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MARÍA PILAR GARCÍA MADRUGA 1

METAMORFISMO Y ROCAS METAMÓRFICAS

Mª PILAR GARCÍA MADRUGA


ROCAS METAMÓRFICAS

Son aquellas rocas formadas a partir de minerales que puedenproceder de cualquier otro tipo de rocas (magmáticas, sedimentariaso incluso metamórficas), que presentan una orientación de susminerales, que forman grandes afloramientos en las zonas másantiguas de los continentes, allí donde la erosión ha dejado aldescubierto las rocas que se encontraban a grandes profundidades

Se forman por procesos metamórficos en los que la materia mineralsufre transformaciones ya que se adaptan a nuevas condiciones depresión y temperatura. Se producen siempre en estado sólido (adiferencia de lo que ocurre con las rocas ígneas) y suelen serprocesos isoquímicos , es decir, no varía la composición química delmineral sino su estructura cristalina


PRESIÓN

Aumenta con la profundidad (cada 10 km unos 3000 bares, 1 bar=0.98 atm), a este tipo de presión se lellama presión de confinamiento

Presión de confinamiento=Presión litostática (peso rocas ) + Presión fluidos (caso rocas porosas)

Aumenta en los bordes de placa debido a la actividad de las placas litosféricas, presión tectónica o dirigidaSus efectos en las rocas son disminuir su volumen, aumentar su densidad y su capacidad plástica,

provocando reorientaciones y exfoliación

TEMPERATURA

Aumenta con la profundidad según el gradiente geotérmico (33ºC cada km, aunque es menor en las fosas ymayor en las dorsales)

Aumenta en las zonas de emplazamiento de magmas incluso en superficieSus efectos en las rocas son facilitar la movilidad molecular, aumentar la inestabilidad de los minerales y

disminuir la resistencia de las rocas por lo que se deforman más fácilmente

OTROSPresencia de fluidos (agua o dióxido de carbono), que actuarían como catalizadores de los cambios

mineralógicosComposición química: composición mineralógica y ambiente químico

Factores que controlan el metamorfismo


DINAMOMETAMORFISMO O METAMORFISMO DINÁMICO

Alta presión y baja temperatura. Propio de fallas, en las que la presión es dirigidaProducen brechificación y esquistosidad en las rocas (cataclastitas o brechas en cuarcitas ygranitos, y milonitas en arcillas y yesos)

METAMORFISMO TÉRMICO O DE CONTACTO

Alta temperatura y baja presión. Propio de zonas en contacto con magmas. Es un procesolento que produce la aureola de metamorfismo en la que se produce la recristalización dedistintos minerales a medida que nos alejamos de la zona de contacto, ya que la temperaturava siendo cada vez menor (rocas corneanas o cornubianitas, sin bandas ni orientación, degrano fino si la roca original es arenisca se formarán cuarcitas y si es caliza mármol)

METAMORFISMO REGIONAL

Alta presión y temperatura. Propio de zonas de subducción dónde además de las presionesdirigidas se produce el enterramiento de los materiales. Produce un mayor grado demetamorfismo. Si se produce metamorfismo por altas presiones (en zonas como las fosasdonde la temperatura no es muy alta) se forma Melange (esquistos azules). Si se producemetamorfismo por altas temperaturas (en zonas como el plano de Benioff) se forman rocascon orientación de minerales: con exfoliación, esquistosidad y bandeado

Tipos de metamorfismo


METAMORFISMO DE ENTERRAMIENTO

Debido a la presión confinantes (rocas con esquistosidad de carga)

METAMORFISMO DE IMPACTO

Debido a las altas presiones que causa el impacto de meteoritos

METASOMATISMO

Se produce sustitución de elementos por otros aportados por magmas fluidosformando series isomorfasSobre todo la caliza soluble se reemplaza fácilmente por silicatos de Ca, Mg,sulfuros, óxidos… Formando yacimientos de gran interés económico (pirita). A estasrocas se les llama Skarns


ESPEJO DE FALLA

METAMORFISMO DINÁMICO


METAMORFISMO DE CONTACTO


METAMORFISMO REGIONAL


METAMORFISMO DE IMPACTO

Cráter de impacto de un meteorito Arizona (EEUU)


Conceptos de mineral índice, zona y facies metamórfica� MINERAL ÍNDICECada mineral es estable en un intervalo depresión y temperatura por lo que la presenciade un determinado mineral nos indica cualeshan sido sus condiciones de formaciónExisten minerales que aparecen encondiciones bien determinadas de presión ytemperatura, son testigos de esas condiciones(termómetros o barómetros naturales)


� ZONAS DE METAMORFISMOAunque el proceso de metaforfismo es continuo, se sueledividir según su intensidad en distintas zonas que sonregiones sometidas a determinados intervalos de presión ytemperaturaCada zona queda definida por un mineral índice y sesepara de las demás por una línea denominada isogradaEn la actualidad más que zonas se usa el término grado demetaformismo, que se refiere exclusivamente a laintensidad del metamormfismo (medio, alto o bajo). Pordebajo estaría la diagénesis (compactación de sedimentos)y por encima la anatexia (fusión)GRANITO ANATEXIA MIGMATITAS GNEIS MICACITAS Y ESQUISTOS PIZARRAS ROCAS SEDIMENTARIAS

AUMENTO GRADO METAMORFISMOAUMENTO PRESIÓN Y TEMPERATURA


� FACIES METAMÓRFICAConjunto de rocas que cristalizan en un mismo intervalo depresión y temperatura, pueden ser muy distintas según lacomposición química existente, la misma facies puedequedar representada por distintos tipos de rocasEn su momento fue muy útil pero a medida que se hantenido que hacer subdivisiones se ha hecho muyengorroso y se ha sustituido e incluso abandonadoNo es más que un intervalo de presión y teperatura,decimos que una roca pertenece o no a dicha facies si esestable dentro de ese intervalo


La textura hace referencia a la forma de disponerse entre sí los componentes de una roca. Depende del ambiente de formación y de la composición de la roca original

ROCAS METAMÓRFICAS SIN ORIENTACIÓN PREFERENTE O MAS IVAS

Cuarcita (no se raya con acero, procede de areniscas o rocas con un alto contenido en cuarzo) o Mármol (se raya con acero y reacciona con HCl, procede de calizas) propios del metamorfismo de contacto, presentan textura granuda , con cristales de las mismas dimensiones sin orientación preferente

Pueden tener estructuras planas anteriores al metamorfismo, cuando se formó la caliza o el cuarzo

ROCAS METAMÓRFICAS CON ORIENTACIÓN PREFERENTE

Propias del dinamometamorfismo y del metamorfismo regionalLas rocas tienen una composición heterogénea y los minerales aparecen orientados

en láminas perpendiculares a la dirección de máxima presión: textura foliada

Textura y estructuras de las rocas metamórficas


Pizarrosidad (pizarras) con foliación paralela, planos muy juntos y coloresoscuros, proceden de rocas origen de grano fino (arcilla). Si se venminerales a simple vista: moteada o mosqueada (granate)

Esquistosidad (esquistos) con foliación ligeramente deformada de colorespardos, proceden de rocas origen de grano medio. Se ven minerales asimple vista, si la mica es muy abundante: Micacitas

Si los minerales se orientan en bandas que alternan capas con distintacomposición mineralógica: textura gneísica (gneis), con foliación muydeformada, procede de una roca origen de grano medio a grueso, a vecesaparecen feldespatos que forman cristales muy grandes: Gneis glandular

Cuando la foliación está muy deformada y hay bandeado de minerales degrano grueso: Migmatita

Mayor grado de m

etamorfism

o

El tamaño del grano es mayor a medida que aumenta el grado de metamorfismo


Cuando una roca se ve sometida a cambios importantes en las condiciones físicasen las que se encuentra—esencialmente presión y temperatura—, suscomponentes—granos minerales—se transforman para acomodarse a las nuevascondiciones . Así se produce una roca nueva que se denomina roca metamórfica :presenta la misma composición que la original ; pero distinta estructura y,normalmente, nuevos mineralesSi el aumento de presión se asocia a procesos de deformación , es común que losnuevos minerales se presenten ordenados en láminas paralelas , definiendo unaestructura que se denomina foliación , como la que se aprecia en el gneismigmatítico de la fotografía


TEXTURAROCA

METAMÓRFICACOMPOSICIÓN PROCEDENCIA

SIN

F

OLIA

CIÓ

N

TE

XT

UR

AG

RA

NU

DA

Anfibolita Piroxeno y Olivino

Basalto

Mármol Calcita CalizaCuarcita Cuarzo Arenisca

CO

N F

OLIA

CIÓ

N

PizarrasFilitas

EsquistosEsquistos micáceosMicacitasGneises

Cuarzo, feldespato y

mica

Arcillas y Pizarras

Las rocas metamórficas se clasifican según su composición mineralógica y la roca de la que proceden

MAYOR GRADO METAMORFISMOMAYOR TAMAÑO GRANO


CUARCITA


MÁRMOL


ESQUISTO


MICAESQUISTO


GNEIS


PIZARRA


La presencia de dos planos de esquistosidad muy diferenciados favorece que laroca se desmorone en lajas muy alargadas y estrechas , con forma de «patatafrita», como se observa en los materiales lutíticos ordovícicos de la imagen


Metamorfismo y tectónica de placas

� El dinamometamorfismo se asocia a fallas de bordes de placas o interiores

� El metamorfismo regional se asocia a bordes destructivos

� El metamorfismo de contacto se asocia a magmas o bien de dorsales o de zonas de subducción


FALLAS NORMALES EN EL TALUD DEL AVE MADRID-LLEIDA. BUJARALOZ (ZARAGOZA)


PLIEGUE-FALLA EN EL ACANTILADO DE BARRIKA (VIZCAYA)

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