Bergarter

Klassifisering

Bergarter er et fast stoff (en stein) bygd opp av ett eller flere mineraler eller mineraloider. Et mineral er et naturlig forekommende fast stoff med en ordnet krystallstruktur som består av atomer av bestemte grunnstoffer. Alle metaller er mineraler, salter slik som f.eks. vanlig bordsalt (HCl) og krystaller slik som diamant (rent karbon) eller kvarts (SiO2) er også mineraler. Mineraloider er minerallignende stoffer slik som f.eks. vulkansk glass. Disse følger de fleste kravene til mineraler, men mangler en indre ordnet krystallstruktur av atomer. Organiske produkter slik som rav (forsteinet harpiks, eng: amber) og olje er ikke mineraler.

Bergartene klassifiseres i tre hovedgrupper etter hvordan de dannes: magmatiske bergarter(vulkanske bergarter, størkningsbergarter), sedimentære bergarter (avsetnings bergarter, lagbergarter) og metamorfe bergarter (omdannings bergarter, forvandlingsbergarter).

Magmatiske bergarter klassifiseres både etter hvor de dannes og er mineralsk innhold. Avhengig av hvor magmaen/lavaen størkner får vi enten en dypbergart, gangbergart eller dagbergart. Dypbergarter, 1 på figuren, dannes når magma størkner i magmakammere dypt under overflaten. I magmakammeret er det så varmt at det kan ta flere år for magmaen å avkjøles og størkner. Dette gir mineralene i magmaen god tid til å samles og vokse. Mineralene kan dermed ses med det blotte øye, de blir dermed av og til omtalt som prikkete steiner. Lava på overflaten størkner til dagbergarter, 3 på figuren, så raskt at mineralene ikke blir synlige. Isteden får man bare en jevn ensfarget masse. Noen ganger avkjøles lavaen også så fort at mineraler ikke dannes, da dannes vulkansk glass. Gangbergarter dannes når magma som har trengt opp i ganger og sprekker størkner før de når overflaten, 2 på figuren. Disse avkjøles og størkner raskere enn dypbergartene og har dermed mindre mineral korn. Hvordan de blir seende ut avhenger av hvor raskt magmaen størkner.

Mineralsk sett grupperes de magmatiske bergartene etter hvilke silikater de inneholder. Fra mye kvart og/eller feltspat til lite: felsisk, intermediær, mafisk og ultramafisk. Det er også bergarter som faller utenfor denne inndelingen, som de med et karbonat innhold på over 50% eller de med et høyt innhol av fosfater men disse er relativt sjeldne. Felsiske bergarter er dannet av magma/lava som er rik på feltspat og/eller kvarts. Disse mineralene har en høy smeltetemperatur noe som gjør at smelten er veldig seigtflytende. Dette gjør at vulkaner med felsisk lava bygger i høyden siden lavaen ikke har tid til å renne langt før den størkner. Så felsiske bergarter er vanlig nær kjeglevulkaner. Både feltspat og kvarts er lyse mineraler så felsiske bergarter er også lyse, et eksempel er dypbergarten granitt. Mafiske bergarter har lite lyse mineraler og består mer av mørke mineraler som pyroksener og plagioklas. Lava med mye av disse mineralene har et lavere smeltepunkt og er dermed mer tynt flytende enn felsisk lava. Mafisk lava renner derfor utover et større område og danner oftere skjoldvulkaner. Et typisk eksempel på en mafiske bergart er dagbergarten basalt. Intermediær bergarter har en blanding av felsiske og mafiske mineraler. De ultramafiske bergartene inneholder veldig lite silikater. Silikat innholdet i disse kommer hovedsak i form av mørke og grønne mineraler som pyroksen og olivin, som gir disse bergartene en grønnlig farge.

Sedimentære bergarter

Grovt sett deles sedimentære bergarter inn i to: klastiske bergarter og evaporitter.

Klastiske bergarter er bergarter dannet fra sedimenter. Sedimenter er løst materiale dannet ved forvitring eller erosjon av en annen bergart. Når disse partiklene ikke lenger er festet i moder bergarten kan de bli transportert ved vind, vann eller tyngdekraft. Etter hvert vil sedimentene komme til et sted hvor de blir begravd under lag på lag med nyere sedimenter. Med økende vekt fra lagene ovenfor så øker også trykket. Det økte trykket presser sammen sedimentene, og mineraler felles ut fra vannet mellom sedimentene og sementerer sedimentene til en bergart. De klastiske bergartene er generelt sett delt inn etter størrelsen på sedimentene som dannet bergarten.

Evaporitter er bergarter som dannes når mineraler felles ut av vann, enten fordi vannet damper ut eller er mettet ioner. De vanligste eksemplene er forskjellige saltavsetninger fra f.eks. middelhavsområdet fra da Middelhavet i tidligere tider tørket ut, eller dagens saltsletter i Great Salt Lake i USA. Andre eksempler på evaporitter kan være stalagmitter og stalaktitter i grotter.

Bilde: Dannelse av sedimentære bergarter

1 – Morene → Tillitt, 2 – Elvebunn → Konglomerat og Flomslette → Slamstein og Siltstein mfl., 3 – Delta → Sandstein, 4 – Marine avsetninger nær elvemunningen → Fra Konglomerat nær elvemunningen til fin Sandstein lengre ut. 5 – Lettere silt partikler som kommer lengre ut → Siltstein, 6 – Små leir partikler som kommer ut til dypt hav → Leirstein og senere Leirskifer, 7 – Turbiditetsstrøm → Turbeditter og Gråvakke, 8 – Korallrev → Kalkstein , 9 – Strandsonen → Konglomerat og Grov sandstein, 10 – Lagune → Siltstein, Leirstein og Evaporitter, 11 – Skred → Breksje, 12 – Ørkendyner (Eoliske avsetninger) -> Sandstein, 13 – Fordampet innsjø → Evaporitter.

Metamorfe bergarter

Ordet metamorf kommer fra gresk og betyr forandring. Forandring refererer her til en omkrystallisering av eksisterende mineraler, kjemisk endring ved dannelse av nye mineraler og forandring av bergartens tekstur/utsende. Metamorfisme begynner med en protolitt, en bergart før metamorfosen som kan være enten magmatisk, sedimentær eller en annen metamorf bergart. Når protolitten blir utsatt for høy temperatur og/eller høyt trykk vil den undergå forandringer. Bergarten som dannes kan klassifiseres basert på hvilken protolitt den er dannet fra, hvilke mineraler som er dannet eller hvordan den ser ut.

Prosessene som fører til metamorfisme kan deles i to: regionalmetamorfisme og kontaktmetamorfisme. Regionalmetamorfisme er som navnet tilsier metamorfose som finner sted over store områder som for eksempel ved fjellkjede dannelser eller subduksjon av tektoniske plater. Begravelses metamorfose er også en type regionalmetamorfisme. Kontaktmetamorfisme foregår over mindre områder som følge magma som trenger seg inn i bergartene og øker varmen. Andre spesielle prosesser finnes også slik som nedslagsmetamorfose, resultatet av sjokket når en meteor treffer jorda, og hydrotermisk metamorfose som føle av vann som trenger gjennom bergarten.

Bilde: Dannelse av metamorfe bergarter

1. Begravelses metamorfose av leirskifer(shale) til leirskifer(slate). 2. Ved middels varme og trykk blir mafiske bergarter omdannet til grønnstein og grønnskifer. 3. Ved lav varme og høyt trykk blir mafiske bergarter omdannet til blåskifer. 4. Lavgradsmetamorfose av leirskifer til fylitt. 5. Middelgradsmetamorfose av fyllitt til glimmerskifer. 6. Ved middels til høygrad av metamofose dannes mineralet granat og vi får granatglimmerskifer og etter hvert granatgneis. 7. Ved nok temperatur og trykk blir basaltiske bergarter til amfibolitter. 8. Ved ekstremt høye trykk kan basaltiske bergarter bli omdannet til eklogitt. 9. Sandstein omdannes til kvartsitt. 10. Kalkstein omdannes til marmor. 11. Der varm magma kommer i kontakt med kalkstein kan det dannes skarn. 12. Ved lavt trykk og høy temperatur får vi dannet hornfels. 13. Ved høy temperatur kan bergarter delvis smelte og bli til migmatitt. 14. I skjærsoner og skyvesoner med nok trykk dannes mylonitt. 15. Ved høyt trykk og høy varme dannes gneis.