Batuan metamorf

Batu sabak, filit, sekis, dan genes dapat berasal dari batuan lumpur yang sama; perbedaannya adalah suhu yang pernah dialami, dari sekitar 150 °C hingga di atas 550 °C.

Metamorfisme berarti perubahan bentuk. Batuan metamorf awalnya merupakan batuan lain, baik beku, sedimen, maupun metamorf yang lebih tua, lalu berubah akibat suhu tinggi, tekanan tinggi, fluida panas kaya mineral, atau, paling sering, gabungan semuanya. Kondisi tersebut terdapat jauh di dalam Bumi dan di tempat pertemuan lempeng tektonik. BGS menambahkan bahwa batuan dapat berada dalam kondisi ini selama jutaan tahun, cukup lama bagi mineralnya untuk berubah secara fisik, kimia, atau keduanya.

Berubah, tetapi tidak melebur

Syarat utamanya adalah batuan tidak melebur. Jika melebur, batuan menjadi magma lalu batuan beku. Dalam metamorfisme, mineral justru mengkristal ulang dalam keadaan padat: atom tersusun ulang menjadi mineral baru atau bereaksi dengan fluida yang meresap. Hasilnya biasanya lebih rapat dan padat daripada batuan asal. Batuan yang mendekati titik lebur dapat melebur sebagian; Physical Geology menyebut batuan campuran bahan metamorf dan beku ini migmatit.

Foliasi: pola berlapis akibat tekanan

Ketika tekanan pada batuan lebih kuat dari satu arah daripada dari arah lain, mineral pipih atau memanjang seperti mika tumbuh berjajar tegak lurus terhadap arah tekanan. Batuan mendapat tampilan berpita atau berlembar yang disebut foliasi, yang merekam arah tekanan. Physical Geology mengurutkan batuan berfoliasi menurut derajat, atau intensitas metamorfisme, untuk batuan lumpur seperti serpih. Batu sabak terbentuk lebih dahulu; serpihan mikanya terlalu kecil untuk dilihat, tetapi batuannya cenderung terbelah menjadi lembaran datar. Filit mengalami pemanasan lebih tinggi dan mikanya memberi kilap. Pada sekis, kristal mika cukup besar untuk dilihat. Pada genes, mineral terpisah menjadi pita terang dan gelap.

Sebagian batuan tidak membentuk foliasi sekuat apa pun tekanannya, karena mineralnya tidak pipih atau memanjang. Batu kapur terutama mengandung kalsit, dan butirannya tidak berjajar; saat dipanaskan, kalsit mengkristal ulang menjadi marmer, dan fosil di dalamnya hancur. Kalsit murni menghasilkan marmer putih; pengotor menghasilkan pola berpilin khas marmer. Batu pasir menjadi kuarsit, dengan butiran kuarsa yang menyatu oleh silika tambahan. Tabel di atas, dari Physical Geology, juga menunjukkan bahwa granit hampir tidak berubah hingga derajat tinggi, karena mineralnya tetap stabil hingga suhu beberapa ratus derajat.

Satu singkapan dapat memperlihatkan seluruh kisahnya. Physical Geology menjelaskan bongkah batu sabak di Pegunungan Rocky Kanada yang masih memperlihatkan perlapisan sedimen asal berupa pita terang dan gelap, sementara foliasi sabaknya memotong pita tersebut pada sudut berbeda. Perlapisan merekam cara lumpur diendapkan; foliasi merekam arah tekanan yang kemudian dialami batuan.

Terpanggang di tepinya

Tidak semua metamorfisme memerlukan penimbunan dalam. Ketika magma panas menyusup ke batuan yang lebih dingin, batuan di sebelahnya terpanggang tanpa tertekan dan tanpa melebur. Ini disebut metamorfisme kontak. Batuan hasilnya, seperti hornfels, biasanya tidak berfoliasi karena tidak ada tekanan kuat dari satu arah. Di wilayah luas tempat lempeng bertumbukan dan batuan tertimbun sekaligus tertekan, metamorfisme regional menghasilkan batu sabak, sekis, dan genes yang berfoliasi.