Descripción petrográfica de las rocas metamórficas

(Petrología Endógena II)

(tomado de http://teachserv.earth.ox.ac.uk/courses/es2-metrock/1pr2a.html)

El siguiente documento son una notas breves para hacer una descripción

sistemática de las rocas metamórficas organizada en el orden aproximado en el que se

hacen las observaciones.

1. Descripción de la textura general de la roca. La descripción se hace usando un

objetivo de poco aumento (1.6x o 3.2x) y haciendo un recorrido por toda la

lámina. Incluso el objetivo de menor aumento no permite observar toda la

superficie de la lámina, por lo que es conveniente que mires primero la lámina

sin el microscopio, sujetándola con la mano frente a una fuente de luz o sobre

un papel blanco (boca abajo, es decir, con el cubre-objetos en contacto con el

papel, se aprecia mejor). Puedes usar una lupa de mano si necesitas más

aumentos.

A parte de la textura, hay que fijarse si la roca tiene un bandeado composicional

o una esquistosidad y si el bandeado o la esquistosidad están plegados a escala

de la lámina.

Muchas rocas metamórficas son heterogéneas, separadas en dominios de

diferentes geometría (bandas, lentejones, parches), con una textura y una

composición diferentes. En casos extremos tendrás que describir cada uno de

estos dominios por separado.

2. Descripción de los minerales: reconocimiento. Comienza tu identificación de

minerales con un objetivo de bajo o medio aumento (3.2x o 10x) fijándote en las

características ópticas más obvias, primero en nícoles paralelos y luego en

nícoles cruzados: relieve, color, pleocroismo, birrefringencia, exfoliación,

maclado. Determina cuántos minerales principales parece haber y concéntrate

primero en la identificación de los más abundantes. Anota las propiedades

ópticas diagnósticas y trata de darle un nombre al mineral (o reduce a dos o tres

nombres las posibilidades). Una vez hayas identificado un par de los minerales

más abundantes te será más fácil continuar con la identificación de los demás

(Tabla 1), ya que los primeros te darán pistas sobre cuáles pueden ser los

restantes al restringir seguramente la composición química del protolito o el

grado metamórfico.

No te pierdas en demasiados detalles en este punto. Puede que de momento no

tengas suficiente información para identificar todos los minerales, pero ya

debería de tener alguna idea preliminar, que la confirmarás (o no) en el estudio

de detalle dentro de un minuto. Si te falta el tiempo, es mejor que continúes

anotando el tamaño de grano y la abundancia de cada mineral e intentes darle

un nombre a la roca.

3. Tamaño de grano. Siempre hay que anotar el tamaño de grano de la roca. Si

todos los minerales son aproximadamente del mismo tamaño (por ejemplo, en

una textura granoblástica poligonal), bastará con dar un tamaño medio para

toda la roca. Una estimación en valor absoluto (por ejemplo, 0.5 mm) es mucho

más útil que un juicio cualitativo (fino, medio, etc.). Para ello debes conocer el

diámetro del campo visual de cada uno de los objetivos del microscopio.

Si la roca tiene un tamaño de grano variable, o tiene porfidoblastos inmersos en

una matriz, tendrás que dar el tamaño de grano de cada mineral por separado.

4. Estimación de la abundancia de cada mineral (Figura 1). La abundancia de cada

mineral es un parámetro básico en toda descripción petrográfica, ya que

permite tener una idea aproximada de la composición química global de la

roca. Si tienes prisa, deberás al menos hacer una ordenación de los minerales

por orden de abundancia.

Las estimaciones semi-cuantitativas no son muy difíciles de hacer, pero hay dos

o tres trucos que es importante conocer: (i) es fácil sobreestimar el porcentaje de

los minerales oscuros; (ii) utiliza el hecho de que el campo visual está dividido

en cuatro cuadrantes por los hilos del retículo: mueve mentalmente los cristales

de un mismo mineral a uno de los cuadrantes y compara la superficie que

ocupan con la del cuadrante (que es, obviamente, un 25% del total); (iii) compara

las abundancias relativas de dos minerales: por ejemplo, si los minerales A y B

están en una proporción similar y entre los dos suponen algo más del 25% de la

roca, una buena estimación para el porcentaje de cada uno sería un 15%.

5. Descripción de los minerales: detalles. Si el tiempo lo permite, hay muchas otras

características de los minerales que merece la pena describir:

• forma (idiomorfo, subidiomorfo, alotriomorfo);

• habito (laminar, tabular, prismático, acicular, fibroso, equidimensional, etc.);

• orientación preferente;

• grado y tipo de alteración (Tabla 2) (sericitización, saussuritización,

cloritización, epidotización, etc.);

• exoluciones (pertitas/mesopertitas/antipertitas, lamelas de exolución),

intercrecimientos simplectíticos, texturas de reacción (p. ej. coroníticas,

recrecimientos, seudomorfos) (Tabla 3);

• microtexturas de deformación (Tabla 4) (extinción ondulante, bordes de

subgrano, kinkbands y bandas de extinción, lamelas de deformación,

mcirogrietas, microfallas, cataclasis, bordes suturados, estilolitos, boudinage,

sombras de presión y zonas abrigadas, orientación preferente mineral,

orientación preferente cristalográfica); y

• relaciones blastesis-deformación (Figura 2)

• Protolito. A estas alturas ya tienes la suficiente información para indicar el

posible protolito de la roca: una lutita, una roca arenítica, una caliza, una

marga, una roca ígnea ultramáfica, una roca ígnea básica, un granitoide.

6. Estimación del grado metamórfico (Figuras 3a-3d). La asociación mineral de

equilibrio te debe permitir hacer una estimación cualitativa del grado

metamórfico, ya sea por medio de las zonas minerales si tu roca es una

metapelita o por medio de las facies metamórficas si tu rocas es una metabasita

o contiene alguna de las asociaciones diagnósticas. Como mínimo, deberás ser

capaz de decidir si la roca es de grado bajo, medio o alto.

7. Dar un nombre a la roca (Figura 4a-4c). Por último, ya estás es disposición de

nombrar la roca, teniendo en cuento la textura general, la mineralogía, el

protolito y el grado metamórfico. No olvides usar tanto el nombre raíz como

todos los calificativos que creas convenientes.

8. Esquema textural. Con este esquema no se pretende conseguir un realismo

fotográfico, sino resaltar características importantes como orientaciones

preferentes, tipos de contactos entre cristales, tamaños relativos de unos

minerales frente a otros, etc.

MINERALES MÁS COMUNES

Tabla 1. Minerales más comunes en corneanas, metapelitas y metabasitas.

1. Minerales más abundantes en corneanas (metamorfismo de contacto)

Corneanas pelít icas

CuarzoMoscovitaCloritaBiotitaGrana te (almand ino)AndalucitaSillimanitaEstaurolitaCordieritaFeldespato potásicoCloritoideCorindónEspinelaÓxidos de Fe-TiOrtopiroxeno

Corneanas calcáreas

CalcitaDolomitaCuarzoWollastonitaTremolita-actinolitaHornblendaOlivino (forster ita)Granate (grosularia)DiópsidoBiotitaEpidotaVesubianitaBrucitaPericlasaTalcoSerpentinaEscapolitaEsfenaCorindónÓxidos de Fe-Ti

Corneanas básicas

PlagioclasaEpidotaHornblendaAnf íboles Fe-Mg sin Ca (antofillita, cummingtonita)CordieritaGranateClinopiroxeno cálcicoOrtopiroxenoBiotitaClo ritaEsfenaApatitoZircónCeolitasÓxidos de Fe-Ti

2. Minerales más abundantes en la metapelitas (metamorfismo regional)

CuarzoMoscovitaCloritaBiotitaGrana te (almand ino)Andalucita (baja presión)Sillimanita (alta temperatura)Distena (media y alta presión)EstaurolitaCordierita (baja presión)

Feldespato potásicoCloritoide (metapelitas ricas en Al)Glaucofana (alta presión)PirofilitaCarpolita (alta presión)Talco (alta presión)CorindónEspinela (alta temperatura)Óxidos de Fe-TiOrtopiroxeno (muy alta temperatura)

3. Minerales más abundantes en las metabasitas (metamorfismo regional)

Plagio clasaEpidota-clinozois itaHornblendaTremolita-actinolitaAntofil ita (ortoanfíbol Fe-Mg , sin Ca)Cumingtoni ta (cli noanfíbol Fe-Mg, sin Ca)Glaucofana-crossita (Amp sódico, alta P)CordiertiaGrana teClinopiroxeno cálcico (baja y media P)Onfacita (Cpx sódico, alta P)

BiotitaMoscovita (esquistos azules, alta P)

ApatitoCalcitaEspinelaÓxidos de Fe-Ti

Lawsonita (esquistos azules, eclogitas, alta P)

Aragonito (esquistos azules, alta P)Esfena

GRÁFICOS DE ESTIMACIÓN VISUAL DE PORCENTAJES

Figura 1. Gráficos de estimación visual de porcentajes

TEXTURAS DE CRISTALIZACIÓN DE NUEVAS FASES

Tabla 2. Reacciones de retrogresión comunes en las diferentes categorías composicionales de las rocas metamórficas.

Mineral inicial Producto de la

retrogresión

Observaciones

Rocas ultramáficas

Olivino → serpentina Si los fluidos son ricos en H2O.

→ magnesita Si los fluidos son ricos en CO2.

Enstatita (Cpx-Mg) → antofilita

Opx y/o olivino → talco ± serpentina

Metabasitas

Plagioclasa cálcica → plagioclasa-Na + epidota Retrogresión muy común de la facies

anfibolita a la facies de esquistos verdes

(fluidos ricos en H2O).

→ ceolitas Común en el metamorfismo de enterramiento y en el de fondo oceánico.

→ sericita/moscovita En las metabasitas esta retrogresión requiere

el aporte de K+.

→ calcita Si los fluidos son ricos en CO2.

→ escapolita En el metamorfismo hidrotermal con fluidos

ricos en CO2.

Cpx → hornblenda/actinolita

Opx (hiperstena) → hornblenda/actinolita

Hornblenda → actinolita

→ clorita

→ biotita Normalmente asociado al aporte de K+.

Anfíbol sódico (glaucofana) → actinolita

Granate → clorita

Ilmenita o rutilo → esfena

Rocas cuarzofeldespáticas

Feldespato potásico → sericita/moscovita/pirofilita

→ minerales de la arcilla

Plagioclasa → sericita ± epidota

Biotita → clorita

Rocas calcosilicatadas

Forsterita → serpentina

Anortita → epidota ± sericita

→ carbonatos

Diopsido → tremolita-actinolita

Tremolita → talco

Metapelitas

Granate → clorita y/o biotita

Estaurolita → sericita

→ sericita + clorita

Andalucita, sillimanita, distena → sericita/mica blanca

Cordierita → pinnita (mezcla microcristalina

de sericita y clorita)

Cloritoide → clorita ± sericita

Biotita → clorita

Ilmenita → esfena

TEXTURAS DE CRISTALIZACIÓN DE NUEVAS FASES (cont.)

Tabla 3. Inclusiones, intercrecimientos, coronas y reemplazamientos

Inclusiones

Intercrecimientos

Coronas

Remplazamientos

Las inclusiones se pueden formar por tres mecanismos:

Sólo las primeras son verdaderas inclusiones

Las inclusiones pueden ser fases inertes o fases en exceso

- Incorporación de minerales de la matriz- Exolución de una fase durante el enfriamiento- Seudomorfización incompleta

Inclusiones ordenadas: adsorción de impurezas en caras cristalinas

particulares (e.g. quiastolita).

Exoluciones (e.g. calcita-dolomita, Cpx-Opx, feldespatos)

Una o varias coronas de diferentes minerales rodeando a un cristal central

Reacciones de retrogresión (ver tabla 1).

Recrecimientos: son texturas del metamorfismo progrado que permiten

identificar reacciones metamórficas.

Tres tipos de pseudomorfos: (1) Una fase-un cristal; (2) Una fase-varios

cristales; (3) Varias fases-varios cristales.

Pseudomorfos: remplazamiento de una fase por otra (u otras)

conservando la morfología de la fase remplazada.

Se forman por retrogresión de fases de alta temperatura/presión

Son especialmente abundantes en rocas de alto grado (gneisses, granulitas

y eclogitas)

Simplectitas. Dos tipos

- Bordes quelifíticos

- De remplazamiento

TEXTURAS DE DEFORMACIÓN Y RECRISTALIZACIÓN

Tabla 4. Principales microtexturas de deformación y recristalización.

Microtextura Mecanismo

General Específica Específico General

Microgrietas

Microfallas

Microfracturación

Cataclasis distribuida Flujo cataclástico

Microfracturas, desplazamiento y rotación de granos

Orientación preferente cristalográfica (OPC)

Cataclasis

Texturas de disolución superficial

Indentado, truncamiento e interpenetración de granos

Microestilolitos

Esquistosidad

Disolución

Sombras de presión y zonas abrigadas

Orientación preferente mineral (OPM)

Planos de inclusiones fluidas

Eliminación de material, transporte y precipitación

Microvenas

Precipitación

Creep por disolución

Maclas de deformación Maclado mecánico

Kink-bands

Extinción ondulante

Lamelas de deformación

Bandas de deformación

Subgranos y bordes de subrano

Recuperación

Granos nuevos, textura de manto y núcleo

Bordes suturados

Recristalización dinámica

Deformación permanente de la red cristalina

OPC

Plasticidad intracristalina

OPM y cristales en cinta

Textura granoblástica poligonal

Textura granoblástica decusada

Recristalización estática

Eliminación de material, transporte y precipitación

Bordes de reacción, coronas, simplectitas

Difusión en estado sólido (creep por difusión)

RELA

CIO

NES B

LA

STE

SIS

-DEFO

RM

AC

IÓN

(Fig

ura

2)

Porfidoblastos post-tectónicos

Porfidoblastos sin-tectónicos

Ejemplos de granates sin-tectónicos

Porfidoblastos pre-tectónicos

ESTIMACIÓN DEL GRADO METAMÓRFICO

Figura 3a. Zonas metamórficas para las metapelitas en el metamorfismo regional barrowiense.

aumento del grado metamórfico

Clorita

Moscovita

BiotitaGranate (Alm)EstaurolitaDistenaSillimanitaFeld. potásicoOrtopiroxeno

Cuarzo

Zona declorita

Zona debiotita

Zona degranate alm

Zona deestaurolita

Zona dedistena

Zona de sillimanita

2ª zona de sillimanita

Zona de ortopirox

Zonametamórfica

LZM Chl

LZM Bt

LZM Grt

LZM St

LZM Ky

LZM Sil-1

LZM Sil-2

LZM O

px

Figura 3b. Facies metamórficas.

Asoci aciones de tra nsición

16

14

12

10

8

6

4

2

100

10

20

30

40

50

200 300 400 500 600 700 800 900 1000

Presión (k

bar)

Tempera tura (ºC)

Profundidad aproximada (km

)DIAGÉ

NESIS

Esquis to s azules

Eclogitas

Prenh-Pump

Esquistosverdes

Ceolitas

Granu lita s

Cor. Ab- Ep Cor. Hbl Cor. Px Sanidinitas

Anfib oli tas

ESTIMACIÓN DEL GRADO METAMÓRFICO (continuación)

Figura 3c. Correlación entre las zonas de Barrow (para rocas pelíticas), las facies metamórficas (para metabasitas) y las asociaciones minerales en rocas calcosilicatadas para el metamorfismo regional barroviense.

Rocas pelíticas (metapelitas) Rocas básica (metabasitas) Rocas calcosilicatadas

Zona de clorita Facies de sub-esquistos verdes

Zona de biotita Facies de esquistos verdes Talco, flogopita

Zona de granate

Zona de estaurolita

Facies de anfibolitas con epidota Tremolita, actinolita, epidota,

zoisita

Zona de distena Diopsido

Zona de sillimanita

Facies de anfibolitas

Grosularia, escapolita

Zona de sillinanita-feldespato

potásico

Facies de granulitas Forsterita

Figura 3d. Asociaciones minerales diagnósticas en metabasitas y metapelitas para cada facies metamórfica.

Asociaciones minerales diagnósticas Facies

Metabasitas Metapelitas con cuarzo

Ceolitas Laumontita

Prehnita-

Pumpellyita

Prehnita+pumpellyita,

prehnita+actinolita,

pumpellyita+actinolita

Esquistos verdes Actinolita+clorita+epidota+albita Cloritoide

Anfibolitas Hornblenda+plagioclasa Estaurolita

Granulitas Ortopiroxeno+clinopiroxeno+

plagioclasa

Sillimanita+feldespato potásico

Sin estaurolita, sin moscovita

Esquistos azules Glaucofana, lawsonita, piroxeno

jadeítico, aragonito

Glaucofana

Sin biotita

Eclogitas Onfacita+granate

Sin plagioclasa

CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS METAMÓRFICAS

Figura 4a. Diagrama de flujo para clasificar las rocas metamórficas según la Subcomisión sobre la Sistemática de las rocas metamórficas (2007).

Nombre de las rocas metamórficas según la SCMR

Paso 1. ¿Tiene la roca una textura

claramente metamórfica en lugar de mantener rasgos texturales de su protolito sedimentario o ígneo?

Paso 2 ¿Es apropiado el uso de un nombre específico por alguna de las tres razones siguientes?

1. La roca está compuesta en un 75% o más por un sólo

mineral.2. La mineralogía o la textura permiten dar a la roca un nombre

específico.3. El contexto o la génesis de la roca se conocen y quieren ser

enfatizados.

Paso 3 ¿Tiene la roca ? esquistosidad

Paso 4 ¿Está la esquistosidad bien desarrollada, ya sea uniformemente en toda

la roca o en zonas repetidas de manera que la rocas se puede partir a una escala <1cm?

La roca tiene textura

esquistosa

La roca es un Añadir los calificativos mineralógicos apropiados (e.g., esquisto con granate,

moscovita y cuarzo)

esquisto. La roca es un Añadir los calificativos mineralógicos apropiados (e.g., gneiss con biotita y

feldespato potásico)

gneiss. La roca es un Añadir los calificativos mineralógicos apropiados (e.g., granofels con diópsido

y olivino)

granofels.

La roca tiene textura gneísica La roca tiene textura

granofélsica

¿Es apropiado un nombre basado en el protolito?

Dar un nombre a la roca basado en el protolito antecediendo el prefijo - (e.g., metagabro, meta-arcosa). Usar los calificativos mineralógicos, texturales o estructurales que se consideren apropiados.

meta

Añadir el sufijo “ ” al nombre del mineral (e.g. granatita, biotitita). U

itasar los calificativos mineralógicos, texturales o estructurales que

se consideren apropiados (e.g., biotitita con esquistosidad).Hay numerosas excepciones a esta regla (piroxenita, anfibolita,

etc.)

Seleccionar un nombre entre: , , ,

, , , , , , , , , ,

, , .

anfibolita cataclasita corneanacuarcita eclogita granulita esquisto azul esquisto verde

filita mármol migmatita milonita pizarra roca calcosilicatada serpentinita skarnUsar los calificativos mineralógicos, texturales o estructurales que

se consideren apropiados (e.g. anfibolita gneísica, eclogita con distena)

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

No

No

No

No

Figura 4b. Nombres de las diferentes rocas metamórficas (según Shelley, 1992)

Diagrama de flujo para clasificar las rocas metamórficas en lámina delgada

Si la roca retiene un aspecto esencialmente ígneo, carece de microtexturas de deformación y contiene una asociacióm mineral que

refleja una ganancia de agua:ROCAS DE METAMORFISMO INCIPIENTE (HIDROTERMAL)Nombre genérico:

Ejemplos: metagranito, metabasalto, metagabrometa-(nombre de la roca ígnea)

Si la roca está constituida por más de un 75% modal de un sólo mineral, el nombre se compone de añadir el sufijo -ita al nombre del

mineral.Ejemplos: granatita, biotitita.

Excepciones: anfibolita, piroxenita, hornblendita

Si la roca es sedimentaria (o volcanosedimentaria) y muestra principalmente texturas premetamórficas:ROCAS DE METAMORFISMO INCIPIENTE

Nombre genérico: Ejemplos: metagrauvaca, meta-arenita.

meta-(nombre de la roca sedimentaria)

Si la roca muestra importantes rasgos de deformación intracristalina:TECTONITAS

Ejemplos: cataclasita, brecha de falla, milonita, seudotaquilita.

Si la roca está bien cristalizada o recristal izada y:

Si está compuesta principalmente por cuarzo, o por carbonatos, o por una mezcla de olivino y piroxeno, o por serpentina, o por una

mezcla de piroxeno y granate:CASOS ESPECIALES

Nombres: .

Si la roca carece de una orientación preferente mineral aparente y no es ninguno de los casos especiales de (a):

(con connotaciones genéticas), (sin connotaciones genéticas) (y alguna y )

Si la roca posee una orientación preferente:

y alguna y .

(a)

cuarcita, mármol, meta-peridotita, serpentinita, eclogita

(b)

corneana granofelsgranulita charnockita

(c)pizarra, filita, esquisto, esquisto verde, esquisto azul,

anfibolita, gneiss, migmatita granulita charnockita

Figura 4c. Clasificación de las tectonitas o rocas de falla.

Foliación CohesiónPorcentaje de

matrizNombre

> 30% HARINA DE FALLANo cohesivas

< 30% BRECHA DE FALLA

10 50% PROTOCATACLASITASin foliación - 50 90% CATACLASITACohesivas -

> 90% ULTRACATACLASITA

10-50% PROTOMILONITA

50-90% MILONITACon foliación Cohesivas

> 90% ULTRAMILONITA