Avance N 1 Proyecto Evaluacin de Yacimientos

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DGEMIC Ingeniera en Geologa y Minas

DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA,

MINAS E INGENIERA CIVIL UNIVERSIDAD TCNICA PARTICULAR

DE LOJA

Rocas metamrficas

PETROLOGIA IGNEA Y METAMORFICA

Autor: Renato E. Gonzlez Ziga. Tutor: Ing. Jos Arturo Guartan Fecha entrega: 04 de febrero 2015

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Resumen Ejecutivo

Este estudio fue diseado para entender de forma precisa sobre las rocas metamorficas, su formacin debido a varios tipos de metamorfismos, principalmente metamorfismo regional y metamorfismo de contacto. Se hizo una descripcin de las rocas metamorficas ms comunes, realizando una clasificacin segn su textura y estructura, tipo de metamorfismo, y grado de metamorfismo. Debido a la importancia de las rocas metamorficas en el campo geolgico es indispensable conocer de manera profunda las caractersticas de las mismas, as como sus propiedades fsicas y qumicas las cuales nos pueden servir para realizar la identificacin de cada roca. Se hace mencin de los minerales que se encuentran formando las rocas metamorficas segn el grado de metamorfismo al que esta se form, conocidos como minerales ndice.

Se menciona algunas de las aplicaciones que pueden tener las rocas metamorficas en varios campos, como la construccin y el arte; de igual forma se indica los lugares de nuestro pas en donde se pueden encontrar rocas metamorficas, para esto se ha hecho una clasificacin basada en unidades, formaciones y regiones del Ecuador.

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Contenido 1. INTRODUCCIN ................................................................................................................................ 1

1.1. Objetivos Generales ............................................................................................................ 1

1.2. Objetivos Especficos ........................................................................................................... 1

2. ROCAS METAMORFICAS ................................................................................................................... 1

3. LIMITES DEL METAMORFISMO......................................................................................................... 2

4. CLASIFICACION DE LAS ROCAS METAMORFICAS ............................................................................. 2

4.1. METAMORFISMO REGIONAL.................................................................................................... 2

MINERALES INDICE. .................................................................................................................. 2

4.2. METAMORFISMO DE CONTACTO ............................................................................................. 2

AUREOLAS DE CONTACTO ........................................................................................................ 3

ROCAS CON FOLIACIN ............................................................................................................ 3

ROCAS SIN FOLIACIN: ............................................................................................................. 3

5. FACIES METAMORFICAS ................................................................................................................... 3

5.1. FACIES DEL METAMORFISMO DE CONTACTO .......................................................................... 3

5.2. FACIES DEL METAMORFISMO REGIONAL ................................................................................. 4

6. TEXTURAS DE LAS ROCAS METAMORFICAS .................................................................................... 4

6.1. TEXTURA GRANOBLASTICA ...................................................................................................... 4

6.2. TEXTURA LEPIDOBLASTICA ....................................................................................................... 4

6.3. TEXTURA NEMATOBLASTICA .................................................................................................... 5

6.4. TEXTURA PORFIDOBLASTICA .................................................................................................... 5

7. MINERALOGIA DE LAS ROCAS METAMORFICAS .............................................................................. 5

8. ROCAS METAMORFICAS TIPICAS DE TEXTURA FOLIADA ................................................................. 6

9. ROCAS METAMORFICAS TIPICAS DE TEXTURA NO FOLIADA ............................................................... 7

10. USOS QUE SE LES PUEDE DAR A LAS ROCAS METAMORFICAS .......................................................... 8

PIZARRA ............................................................................................................................... 8

GNEISS ................................................................................................................................. 9

MARMOL ............................................................................................................................. 9

CUARCITA ............................................................................................................................ 9

11. LUGARES EN EL ECUADOR DONDE SE PUEDEN LOCALIZAR ROCAS METAMORFICAS

................................................................................................................................................................ 10

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12. COCLUSIONES ................................................................................................................................... 11

13. BIBLIOGRAFIA ................................................................................................................................... 11

INDICE DE ILUSTRACIONES

Ilustracin 1: Minerales ndice ................................................................................................................. 2

Ilustracin 2: Facies de metamorfismo regional ...................................................................................... 4

Ilustracin 3: Texturas en rocas metamrficas ........................................................................................ 5

Ilustracin 4: Tejado de pizarra ................................................................................................................ 8

Ilustracin 5: Fachada recubierta con gneiss ........................................................................................... 9

Ilustracin 6: Escultura de mrmol .......................................................................................................... 9

Ilustracin 7: Templo revestido de mrmol ............................................................................................. 9

Ilustracin 8: Arena de slice .................................................................................................................. 10

INDICE DE TABLAS

1 Series composicionales ......................................................................................................................... 5

2 Rocas con textura foliada ...................................................................................................................... 7

3 Rocas con textura no foliada ................................................................................................................. 8

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1. INTRODUCCIN El presente trabajo de investigacin consiste en hacer un estudio detallado acerca de las rocas

metamrficas, sus propiedades, clasificacin, gnesis, mineraloga y dems propiedades.

Para el desarrollo se ha hecho una recopilacin de datos de diferentes fuentes, como libros, pginas

web, documentos electrnicos.

Llevar a cabo este trabajo de investigacin es importante para las competencias del estudiante

porque es necesario tener un conocimiento profundo sobre las rocas que estn formando la tierra, y

las rocas metamrficas son un complejo e importante grupo.

El conocimiento de las rocas metamrficas nos permite deducir muchos aspectos importantes como

los procesos mediante los cuales se formaron, de que otro tipo de rocas proviene el objeto de

nuestro estudio. Etc

La metodologa utilizada fue la de consultar de varias fuentes la informacin que se puede considerar

relevante, ya que es muy importante tener claros ciertos conceptos bsicos, como por ejemplo; Qu

es metamorfismo?; Cules son los agentes metamrficos?; Cules son los tipos de metamorfismo?,

tratando de dar respuesta a estas preguntas generales.

1.1. Objetivos Generales Llegar a tener un conocimiento profundo acerca de las rocas metamrficas.

Analizar las caractersticas principales de las rocas metamrficas.

Conocer la composicin mineralgica de las rocas metamrficas.

1.2. Objetivos Especficos Conocer cules son los agentes causantes de que una roca sufra el proceso de

metamorfismo.

Diferencias mediante las caractersticas presentadas por la roca a qu tipo de

metamorfismo pertenece.

Mediante el anlisis de propiedades fsicas poder distinguir el grado de metamorfismo en

el que se form una roca, y que minerales se pueden encontrar en ella.

2. ROCAS METAMORFICAS Las rocas metamrficas resultan de la transformacin de rocas preexistentes que han sufrido ajustes estructurales y mineralgicos bajo ciertas condiciones fsicas o qumicas, o una combinacin de ambas, como son la temperatura, la presin y/o la actividad qumica de los fluidos (agentes del metamorfismo). Estos ajustes, impuestos comnmente bajo la superficie, transforman la roca original sin que pierda su estado slido generando una roca metamrfica. La roca generada depende de la composicin y textura de la roca original, de los agentes del metamorfismo, as como del tiempo en que la roca original estuvo sometida a los efectos del llamado proceso metamrfico. Por la naturaleza de su origen puede haber una gradacin completa entre las rocas metamrficas y las gneas o sedimentarias de las que se formaron. El estudio de estas rocas provee informacin muy valiosa acerca de procesos geolgicos que ocurrieron dentro de la Tierra y sobre su variacin a travs del tiempo.

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3. LIMITES DEL METAMORFISMO Se consideran lmites del metamorfismo a las condiciones mnimas y mximas de temperatura a las que se forma una roca metamrfica, y a los cambios mineralgicos que se producen en ellos.

El lmite inferior de metamorfismo se da a 200oC de temperatura.

El lmite superior de metamorfismo se da a una temperatura cercana a la de fundicin de las rocas, la cual dependiendo de factores en su composicin oscila entre 800o a 900oC.

4. CLASIFICACION DE LAS ROCAS METAMORFICAS Para clasificar una roca metamrfica se debe conocer el tipo de metamorfismo que intervino, el cual

puede ser variable ya que depende de los criterios que se tomen como base para diferenciarlo: puede

clasificarse desde el punto de vista de la extensin, el ajuste y la causa, valor geolgico, aumento o

disminucin de temperatura, etc., pero es muy usual definir dos principales tipos de metamorfismo

segn el agente metamrfico predominante: Regional y de Contacto.

4.1. METAMORFISMO REGIONAL

La mayora de las rocas metamrficas son resultado de este fenmeno, el cual ocurre en reas

muy grandes que estn sometidas a temperaturas, presiones y deformaciones extremas dentro

de las porciones ms profundas de la corteza; esto hace que sean ms visibles a lo largo de las

placas tectnicas (Tectnica de Placas), principalmente en la placa convergente donde las rocas

se deforman intensamente y se cristalizan durante la convergencia y la subduccin, sin embargo,

tambin ocurren en reas donde las placas divergen. En las rocas de este tipo suele existir una

gradacin de la intensidad metamrfica segn el grado de presin y/o la temperatura a que

fueron sometidas, reconocidas por los minerales ndice que se hallan presentes.

MINERALES INDICE: Son minerales que se forman en condiciones concretas de presin y

temperatura, por ello su presencia en una roca nos indica su origen y tipo de

metamorfismo, que est asociado con las condiciones de presin y temperatura.

Ilustracin 1: Minerales ndice

4.2. METAMORFISMO DE CONTACTO

Se presenta cuando el calor y los fluidos magmticos actan para producir el cambio, es decir,

cuando un magma altera la roca circundante debido a la temperatura, causando alteracin

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trmica. La emisin de fluidos calientes en la roca original, lo cual se puede dar debido a una

intrusin, contribuye en la formacin de nuevos minerales; adems, otros factores importantes

son la temperatura inicial, el tamao de la intrusin, as como el contenido del fluido del magma

y/o de la roca original. Las temperaturas pueden alcanzar los 900C en las partes adyacentes a

una intrusin, disminuyendo gradualmente con la distancia, por lo que los efectos de tal calor y

las reacciones qumicas resultantes suelen tener lugar en zonas concntricas conocidas como

aureolas de contacto.

AUREOLAS DE CONTACTO: Las aureolas de contacto son el resultado de la perturbacin

trmica transitoria causada por la intrusin de un cuerpo gneo, establecindose un

nuevo gradiente trmico. Si el tiempo de duracin de ese nuevo gradiente es prolongado,

en la aureola de contacto se pueden producir modificaciones texturales y/o

mineralgicas, que se distribuyen en zonas concntricas respecto al plutn y que reflejan

la intensidad del nuevo gradiente trmico. Cuanto ms prximo al cuerpo gneo ms alta

es la temperatura.

Existen otros criterios para clasificar las rocas metamrficas, tales como su composicin qumica o

mineralgica, su localizacin o su edad, aunque el sistema ms utilizado en geologa es el de la

textura.

En el caso de las rocas metamrficas, el trmino textura se refiere a la orientacin de los granos, no al

tamao, y permite distinguir dos grandes grupos:

ROCAS CON FOLIACIN: los minerales se disponen en capas paralelas. Dentro de este tipo de rocas se distinguen, de mayor a menor grado de metamorfismo, pizarras, filitas,

esquistos y gneis.

ROCAS SIN FOLIACIN: tienen estructura granular. Los tipos principales son cuarcitas,

mrmoles y anfibolita.

5. FACIES METAMORFICAS El concepto de facies metamrficas es una nocin fundamental de la Petrologa Metamrfica. Este concepto reemplaz la nocin de zonas de profundidad; epizona, mesozona, catazona, Grubenmann y Niggli, 1924) cuando se hizo obvio que las condiciones de temperatura (o grado metamrfico) alcanzadas durante el metamorfismo no estn necesariamente relacionadas con la profundidad a la que ocurre el metamorfismo dentro de la tierra. El concepto de facies fue definido por Eskola (1915), quien dio la siguiente definicin (1920): Una facies metamrfica es un grupo de rocas caracterizadas por conjunto definido de minerales que, bajo las condiciones de su formacin, alcanzaron el equilibrio perfecto entre ellos. La composicin mineral cualitativa y cuantitativa en las rocas de una facies dada varia gradualmente en correspondencia con las variaciones en la composicin qumica de las rocas.

5.1. FACIES DEL METAMORFISMO DE CONTACTO La carga de presin estimada por lo general es de 100 a 3000 bares, la presin de agua es

sumamente variable.

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Facies de hornfels de albita-epidota

Facies de hornfels de hornblenda

Facies de hornfels de piroxno

Facies de sanidinita.

5.2. FACIES DEL METAMORFISMO REGIONAL

Carga de presin y agua generalmente iguales, estimadas entre 3000 a 12000 bares.

Facies de zeolitas

Facies de esquistos verdes

Facies de esquisto de glaucofana

Facies de anfibolita de almandino

Facies de granulitas

Facies de eclogitas

Ilustracin 2: Facies de metamorfismo regional

6. TEXTURAS DE LAS ROCAS METAMORFICAS Las rocas metamrficas son rocas cristalinas, es decir las rocas metamrficas se constituyen exclusivamente de cristales, a veces llamados cristaloblastos. A los cristales de dimetro de grano sobresaliente con respecto al dimetro de grano de los dems cristales se les llama porfiroblastos.

6.1. TEXTURA GRANOBLASTICA

Cristales equidimensionales dispuestos en forma de mosaico.

6.2. TEXTURA LEPIDOBLASTICA Micas intercrecidas y homogneamente ordenadas.

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6.3. TEXTURA NEMATOBLASTICA

Anfboles entrecrecidos y homogneamente ordenados.

6.4. TEXTURA PORFIDOBLASTICA Cristales que lograron crecer un poco ms en relacin a los dems minerales presentes en una

roca metamrfica.

Ilustracin 3: Texturas en rocas metamrficas

7. MINERALOGIA DE LAS ROCAS METAMORFICAS La composicin qumica de las rocas metamrficas es muy variada, debido a que el metamorfismo es un proceso en el que no vara de forma apreciable la composicin qumica premetamrfica y, por tanto, tenemos tantas posibles composiciones como diferentes tipos de rocas sedimentarias e gneas. Generalmente, se establecen cuatro series composicionales en funcin del grupo litolgico- geoqumico de rocas de las que procede la roca metamrfica.

SERIE ROCAS PREEXISTENTES

Ultramficas Rx gneas ultramficas

Mficas Rx gneas mficas

Pelitico-gravquicas Rx sedimentarias ricas

en SI y Al

Calcosilicatadas Rx sedimentarias

carbonatadas 1 Series composicionales

No obstante, durante el proceso metamrfico s se producen importantes cambios en la mineraloga

entre la roca inicial premetamrfica y el producto final. Muchos de los minerales que se forman

durante el metamorfismo slo pueden formarse en unos intervalos presin, temperatura o P/T muy

restringidos. A estos minerales que pueden darnos informacin sobre las condiciones de presin y

temperatura que alcanz una roca durante el metamorfismo, se les denominan minerales ndices

(inferidos anteriormente).

6

8. ROCAS METAMORFICAS TIPICAS DE TEXTURA FOLIADA

ROCAS COMUNES CON TEXTURA FOLIADA

TEXTURA ROCA METAMORFICA TIPO DE

METAMORFISMO

GRADO DE

METAMORFISMO ROCA PARETAL

FO

LIA

DA

ARGILITA

REGIONAL BAJO ROCAS

ARCILLOSAS

PIZARRA

REGIONAL BAJO

LIMONITA,

ARCILLAS,

OTRAS..

FILITA

REGIONAL BAJO A MEDIO LIMONITA

ESQUISTO

REGIONAL BAJO A ALTO

LIMONITAS,

CARBONATOS,

ROCAS IGNEAS

MAFICAS

GNEISS

REGIONAL O

DINAMICO ALTO

LIMONITA,

ARENISCAS,

IGNEAS FELSICAS

ANFIBOLITA

REGIONAL MEDIO A ALTO IGNEAS MAFICAS

GRANULITA REGIONAL ALTO IGNEAS FELSICAS

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Y ACOSAS

ECLOGITA

REGIONAL ALTO IGNEAS MAFICAS

MIGMATITA

REGIONAL

CON

MAGMATISMO

ALTO

IGNEAS FELSICAS

MEZCLADAS CON

SEDIMENTARIAS

2 Rocas con textura foliada

9. ROCAS METAMORFICAS TIPICAS DE TEXTURA NO FOLIADA

ROCAS COMUNES CON TEXTURA NO FOLIADA

TEXTURA ROCA METAMORFICA TIPO DE

METAMORFISMO

GRADO DE

METAMORFISMO ROCA PARETAL

NO

FO

LIA

DA

MARMOL

CONTACTO O

REGIONAL BAJO A ALTO

CALIZA O

DOLOMITA

CUARCITA

CONTACTO O

REGIONAL MEDIO A ALTO

ARENISCA DE

CUARZO

8

CORNEANA

CONTACTO

BAJO A MEDIO

LIMONITA,

IGNEAS

SKARN

CONTACTO ALTO CALIZA O

DOLOMIA

ANTRACITA

. ALTO CARBON

MINERAL

3 Rocas con textura no foliada

10. USOS QUE SE LES PUEDE DAR A LAS ROCAS METAMORFICAS A las rocas metamrficas se les puede dar gran variedad de usos, as se utilizan para el material para

techos, piedra decorativa, jardinera, la base para mesas de billar, material de construccin, material

de la escultura y el material de pavimentacin.

PIZARRA

Se usa en la construccin de tejados debido a su capacidad de impermeabilizacin.

Ilustracin 4: Tejado de pizarra

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GNEISS

El gneis se utiliza en construccin para hacer peldaos, adoquines, mampostera, entre otras.

Ilustracin 5: Fachada recubierta con gneiss

MARMOL

ESCULTURA

El mrmol blanco ha sido apreciado por su uso en esculturas desde los tiempos clsicos.

Esta preferencia tiene que ver con su suavidad, lo que hizo ms fcil de tallar, relativa

isotropa y homogeneidad, y una relativa resistencia a la rotura.

CONSTRUCCIN

El mrmol de construccin es una roca que se compone de calcita, dolomita o serpentina

que es capaz de tomar un pulimento.

Ilustracin 6: Escultura de mrmol

Ilustracin 7: Templo revestido de mrmol

CUARCITA La cuarcita pura es empleada como una fuente natural de cuarzo para procesos metalrgicos y

para fabricar ladrillos de slice.

En la industria se ocupa cuarcita de alta pureza para fabricar ferrosilicona, arena de slice, slice

puro y carburo de silicio. Se ocupa como balasto en caminos y ferrovias. Otros usos son como

rocas ornamentales en la construccin y en esculturas. Durante la Edad de Piedra la cuarcita era

usada como un sustituto de menor calidad para el slex.

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Ilustracin 8: Arena de slice

11. LUGARES EN EL ECUADOR DONDE SE PUEDEN LOCALIZAR ROCAS

METAMORFICAS A continuacin se ir mencionando los lugares del Ecuador donde se encuentran rocas metamrficas:

o En la unidad Cebadas, en la cordillera real, gran cantidad de pizarras se encuentran

formando parte del terreno Guamote, afloran otros ramales con cuarcitas en las

cercanas de Ambuqu (Provincia de Imbabura)

o En la unidad Chiguinda (Provincia de Loja), en la cordillera real, se encuentran

generalmente acompaadas de cuarcitas, filitas negras y esquistos grafiticos.

o En la unidad Palenque, en el complejo metamrfico El Oro, esta unidad comprende rocas

metamrficas de grado bajo como filitas esquistosas, pizarras, esquistos

cuarzofeldespticos y metagrauvacas.

o Formacin Pumbuitza, en el oriente ecuatoriano, se pueden encontrar pizarras grises a

negras plegadas.

o Formacin Santiago, en el Oriente, comprende una secuencia de calizas, areniscas

turbiditicas y pizarras negras.

o En la unidad Alao Paute, en la Cordillera Real, las rocas exhiben pronunciada

esquistosidad, las litologas varan desde filitas, hasta esquistos verdes.

o En la unidad el tigre, en el complejo metamrfico El Oro, comprende rocas dbilmente

metamorfoseadas las cuales an presentan interestratificacion, principalmente filitas.

o En la unidad Isimanchi, en la Cordillera Real, alrededor del pueblo de Isimanchi se

encuentran filitas de bajo grado y mrmoles.

o En la unidad la victoria, en el complejo metamrfico El Oro, existen afloramientos

importantes que ocurren entre los ros y caminos de Arenillas y Alamor, corresponden a

cuarcitas, filitas y esquistos.

o En la unidad Cuyuja, en la Cordillera Real, afloran en los alrededores de Cuyuja, (sobre la

carretera Papallacta- Baeza), comprende esquistos pelticos grafiticos, con intercalaciones

de esquistos verdes.

o En la unidad El Pan, en la Cordillera Real, se encuentran principalmente esquistos.

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o En la unidad Monte Olivo, en la Cordillera Real, representa una formacin estratigrfica

entre metapsammitas, y esquistos pelticos.

o En la Formacin Las Trancas, en la Cordillera Occidental, hablando de litologa

metamrficas se pueden distinguir principalmente esquistos y gneises.

12. COCLUSIONES Para saber diferenciar a qu tipo de metamorfismo se ha formado una roca, es necesario

saber analizar su textura y estructuras que la misma se encuentra formando.

Las rocas metamrficas que pertenecen a un metamorfismo de contacto por lo general

no presenten foliacin o lineamientos.

Las rocas que pertenecen a un metamorfismo regional presentan foliacin debido al

lineamiento de minerales producido por la presin litosttica.

Las facies metamorficas nos indican un grupo de rocas compuestas por minerales

comunes que han llegado a un equilibrio.

Se puede suponer la mineraloga de una roca metamrfica con solamente mirar a que

grado de metamorfismo se ha formado, ya que cada grado de metamorfismo cuenta con

un grupo de minerales ndice.

Las rocas metamorficas se forman bajo la zona de intemperismo y sobre la zona de

fusin, esto corresponde a temperaturas entre 200o y 900oC.

Se pueden dar varios usos a las rocas metamorficas, en algunos casos por su consistencia,

en otros por su dureza y por su propiedad aislante de humedad.

13. BIBLIOGRAFIA

[1] W. Huang, PETROLOGIA, Mexico: Limusa, 2013.

[2] P. Duque, Breve lxico estratigrafico del Ecuador, Quito: UCP prodeminca, 1977.

[3] M. Best, Igneous and Metamorphic Petrology, Melbourne: Blacwell, 2003.

[4] W. Griem y S. Griem, geovirtual.cl, 2003.. Available:

http://www.geovirtual2.cl/geologiageneral/ggcap06.htm. [ltimo acceso: 2 Febrero 2015].

[5] EcuRed,. Available: http://www.ecured.cu/index.php/Roca_Metam%C3%B3rfica. [ltimo

acceso: 2 Febrero 2015].