08 - rocas metamórficas
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Metamorfismo y Rocas Metamórficas: Rocas Nuevas de Rocas Antiguas
Que es el Metamorfismo? (1)
El metamorfismo es el cambio que experimentan las rocas de la corteza terrestre debido a nuevas condiciones de presión y temperatura.
Que es el Metamorfismo? (2)
Los principales factores en el metamorfismo son: Composición Química. Cambios en la temperatura. Cambios en la presión. La presencia o ausencia de fluidos. El tiempo durante el cual la roca esta a altas
temperaturas o a altas presiones. Si la roca sufre solo compresión o si sufre
fracturamiento durante el metamorfismo.
Composición Química Original de la Roca
El factor con más influencia durante el metamorfismo es la composición mineral de la roca.
La composición química de la roca original controla la mineralogía de la roca metamórfica.
Temperatura y Presión (1)
La fuente de calor es el calor interno de la tierra. La intrusión de un cuerpo o el enterramiento puede
producir un alza en la temperatura de la roca. El enterramiento esta siempre acompañado por el
incremento de la presión debido al peso de las rocas suprayacentes.
Si la intrusión es superficial, la presión es baja; si es en profundidad la presión es alta.
Temperatura y Presión (2)
El metamorfismo de bajo grado es el proceso que ocurre a temperaturas de 100oC a 500oC, y a presiones relativamente bajas.
El metamorfismo de alto grado ocurre a altas temperaturas (cerca de 500oC), y altas presiones.
Stress
El stress es la presión aplicada que deforma un sólido, y desarrolla nuevas texturas.
El stress uniforme es aquel que es igual en todas direcciones.
El stress diferencial es aquel en que la presión es diferente en diferentes direcciones.
La textura está controlada por el stress diferencial versus el stress uniforme.
Fluidos y Metamorfismo (1)
Las rocas sedimentarias tienen espacios entre sus granos ocupado por fluidos intergranulares.
Este fluido: Nunca es agua pura. Siempre contiene pequeñas cantidades de gases y sales
disueltas. Contiene trazas de todos los minerales constituyentes
de la roca.
Fluidos y Metamorfismo (2)
Algunas de las roca sedimentarias retiene agua superficial la cual es enterrada junto con la roca.
Algunos de los fluidos son aportados por minerales hídratados (contienen agua en su fórmula) como las arcillas, micas, y anfíboles, que se descomponen y pierden agua al incrementar la temperatura durante el enterramiento.
Fluidos y Metamorfismo (3)
Cuando la temperatura y la presión cambian en una roca, esta sufre metamorfismo.
Los fluidos intergranulares son un medio de transporte importante.
Fluidos y Metamorfismo (4)
Cuando no hay fluidos intergranulares, las reacciones metamórficas son muy lentas.
Cuando la presión aumenta durante el enterramiento de la roca, y comienza el metamorfismo, la cantidad de poros decrese y el fluido intergranular es lentamente apretado por la roca.
Fluidos y Metamorfismo (5)
Cualquier fluido que escapa durante el metamorfismo transporta pequeñas cantidades de minerales disueltos. Los minerales precipitan en fracturas llamadas vetas.
Aquellos cambios que ocurren mientras la temperatura y la presion suben ( y usualmente en presencia de abundante fluido intergranular) son efectos del metamorfismo progrado termal.
Fluidos y Metamorfismo (6)
Aquellos cambios que ocurren mientras la temperatura y la presión bajan (y gran cantidad de fluido intergranular ha sido expulsado) son efectos del metamorfismo retrogrado.
El Rol del Tiempo en el Metamorfismo
Cuando las condiciones metamorficas, altas presiones y altas temperaturas, son las mismas durante un largo tiempo (sobre el millón de años)se producen rocas de grano grueso.
Las rocas de grano fino son producto de bajas temperaturas, bajas presiones o, en algunos casos, tiempos cortos de reacción.
El Límite Superior e Inferior del Metamorfismo
El límite inferior del metamorfismo se presenta cuando rocas sedimentarias e ígneas están a temperaturas mayores que 100oC, y generalmente a presiones de cientos de atmosferas, causadas por el peso de unos miles de metro de roca suprayacente.
El límite superior, termina cuando las temperaturas son tan alta que la roca se funde.
El Rol del Agua en el Metamorfismo
El agua presente controla la temperatura del punto de fusión de la roca y la cantidad de magma que se forma a partir de la roca metamórfica.
Si la cantidad de agua presente es poca, solo se produce una pequeña cantidad de magma. Las magmatitas son rocas compuestas de un
constituyente ígneo formado a partir de una pequeña cantidad de magma de una roca metamórfica.
Como las Rocas Responden a Cambios de Presión y Temperaturas
Metamorfismo de bajo grado: Clivaje. la nueva textura presenta formas de hojas de
minerales desarrollando la foliación que es paralela a los planos de estratificación de la roca sedimentaria original.
Metamorfismo de alto grado: Esquitosidad. A grados intermedios y altos del metamorfismo, el
tamaño del grano se incrementa. La foliación en rocas metamorficas de grano grueso se
llama esquistosidad (arreglo paralelo de granos gruesos en forma de hojas).
Cambio de Composición Mineral
Como la temperatura y la presión sube, una composición mineral puede tranformarse en otra.
Cada mineralogía es característica de una composición dada.
Metamorfismo de lutitas
Pizarra (bajo grado): Producto metamorfico de las lutitas.
Filita (grado intermedio): Foliación pronunciada, cristales de mica largos.
Esquistos y Gneiss (alto grado): Los esquistos son rocas de grano grueso con
esquistosidad. El gneiss es una roca con bandas de minerales
segregados de bandas de minerales como el cuarzo y el feldespato.
Metamorfismo de un Basalto
Los esquistos verdes presentan foliación como la filita,pero también presentan una color verde distintivo debido a su alto contenido de clorita.
Anfibolita y Granulita. Cuando los esquistos verdes estan sujetos a metamorfiso de
grado intermedio, el anfibol reemplaza a la clorita. La anfibolita también presenta foliación pero no tan pronunciado por que las micas y la clorita estan ausentes.
A un mayor grado de metamorfismo, el anfibol es reemplazado por el piroxeno y ya no es posible reconocer la foliacion, se forma una roca llamada granulita.
Figura 8.9
Metamorfismo de Caliza
El derivado metamorfico de la caliza es el marmol. Cristales de grano grueso. El marmol puro es de color blanco nieve. Cristales de calcita pura. Los marmoles de colores son marmoles con
impurezas.
Metamorfismo de Areniscas
La cuarcita es el derivado metamorfico del cuarzo.
Es derivado de areniscas de cuarzo que rellenan sus poros con fluidos silicatados de los granos originales, el fluido y la roca sufren recristalización.
Tipos de Metamorfismo (1)
Existen cuatro tipos de metamorfismo: Metamorfismo Cataclástico
Dominado por deformación mecánica.
Metamorfismo de Contacto Dominado por la recristalización debido al contacto
con el magma.
Figura 8.13 A
Figura 8.13 B
Tipos de Metamorfismo (2)
Metamorfismo de Carga Dominado por la recristalización debido a la adición
de agua.
Metamorfismo Regional Recristalización y deformación mecánica.
Metamorfismo Cataclástico
La deformación mecánica de la roca ocurre con una recristalización en menor grado.
Usualmente se observa en rocas igneas, cuando un granito de grano grueso sufre metamorfismo.
Cuando los granos y los fragmentos de roca se elongan se desarrolla la foliación.
Metamorfismo de Contacto (1)
Cuando los cuerpor de magma a altas temperaturas intruyen a roca de la corteza fría.
El vapor aportado por el proceso de intrusión es muy importante.
La deformación mecánica es menor o esta ausente.
Metamorfismo de Contacto (2)
Aumenta la temperatura en las rocas intruidas, y desarrollan una aureola de metamorfismo. Hornfels. Las aureolas pueden alcanzar más de 100 m de ancho.
Cuando el metamorfismo incluye grandes cambios en la composición de la roca y gran cantidad de fluidos se habla de metasomatismo.
Metamorfismo de Carga
Cuando la carga es profunda en una cuenca sedimentaria, los sedimentos pueden estar a temperaturas de unos cientos de grados Celsius, lo que provoca el metamorfismo de carga.
Las zeolitas es un grupo mineral silicatado, que posee en su estructura los mismos elementos del feldespato, más agua.
Como la temperatura y la presión suben, el metamorfismo de carga puede gradar a metamorfismo regional.
Metamorfismo regional
El metamorfismo regional es producto de las fuerzas tectónicas.
Resultado del pronunciado estres dieferencial y la gran deformacion mecanica, además de la recristalización.
El metamorfismo regional produce esquistos verdes y anfibolitas.
Facies Metamórficas
Asociación mineral producto de condiciones específicas de preción/temperatura: Facie Granulita, - Facie hornfels Facie Amfibolita, - Facie zeolita Facie Epidota-amfibolita, Facie Esquistos verdes, Facie Esquistos azules, Facie Eclogita
Figura 8.16
Metasomatismo
El metasomatismo es el proceso en el que la composición de la roca se altera a través del intercambio con iones en solución.
Los fluidos metasomaticos pueden tranportar metales valiosos y formar depósitos minerales.
Figura 8.17
Figura 8.18
Figura 8.19