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ROCASROCASMETAMÓRFICASMETAMÓRFICAS

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.


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.


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


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



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



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.


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.


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

Desarrollo de clivaje de crenulación simétrico y asimétricointensidad del metamorfismo


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


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


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


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


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.

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