Arroka metamorfiko

Arroka egitura gogorra da, sendotasun handikoa eta mineral batez edo gehiagoz osatutakoa. Metamorfiko, bere aldetik, metamorfismo prozesua jasan duena da. Hortaz, arroka metamorfikoak edo harri metamorfikoak metamorfismo prozesuaren ondorioz sortutako arrokak direla esan dezakegu.

Metamorfismo hitza grekeratik dator: meta- = ondoren, eta morph- = forma. Hortaz, aurretik existitzen den arroka baten mineralogia eta ehundura aldatzen dituen prozesu multzoa da metamorfismoa, hau da, haren konposizioaren eraldaketa da, honen egoera aldatu gabe. Jatorrizko arrokak sedimentarioak, igneoak edo metamorfikoak izan daitezke. Prozesua gertatzen da jatorrizko materialak garatutako presio edota tenperatura baldintza desberdinei aurre egin behar dienean. Presio eta tenperatura baldintza horiek beti dira lurraren gainazalean daudenak baino altuagoak, horregatik jatorrizko mineralak eraldatu eta birkristalizatzen dituzte. Metamorfismoa gertatzeko beste faktore bat esfortzu tektonikoak dira.

Mineral metamorfikoak 
Mineral metamorfikoak prozesu metamorfikoetan, hau da, tenperatura eta presio altuetan sortzen diren mineralak dira. Mineral hauek mineral indize izenarekin ezagutzen dira eta sillimanita, zianita, estaurolita, andaluzita eta granateak dira nagusienak.

Harri metamorfikoetan aurkitzen diren beste mineral batzuk, olibinoa, piroxenoa, anfibola, mika, feldespatoa eta kuartzoa kasu, metamorfismoarekin harremana izan dezakete, nahiz eta harri igneoetan sor daitezkeen ere. Mineral hauek presio eta tenperatura altuetan egonkorrak direnez gero ez dute aldaketarik jasaten metamorfismoan. Mineral bat ala beste bat aurkitzeak harria osatu zenean jasan zuen tenperatura eta presioa esango digu.

Harrian dauden mineral pikorren tamainaren aldaketari birkristalizazio deritzo. Adibidez kareharri batean dauden kaltzita kristal txikiak metamorfismoaren ondorioz marmol kristal handiagoetan bilakatuko dira. Bai presio altuak bai eta tenperatura altuak ere prozesu honetan laguntzen dute. Tenperatura altuak atomo eta ioiak errazago mugitzea baimentzen du, kristalak berrantolatuz. Presioak atomoen artean dauden distantziak txikiagotzen ditu.

Fazies metamorfikoak 

Askotan, arroka metamorfikoak fazies metamorfikoen arabera sailkatzen dira. Kontzeptu hau presio eta tenperatura baldintza analogoak jasan dituzten arrokak sailkatzeko sortu da, hauen konposizio kimikoa edozein delarik. Fazies bakoitzak hartutako terminoak konposizio basaltikoko arroken metamorfismoa lor dezaketen mineralogiatik datoz.

Arroka metamorfiko asko haien ehunduraren arabera izendatzen dira, arrokaren metamorfismo gradua adierazi dezaketen mineral bat edo gehiagoren izenez jarraitua. Ehunduraren kalifikatzaileak hauek dira: arbela, filita, eskistoa, gneisa eta korneana.

Granulita terminoa aldi berean eskualde metamorfismoko presio eta tenperatura altuenak eta tamaina uniformeko mineralen ehundura adierazteko erabili da. Ehundura mota honetan hobe da ehundura granoblastiko terminoa erabiltzea.

Ekloglta konposizio basaltikoko harriei egokitutako terminoa da, baina basaltoaren mineralogiaren antzarik ez du, batik bat granatez eta klinopiroxenoz osatua baitago, azken hau sodio eta aluminio proportzio handikoa. Izan ere, asoziazio mineral hau tenperatura tarte handiko presio altuan soilik da egonkorra.

Metamorfismo graduak 
Arroka batean temperatura edota presioa igotzen den ahala, metamorfismo gradua igotzen doala esan daiteke. Gradu metamorfikoa arroka metamorfikoak sortzen diren presio eta temperatura baldintza erlatiboak deskribatzen dituen termino orokorra da.

 Gradu baxuko metamorfismoa 200-320 °C bitarteko tenperaturetan eta presio nahiko baxuan gertatzen da. Gradu baxuko metamorfismoko arroketan bereizgarriak dira mineral hidriko asko (ura duten mineralak). Metamorfismo gradua handitzen den ahala mineral hidrikoak beste mineralekin erreakzionatzen hasten dira, arrokaren egitura aldatuz.
 Gradu altuko metamorfismoa 320 °C baino temperatura altuagoetan eta presio nahiko handian gertatzen da. Metamorfismo gradua handitzen doan ahala mineral hidrikoek H2O atomoak galtzen dituzte, eta mineral ez-hidrikoak nagusitzen hasten dira.

Foliazioa 
Arroka metamorfikoen barruan sartzen den sailkapen bat da. Harri metamorfikoen barnean dauden laminazioei foliazioa deritze, latinezko folia, hostoa hitzatik datorrena. Konpresio indar handiak daudenean norabide horrekiko elkartzut birkristalizazioa gertatzen da. Honek kristal luzeak sortzen ditu, mika eta klorita kasu. Honen emaitza harri bandeatu edo foliatuak sortzea da, kolore desberdinetako bandak edo marrak sortuz.

Ehundurak foliatu edo ez-foliatu kategorietan banatzen dira. Harria foliatua izango da jasandako estresaren arabera, batzuetan cleavage bat sortuz. Harri ez-foliatuek ez dute planorik.

Harriek presioa leku guztietatik jaso badute edo mineralek ez badute hazkuntza berezirik berez, ez dira foliatuak izango. Talde honen barruan sartzen diren arrokak foliazio kantitatea behatuz gero sailkatzen dira, adibidez; lutitak oso kristal txiki-txikiak ditu eta baita ere oso ordenatuak, honela foliazio oso handia lortuz. Arbelak oso kristal txikiak eta ordenatuak ditu ere, baina aurrrekoa baino foliazio baxuagoa lortzen du, ezaugarri hauek jarraituz lortzen dugu sailkapena: filita, eskistoa, gneisa, migmatita... Arroka hauek garrantzia handia dute gizartean, arkitekturan edota apaingarrietan, sukaldeetan adibidez.

Metamorfismo mota bat kimikoa da, mineralen artean gertatzen dena urtze-partzialik gabe. Prozesu honetan atomoen elkartrukea dago eta mineral berriak sortzen dira. Tenperatura altuko hainbat erreakzio gertatzen dira eta bakoitza tenperatura konkretu batean gertatzen denez oso erraza da jakitea zein tenperatura egon den emaitzak ikusita.

Metasomatismoa metamorfismoan gertatzen diren aldaketa kimiko handien izena da inguruan dauden beste harri batzuen elementu kimikoen sarrera dela eta. Urak elementu horiek distantzia handietara eraman ahal ditu. Hori dela eta, harri batek metamorfismoa izan ostean euren elementuak hasieratik zegoenatik aldatzen dira.

Granularra 

Arroka metamorfikoetan dagoen beste sailkapena da. Arroka metamorfiko granularra aurrekoarekin konparatua honek ez du batere foliaziorik, hitzak esaten duen bezala grano bezalako puntu koloredunak ditu, ez du zertan kolore iluneakoak izan behar, baita ere izan daitezke kolore gorrikoak etb. Honen sorrera presio eta temperatura txikiagoan datza aurrerarekin konpratua, horregatik ez du foliaziorik, kristal ez daude ordenaturik. hauen erabilpena gizartean oso handi eta erabilgarria da, adibidez sukaldeetako mailak, edo baita ere mundu artistikoan edota arkitekturan.

Sailkapen honen barruan bi klase desberdin desberdindu daiteke, bata kuartzita eta bestea marmola. Marmolak CaCO3-z osatuak daude, kuartzita berriz ez. Ondorioz, hauen artean desberdintasuna jakiteko edo bereizten jakiteko erabiltzen den teknika HCl (azido klohidrikoa) botatzearena da, zeren eta azido klorihidrikoa botatzen badegu marmolari honen CaCO3 arengatik burbuilak aterako ditu erreakziorengatik, bestea, kuartzita, nola ez duen konposatu hori ez du zertan erreakzionatuko aazido klorhidrikoarekin, ondorioz ez du burbuilarik aterako.

Metamorfismo motak

Ukipenezko metamorfismoa 

Ukitze metamorfismoa, metamorfismo termiko bezala ere ezaguna dena, magma beroak inguruan dituen harri solidoak metamorfizatzen dituenean gertatzen da. Harri igneoaren inguruan aureola metamorfiko izeneko zonaldea dago, gorputz intrusiboa inguratzen duena. Aureola osatzen duten arrokak korneanak dira, ehundura idioblastikoa edo hipidioblastikoa (kristal ondo edo partzialki eratuak) duten grano finak.

Aureolaren tamaina faktore hauen menpe dago, bero transferentzia kontrolatzen dutenak:

 Intrusioaren tamaina eta tenperatura
 Inguruko arrokaren eroankortasun termikoa
 Inguruko arrokaren hasierako tenperatura
 Magmaren kristalizatzearen bero sorra (egoeraz aldatzeko behar den energia)
 Erreakzio metamorfikoen beroa
 Inguruko arrokaren ur kantitatea eta iragazkortasuna

Eskualdeko metamorfismoa 
Aktibitate tektoniko handiko lurrazalaren zonaldeetan gertatzen den metamorfismoa da (plaka litosferikoen ertzetan adibidez), denbora tarte luzeetan zehar presio eta tenperaturaren aldibereko igoeraren ondorioz sortutakoa. Beste faktore batzuk metamorfizatuko diren arroketan fluidoen presentzia eta plaka tektonikoen mugimenduen ondorioz sortutako tentsioak dira. Metamorfismo mota hau gertatzeko baldintzak hauek dira: 2 kbar eta 10 kbar bitarteko presioa, eta 200 °C eta 750 °C bitarteko tenperaturak.

Normalean eskualdeko metamorfismoan zehar kristalak hazten badira arrazoi tektonikoen ondorioz sortutako deformazioarekin bat datos. Honen ondorioz metamorfismo mota hau jasandako arroka askok foliazioa izatea eragiten du, hau da, beren mineralak jasan dituzten presioen direkzioaren arabera orientatzen dira. Foliazio graduaren arabera 4 arroka mota sailka daitezke:

 Arbelak: Metamorfismo gradua baxua denean eratzen dira.
 Eskistoak: Metamorfismo gradua ertaina denean eratzen dira.
 Gneisak: Metamorfismo gradua altua denean eratzen dira.
 Migmatitak: Metamorfismo gradurik handiena jasatean eratzen dira.

Izan ere, soilik mikak dituzten arrokek garatzen dute foliazioa, beraz kuartzitek, marmolek eta anfibolitek ez dute foliaziorik.

Eskualdeko metamorfismoaren barnean presio eta tenperatura baldintzen arabera desberdintzen diren hiru zonalde daude:

 Tenperatura baxu eta presio altuko eskualdea: subdukzio zonetan aurkitzen dira.
 Tenperatura altu eta presio altuko eskualdea: orogenien nukleoetan aurkitzen dira, non hobien sakonera oso handia den eta andesitaren intrusio asko dauden.
 Tenperatura baxu eta presio baxuko eskualdea: orogenien gainazaletako zonaldeetan aurkitzen dira.

Metamorfismo dinamikoa 
Metamorfismo dinamikoan edo dinamometamorfismoan faktore garrantzitsuena presioa da, bloke edo plaken mugimenduaren ondorioz gertatzen dena eta failak sortzen dituena. Prozesu honetan sortutako arrokak faila-bretxak edo kataklastitak dira, kataklasis izeneko apurketa prozesuaren bitartez. Kataklasia oso intentsua bada, arroketan sortutako deformazioa ez da batere hauskorra, plastikoa baizik, eta milonita bat sortzen da, bere jatorriko granoak deformatuak eta birkristalizatuak izan zituen arroka gogorra. Arrokak jasango duen eragina faktore hauen menpe dago:

 Granulometria, arroka mota eta konposizioa
 Dentsitatea, porositatea eta iragazkortasuna
 Arrokak foliazioa edo eskistoak dituen ala ez
 Jarritako deformazio tasa
 Dauden fluidoen konposizio eta presioa
 Kristal sarearen orientazioa

Hobi metamorfismoa 
Lurrazalean 10.000-12.000 metroko sakoneran dauden sedimentuek jasandako tenperatura eta presio igoeraren ondorioz gertatzen da. Tenperatura eta presioaren igoera gradiente hauen bidez handitzen doaz:

 Presioa → 3,5 kbar sakonerako 10 km bakoitzeko
 Tenperatura → 20-30ºC sakonerako kilometro bakoitzeko

Honen ondorioz sedimentuak sakoneran 300 °C-ak gainditu ditzateke. Metamorfismo hau jasaten duten arrokek ez dute foliaziorik, mineralak ez dira guztiz transformatzen eta jatorrizko arrokaren ezaugarri asko gordetzen dituzte.

Metamorfismo hidrotermala eta metasomatismoa 
Arroken eta kimikoki aktiboa den ur beroaren artean interakzio bat dagoenean gertatzen da. Metamorfismo mota hau disolbatutako ioi asko dituzten fluido beroen presentziarekin erlazionatuta dago. Arroka eta fluidoaren arteko interakzioaren ondorioz konposatu kimikoak gehitu edo galtzen badira metasomatismoa  deritzo. Nahiz eta arrokaren konposizio kimikoa aldatzen den, bolumen molarra konstante mantentzen da, eta prozesu isokorikoa gertatu dela diogu. Metasomatismoaren adibide bezala, ura dagoenean olibinoa serpentinan bihurtzeko prozesua da:

5Mg2SiO4 (olibinoa) + H2O -> 2Mg3Si2O5 (OH)4 (serpentina) + (4MgO + SiO2)

Talka metamorfismoa 
Inpaktu metamorfismo bezala ere ezagutzen da, eta meteoritoen inpaktu, leherketa nuklear edo laborategietako saiakeren ondorioz sortutako talka uhinengatik gertatzen da. Metamorfismo mota honetan 1.000 kbar-erko presioak lor daitezke. Intentsitate desberdinei dagozkien bost fase antzeman dira: 0, Ia, Ib, II eta III. Lehen hiru faseetan kuartzoak planoak erakusten ditu, gaztelerazko PDFak. Azken bi faseetan polimorfoak sortzen hasten dira, silizearen presio altuagatik; adibidez: koesita, stishovita, ringwoodita, jadeita, majorita eta lonsdaleita.

Makroskopikoki, ezaugarri garrantzitsuenetariko bat bretxen presentzia da. Inpaktu bretxa hauek meteoritoa erortzerakoan askatutako materialetatik datos, edota kraterren hondotik. Oso ohikoa da ere ezpaldun konoen presentzia, 20-200 kbar bitarteko presioan sortutako egitura konikoak.

Arroka metamorfikoen identifikazioa 
Arroka metamorfikoak deskribatzeko, identifikatzeko eta sailkapen sinple bat egiteko, ondoko pausoak jarraitu daitezke:

Arroka metamorfikoa dela ziurtatzeko, mineralen kristalak ikusten diren begiratu eta ezaugarri metamorfikoak bilatu behar dira. Behin ziurtasunez arroka metamorfikoa dela jakinda:

Behin jakinda ziurtasunez arroka metamorfiko bat dela;

 Ikusi foliazioa, esfoliazioa, tolesak edo metamorfismoaren beste ezaugarri batzuk ikusten diren, granoak adibidez (granularra) .
 Birkristaltzea ikusten den ala ez.
 Foliazioa edukiz gero, foliazio mailaren arabera esan arbela, eskistoa, gneisa edo migmatita den. Granularra izanez gero, HCl (Azido klorhidrikoa) bota eta erreakziorik gertatzen den behatu behar da. Erreakzionatuz gero (burbuilak ateraz gero) marmola da. Erreakzionatzen ez badu, aldiz, kuartzita

Arroka metamorfiko esanguratsuen deskripzio orokorra:

 Gneisa: Honen konposizio mineralogikoa granitoa edo sienitaren antzekoa da. kuartzo kopuru handia dauka, feldespato ez kaltzikoa eta ferromagnesio ez olibinikoa. Hortaz aparte ere eduki dezake muskobita edota beste mineralen bat. Gehienetan granulo lodikoak dira eta ia beti ikus daiteke esfoliazio zehatza. honen barietatea oso handia izan daiteke zeren etaarroka honetatik datozten deribatuak asko dira, haietatik: Gneis micaceo, gneis glandular.
 Filita: muskovita kantitate handian daramate, ikuspegi zientifikotik "pizarras metamorficas" izena hartzen du arroka honek. Honek konsistentzia gradua oso handia da.
 Eskistoa eta kuartzita: Bien arteko desberdintasuna da kuartzita silize kantitate askoz gehiago duela, kokretuki %90 gehiago. hauen arteko faktore nagusia izan daiteke apurtzrakoan frakturatzen direla haien kristalak: psammitoak, sedimentarioak, biribildunak eta direnean angeluarrak, apurtzen dira matrazetik.
 Marmola: Honen grano lodiera fina ala lodia izan daiteke, sakairoide itsura daukate, eta bandetan aurkeztu daiteke.
 Serpentina metamorfikoa: sortua arroka olivarikoak edukitako prozesu metamorfikoetatik. gehiena serpentinaz osatua dago eta honen eerabilpena handia da apaiaintzeko eraikinak.

Erabilerak 
Arroka metamorfikoek erabilera desberdinak dituzte, eta garrantzia handia dute eraikuntzan edota industrian.

 Arbela: bere iragazgaizte gaitasuna dela eta, askotan erabiltzen da teilatuak eraikitzeko. Gainera, lorategiak apaintzeko arroka bezala erabiliak izaten dira, snooker mahaien oinarri bezala eta klase Victorianoan idazteko tabla bezala erabiltzen zen.
 Marmola: eskulturak zizelkatzeko, eraikinak eta monumentuak egiteko eta apaindura-ontziak egiteko oinarri bezala erabiltzen da. 22.000 tona inguru erabili ziren Partenoia eraikitzeko, Antzinako Greziako tenplu garrantzitsua. Xaboiak eta garbiketa produktuak egiteko ere erabilia izan da. Beste ohiko erabilera bat sukaldeetako estalkiak dira.
 Kuartzita: Eraikuntzan eta artelanetan erabiltzen da batik bat. Gogortasun handia duenez askotan apurtu egiten dira eta burdinbideak egiteko erabiltzen da.
 Eskistoa: Bere gogortasun txikia dela eta, ez da eraikuntzan erabiltzen. Hala ere, lorategietako apaingarri bezala, espaloiak egiteko eta noizbehinka eskulturan.

Arroka metamorfikoz egindako eraikin asko daude, batzuk oso ezagunak; esaterako Granadako Chancilleriako Gazteluaren fatxada eta Salamancako Unibertsitatearen paretak. Hortaz gain, etxebizitza askoren paretetan eta harresietan ere oso ohikoak dira.

Adibideak 
Zerrenda honetan arroka metamorfiko garrantzitsuenak agertzen dira.

* PROTOLITOA: Metamorfismoa jasan baino lehenagoko arroka mota, hau da, jatorrizko arroka.

Harri metamorfikoak Euskal Herrian 

Euskal Herrian harri metamorfikoak Kintoako Mazizoan, Ursuia mendigunea eta Aiako Harrian agertzen dira. Ursuia mendigunea Lapurdin dagoen kanbriaurreko kolisioz sorturiko harriak dira. Aldudetan ere Ordoviziarreko harriak azaleratzen dira.

Harri metamorfikoak Espainian 
 

Aurretik esandako harri esanguratsuenetik abiatuta; Gneisak aurki dezakegu Galizia edo sistema zentralean, kopuru txikiagotan ere aurki dezakegu Toledon, Pirineotan eta Penibetikan. Filitak berriz aurki dezakegu Asturiasen, Leonen, Sistema zentralaren puntu batzuetan, Extremaduran eta Sierra Morenan.

Eskistoak eta kuartzitak filitak dauden leku berdinetan aurki ditzakegu ere. Marmol gehiena La Coruñan aurki dezakegu.

Azkenik Serpentina metamorfikoa Sierra Nevadan edo Serrania de Rondan aurki dezakegu.

Arroken ziklo orokorra 

Irudian ikusi dezakegun bezala orokorrean arrokek ez dute jatorri espezifikorik,segun eta nolako faktore izan dute beste arroka motara bihur daiteke, Kasu honetan, arroka metamorfikoa arroka igneo, sedimentario edota baita ere beste arroka metamorfiko batetik eratorri daitezke. Noski, hasieran esan bezala honen faktore garrantzitsuena temperatura eta presioa izango da.

Arroka bat arroka metamorfiko batean bihurtze prezesuari metamofismoa deritzo. Arroka metamorfiko bat igneoa bihurtzeko lehenik eta behin magma izan behar da, horri fusio prozesua deritzo eta ondoren solidifikazioa, hor iadanik harri igneo bat izango da, (harri sedimentarioa bat ezin da zuzenean igneo bat izan, lehengo metamorfismo prozesutik bpasa egin behar da).

Arroka sedimentarioa izateko lehengo sedimento bat izan behar da, prozesu honi erosio prozesua deritzo, ( prozesu hau hiru arroka mottan gertatu daiteke, ez da aurrekoa bezalakoa).

Sedimentoa izan ondoren litifikazio prozesua jasaten du, honela arroka sedimentario bat bihurtzen.

Erreferentziak

Ikus, gainera

Kanpo estekak 

Arrokak