Download - Capítulo 8 Metamorfismo y rocas metamórficas. Metamorfismo Transformación de un tipo de roca en otra debido a temperaturas y/o presiones diferentes a

Capítulo 8 Metamorfismo y

rocas metamórficas

Metamorfismo

Transformación de un tipo de roca en otra debido a temperaturas y/o presiones diferentes a aquellas en las que se formó

Las rocas metamórficas se producen a partir de

• Rocas ígneas• Rocas sedimentarias• Otras rocas metamórficas

Metamorfismo

El metamorfismo suele progresar de manera incremental, desde cambios ligeros (de grado bajo) a cambios notables (de grado alto)

Durante el metamorfismo la roca debe permanecer esencialmente en estado sólido

Ambientes metamórficos• Metamorfismo de contacto o térmico – impulsado

por un aumento de la temperatura en el interior de la roca huésped

Metamorfismo

Ambientes metamórficos• Metamorfismo hidrotermal – alteraciones

químicas por el agua caliente rica en iones• Metamorfismo regional • Sucede durante la formación de las montañas• Produce el mayor volumen de rocas

metamórficas• Estas rocas tienen frecuentemente zonas de

metamorfismo de contacto y/o metamorfismo hidrotermal

Factores del metamorfismo

Calor• El factor más importante • La recristalización produce nuevos

minerales estables• Dos fuentes de calor• Metamorfismo de contacto – calor del magma

• La temperatura aumenta con la profundidad debido al gradiente geotérmico


Presión y esfuerzo diferencial• Aumentan con la profundidad• La presión de confinamiento aplica

fuerzas por igual en todas las direcciones• Las rocas también pueden estar sometidas

al esfuerzo diferencial que es desigual en distintas direcciones

Presión como agente metamórfico

Figura 8.2

A.Presión de confinamiento

B. Esfuerzo diferencial

Estratos deformados

Estratos no deformados

Aumento de la presión de confinamiento


Fluidos químicamente activos• Principalmente agua y otros componentes

volátiles • Aumenta la migración de iones• Ayuda a la recristalización de los

minerales existentes


Fluidos químicamente activos• Origen de los fluidos• Espacios porosos de las rocas sedimentarias

• Fracturas de las rocas ígneas

• Minerales hidratados como las arcillas y las micas


La importancia del protolito• La mayoría de rocas metamórficas tienen la

misma composición química general que la roca a partir de la que se formaron• La composición mineral determina, en gran

medida, la intensidad con que cada agente metamórfico provocará cambios

Texturas metamórficas

El término textura se utiliza para describir el tamaño, la forma y la distribución de las partículas minerales

Foliación – cualquier disposición planar de los granos minerales o los rasgos estructurales del interior de una roca

• Ejemplos de foliación• Alineamiento paralelo de los minerales

alargados y/o de hábito planar


Foliación• Ejemplos de foliación• Alineamiento paralelo de las partículas

minerales y los cantos aplanados

• Bandeado composicional

• Pizarrosidad cuando las rocas se separan con facilidad en capas delgadas y tabulares


Foliación• Los tipos de foliación pueden formarse de

muchas maneras distintas• Rotación de los granos minerales alargados o de

hábito planar

• Recristalización de los minerales en la dirección de la orientación preferente

• Cambios de forma en granos equidimensionales a formas alargadas que se alinean

Foliación que resulta del esfuerzo directo

Antes del metamorfismo Después del metamorfismo

Esfuerzo 99

Esfuerzo 99

Esfuerzo 99

Esfuerzo 99


Texturas foliadas• Pizarrosidad (slaty cleavage)• Superficies planares muy juntas a lo largo de las

cuales las rocas se separan

• Se desarrolla de diferentes maneras según las condiciones metamórficas y el protolito


Texturas foliadas• Esquistosidad• Los minerales planares se observan a simple

vista y muestran una estructura planar o laminar

• Las rocas con esta textura se denominan esquistos


Texturas foliadas• Bandeado gnéisico• Durante el metamorfismo de grado alto, las

migraciones iónicas pueden provocar la segregación de minerales

• Las rocas gnéisicas tienen una apariencia bandeada característica


Otras texturas metamórficas• Aquellas rocas que no tienen foliación se

denominan no foliadas• Se desarrollan en ambientes donde la

deformación es mínima • Están compuestas por minerales que presentan

cristales equidimensionales

• Texturas porfidoblásticas• Granos especialmente grandes, llamados

porfidoblastos, rodeados por una matriz de grano fino de otros minerales

Rocas metamórficas comunes

Rocas foliadas• Pizarra• De grano muy fino

• Excelente pizarrosidad

• Se origina casi siempre por el metamorfismo en grado bajo de lutitas y pelitas.


Rocas foliadas• Filita• Representa una gradación en el grado de

metamorfismo entre la pizarra y el esquisto• Sus minerales planares no son lo

suficientemente grandes para ser identificados a simple vista• Brillo satinado y superficie ondulada• Muestra pizarrosidad• Compuesta fundamentalmente por cristales

finos de moscovita y/o clorita

Filita (izquierda) y pizarra (derecha)

Figura 8.11


Rocas foliadas• Esquisto• De grano medio a grueso

• Predominan los minerales planares (sobre todo micas)

• El término esquisto describe la textura

• Para indicar la composición, se utilizan también los nombres de sus minerales (como micaesquistos)

Micaesquisto granatífero

Figura 8.8


Rocas foliadas• Gneis• De grano medio a grueso

• Aspecto bandeado

• Metamorfismo de grado alto

• Compuesto a menudo por bandas alternantes de zonas blancas o de colores claros ricas en feldespato y capas de minerales ferromagnesianos oscuros

Clasificación de las rocas metamórficas comunes

Figura 8.9

Nombre de la roca TexturaTamaño de

grano Observaciones Protolito

Muy fino

Fino

Medio a grueso

Medio a grueso

Medio a grueso

Medio a grueso

Medio a grueso

Fino

Fino

Fino

De grano grueso

Medio a muy grueso

Pizarra

Filita

Esquisto

Gneis

Migmatita

Milonita

Metaconglomerado

Mármol

Cuarcita

Corneana

Antracita

Brecha de falla

Lutitas, pelitas

Pizarra

Filita

Esquisto, granito rocas volcánicas

Gneis, esquisto

Cualquier tipo de roca

Conglomerado rico en cuarzo

Caliza, dolomía

Cuarzoarenita


Carbón bituminoso


Aumento del

metamorfismo

Fol iada

foliada

Poco

No

fo l i ada

Pizarrosidad excelente, superficies lisas sin brillo

Se rompe a lo largo de superficies onduladas, brillo satinado

Predominan los minerales micáceos, foliación escamosa

Bandeado composicional debido a la segregación de los minerales

Roca bandeada con zonas de minerales cristalinos claros

Cuando el grano es muy fino, parece sílex, suele romperse en

láminas

Cantos alargadoscon orientación preferente

Granos de calcita o dolomita entrelazados

Granos de cuarzo fundidos, masiva, muy dura

Normalmente, roca masiva oscura con brillo mate

Roca negra brillante que puede mostrar fractura concoide

Fragmentos rotos con una disposición aleatoria


Rocas no foliadas• Mármol• Roca cristalina, de grano grueso

• Deriva de calizas o dolomías

• Compuesto esencialmente por cristales de calcita o dolomita

• Utilizado como material para crear monumentos y para elementos decorativos

• Muestra una gran variedad de colores

Mármol

Figura 8.14


Rocas no foliadas• Cuarcita• Formada a partir de arenisca rica en cuarzo

• Los granos de cuarzo se funden

Cuarcita

Figura 8.15

Ambientes metamórficos

Metamorfismo térmico o de contacto• Se produce como consecuencia del aumento de la

temperatura cuando un magma invade una roca caja

• Se forma una zona de alteración denominada aureola en la roca que rodea al cuerpo magmático

• Se reconoce fácilmente sólo cuando se produce en la superficie o en un ambiente próximo a la superficie

Metamorfismo de contacto

Figura 8.16

A. Emplazamiento del cuerpo magmático y metamorfismo

B. Cristalización del plutón

Aureola metamórfica

Roca caja

Roca caja

Cámara magmática


Metamorfismo hidrotermal• Alteración química que ocurre cuando los

fluidos calientes , ricos en iones, llamados soluciones hidrotermales, circulan a través de las fisuras y fracturas que se desarrollan en la roca• La mayor incidencia tiene lugar a lo largo

de las dorsales centrooceánicas

Metamorfismo hidrotermal

Figura 8.17

Dorsal centroceánica

El agua marina fría percola en la corteza caliente recién formada

El agua caliente rica en minerales asciende hacia el fondo oceánico


Metamorfismo regional• Produce la mayoría de las rocas

metamórficas• Asociado con la formación de montañas


Otros ambientes metamórficos• Metamorfismo de enterramiento• Se produce en asociación con acumulaciones

muy gruesas de estratos sedimentarios

• La profundidad necesaria depende del gradiente geotérmico predominante

• Metamorfismo dinámico• Se produce a grandes profundidades y a

temperaturas elevadas

• Los minerales preexistentes se deforman dúctilmente


Otros ambientes metamórficos• Metamorfismo de impacto• Se produce cuando unos proyectiles de gran

velocidad llamados meteoritos golpean la superficie terrestre

• Los productos se denominan eyecta

Zonas metamórficas

Las variaciones sistemáticas en la mineralogía y la textura de las rocas metamórficas se relacionan con las variaciones en el grado de metamorfismo

Minerales índice y grado metamórfico• Los cambios en la mineralogía se producen

desde las regiones de metamorfismo de grado bajo hasta las de metamorfismo de grado alto

Zonas metamórficas

Minerales índice y grado metamórfico• Algunos minerales, denominados minerales

índice, son buenos indicadores de las condiciones metamórficas en las que se formaron• Migmatitas• Con los grados de metamorfismo más altos que

es transicional a las rocas ígneas

• Contienen bandas claras de componentes ígneos junto con roca metamórfica no fundida

Zonas metamórficas

en Nueva Inglaterra

Figura 8.23

Kilómetros

Canadá

Leyenda

Sin metamorfismo

Zona de la clorita

Zona de la biotita

Zona del granate

Zona de la estaurolita

Zona de la silimanita

Grado bajo

Grado medio

Grado alto

Estados Unidos

Metamorfismo y tectónica de placas

La mayor parte del metamorfismo se produce en la proximidad de los bordes de placa convergentes

• Las fuerzas compresivas deforman los bordes de las placas convergentes• Así se formaron muchos de los principales

cinturones montañosos de la Tierra, como los Alpes, el Himalaya y los Apalaches


También se produce el metamorfismo a gran escala a lo largo de las zonas de subducción en los bordes convergentes

• Aquí existen diversos ambientes metamórficos• Lugar importante de generación de magmas


Metamorfismo y zonas de subducción• Los terrenos montañosos que se forman a lo

largo de las zonas de subducción están constituidos por dos cinturones lineales bien definidos de rocas metamórficas• Cerca de la fosa oceánica encontramos un

régimen metamórfico de alta presión y baja temperatura• Más lejos, en dirección hacia tierra firme, en la

región de las intrusiones ígneas, el metamorfismo está dominado por temperaturas elevadas y bajas presiones

Ambientes metamórficos y tectónica de placas

Figura 8.24

Dorsal oceánica

Fosa

Astenosfera Fusión parcial

Zona de alta temperatura/alta presión

Magma ascendente

Zona de baja temperatura/alta presión

Metamorfismo hidrotermal

Ascenso

Zona de alta temperatura/baja presión

Final del Capítulo 8

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