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METAMORFISMO Y
METASOMATISMO
El término metamorfismo se define como el proceso geológico que
ocasiona toda una serie de cambios mineralógicos, texturales y
estructurales, tanto en rocas ígneas, en sedimentarias y en las mismas
metamórficas, al estado solido y en zonas profundas del interior de la
corteza, sin cambios de la química global de las rocas afectadas
(reacciones isoquímicas)
SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2
Cuarzo + calcita wollastonita
Estos cambios son consecuencia de la búsqueda de un equilibrio físico y
químico de las rocas
Durante el metamorfismo, cuando las soluciones circulantes
reaccionan con los minerales de las rocas aportando y sustrayendo
nuevos elementos químicos dan lugar a la formación de nuevos
minerales que modifican la composición química global de la roca
(reacciones aloquímicos) se le conoce a este proceso como
metasomatismo.
METAMORFISMO Y
METASOMATISMO
LOS AGENTES DEL METAMORFISMO
Calor:Es el agente fundamental del metamorfismo, debido a que favorecelas reacciones químicas, que resultan en la Recristalización de losminerales.
EL CALOR PUEDE PREVENIR:
a) Del ascenso del magna debido a su estado incandescente,
b) Del calor ordinario que existe profundidad debido al gradiente
geotérmico,
c) Del calor que se desprende de las reacciones exotérmicas
producidas por la desintegración de los minerales radiactivos, y
d) Del calor producido por la fricción de dos grandes masas que son
empujadas una sobre la otra
LOS AGENTES DEL METAMORFISMO
Presión:Este agente produce cambios importantes en las rocascomprimiendo los átomos que forman los minerales, lo que da lugara un empaquetamiento más apretada, esto origina unaRecristalización de los minerales existentes y además la formaciónde nuevos minerales , principalmente anhídridos y más densos.
LA PRESIÓN PUEDE SER DE DOS TIPOS:
a) Presión diferencial o esfuerzo cortante (presión dinámica o
desequilibrada), por lo tanto es un factor importante para
promover la Recristalización, los deslizamientos intergranulares,
cambios de texturas y la reorientación de los granos;
b) La presión de confinamiento o litostática (presión equilibrada o
estática), que actúa en todas las direcciones, es determinada por
la profundidad; conduce a cambio de volumen y da por resultado
la formación de trama granular.
LOS FLUIDOS QUÍMICAMENTE ACTIVOS
Como es sabido, los magnas contienen grandes cantidades de
gases y vapores de agua que al penetrar a través de la red
intergranular de las rocas desempeñan un papel importante en el
metamorfismo de las rocas sobre las cuales actúan.
Actúan con dos efectos principales:
a) Favorecen las reacciones entre los distintos minerales que
constituyen la roca original, pero sin cambiar la composición
química global y formando nuevos minerales estables en las
nuevas condiciones geológicas, e
b) Introducen iones diferentes en la roca, que al reaccionar con
los minerales de ésta, formarán nuevos minerales de tal
manera que la composición química final será diferente a la
inicial. A este proceso se le conoce como metasomatismo.
Cambios Producidos por el Metamorfismo
a) Aumento en el tamaño e los minerales, llamado Recristalización.
El caso de la calcita en la caliza que al cambiar a mármol, la calcita
está más desarrollada
Cambios Producidos por el Metamorfismo
b) Desarrollo de nuevos modelos estructurales,
especialmente los que muestran disposición
paralela de los minerales.
Cambios Producidos por el Metamorfismo
c) Cambios de texturas que difieren de las
rocas originales tanto ígneas como
sedimentarias.
Cambios Producidos por el Metamorfismo
d) Reorganización parcial de los componentes
químicos para formar un nuevo conjunto
mineral.
METAMORFISMO DE
CONTACTO O TÉRMICO.- Se
produce cuando las
temperaturas aumentan debido
a la cercanía, o incluso al
contacto, con una bolsa de
magma. El metamorfismo es
mayor en las zonas de máxima
temperatura, y disminuye a
medida que se aleja el foco
calorífico. Genera rocas
compactas y de grano fino,
habitualmente dispuestas
como una «aureola
metamórfica» alrededor del
magma solidificado.
TIPOS DE METAMORFISMO
METAMORFISMO REGIONAL.- Ocurre cuando grandes volúmenes
de roca están sometidas a presiones dirigidas y a
elevadas temperaturas asociadas a deformaciones a gran escala.
Éste tipo de metamorfismo, produce el mayor volumen de rocas
metamórficas y tiene lugar en los límites convergentes donde
las placas litosféricas colisionan.
METAMORFISMO HIDROTERMAL.- Es un proceso geológico en
donde sedimentos o rocas sufren los efectos de la circulación de
fluidos de agua a altas temperaturas que son químicamente
activos. La alteración hidrotermal afecta la composición mineral y la
velocidad de ciertas reacciones. La alteración hidrotermal ocurre a
relativamente bajas temperaturas y presiones si se compara con otros
tipos de metamorfismos.
DINAMOMETAMORFISMO
Es el efecto producido en las partes
superiores de la corteza, se asocia con las
zonas de fallas, en las cuales las rocas
están sometidas a presiones diferenciales
por el cual las rocas pueden ser
destruidas en trozos o reducidas a grano
muy fino, el resultado es una roca de
brecha de falla Las rocas metamórficas
producto del metamorfismo dinámico se
denominan milonitas
A este metamorfismo localizado en que
solo interviene las fuerzas mecánicas
localizadas qué pulverizan a los minerales
se denomina también metamorfismo cata-
clástico o dinámico.
ROCAS METAMORFICAS
Las rocas metamórficas se hallan ampliamente distribuidas en
las cadenas montañosas, en sus raíces y en los escudos
continentales. El aspecto, la textura y composición de estas
rocas varían grandemente, aunque procedan de la misma roca
original.
TEXTURAS DE LAS ROCAS
METAMORFICAS
Las rocas metamórficas deformadas bajo la acción de una potente
presión dirigida son fácilmente distinguibles por sus caracteres
estructurales, dado que sus minerales tienden a ordenarse en capas
paralelas o a convertirse en minerales alargados. Esta ordenación
proporciona a las rocas metamórficas una propiedad llamada foliación.
TIPOS DE ROCAS METAMORFICAS
La clasificación de las rocas metamórficas se basa, en parte, en la composición y
principalmente en las estructuras:
ROCAS FOLIADAS
Pizarra. Es una roca metamórfica producida por un metamorfismo de bajo
grado, proveniente de rocas arcillosas y rocas volcánicas piroclásticas
principalmente de cenizas. Suelen ser de textura afanítica, con esquistosidad
pizarrosa. Abundan la clorita y la mica, producidas a partir de los minerales
arcillosos originales. Los colores varían de gris a negro; los colores oscuros
se deben a la presencia de materia carbonosa, las pizarras rojas deben su
color al óxido de hierro y las verdes normalmente contienen cloritas.
FILITA.- La filita es un roca que representa una gradación en el grado
de metamorfismo entre la pizarra y el esquisto. Sus minerales planares son más
grandes que los de la pizarra, pero no lo bastante como para ser fácilmente
identificables a simple vista. Aunque la filita parece similar a la pizarra, puede
distinguirse con facilidad por su brillo satinado y su superficie ondulada. La filita,
normalmente, muestra pizarrosidad y está compuesta fundamentalmente
por cristales muy finos de moscovita, clorita o ambas.
Las superficies poseen un brillo sedoso, a veces muy característico, y tacto
untuoso, semejante al del talco. Se laja fácilmente y es relativamente poco
coherente. Su color es variable; gris, gris-verdoso, gris-azulado, violeta e incluso
marrón o rojizo, aunque en Murcia son muy característicos los colores grises y
violetas.
TIPOS DE ROCAS METAMORFICASROCAS FOLIADAS
ESQUISTO.- Es la roca más abundante del
metamorfismo regional, debido en gran parte a su
origen múltiple. Suele ser mineralógicamente
monomineral o polimineral y pueden contener
hasta el 20% de minerales planares, y presenta
una excelente esquistosidad a lo largo de planos
paralelos.
Los esquistos se han clasificado de acuerdo con
los minerales dominantes que contiene, tales
como esquisto de cuarzo clorítico, hornblendico,
moscovítico, o esquisto de granates. Muchos
esquistos se forman a partir de las lutitas, y
algunos por metamorfismo de rocas ígneas de
grano fino tales como tufos volcánicos, Riolitas,
basaltos, etc.
TIPOS DE ROCAS METAMORFICAS
ROCAS FOLIADAS
GNEIS.- Es una roca metamórfica granular de alto grado, producto del
metamorfismo regional. Presenta el típico aspecto bandeado, que lo hace
fácilmente reconocible, que consiste de bandas alternas de zonas ricas en
cuarzo, feldespatos blancos o rojizos y en capas de minerales
ferromagnesiano. En los gneises formados a partir de rocas ígneas como el
granito, gabro o diorita, los minerales se disponen en capas paralelas, son
habitualmente deformados por pliegues mientras están en estado plástico.
Los gneis derivados de rocas magmáticas se denominan ortogneis y los
derivados de rocas sedimentarias paragneis.
TIPOS DE ROCAS METAMORFICAS
ROCAS FOLIADAS
SKARN.- Refiere a una roca o zona metamorfoseada al rededor de
una intrusión ígnea que se caracteriza por consistir en una roca
carbonatada con minerales producto de metasomatismo. El nombre
viene del idioma sueco y en su sentido original refiere estrictamente a
una asociación de granate cálcico, piroxeno, anfíbol y epidota que
caracterizan depósitos minerales de magnetita y calcopirita en Suecia.
Las intrusiones asociadas al Skarn son comúnmente de
composición diorítica o granítica.
TIPOS DE ROCAS METAMORFICAS
ROCAS NO FOLIADAS
LA MICACITA.- ESQUISTO MICÁCEO, es una roca metamórfica que
se compone de mica, cuarzo y proporciones menores de otros mineral.
Es una de las variedades del esquisto. Su color característico, el gris,
se debe a la presencia de mica, tanto moscovita como biotita. Tiene
alta esquistosidad debido a la orientación de las escamas de mica.
Tiene su origen en el metamorfismo de antiguas series arcillosas y
pizarrosas. Constan de una alternancia de finos estratos de cuarzo y de
mica, y según sea la índole de ésta, se trata de micacitas de mica
blanca (con moscovita, sericita, etc.), de mica negra (biotita, clorita,
etc.) o de dos micas (mixtas). Todas contienen proporciones pequeñas
de minerales pesados, como cornubita, granate, epidota, cordierita,
silimanita, etc. Estos pueden formar unos nódulos oscuros, de unos
cuantos milímetros de diámetro y el micasquisto que contiene esas
concreciones de origen metamórfico son calificados de micacitas
nodulosas o, si los nódulos son lisos, de pizarras mosqueadas.
Considerando la serie de rocas resultante de un metamorfismo
regional, se observa el paso de las micacitas a los gneis.
TIPOS DE ROCAS METAMORFICAS
ROCAS NO FOLIADAS
MIGMATITAS.- Estas rocas metamórficas están íntimamente ligadas con el
proceso de granitización. Son rocas híbridas o rocas mixtas, producto de una
mezcla por efectos de una penetración magmática en rocas ya
metamorfoseadas. Su composición media es la del granito y aunque presenta
algunas características como feldespatos grandes y abundantes, también
presentan restos de esquistosidad.
TIPOS DE ROCAS METAMORFICAS
ROCAS FOLIADAS
MÁRMOL.- Es una roca metamórfica producto del metamorfismo de
contacto y metamorfismo regional que afecta a rocas carbonatadas
como las calizas y dolomías. Es una roca no foliada, cristalina,
granular gruesa, compuesta esencialmente de calcita o dolomita,
carece de esquistosidad. Los cristales que la forman son mucho
mayores debido a la re cristalización sufrida por el incremento de
temperatura.
La variedad más pura es el mármol blanco. Aunque contiene pequeñas
proporciones de otros minerales accesorios, formados durante el
metamorfismo a partir de las impurezas existentes en la roca original,
puede haber variedad de colores, el mármol negro por la materia
bituminosa, el verde por diópsido y hornblenda, el rojo por la hematita.
TIPOS DE ROCAS METAMORFICAS
ROCAS NO FOLIADAS
CUARCITAS.- Es una roca resultante del metamorfismo de areniscas,
que se caracteriza por ser muy dura, carece de foliación y se distingue
de las areniscas en que carece totalmente de poros, y al romperla, se
rompen los granos de cuarzo en vez de romperse alrededor de ellos. La
cuarcita es normalmente blanca, pero los óxidos de hierro pueden
producir tintes rojizos o rosados.
TIPOS DE ROCAS METAMORFICAS
ROCAS NO FOLIADAS
C. Lyell (1832) “Es un proceso Geológico por el cual las
rocas consolidadas son alteradas o transformadas en su
composición (química, mineralógica), textura y estructura
debido a condiciones termodinámicas de P, T y fluidos
químicamente activos (mineralizantes) que ocurren en las
profundidades de la corteza terrestre.
Las rocas metamórficas, proviene del griego meta, que
significa «cambio» y morfos, «forma», constituye el tercer
tipo de roca más importante, que resulta de la
transformación de rocas preexistente por procesos
metamórficos que implican la participación activa del calor,
la presión y los fluidos químicamente activos.
ROCAS METAMORFICAS
RASGOS DE METAMORFISMO
Textura.- Hay una variación al reagruparse los minerales
componentes de las rocas.
Aparecen modelos estructurales.- La foliación es una textura típica
del metamorfismo.
Recristalización.- hay un reordenamiento de los minerales que
pueden ser aumento de tamaño de los cristales
Reorganización .- De componentes Químicos para formar nuevos
minerales .
CAUSAS O AGENTES DEL METAMORFISMO
Presión :
- Estática, es debido al peso de la sobrecarga de rocas , la que se
incrementa con la profundidad (presión litostática).
- Dinámica, es originada por los movimientos diastróficos (movimiento
de las placas tectónicas, zonas de falla ).
Temperatura:
- Magmatismo, calor proveniente del magma o lava.- Grado Geotérmico, debido al calor terrestre ( +1 °C cada 32-33 m).
- Radioactividad, calor proveniente de la desintegración de los
minerales radioactivos como el U, Th, Ra, K.
Fluidos químicamente activos (mineralizantes):
- Proviene del líquido residual al emplazarse el magma consistente en
vapores de alta temperatura, entre estos hay vapor de agua, Cl, F, S,
ácidos Bórico, fluorhídrico, clorhídrico y otros agentes químicos
activos.
TIPOS DE METAMORFISMO
Esta relacionado con el agente que lo produce :
a) Metamorfismo Ígneo ó de Contacto.- se produce por emplazamiento
ó intrusión de masas ígneas sobre rocas preexistentes originando
aureolas o zonamiento locales. Los minerales típicos guías son los
granates, Tremolita y diópsido. Frecuentemente las soluciones ígneas
pueden llevar Si, Fe, Cu, Au, Ag y otros iones en cantidades suficientes
para originar yacimientos de minerales económicos.
b) Metamorfismo Metasomático.- consiste en la introducción y/o
remoción de ciertas sustancias con los respectivos cambios químicos y
mineralógicos de las rocas afectadas. La composición química global
es la misma
Arcilla Muscovita Ortosa
c) Metamorfismo Hidrotermal.- son los cambios producidos por las
aguas magmáticas calientes sobre rocas pre-existentes originando
remoción o adición de sustancias y algunas veces por ambos .Ej. Los
feldespatos cambian a sericita o minerales de arcilla, el olivino a
serpentina y talco, la biotita a clorita, piroxenos y anfíboles a clorita y
serpentina.
d) Metamorfismo Neumatolìtico, es el estado supercrítico que se
caracteriza por presentar un equilibrio entre los cristales y los gases
que predominan en el fluido y esta muy relacionado con el proceso
pegmatítico . La temperatura varía entre 400 C y 600C. Pueden
generar depósitos de bismuto, tungsteno, estaño y molibdeno.
e) Metamorfismo Geotermal (Piro metamorfismo), se produce por el
calor terrestre (grado geotérmico) sin la intervención de la acción del
magma. Produce la Recristalización de las rocas preexistentes.
f) Metamorfismo Dinámico – Cinético.- (Dinamometamorfismo)
ocurre en áreas de gran actividad tectónica (fallamiento) origina
alteraciones en la textura , neo-estructuras y reorientación de los
minerales.
g) Metamorfismo Regional.- Es amplio y profundo se presenta en
regiones donde existen cordilleras y montañas antiguas
(Precámbricas , Paleozoicas) plegadas abarcando miles de km2. Los
Minerales guías: sillimanita, clorita, biotita, almandino, (granate),
cianita, epidota, estaurolita, andalucita.
ZONAS DE METAMORFISMO
ZONA TEMPERATURA TIPO METAMORFISMO ROCAS
Epizona 300C Cinético pizarra- filita-
esquisto
Mesozona 300-500C Contacto mármol -
cuarcita
Katazona 500-700C Regional gneis-eclogita-
anfibolita
ROCAS METAMÓRFICAS.
Son aquellas que provienen de rocas preexistentes (ígneas,
sedimentarias, metamórficas) y en la que han actuado procesos
termodinámicos de presión , temperatura y fluidos químicamente
activos (mineralizantes).
CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS METAMÓRFICAS
En función de la textura foliada se clasifican en :
a) ROCAS METAMORFICAS FOLIADAS
Lutita Pizarra Filita Esquisto Gneis Granulita.
b) ROCAS METAMORFICAS NO FOLIADAS
Arenisca Cuarcita.
Caliza Mármol Skarn Eclogita
Carbón Turba Lignito Antracita Grafito
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