Download - Metamorfismo - jsvsl.wikispaces.com4+Metamorfismo.pdf · 2.1.Algunas series metamórficas 1.Gabros 2. Fm Zoisita, epidota,albita 3.Prasinitas 4.Ortoanfibolitas y ortopiroxenitas 5.Granulitas

METAMORFISMO

Rocas Metamórficas

1. Metamorfismo

� Es un cambio de formacambio de formacambio de formacambio de forma o proceso geológico interno, en un sistema cerrado (isoquímico), mediante el cual las rocas sufren una serie de transformaciones en estado sólido debido a presión y temperatura elevadas.

� El resultado es una roca diferente en texturatexturatexturatextura y composicicomposicicomposicicomposicióóóón n n n mineralmineralmineralmineral de la original.

� Las rocas previas que se transforman mediante procesos metamórficos pueden ser de cualquiera de los tres tipos principales de rocas: sedimentarias, ígneas o metamórficas.

1.1 Factores Metamórficos

� Las rocas metamórficas pueden formarse a partir de rocas ígneas, sedimentarias o de otras metamórficas debido a tres factores metamórficos:

� TEMPERATURATEMPERATURATEMPERATURATEMPERATURA: Proporciona la energenergenergenergííííaaaa que producen los cambios químicos que resultan en la cristalización de los minerales. Las temperaturas aumentan con la profundidad a un ritmo conocido como gradiente geotgradiente geotgradiente geotgradiente geotéééérmico (20rmico (20rmico (20rmico (20ºººº----30303030ºººº C/C/C/C/KmKmKmKm)))).

� PRESIONPRESIONPRESIONPRESION: Esfuerzo ejercido por toda la carga que existe por encima de las rocas. Aumenta con la profundidad. También existen fuerzas fuerzas fuerzas fuerzas tecttecttecttectóóóónicas direccionalesnicas direccionalesnicas direccionalesnicas direccionales, durante la formación de montañas, pueden inclusive cizallar una roca y deformarla plásticamente.

� ACTIVIDAD QUACTIVIDAD QUACTIVIDAD QUACTIVIDAD QUÍÍÍÍMICAMICAMICAMICA:::: Los fluidos químicamente activos potencian los procesos metamórficos, como el aguaaguaaguaagua. Mediante el compactamiento de las rocas, se reduce el volumen de los poros, el agua es expulsada y resulta asequible para las reacciones químicas. Esta agua actúa de catalizador para la creación de minerales nuevos.

� TIEMPOTIEMPOTIEMPOTIEMPO

2. Zona, Grado, Facies y serie metamórfica

� Zona metamórfica: Zona geográfica en las que las condiciones de metamorfismo (P-Tª) han sido las mismas, pero que no tienen como resultado las mismas rocas metamórficas dado que las rocas originales pudieron ser diferentes dentro de la zona.� Isogradas: Líneas que unen puntos de la zona con

iguales valores de intensidad de metamorfismo ( P y Tª)

� Facies metamórficas (Skola, 1915): Conjunto de rocas caracterizadas por haberse formado en las mismas condiciones de P y Tª

� Serie metamórfica: Conjunto de rocas metamórficas que pueden formarse a partir de una roca preexistente en función del incremento de P y Tª o de la intensidad del metamorfismo.

2.1.Algunas series metamórficas

1.Gabros

2. Fm Zoisita, epidota,albita

3.Prasinitas

4.Ortoanfibolitas y ortopiroxenitas

5.Granulitas con piroxeno y anfíbol

6. Eclogitas

1. Granitos

2. Protoginas

3. Ortogneis y ortoleptinitas

4. Granulitos y charnoquitas

1. Margas

2. Micacitas calcáreas

3. Prasinitas

4. Anfibolitas y piroxenitas

1.Calizas y dolomías

2.Mármoles y Calizas cristalinas

3. Serpentinitas (en presencia de magnesio)

1. Arenisca

2. Cuarcitas

3. Cuarcitas micáceas

4. Gneis conglom.

5. LeptinitasY granulitas

(pararcosas y grauvacas)

1. Arcilla

2. Arcillosquistos

3. Filadios

4.Esquistos sericíticos

5.Esquistos cloríticos

6.Micaesquistos

7.Micacitas

8.Gneis de dos micas

9.Gneises con biotita

10.Migmatitas

11.Anatexitas

12.Granulitos con cordierita o con granates

SERIE GABRO-

DIORÉTICA

SERIE

GRANÍTICA

SERIE

CALCOPELÍTICA

SERIE

CARBONATAD

A

SERIE SILÍCEA O

ARENOSA

SERIE ARCILLOSA O

PELÍTICA

ROCAS ÍGNEASROCAS SEDIMENTARIAS

3. Aspecto Físico-Químico de los procesos metamórficos .

� Cualquier compuesto puede presentarse en diferentes formas y estados, en función de la temperatura y la presión.

� El metamorfismo se produce mediante sucesivos cambios de fase, en los que producen las desapariciones de formas ya inestables y la aparición de otras formas.

1) Transformaciones polimórficas. Mantienen el quimismo.2) Reacciones Químicas. No se mantiene el quimismo.

a) De transformación � Jaideita + Cuarzo = Albita.b) De disociación: Moscovita � Ortosa + Coridón +

Agua.

� ParagParagParagParagéééénesisnesisnesisnesis mineral:mineral:mineral:mineral: Asociación de varias fases minerales estables en el mismo intervalo de presión y temperatura.

� El cambio de aspecto se debe a:� Producción o crecimiento de nuevos minerales o de los ya

existentes� Aumento del tamaño de los cristales, minerales o blastos

3. Aspecto Físico-Químico de los procesos metamórficos.

4. Textura de las Rocas Metamórficas (I)

� Grado de cristalinidad: indicativa del grado de metamorfismo (a mayor grado de cristalinidad, mayor grado de metamorfismo):

� Bajo: Cristales no identificables a simple vista

� Medio: Cristales identificables a simple vista o con lupa

� Alto: Cristales de tamaño notable

� Forma y distribución de tamaño de los cristales:

4. Textura de las Rocas Metamórficas (II)

� Forma y distribución de tamaño de los cristales:� Granoblástica: El tamaño de todos los cristales es

parecido y forman un mosaico de granos con tendencia al empaquetamiento hexagonal. Frecuente en los gneis

� Lepidoblástica: Esta definida un apilamiento de minerales planares (micas), los cuales están orientados de forma que sus caras planares son paralelas entre sí. Frecuente en micaesquistos.

� Nematoblástica: Similar a la lepidoblástica, sólo que en este caso el apilamiento no es de minerales con hábito planarsino acicular. Típica de anfibolitas.

� Porfidoblástica: Cuando se observa una serie de cristales de gran tamaño (porfidoblastos) englobados en una matriz compuesta por granos de un tamaño sensiblemente menor, es decir, existen dos poblaciones distintas de cristales.

� Poikiloblástica: los porfidoblastos contienen numerosas inclusiones del mineral original.

5. Cambios en las rocas debido al metamorfismo (I)

� El grado de metamorfismos se refleja en la textura y en la mineralogía de las rocas metamórficas:

� Cambios en las texturas: Cuando las rocas están sometidas a presión y temperatura bajas, dan lugar a dos tipos de texturas:

� Texturas no Foliadas: Las rocas compuestas por un solo mineral cuyos cristales se caracterizan por tener un hábito equidimensional suelen tener una foliación no apreciable. (Mármol, cuarcita)

5. Cambios en las rocas debido al metamorfismo (II)

� Texturas Foliadas: Bajo temperaturas extremas la presión provoca la formación de cristales más grandes. Dan una textura en forma de láminas o en bandas denominado foliación. Los minerales planares se orientan perpendicularmente a los esfuerzos principales.

Existen diferentes tipos de foliación dependiendo del grado metamórfico alcanzando y de la mineralogía de la roca inicial:

� Pizarrosidad (Pizarras).� Equistosidad (Esquistos).� Bandeado Gnéisico (Gneis).

5. Cambios en las rocas debido al metamorfismo (III)

� Pizarrosidad:

� Típica de bajo grado de metamorfismo.

� Minerales planares de grano fino( Principalmente micas)

� Minerales orientados perpendicularmente a la dirección de máximo aplastamiento

� Ej: Pizarras y filitas

5. Cambios en las rocas debido al metamorfismo (III)

5. Cambios en las rocas debido al metamorfismo (IV)

� Esquistosidad:

� Típica de grado metamórfico bajo a medio

� Minerales planares de grano medio a grueso (micas)

� Minerales alargados (estaurolita) orientados perpendicularmente a la dirección de máximo aplastamiento.

� Ej: Esquisto

5. Cambios en las rocas debido al metamorfismo (V)

� Bandeado gneísico:

� Típico de metamorfismo de alto grado.

� Minerales laminares de grano medio a grueso (micas) alternando con planos de espesor milimétrico de minerales recristalizados (cuarzo, feldespatos).

� Bandas de minerales claros y oscuros

� Minerales orientados perpendicularmente a los esfuerzos.

� Ej: Gneis.

5. Cambios en las rocas debido al metamorfismo (VI)

� Cambios mineralógicos: Los minerales existentes y

los iones del agua se recombinan para formar nuevos minerales, sin embargo, en algunos ambientes se introducen nuevo materiales durante el proceso metamórfico (Cobre de la Tierra).

Minerales índice: minerales que informan sobre las condiciones de presión y temperatura que alcanzó una roca durante el metamorfismo.

Según el orden de temperatura creciente los minerales índice de metamorfismo más comunes son:

Clorita – biotita – andalucita - sillimanita

6. TIPOS DE METAMORFISMO

� Se diferencia en función de los factores o de las condiciones geotécnicas de formación:

� 6.1. Metamorfismo de contacto

� 6.2. Metamorfismo en zonas de falla

� 6.3. Metamorfismo regional

6.1 Metamorfismo de Contacto

� Se produce cuando un magma entra en contacto con rocas más frías, formándose una zona de alteración denominada aureola alrededor del magma.

� El tamatamatamatamaññññoooo de la aureola dependerá de la composición mineral de la roca huésped y de la disponibilidad de agua.

� Propiedades de las rocasPropiedades de las rocasPropiedades de las rocasPropiedades de las rocas: rocas de grano fino, de color oscuro, densas, duras pero frágiles, de descomposición química diversas y sin foliación. CorneanasCorneanasCorneanasCorneanas

Se reconoce fácilmente sólo cuando se produce en un ambiente próximo a la superficie, donde el contraste de temperaturas entre el magma y la roca es grande.

Se produce en zonas poco profundas de la corteza, a baja P.

6.2 Metamorfismo en zonas de fallas

� Cerca de la superficie las rocas se comportan como un sólido frágil, por lo que el movimiento a lo largo de una zona de falla fractura y pulveriza la roca.(harina de falla).

� Predomina la P sobre la Tª.� Son presiones dirigidas no litostáticas.

� Propiedades de las rocasPropiedades de las rocasPropiedades de las rocasPropiedades de las rocas: roca poco resistente llamada brecha de falla (fragmentos de roca rotos y aplastados). Si se producena gran profundidad presentas aspecto foliado (milonitasmilonitasmilonitasmilonitas).

Un tipo de este metamorfismo es el denominado metamorfismo metamorfismo metamorfismo metamorfismo cataclcataclcataclcatacláááástico o dinstico o dinstico o dinstico o dináááámicomicomicomico, donde intervienen únicamente fuerzas mecánicas que pulverizan los granos minerales

6.2 Metamorfismo en zonas de fallas

MILONITA

6.3. Metamorfismo Regional

� Se produce cuando los tres agentes causantes de los procesos metamórficos, actúan de forma simultforma simultforma simultforma simultááááneaneaneanea.

� Se produce en las zonas de borde de choque de subducción de placas.

� Hay que añadir un cuarto agente, el tiempotiempotiempotiempo, que puede variar las condiciones termodinámicas, las reacciones y los procesos de cristalización.

� Dado los diferentes tipos de rocas según los agentes se dan facies de metamorfismo regional, según la gradacigradacigradacigradacióóóón de intensidadn de intensidadn de intensidadn de intensidad.

� Rocas a metamorfismo bajo � Pizarras� Rocas a elevado metamorfismo � Filitas � Micaesquistos.� Rocas a extremo metamorfismo � Feldespato � Gneises

6.3. Metamorfismo Regional

� Entre el metamorfismo de grado alto y bajo existen diferencias mineralógicas.

� Durante la formación de las pizarras � Clorita.� Metamorfismo alto � Biotita y Moscovita.� Condiciones extremas � Micaesquitos.� Temperaturas cercas del punto de fusión � Sillimanita.� Por encima del punto de fusión � Migmatitas.� Si la roca se funde entera � Magma.

7. Clasificación de las Rocas Metamórficas

� Se clasifican principalmente a partir de la textura y composición mineralógica:

� ROCAS FOLIADAS:

� Pizarra: Pizarrosidad bien definida

� Filita: Pizarrosidad bien definida, brillo satinidad.

� Esquistos: Esquistosidad bien definida.

� Gneis: Bandeado gneísico bien definido.

� Migmatita: Foliación migmatítica biendefinida.

� ROCAS POCO FOLIADAS:

� Milonita: Foliación originada por una deformación intensa de cualquier roca previa.

� Metaconglomerado: presentan lineaciones de los cantos del conglomerado original.

7. Clasificación de las Rocas Metamórficas (II)

� ROCAS NO FOLIADAS:

� Mármol: Granos de calcita intercrecidos, originados por el metamorfismo de calizas y dolomías.

� Cuarcita: Granos de cuarzo intercrecidos, originadas por el metamorfismo de areniscas ricas en cuarzo.

� Corneana: Rocas que han sufrido metamorfismo de contacto y no tienen fábrica planar pero síminerales índice desarrollados en menor o mayor grado.

7. Clasificación de las Rocas Metamórficas (III)

Se dividen según la ausencia o presencia de foliación, y la composición mineralógica.

Cuarzos, plagioclasa y feldespato.

Minerales planares que incluyen la mica.

Pizarrosidad, cristales muy finos de moscovita.

Materia orgánica (negra), óxido de hierro (rojas), cloritita (verdes).

ComposiciComposiciComposiciComposicióóóónnnn

Segregación de silicatos claros y oscuros.

Fácil rotura.Brillo Satinado.Exfoliación.CaracterCaracterCaracterCaracteríííísticassticassticassticas

Metamorfismo grado algo esquistos.

Lititas, con metamorfismo grado medio.

Pizarra a mayor presión.

Metamorfismo grado bajo de lititas.

OrigenOrigenOrigenOrigen

Roca metamórfica bandeada.

Muy foliada.Gradación en el metamorfismo de la pizarra.

Grano fino, con pequeños cristales de mica.

DescripciDescripciDescripciDescripcióóóónnnn

GNEISESQUISTOFILITASPIZARRARocas Foliadas

7. Clasificación de las Rocas Metamórficas (IV)

Planar según el grado de metamorfismo.

Blanca en función del óxido de hierro puede ser roja o rosada.

Calcita, puede contener mica, clorita.

ComposiciComposiciComposiciComposicióóóónnnn

Minerales indican mayor o menor desarrollo.

Gran dureza. Aspecto bandeado.

Blancura, atractivo color.

CaracterCaracterCaracterCaracteríííísticassticassticassticas

No tienen.Arenisca rica en cuarzo.

Calizas.OrigenOrigenOrigenOrigen

Metamorfismo de contacto.

Se encuentra en terrenos primarios

Roca cristalina. Puede aparecer bandeado.

DescripciDescripciDescripciDescripcióóóónnnn

CORNEANASCUARCITAMÁRMOLRocas no Foliadas


Pizarra


Filita


Esquisto


Esquisto con estaurolita


Gneis


Mármol


Cuarcita


Corneana


Milonita


Metaconglomerado

8. Discontinuidades de las rocas metamórficas

� Condicionadas por la presión existente en el momento de formación.

� Suelen esta formadas por minerales planares cuyo crecimiento y orientación condicionan el aspecto de la roca y sus propiedades.

� La presión puede ser de tipo Litostático o Tectónico originando diferentes tipos de texturas.

� Se organizan las rocas según su textura en:

� Rocas Masivas o Granulares.� Rocas pizarrosas o filíticas.� Rocas esquistosas.� Rocas foliadas.� Rocas migmatíticas.

8. Discontinuidades de las rocas metamórficas

9. Las Rocas Metamórficas en la Ingeniería Civil

6.1 6.1 6.1 6.1 Rocas MetamRocas MetamRocas MetamRocas Metamóóóórficas de Textura Visible Cristalinarficas de Textura Visible Cristalinarficas de Textura Visible Cristalinarficas de Textura Visible Cristalina....

� Malas geomecánicamente� Rotura muy fácil.

� Anisotropía� Rotura frágil

� Muy anisótropas� Resistencia baja en los planos de equistosidad.� Deslizamientos muy fáciles

Rocas cizalladasRocas con minerales silicatados en bandas

sin hojas continuas

Rocas con mica y otros minerales

planos en bandas continuas

9. Las Rocas Metamórficas en la Ingeniería Civil (II)

6.2 6.2 6.2 6.2 Rocas MetamRocas MetamRocas MetamRocas Metamóóóórficas de grano muy finorficas de grano muy finorficas de grano muy finorficas de grano muy fino:::: Abundantes en España.

Rocas microscmicroscmicroscmicroscóóóópicamente ispicamente ispicamente ispicamente isóóóótropastropastropastropas, microscmicroscmicroscmicroscóóóópicamente picamente picamente picamente anisanisanisanisóóóótropastropastropastropas. Rocas duras y resistentes.

Rocas microscRocas microscRocas microscRocas microscóóóópicamente anispicamente anispicamente anispicamente anisóóóótropastropastropastropas. Rocas duras y alterables. Filitas y esquistos

9. Las Rocas Metamórficas en la Ingeniería Civil (II)

Rocas de grano finoAplicación de las rocas metamórficasen la Ingeniería Civil

10. Rocas metamórficas en la Península Ibérica

� Ocupan casi todo el subsuelo de la península ibérica, aunque están recubiertas de rocas sedimentarias más modernas.

� Afloran en las cordilleras antiguas.

� Sistema Central Español.� Montes Gallegos.� Zona central pirenaica.� Sierras de Huelva y Sevilla.� Extremadura.� Zona central de la cordillera bética.

10. Rocas metamórficas en la Península Ibérica

11. Texturas más comunes en R. Metamórficas de origen pelítico.

� PizarrosidadPizarrosidadPizarrosidadPizarrosidad (en Pizarras y filitas):� Roca Sedimentaria de composición arcillosa.� A presión pizarrosidad: minerales muy pequeños,

orientados en la misma dirección.

� EquistosidadEquistosidadEquistosidadEquistosidad:

� Filosilicato a mayor presión forma Moscovita.� Aparecen Porfidoblastos.


Pizarrosidad -- Equistosidad


� FoliaciFoliaciFoliaciFoliacióóóónnnn (en los gneises):

� Foliación: No hay moscovita.� Único filosilicato es la biotita.� Aparecen glándulas de ortosa.� Laminación menor.

� Textura migmatítica:

� Fusión de los minerales de la roca � roca entre ígnea y metamórfica.

� Minerales fundidos de roca ígnea.� Minerales sólidos rocas metamórficos.


Foliación

12. Metamorfismo y Tectónica de Placas

� El metamorfismo tiene lugar en los bordes de las placas convergentes que son comprimidos formando las estructuras montañosas.

� En zonas de subducción donde las placas oceánicas descienden hacia el manto también produce metamorfismo (cerca de las fosas).

� En estas zonas también se forman magmas, subiendo a la superficie por flotación y deforma rocas contiguas.

� En las zonas de fallas se produce el metamorfismo de presión denominado DinamometamorfismoDinamometamorfismoDinamometamorfismoDinamometamorfismo.

12. Ambientes Metamórficos

� Se denominan escudos o cratonesescudos o cratonesescudos o cratonesescudos o cratones.

� Están formados por rocas ígneas y metamórficas muy antiguas, (mas de 600 millones de años).

� Zonas de prolongada erosión � Relieve poco acentuado.

� Recubiertos de sedimentos modernos y horizontales.

� En España � Escudo Ibérico.� Gran parte de Galicia.� Las dos mesetas.

AUTOR@S

� Carmen Barbasán Carnero.� Mario de Santos Biezma.� Gonzalo López de Coca Sánchez

Escribano.� Alfonso Navarro Lérida.� Adrián Rodríguez Vicario.� Angela Salvador Monsalve.� Gema Sánchez Serrano.

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