dalam batuan metamorf, meskipun sepenuhnya direkristalisasi, dan dalam banyak lava kontak-terubah, vesikula masih dapat
terlihat, meskipun kandungannya biasanya merupakan kombinasi baru dan membentuk mineral yang awalnya tidak hadir.