3. ROCAS METAMÓRFICAS
El metamorfismo
Metamorfismo=transformación de un tipo de roca (protolito ígneo, sedimentario o metamórfico) en otro.- cambios de mineralogía;- cambios de textura;- en algunos casos, cambios de composición química.Los procesos metamórficos ocurren cuando la roca se encuentra en condiciones químico-físicas distintas de aquellas en las que se originó (cambio de T, P, introducción de fluidos químicamente activos). En respuesta a estas nuevas condiciones, la roca cambia gradualmente hasta alcanzar el equilibrio con el nuevo ambiente.
Factores del metamorfismo
CalorProporciona la energía necesaria para que ocurra la recristalización de minerales existentes (los granos más finos tienden a unirse y a formar granos de mayor tamaño), o la formación de minerales con estructuras cristalinas más estables en las nuevas condiciones.
3. ROCAS METAMÓRFICAS
Factores del metamorfismo
Presión- P de confinamiento. Actúa en las rocas enterradas incrementando su densidad, y favoreciendo la recristalización de minerales con estructuras más compactas.- P orientadas. En ambientes de alta T, las rocas sometidas a P orientadas se deforman dúctilmente, acortándose en la dirección de mayor esfuerzo y alargándose en dirección perpendicular. Las P orientadas juegan un papel importante en el desarrollo de las texturas metamórficas, pues inducen el aplanamiento y alargamiento de los minerales.
Fluidos químicamente activosFomentan la migración de iones, favoreciendo la recristalización. Los fluidos calientes tienden a disolver los contactos entre minerales, en donde las P orientadas actúan con más fuerza; los iones disueltos migran a lo largo de la superficie de los granos, y son depositados en los espacios porosos donde los esfuerzos son menores. Por lo tanto, los minerales tienden a recristalizar alargándose en dirección perpendicular al esfuerzo compresivo.
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Facies metamórficas
Algunos minerales metamórficos cristalizan en condiciones P-T muy específicas, y por lo tanto son utilizados como minerales índice para medir la intensidad del proceso metamórfico (grado metamórfico) que una roca ha sufrido.Cada facies metamórfica está definida por las asociaciones mineralógicas que se pueden formar en un determinado rango P-T.
faciesfaciesesquistos esquistos
azulesazules
facies corneanasfacies corneanasfaciesfacies
zeolitaszeolitas
faciesfaciespu-acpu-acpr-pupr-pupr-acpr-ac
faciesfaciesesquistosesquistos
verdesverdes
faciesfaciesanfibolitasanfibolitas
faciesfaciesgranulitasgranulitas
faciesfacieseclogitaseclogitas
ab-epab-ep hblhbl pxpx sansan
pre
sión (
GPa)
pro
fund
idad
(km
)
temperatura (°C)0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
0
10
30
20
40
50
0.4
0.6
1.0
0.8
1.2
1.4
0.2
0
3. ROCAS METAMÓRFICAS
Tipos de procesos metamórficos
Metamorfismo de contacto. Ocurre cuando una masa magmática hace intrusión en la corteza. El incremento notable de T cuece las rocas encajonantes, produciendo transformaciones mineralógicas en una zona de alteración denominada aureola. Cerca del cuerpo ígneo se forman minerales de alta T como el granate, mientras que las fases de bajo grado como la clorita se forman en lugares más alejados. Las rocas formadas por metamorfismo de contacto se denominan corneanas (“hornfels”).Metamorfismo hidrotermal. La cristalización del cuerpo ígneo provoca la expulsión de soluciones hidrotermales ricas en volátiles y en aquellos iones que no se han incorporado a los minerales recién formados. Estas soluciones pueden alterar químicamente el encajonante (metasomatismo), y formar depósitos minerales por precipitación de iones. La reacción de las soluciones ricas en silicatos con CaCO3 produce minerales silicatados ricos en Ca que forman una roca denominada “skarn”.
skarn de granate y wollastonita
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Tipos de procesos metamórficos
Metamorfismo regional. Está asociado con deformaciones a gran escala de la corteza terrestre, en relación con la formación de montañas. La compresión pliega y fractura las rocas, produciendo un engrosamiento cortical. Las rocas deformadas se elevan por encima del nivel del mar formando montañas, mientras que, en las raíces profundas, las altas T producen actividad metamórfica intensa, junto con posible fusión cortical. Con el tiempo, las masas rocosas deformadas son elevadas, y la erosión deja expuestas las rocas ígneas y metamórficas que conforman el núcleo de las cordilleras.Metamorfismo dinámico. En superficie las rocas tienen un comportamiento frágil, y el movimiento a lo largo de zonas de falla tiende a fracturarlas y pulverizarlas, generando brechas de falla. Sin embargo, gran parte de la deformación asociada a zonas de falla se produce también a grandes profundidades y T elevadas: en estas zonas (zonas de cizalla) las rocas se deforman dúctilmente generando milonitas (los minerales se deforman asumiendo formas alargadas que dan a la roca un aspecto foliado o lineado).
Brecha de falla
3. ROCAS METAMÓRFICAS
Tipos de procesos metamórficos
Ultrametamorfismo. Se observa en regiones corticales profundas extremadamente plegadas y deformadas, donde las rocas pueden calentarse lo suficiente como para empezar a fundir. Los minerales con punto de fusión más bajo (cuarzo y feldespato potásico) son los que se funden generando un magma denominado neosoma, mientras que los minerales máficos permanecen al estado sólido (paleosoma). La solidificación del neosoma produce las rocas migmatíticas. El proceso de fusión parcial de rocas preexistentes en condiciones de ultrametamorfismo se llama anatexis.
3. ROCAS METAMÓRFICAS
Estructura de las rocas metamórficas
Cuando una roca está sujeta a metamorfismo, los cambios más evidentes se observan en su estructura.- incremento del tamaño de los cristales;- alineamiento paralelo de minerales alargados o planares (lineación);- desarrollo de foliación (disposición planar de los minerales por el efecto de P orientadas).
flujo plástico al estado
sólido
transferencia de masa por
fluidos químicamente activos
Las foliaciones se pueden formar por:- rotación de minerales alargados o planares hacia una nueva orientación;- recristalización de minerales para formar nuevos granos que crecen en la dirección de orientación preferente;- cambio de forma de minerales equigranulares a alargados, alineados según una orientación preferente.
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Texturas foliadas
Pizarrosidad (slaty cleavage). Superficies planares muy juntas a lo largo de las cuales las rocas se separan en capas delgadas y tabulares cuando se golpean con un martillo. Esta propiedad es típica de las pizarras (metamorfismo de bajo grado de lutitas), que exhiben una propiedad de separación excelente, llamada clivaje.Filitas. Presenta minerales planares más grandes (muscovita, clorita) que los de las pizarras, pero aún no fácilmente identificables a simple vista. Tiene brillo satinado y superficie ondulada.Esquistosidad. A T-P más altas, los minerales planares de mica y clorita crecen hasta ser visibles, y exhiben una estructura planar o laminar. Las rocas que presentan esquistosidad se denominan esquistos; muchas veces, su textura consiste en una alternancia de estratos lepidoblásticos (micas orientadas) y granoblásticos (cuarzo+albita).
pizarra
Filita (brillo satinado)
esquisto
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Texturas gneísicas
Bandeado gnéisico. Durante el metamorfismo de grado más alto, las migraciones iónicas provocan la separación de minerales máficos y félsicos, dando a la roca un aspecto bandeado. Las rocas con estas texturas se denominan gneises. Aunque tengan un aspecto foliado, los gneises pierden la apariencia esquistosa y adquieren una estructura masiva.
augen gneis
3. ROCAS METAMÓRFICAS
Nomenclatura de las rocas metamórficas
Mineralogía metamórfica:- metamorfismo de lutitas;- metamorfismo de basaltos.
Nombre roca
Foliación
Tamaño cristales
Asociaciónmineralógica
BASALTO
ausente
visible con lupa
olivino, piroxeno,plagioclasa
ESQUISTO VERDE
distinguible
visible con lupa
clorita, epidota,albita
ANFIBOLITA
poco distinguible(anfíbol)
visible sin lupa
anfíbol, epidota,plagioclasa
GRANULITA
indistinguible(no micas)
medio-grueso
piroxeno,plagioclasa
granate
Nombre roca
Foliación
Tamaño cristalesde mica
Asociación mineralógica
LUTITA
ausente
microscópico
minerales arcillosos, cuarzo
FILITA
sutíl
microscópicavisible con lupa
cuarzo, clorita,muscovita
ESQUISTO
esquistosidad
bien visible
cuarzo, muscovita,biotita, plagioclasa,granate, estaurolita
GNEIS
bandeamientocomposicional
medio-grueso
cuarzo, biotita,plagioclasa, granate
sillimanita
grado metamórfico bajo medio alto
3. ROCAS METAMÓRFICAS
Nomenclatura específica
- esquisto verdemetabasita verde, foliada, con clorita, epidota, actinolita- esquisto azulmetabasita foliada oscura (verde-violeta-azul) con glaucofano- anfibolitametabasita o metasedimento verde oscuro, foliada; contiene hornblenda y plagioclasa- serpentinitametaperidotita masiva verde-negra, compuesta de serpentino- eclogitametabasita masiva roja y verde, compuesta de granate y piroxeno onfacítico- granulitaroca masiva con plagioclasa, piroxeno, granate
3. ROCAS METAMÓRFICAS
Rocas metamórficas con protolito básico (basalto, gabro, andesita)
esquisto azulesquisto azul
metabasaltometabasalto
esquistoesquistoverdeverde
anfibolitaanfibolitagranulitagranulita
eclogitaeclogita
pre
sión (
GPa)
pro
fund
idad
(km
)
temperatura (°C)0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
0
10
30
20
40
50
0.4
0.6
1.0
0.8
1.2
1.4
0.2
0c o r n e a n a c o r n e a n a
3. ROCAS METAMÓRFICAS
Rocas metamórficas con protolito pelíticopre
sión (
GPa)
pro
fund
idad
(km
)
temperatura (°C)0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
0
10
30
20
40
50
0.4
0.6
1.0
0.8
1.2
1.4
0.2
0
eclogitaeclogita
granulitagranulita
gneisgneisesquistoesquisto
pizarrapizarrafilitafilita
3. ROCAS
El ciclo de las rocas
manto
corteza sup.
corteza inf.
magma
depósitos orgánicos
sedimentos clásticos
rocasvolcánicas
rocassedimentarias
rocasplutónicas
rocasmetamórficas
fusión
parcial
atmósfera
hidrosfera
biosfera
solidificación
erupción
diagénesis
sedimentacióntransporte
erosiónalteración
muerte
vidametamorfismo
metamorfismomet.