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Seminario 1.

CLASIFICACIÓN Y NOMENCLATURA DE

LAS ROCAS METAMÓRFICAS

Es el resultado de la transformación de una roca (protolito) como resultado de la adaptación a unas nuevas condiciones ambientales que son diferentes de las existentes durante el periodo de formación de la roca premetamórfica.Esencialmente en estado sólido (s.l.), y consiste en:

a) nucleación y crecimiento de nuevas especies minerales (blastesis),

b) recristalización y/o descomposición de las ya existentes (SS, cambios de composición),

c) cambios estructurales, asistidas por una fase fluida intergranular.

Los factores que desencadenan el proceso metamórfico son los cambios de:T,P,y la presencia de fluidos químicamente activos.

¿Qué es una roca metamórfica?

La importancia de las rocas metamórficas en la Tierra

¿Cómo se reconocen?

Para reconocer una roca metamórfica y clasificarla se deben conocer su texturay su mineralogía principal. En función de la mineralogía principal es posible obtener una relación de P y T que representan las condiciones a las cuales se formó la roca. Pudiendo de esta manera deducir el proceso metamórfico que dióorigen a la roca objeto de estudio.

• Identificar sus protolitos (en base a la relativa constancia en la composición global, que se refleja a su vez en la composición mineral) estudio mineralógico detallado asociación mineral principal,

fases retrogradas y fases producto de alteración y fases relictas.

• Obtener información sobre las condiciones ambientales y el contexto geológico en el que tuvieron lugar las transformaciones metamórficas. P, T y régimen de fluidos se estiman en base a las asociaciones minerales neoformadas.

•El contexto deformacional esta relacionado con las texturas.

Todo esto se utiliza en la reconstrucción de las trayectorias metamórficas que ayudan a comprender la historia geológica y el contexto geodinámico en que se produjo el metamorfismo.

Objetivos del estudio de las rocas metamórficas

Criterios principales para clasificar y nombrar las rocas metamórficas

• minerales presentes

• estructura de la roca

• naturaleza de la roca previa al metamorfismo

• condiciones genéticas del metamorfismo (usualmente en términos de P y T, con o sin deformación)

• composición química de la roca.

Siguiendo los principios generales de la IUGS-SCMR se utiliza

A) Un término o nombre raíz, basado en:a.1. características estructurales

• Esquisto• Gneis• Granofels (“granofelsita”)

a.2. identificación del probable protolitoa.3. Nombres específicos (términos históricamente bien conocidos y comúnmente usados)

Los nombres raíz son modificados por

B) Prefijos y/o sufijos- mineralógicos (esquisto con estaurolita)- o texturales (pl-qtz-hbl esquisto con lineación)

Elementos del nombre de una roca metamórfica

Foliación: cualquier elemento de fábrica planar, penetrativo, distribución paralela de minerales planares.

Lineación: cualquier elemento de fábrica linear, alineación de elementos lineares en la roca.

Clivaje (cleavage): tendencia que presenta una roca a partirse en planos preferenciales. Todos los clivajes son foliaciones, pero no todas las foliaciones corresponden a clivaje.

Esquistosidad: orientación preferente de granos o agregados de granos minerales inequidimensionales producida por procesos metamórficos.

a.1. nombre raíz basado en características estructurales


Textura esquistosa: caracterizada por la presencia de una esquistosidad bien desarrollada.

Textura gneísica: caracterizada por la presencia de una esquistosidad mal desarrollada.

Textura granofélsica: textura caracterizada por la ausencia de esquistosidad.

Esquistosidad bien desarrollada, si los granos o agregados de granos minerales inequidimensionales son muy abundantes y muestran un alto grado de orientación preferente tanto a través de la roca como en zonas repetitivas estrechamente espaciadas.

Esquistosidad pobremente desarrollada, si los granos o agregados de granos minerales inequidimensionales están presentes en pequeñas cantidades o muestran un bajo grado de orientación preferente, o si bien desarrollada, ocurren en zonas ampliamente espaciadas.

Esquisto: RM con textura esquistosa. En rocas ricas en filosilicatos, se usa para variedades de Ø medio a grueso. Ø fino a medio y Ø fino, filitas y pizarras.

Gneis: RM con textura gneísica. No tiene connotación mineralógica aunque se suele usar para rocas ricas en Fds (± Qtz).

Granofels (“granofelsita”): RM con textura granofélsica.


meta- para rocas de origen sedimentario o ígneo en las que se reconoce su origen (metagabro, metabasalto, metagrauwaca, metasedimento). También de modo genérico para indicar que la roca es metamórfica (metapelita).

orto- para rocas metamórficas que derivan de un protolito ígneo(ortogneis).

• para- para rocas metamórficas que derivan de un protolito sedimentario (paragneis).

a.2. nombre raíz basado en identificación del posible protolito

Metapelita (RM con protolito lutítico)Metabasita (RM con protolito ígneo básico)Metabasalto (RM cuyo protolito es un basalto)Meta-arenita (RM con protolito sedimentario terrígeno)MetagranitoMetagabroMetamarga,…

Anfibolita

Cataclasita*

Corneana

Cuarcita

Eclogita

Esquisto azul

Esquisto verde

Filita

Granulita

Mármol

Migmatita

Milonita*

Pizarra

Roca calcosilicatada

Serpentinita

Skarn

a.3. nombre raíz basado en nombres específicos


- rocas metamórficas cuarzo-pelíticas

- rocas metamórficas cuarzo-feldespáticas

- rocas metamórficas máficas

- rocas metamórficas ultramáficas

- rocas metamórficas carbonáticas

PRINCIPALES GRUPOS COMPOSICIONALES EN ROCAS METAMÓRFICAS

rocas metamórficas cuarzo-pelíticas

Pizarra

Filita

Esquisto pelítico

Gneiss pelítico

Migmatita

Corneana

Micacita

Cuarcita

Derivan de rocas sedimentarias arcillosas (pelitas, cuarzopelitas, areniscas, ortocuarcitas y cherts), y se caracterizan por cantidades importantes de SiO2, Al2O3, FeO, MgO, K2O y H2O. El metamorfismo de rocas pelíticas da lugar a los siguientes litotipos comunes:




Filita: RM de grano fino a medio de metamorfismo de grado bajo con esquistosidad perfecta por la disposición paralela de sus filosilicatos. Las superficies de esquistosidad poseen un brillo satinado característico.

Pizarra: RM de grano muy fino que presenta esquistosidadpizarrosa. Normalmente se trata de una roca de metamorfismo de grado muy bajo, aunque también puede aparecer en grado bajo.

Migmatita: roca silicatada heterogénea a meso-escala que aparece en terrenos metamórficos de grado alto y muy alto. Compuesta por partes oscuras (máficas), de apariencia metamórfica, y claras (félsicas), de aspecto ígneo.

Pizarra

Filita

Esquisto pelítico

Gneiss pelítico

Migmatita

Corneana

Micacita

Cuarcita

leucosomamelanosoma



Pizarra

Filita

Esquisto pelítico

Gneiss pelítico

Migmatita

Corneana

Micacita

Cuarcita

Corneana: RM originada por metamorfismo de contacto, masiva, muy dura y recristalizada, de grano fino a medio, sin esquistosidadp.e. corneana con And, corneana con Ep y Amp,…

Micacita: RM compuesta en mas de un 75% modal de mica.

Cuarcita: RM con mas de 80% de Qtz.

rocas metamórficas cuarzo-feldespáticas

Esquisto feldespático

Gneis feldespático

Derivan de rocas sedimentarias cuarzo-feldespáticas (arcosas y grauwacas) o de rocas ígneas félsicas (granitoides y sus equivalentes volcánicos). Se caracterizan por cantidades importantes de SiO2, Al2O3, K2O y Na2O. El metamorfismo de rocas cuarzo-feldespáticas da lugar a los siguientes litotipos comunes:


rocas metamórficas máficas

Esquisto verde

Esquisto azul

Anfibolita

Eclogita

Granulita máfica

Derivan de rocas ígneas máficas (gabros, coladas basálticas) e incluso de rocas sedimentarias ricas en FeO, MgO y CaO. El metamorfismo de rocas máficas da lugar a los siguientes litotipos comunes:



Esquisto verde

Esquisto azul

Anfibolita

Eclogita

Granulita máfica


Esquisto azul: esquisto de color azul por la presencia de Na-Amp(Gln, Rbk, Crt).Esquisto verde: esquisto de color verde por la presencia de minerales como Chl, Tr-Act (Ca-Amp) y Ep.

Anfibolita: RM con/sin foliación, compuesta predominantemente (75%) por Amp (debe constituir el 50% de los minerales máficos y 30% del total) y Pl, ± Qtz, Cpx, Grt, Ep, Bt, Ttn y Scp.

Eclogita: RM sin Pl compuesta +75% de Omp (Na-Px) y Grt. Si Grt >75%, Granatita con OmpSi Omp >75%, Onfacitita con Grt

Granulita: RM con una asociación mineral de alta-T, dominada por minerales anhidros máficos. Ms ausente. Es característica la presencia de Opx y la textura granoblástica como un mosaico poligonal equidimensional.


Esquisto verde

Esquisto azul

Anfibolita

Eclogita

Granulita máfica


rocas metamórficas ultramáficas

Serpentinita

Meta-harzburgita

Metalherzolita

Metadunita

Resultado del metamorfismo de lherzolitas, harzburgitas, dunitas y otros tipos de rocas ultramáficas de procedencia mantélica con composiciones globales dominadas por SiO2, FeO, MgO y CaO. Si sufren procesos de hidratación dan lugar a serpentinitas. Los litotipos mas comunes:


Peridotita: Roca plutónica ultramáfica que tiene Ol como constituyente esencial.

Harzburgita: Roca ultramáfica de la familia de las peridotitas compuesta por Ol y Opx como minerales esenciales.

Lherzolita: Roca ultramáfica de la familia de las peridotitas compuesta por Ol, Opx y Cpx. Se supone que es la roca más abundante en el manto superior.

Wehrlita: Variedad de peridotita formada por Oly Cpx.

Websterita: Variedad de piroxenita con cantidades similares de Opx y Cpx.

Piroxenita: Rocas plutónica ultramáfica que tienen piroxeno como mineral esencial.

Hornblendita: Roca plutónica ultramáfica cuyo componente principal es la Hbl.

Uso de términos ultramáficos.


Hornblenditaolivínica

Serpentinita: RM compuesta en +75% por minerales del grupo de la serpentina (Atg, Ctl, Lz).

rocas metamórficas ultramáficas


rocas metamórficas carbonáticas

Mármol

Calcoesquisto


Skarn

Resultado del metamorfismo de calizas, dolomías, margas y pelitas calcáreas. El metamorfismo de calizas y dolomías da lugar a mármoles y el de margas y pelitas calcáreas da lugar a calcoesquistos o calciesquistos. Los litotipos mas comunes:


rocas metamórficas carbonáticas

Mármol

Calcoesquisto


Skarn


Mármol: RM compuesta por + 50% de minerales carbonatados (Cal, Dol, Arg). Mármol puro, + 95% de minerales carbonatados.

Mármol con Tr -T Mármol con Di T intermedia Mármol con Ol +T

Roca calcosilicatada: RM compuesta por carbonatos (< 50% ) junto con silicatos cálcicos como Ep, Zo, Ves, Di, Ca-Grt, Wo, An, Scp o Ca-Amp.Skarn: roca formada por metasomatismo inducido por intrusiones magmáticas sobre rocas calizas o dolomías y que están constituidas por carbonatos, cuarzo y una gran variedad de silicatos cálcicos como Wo, Di, Grs, Ep, etc.

Amp

Pl

Anfibolita

Qtz

Cuarcita

Grt

OmpEclogita

Corneana

Esquisto verde

Esquisto azul

Granulita

Filita

Mármol

Serpentinita

Pizarra


Porcentaje de matriz

>70%

<70%

<50%

50-90%

>90%

<50%

50-90%

>90%

Nombre

Harina de falla

Brecha de falla

Protocataclasita

Mesocataclasita

Ultracataclasita

Protomilonita

Mesomilonita

Ultramilonita

Cohesión

No cohesivas

Cohesivas

Cohesivas

Foliación

Sin foliación

Con foliación

Nombres de las rocas de falla

Una misma RM puede tomar tres nombres correctos,

- nombre sistemático/estructural (en funcion de las características estructurales: esquisto, gneis, granofels (“granofelsita”))

- nombre basado en el protolito (meta-, orto-, para-)

- nombre no sistemático/especifico (términos históricamente bien conocidos y comúnmente usados: anfibolita, mármol, serpentinita…)

¿Qué nombre le damos a una roca metamórfica entonces?

La elección de un nombre u otro dependerá de la información disponible o de los aspectos que se quieran destacar

Procedimiento General

Pasos 1 y 2. relativos al uso de nomenclatura no sistemática (nombre especifico)

Pasos 3 y 4. relativos al uso de nomenclatura sistemática (nombre básico)

a) Nombres basados en el protolito si la roca esta débilmente metamorfizada

b) si la roca contiene >75% de un mineral añadir sufijo –ita al nombre del mineral

c) si la roca ajusta a la definición de un nombre especifico bien conocido, generalmente es apropiado usarlo

d) si el contexto o génesis de la roca es conocido o se desea enfatizar este, usar un nombre especifico (puede llevar sufijos minerales o estructurales)

De nuevo seguimos los principios generales de la IUGS-SCMR

La roca es un esquisto. Usar sufijos mineralógicos apropiados.

La roca es un gneiss. Usar sufijos mineralógicos apropiados.

La roca es un granofels. Usar sufijos mineralógicos apropiados.

la roca tiene estructura gneísica

la roca tiene estructura esquistosa

Paso 4. ¿la esquistosidad esta bien desarrollada?

Paso 3. ¿la roca posee esquistosidad?

la roca tiene estructura granofélsica

Selecciona el nombre de la tabla de específicos. Usar sufijos mineralógicos o estructurales si se considera oportuno.

Añadir el sufijo –ita al nombre del mineral. Usar sufijos mineralógicos o estructurales si se considera oportuno.

Nombre basado en el protolito utilizando el prefijo meta-. Usar sufijos mineralógicos y/o estructurales si se considera oportuno.

¿Es apropiado un nombre basado en el protolito?

Paso 2. ¿es apropiado usar un nombre especifico por alguna de las siguientes razones? a) Roca compuesta +75% modal de un mineral b) el contenido mineral y/o la estructura se ajustan a un nombre especifico c) se conoce el contexto y/o génesis y para enfatizarlo.

Paso 1.¿tiene la roca una clara micro- y/o mesoestructura metamórfica?

Si

No

NoSi

Si

Si

No

NoSi

SiNo

Constituyentes minerales mayores todos deben ser sufijados. Pero los minerales esenciales, inherentes a la definición de la roca, no deben añadirse al nombre.

Constituyentes minerales menores es opcional, se recomienda para constituyentes minerales críticos que proporcionan información adicional acerca de las condiciones del metamorfismo.

Uso de sufijos minerales

- términos de Ø. (fanerítica, afanítica).

- micro-, meso-, macro-.

- ácido (>63% SiO2), intermedio (52-63%), básico (45-52%), ultrabásico (<45%).

- términos de color para rocas y minerales (leuco-, melano-)

- ±

- “-ita”

- mono-mineral, bi-mineral, tri-mineral,... (numero de minerales que forman el 95% de la roca).

- “principalmente compuesto de”. (minerales que forman mas del 50% del volumen de la roca).

- “principalmente compuesto del mineral A y el mineral B”. (minerales mayores que forman juntos mas del 50% del volumen de la roca).

- “principalmente compuesto del mineral A ± mineral B”. (mineral A mayor y B, presente o ausente, que forman juntos mas del 50% del volumen de la roca).

Uso de otros sufijos, prefijos y calificadores generales recomendados por la SCMR.

- constituyente principal (mineral presente en contenido modal ≥50%).

- constituyente mayor (mineral presente en contenido modal ≥5%).

- constituyente menor (mineral presente en contenido modal <5%).

- constituyente esencial (mineral presente en cantidad suficiente para satisfacer la definición de la roca).

- constituyente crítico, asociación de fases crítica (su presencia o ausencia distingue condiciones de formación de la roca y/o la composición química de la roca).

- minerales félsicos (término global para el cuarzo, feldespatos y feldespatoides modal).

- minerales máficos (término global para minerales ferromagnesianos y no félsicos).

- meta-.

- orto-.

- para-.

Uso de otros sufijos, prefijos y calificadores generales recomendados por la SCMR.

Terminología basada en condiciones del metamorfismo.

Presión, temperatura y grado“alta temperatura” o “ baja presión” se usan comúnmente como calificadores para añadir información genérica de las condiciones P-T del metamorfismo. La SCMR recomienda emplearlos de modo consistente con las P y T indicadas en la figura. El “grado metamórfico” suele emplearse también como indicador aproximado de las condiciones P-T, la SCMR recomienda usar los rango de grado que se indican en la figura con referencia a la máxima T alcanzada.

Terminología basada en condiciones del metamorfismo.

Facies metamórficas

En RM existe una relación sistemática entre composición global y asociación mineral en equilibrio para unas determinadas condiciones P-T.

Facies Metamórfica: “conjunto de asociaciones minerales que en distintas composiciones globales representan unas condiciones especificas de metamorfismo” (Turner, 1981). Permite una clasificación genética y estimación de las condiciones del metamorfismo a partir de observaciones petrográficas sencillas.

!!! Ojo !!!

a) los criterios mineralógicos, así como la nomenclatura, se han basado en asociaciones minerales en composiciones máficas. En composiciones no máficas, no hay asociaciones diagnósticas – problemas!

b) no existe consenso sobre el numero y tipo de facies. Adoptaremos la versión simplificada y terminología recomendada por la SCMR

(ver granulitas BP)PigeonitaLabradorita rica en K(BP)Sanidinitas

(ver granulitas BP)Clinopiroxeno + ortopiroxeno + plagioclasa (olivino estable con plagioclasa)(BP)Corneanas

piroxénicas

Talco + distena ± granate ± fengita.Onfacita + granate (plagioclasa y lawsonita ausentes).(AP)Eclogitas

Fengita + clorita ó talco + granate (biotita ausente).Cloritoide magnésico, carfolita.Glaucofana + lawsonita.(AP)Esquistos azules

•Cordierita + andalucita + feldespato-K + hiperstena.•Corindón + magnetita + anortita, vidrio (cuarzo ausente; alta temperatura).

•Clinopiroxeno + ortopiroxeno + plagioclasa ± olivino ±hornblenda.(BP)

Distena + feldespato-K.Cordierita + granate + feldespato-K ± sillimanita ±

hiperstenaHiperstena, safirina + cuarzo (alta temperatura).

Granate + clinopiroxeno + cuarzo + plagioclasa ±hornblenda.Granate + clinopiroxeno + ortopiroxeno + plagioclasa ±

hornblenda.

(AP)

Granulitas

•Cordierita + clorita + biotita + moscovita.•Andalucita + biotita + moscovita.•Cordierita + andalucita + moscovita (zona de mas alta temperatura).

•Hornblenda + plagioclasa ± cumingtonita(BP)

Estaurolita, distena ó sillimanita + moscovita (zona de mas baja temperatura).Sillimanita + feldespato-K ± moscovita + cordierita ó

granate.Sillimanita + granate + cordierita (feldespato-K ausente).

Hornblenda + plagioclasa ± epidota ± granate.(AP)

Anfibolitas

Moscovita + biotita + clorita.Albita + epidota + actinolita + clorita.Actinolita + oligoclasa.(BP)

Clorita + moscovita + albita (zona de baja temperatura).Clorita + moscovita + biotita + albita. Cloritoide, paragonita + moscovita + albita. Granate + clorita + moscovita + biotita + albita (zona de

mas alta temperatura).

Actinolita + epidota ± albita ± clorita ± stilpnomelana(zona de mas baja temperatura).Hornblenda ± actinolita + albita + clorita + epidota ±

granate (zona de mas alta temperatura).

(AP)Esquistos verdes

Prehnita + pumpellyita ± clorita ± albita ± epidota (zona de mas baja temperatura). Pumpellyita + actinolita (zona de mas alta

temperatura).

(BP)•Illita/moscovita + clorita + albita + cuarzo.•Estilpnomelana, pirofilita.

Lawsonita + albita.(AP)Sub-esquistos verdes(prehnita-pumpellyita)

Interestratificados arcillosos.Laumontita (mas común), analcita, heulandita, wairakita. (abundantes relictos).Ceolitas

MetapelitasRocas máficasFacies

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