5 y 6 - rocas metamórficas

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  • Curso Geologa General I Prcticos N 5 y 6

    PETROLOGA METAMRFICA

    Mineraloga - Estructuras - Texturas- Clasificacin

    Hasta el presente tema se observaron rocas originadas por diferentes procesos, en equilibrio con las condiciones de presin y temperatura existentes durante el proceso de formacin de las mismas.

    Cualquier roca - de cualquier origen y composicin- puede ser sometida a nuevas condiciones de P y T y condiciones qumicas, distintas de las que participaron en su gnesis. Como consecuencia, se producen reacciones qumicas y transformaciones minerales, cambios textuales, cambios en la estructura cristalina, etc., que culminan con la formacin de un nuevo agregado mineral en equilibrio con estas nuevas condiciones ambientales.

    La transformacin mineralgica y/o textura arriba sealada implica la gnesis de una roca distinta a la roca original (denominada protolito) en la que ha tenido lugar un cambio de distribucin de los minerales (textura), pudiendo haber adems cambios qumicos ya que los procesos metamrficos pueden suceder en condiciones isoqumicas (sistemas cerrados) o con accin de procesos metasomticos (sistemas abiertos, metamorfismo hidrotermal). Estas transformaciones son las que definen a los procesos metamrficos, las mismas se realizan en estado slido y dan origen al conjunto de rocas metamrficas.

    1) Conceptos previos

    Zona Metamrfica: Fue definida por Barrow para rocas derivadas de protolitos pelticos. Se caracteriza por la aparicin sistemtica de minerales ndices de las condiciones metamrficas, en particular de la T, a medida que aumentan las condiciones del metamorfismo. Se cumple en condiciones de P y T moderadas (metamorfismo Barrowiano). Slo puede ser aplicada a zonas de la corteza terrestre que posean rocas de composicin homognea como las estudiadas por el autor mencionado.

    Facies Metamrficas: Contribucin realizada por Eskola (1920). Por medio de este trmino se designa a un grupo de rocas caracterizadas por un conjunto de minerales formados bajo condiciones fsico-qumicas metamrficas particulares. Dado un facies metamrfico, la composicin mineral cuali- y cuantitativa de la roca que lo conforma vara gradualmente en concordancia con la composicin qumica del protolito. Cada facies define tambin condiciones de P y T particulares y las asociaciones minerales que las definen son variables en funcin de la composicin qumica de las rocas sometidas a los procesos metamrficos.

    Grado de metamorfismo: Winkler (1976), a partir de datos experimentales, propone el uso del trmino de grado de metamorfismo a partir de un esquema en el cual divide el campo de las condiciones metamrficas ( P y T) en cuatro grandes

  • unidades (grados metamrficos), estableciendo sus lmites por reacciones metamrficas en las cuales aparecen o desaparecen minerales metamrficos.

    Secuencia metamrfica: Es un conjunto de rocas metamrficas formadas a partir de un mismo protolito, sin importar las condiciones metamrficas alcanzadas.

    2) Texturas Los minerales (blastos) crecen en un medio esencialmente slido, por

    transformaciones de minerales pre-existentes. Dicho proceso se denomina blastesis y la textura generada se denomina cristaloblstica.

    Granoblstica: Los cristales tienen tamao relativo similar, conformando un mosaico equidimensional. Las rocas ms comunes con esta textura suelen ser los mrmoles, cuarcitas y algunos gneises.

    Lepidoblstica: Est definida por minerales de hbito laminar (generalmente filosilicatos), homogneamente orientados y ms o menos paralelos entre s. Las rocas ms comunes son las filitas, los esquistos micceos y la mayora de los gneises.

    Nematoblstica: est definida por minerales aciculares y/o prismticos (inosilicatos), orientados tambin en forma homognea, con sus ejes mayores paralelos entre s. Las rocas ms comunes son algunas anfibolitas, gneises anfiblicos y algunos esquistos.

    Cabe sealar que, en la naturaleza, los procesos complejos generalmente definen combinaciones de texturas y no una nica textura, por lo tanto lo ms comn es encontrar texturas granolepidoblsticas, granonematoblsticas y granoporfiroblsticas (esta ltima tendra una matriz granuda y porfiroblastos mayores inmersos en la matriz, estos porfiroblastos crecen tambin en estado slido).

    Adems de las texturas cristaloblsticas mencionadas, existen otras texturas definidas por una o ms fases cristalinas, las cuales son ms raras de encontrar, por ejemplo:

    Textura poiquiloblstica: Se da cuando un cristal presenta un nmero importante de inclusiones de otros minerales formados a expensas de l, apareciendo como un cristal esqueltico.

    3) Estructuras

    En funcin de los rasgos estructurales, las rocas metamrficas se pueden clasificar en dos grandes grupos:

  • a)rocas foliadas o esquistosas (filitas, pizarras, esquistos, gneises, algunas anfibolitas);

    b) rocas no foliadas o masivas (corneanas, cuarcitas, calizas, mrmoles)

    (recordar la relacin entre fisilidad-esquistosidad-grado de metamorfismo)

    a) Rocas metamrficas foliadas:

    La caracterstica textural ms prominente exhibida por el metamorfismo regional es la fbrica planar, que se representa por la foliacin. Se produce principalmente por el arreglo paralelo o subparalelo de minerales laminados y/o alargados.

    Cuando rocas sedimentarias pelticas son sometidas a metamorfismo

    regional, la muscovita y la clorita son de los primeros minerales en formarse. stos crecen con una orientacin preferencial y dan lugar a las pizarras. Los minerales micceos en las pizarras son muy finos para identificarlos a ojo desnudo.

    A medida que el metamorfismo avanza y los granos se agrandan, los minerales adquieren brillo y los planos de foliacin son menos regulares. Estas rocas son filitas y los minerales son an muy pequeos para verlos a simple vista. Cuando los minerales pasan a ser visibles la roca es un esquisto. Los esquistos tambin se pueden formar a partir de rocas gneas mficas, stas suelen contener abundante clorita, epidoto y/o anfbol.

    En rocas sedimentarias limosas y/o arenosas y en rocas gneas intermedias a flsicas se forman menos minerales de hbito laminar o acicular durante el metamorfismo. Aquellos minerales que estn presentes tienden a concentrarse en bandas paralelas a la foliacin definidas por micas o anfboles. El cuarzo y el feldespato tienden a concentrarse en las bandas alternantes. Estas rocas se las conoce como gneiss. Si predominan los minerales laminares, aciculares y/o columnares, la roca es un esquisto. Si predominan los minerales granulares la roca es un gneiss.

    b) Rocas metamrficas NO foliadas.

    En algunas rocas metamrficas, los granos minerales no muestran una

    orientacin preferencial distinguible. Tales rocas consisten en un mosaico de minerales un tanto equidimensionales y se caracterizan por tener textura no foliada. La mayora de las rocas metamrficas no foliadas resultan del metamorfismo de contacto o regional de rocas en las cuales no hay presencia de minerales de hbito laminar, acicular o columnar. Con frecuencia, la nica indicacin de que una roca granular se ha metamorfizado es el gran tamao de grano resultante de la recristalizacin.

    En general, las rocas metamrficas no foliadas son de dos tipos: las compuestas principalmente de un solo mineral, por ejemplo, el mrmol y la cuarcita; y aquellas en la que los diferentes granos minerales son demasiado pequeos para

  • ser vistos a ojo desnudo, cmo la roca verde (greenstone) y las corneanas (hornfels).

    El mrmol est compuesto principalmente por calcita o dolomita, su tamao de grano va de fino a grueso. Resulta del metamorfismo de contacto o regional de calizas o de dolomas. El mrmol puro es blanco o azulado, pero hay variedades de todos los colores por la presencia de impurezas minerales en la roca sedimentaria original.

    La cuarcita es una roca dura y compacta formada por granos de cuarzo en condiciones metamrficas de grado medio a alto durante el metamorfismo de contacto o regional. La cuarcita pura es blanca, pero el hierro y otras impurezas le imparten comnmente un tinte rojizo o de otro color.

    El nombre roca verde (greenstone) se aplica a cualquier roca gnea mfica

    alterada, de color verde oscuro, que se forme en condiciones metamrficas de bajo a alto grado. El color verde resulta de la presencia de clorita, epidoto y hornblenda.

    Una roca Corneana (hornfels), es una roca metamrfica no foliada de grano fino, resultante del metamorfismo de contacto. Se compone de diversos granos minerales equidimensionales. La composicin de las corneanas depende directamente de la composicin de la roca original y se conocen muchas variedades composicionales. Sin embargo, la mayora de las corneanas derivan aparentemente del metamorfismo de contacto de rocas sedimentarias ricas en arcilla o de dolomas puras. Otras rocas:

    Las Anfibolitas son rocas metamrficas compuestas mayoritariamente de

    anfbol, con poco o nada de cuarzo. Son tpicamente rocas oscuras, densas que pueden o no presentar foliacin.

    4) Rocas generadas por metamorfismo dinmico: cataclasitas y

    milonitas Son aquellas rocas generadas por fragmentacin por efectos de presin en

    zonas de fallas, en las cuales los minerales originales son fragmentados, con intensidad variable en funcin de las tensiones actuantes.

    Cataclasis: Es el proceso de deformacin de las rocas acompaada por la fractura y rotacin de los granos minerales.

    La cataclasita es una roca metamrfica no foliada, formada por cataclasis y

    compuesta por fragmentos de tamao variable inmersos en una matriz ms fina de composicin similar.

  • La milonita es una roca metamrfica foliada, de grano fino, resultante del metamorfismo dinmico en el cual el tamao de grano de una roca es disminuido por cizallamiento dctil.

    http://es.wikipedia.org/wiki/Roca_metam%C3%B3rficahttp://es.wikipedia.org/wiki/Metamorfismohttp://es.wikipedia.org/wiki/Tensi%C3%B3n_cortantehttp://es.wikipedia.org/wiki/Ductilidad

  • Gua Prctica para la descripcin de Rocas Metamrficas Nombre:

    I)

    a) Tamao de los cristales

    Grano fino (menor a 0.1 mm)***

    Grano medio (0.1 mm a 1mm)**

    Grano grueso (mayor a 1 mm)*

    (*) cristales visibles a ojo desnudo, (**) cristales visibles a lupa-ojo desnudo, (***) cristales generalmente visibles en microscopio.

    1) TEXTURA I) ROCAS METAMRFICAS FOLIADAS

    I.A) Texturas Metamrficas

    1) Pizarrosidad

    2) Esquistosidad

    3) Bandeamiento

    1) Foliacin, definida por la cristalizacin orientada de minerales planares muy pequeos, no visibles a ojo desnudo (fundamentalmente micas). Caracterstica de condiciones de bajo grado de metamorfismo (bajo P y T). 2) Conjunto de superficies paralelas de mayor o menor espaciado, que proporciona un determinado grado de fisibilidad, (tamao de grano medio a grueso). 3) Foliacin consistente en la diferenciacin de bandas de minerales claros y oscuros que confiere a las rocas metamrficas un aspecto bandeado caracterstico.

    I.B) Morfologa de los cristales y relaciones de tamao

    1) Granoblstica

    2) Lepidoblstica

    3) Nematoblstica

    4) Porfidoblstica

    1) distribucin de los minerales sin orientacin preferencial, 2) orientacin preferencial de filosilicatos (minerales con hbito laminar), 3) orientacin preferencial de anfboles y piroxenos (minerales con hbito prismtico), 4) cristales grandes con una matriz ms fina.

  • II) ROCAS METAMRFICAS NO FOLIADAS

    Generalmente son monominerlicas (compuestas por un solo mineral) cuyos cristales se caracterizan por tener un hbito equidimensional.

    2) COMPOSICIN MINERAL Matriz

    Biotita

    Muscovita

    Carzo

    Feldespatos

    Anfboles

    Otros:

    Porfidoblastos

    Granate

    Feldespato

    Biotita

    Muscovita

    Anfbol

    Estaurolita

    Cloritoide

    Sillimanita

    Otros:

    Minerales ndice

    3) NATURALEZA DEL MATERIAL ORIGINAL Serie Composicional

    Ultramfica

    Mfica

    Peltica

    Carbontica/Calcosilicatada

    Qz - Feldesptica

    Tipo de protolito _______________________ _______________________ _______________________

    Observaciones:

  • Descripcin: .. .. .. .. .. Dibujo/Foto: Muestra: ----------------------------------------------

  • II) Anexo

    Rocas Metamrficas Foliadas

    Temperatura 150-300C 300-450C > 450C

    Grado metamrfico Bajo Medio Alto

    Nombre Pizzara / Filita Esquisto Gneiss

    Descripcin de la Roca

    Minerales no visibles a ojo desnudo (levemente distinguibles en lupa).

    Producto de metamorfismo en grado bajo de pelitas.

    Rocas de grano medio a grueso con minerales visibles. Visibles debido a la reflexin de las micas sobre los planos de foliacin.

    Rocass de grano grueso, bandeadas (alternancia de minerales flsicos y mficos).

    Nomenclatura basada en su Textura

    Nombre Descripcin

    Pizarra

    Marcado clivaje (penetrativo) desarrollado debido a la orientacin de los

    filosilicatos de granulometra fina.

    Cristales individuales muy finos como para ser vistos a ojo desnudo.

    Filita

    Similar a pizarra pero compuesto por filosilicatos ligeramente ms gruesos

    (tamao).

    Granos (o cristales) no visibles en muestra de mano: superficies de clivaje

    de apariencia sedosa.

    Usualmente los planos de clivaje son menos perfectos respecto a pizarras.

    Esquisto Alineacin paralela de cristales moderadamente gruesos (esquistosidad).

    Granos generalmente visibles a ojo desnudo.

    Gneiss

    Roca de grano grueso (varios mm), foliadas (presencia de bandeamiento

    composicional).

    Tendencia de distintos minerales a segregarse en bandas paralelas a la

    esquistosidad (bandeamiento gneissico): bandas (layers) de cuarzo y

    feldespato segregadas de otras ms micceas o mficas.

    Modificado de Yardley (1994)

  • Nomenclatura basada en su mineraloga

    Ciertas rocas metamrficas no foliadas con determinada composicin qumica

    y/o asambleas minerales tienen un nombre especfico.

    Nombre Descripcin

    Anfibolita

    Roca de grano medio a grueso, oscuro (tonalidades de verde) cuyos

    minerales constituyentes principales son hornblenda y plagioclasa.

    Resultan del metamorfismo de rocas gneas bsicas y grauwacas

    (ocasionalmente). Foliacin altamente variable.

    Caliza

    metamrfica /

    Mrmol

    Corresponde a rocas compuestas principalmente por calcita (< 50%) y en

    menor proporcin dolomita. Resultan del metamorfismo de rocas

    carbonticas, calizas y ocasionalmente de dolomas. Foliacin puede estar

    presente si la caliza metamrfica o mrmol contienen micas.

    Cuarcita

    Cuarzo arenitas y cherts se componen principalmente de SiO2. Dado que

    el cuarzo es estable sobre un amplio rango de T y P, del metamorfismo de

    estas rocas resultara la recristalizacin del cuarzo formando una roca

    tenaz denominada Cuarcita.

    Serpentinita Roca constituda principalmente por serpentina. Se forma a partir de

    metamorfismo hidrotermal de rocas gneas ultrabsicas.

    Soapstone

    Rocas abundantes en talco (mineral rico en Mg), el cual proporcional una

    apariencia (tacto) grasoso. Se forma por alteracin hidrotermal de rocas

    ultrabsicas (peridotitas, dunitas, piroxenitas).

    Eclogita

    Grano medio a grueso. Roca compuesta por granate + onfacita

    (clinopiroxeno) resultado del metamorfismo de grado alto de rocas

    bsicas. Generalmente no presenta foliacin.

  • PIZARRA

    ROCA ORIGINAL

    Lutita

    Riolita

    Granito

    Basalto

    Caliza

    Arenisca

    ESQUISTO

    GNEISS

    ANFIBOLITA

    MRMOL

    CUARCITA

    INTENSIDAD DEL METAMORFISMO

    Clorita

    Muscovita (mica)

    Biotita (mica)

    Granate

    Silimanita

    Cianita

    Feldespato

    Cuarzo

    Co

    mp

    osi

    ci

    n m

    ine

    ral

    gica

    Minerales arcilla

    Dominio

    Sedimentario Magmtico Metamrfico

    Tip

    os

    de

    ro

    cas

    Arcillita Pizarra Filita Esquisto Gneiss

    Grado bajo (200C) Grado medio

    AUMENTO DE PRESIN Y TEMPERATURA

    FUSIN

    Grado alto (800C)

  • CLIVAJE

    PIZARROSO /FILTICO

    ESQUISTOSIDAD

    BANDEAMIENTO

    GNEISSICO

    FOLIADA

    NO FOLIADA MRMOL (composicin: calcita)

    CUARCITA (Composicion: cuarzo)

    ROCA METAMRFICA

    pizarrosidad: PIZARRA (grano fino)

    esquistosidad: ESQUISTO (grano grueso,

    ms del 20% de micas)

    bandeamiento gneisico: GNEISS (grano grueso,

    no micceo)