facies metamórficas -...
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Facies metamórficas
Metamorfismo progresivo
Tiempo Gradualidad Reacciones endotérmicas Reacciones de deshidratación
200° C 600° C 400° C Mármol200° C Mármol400° C Mármol600° C
Pizarra200° C Esquisto400° C Esquisto600° C
Meta-‐ar200° C Meta-‐ar400° C Meta-‐ar600° C
200° C 600° C 400° C Mármol200° C Mármol400° C Mármol600° C
Pizarra200° C Esquisto400° C Esquisto600° C
Meta-‐ar200° C Meta-‐ar400° C Meta-‐ar600° C
… Tn
Rocan
Meta-‐ba200° C Esquisto400° C Anfibolita600° C
Gneiss200° C Gneiss400° C Gneiss600° C
Roca-‐n200° C Roca-‐n400° C Roca-‐n600° C
…
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Facies200 Facies400 Facies600
¿En qué condiciones se formó una roca metamórfica que con5ene cuarzo, feldespato, clorita, muscovita y bio5ta? ¿En qué condiciones se formó una roca metamórfica que con5ene cuarzo, feldespato, bio5ta, granate, estaurolita y sillimanita?
Minerales indicadores
200° C 600° C 400° C Cal + Chl Cal + Hbl Cal + Cpx
Qtz + Chl + Ms Qtz + Ch + Bt Qtz + Bt + Grt
Qtz + Fs + Chl Qtz + Fs + Bt Qtz + Fs + Grt
… Tn
Rocan
Pl + Chl + Prh Pl + Chl + Ep Pl + Hbl
Etc. Etc. Etc.
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Facies200 Facies400 Facies600
Qtz + Fs + Chl Qtz + Fs + Bt Qtz + Fs + Grt
Antecedentes • George Barrow (1893-‐1912):
inicio del estudio del metamorfismo progresivo.
• CartograXa caracterizada por la presencia de minerales índice.
• Límites: aparición o desaparición de alguno de los minerales índice.
• Isograda: igual grado.
• Zona: espacio entre isogradas.
Tierras altas de Escocia Rocas pelíticas
Concepto de facies • 1915-‐1921: Pen^ Eskola (finlandés) propone el concepto de facies
metamórficas • Aun no se disponía de información experimental o termodinámica sobre la
estabilidad de los minerales metamórficos. • Sin embargo Eskola reconoció que la P y la T determinaban las
asociaciones minerales. • Los trabajos originales de Eskola se basaron en el estudio de aureolas de
contacto en Finlandia y Noruega, donde observó un zoneamiento de asociaciones minerales (p.e. A, B, C) reproducibles alrededor de diferentes plutones (de forma contemporánea a Goldschmidt)
Lu5ta: Composición pelí5ca
A B C
Oslo: Kfs + Crd Orijärvi: Phl + Ms Metapelitas de la misma composición Deducción de una posible reacción: 2 KMg3AlSi3O10(OH)2 + 6 KAl2AlSi3O10(OH)2 + 15 SiO2 = 3 Mg2Al4Si5O18 + 8 KAlSi3O8 + 8 H2O
Es decir, las diferencias mineralógica entre dos litologías análogas solo podía explicarse con un contraste de las condiciones P-‐T Propone el concepto de facies metamórficas con la finalidad de agrupar rocas, las cuales, se asume, han sido formadas en idénjcas condiciones P-‐T. Alta P: minerales más densos, alta T: pérdida progresiva de volá5les
Facies metamórfica
Definición • Es el conjunto de las
asociaciones minerales presentes en todas las rocas que han sido formadas en las mismas condiciones P-‐T.
Zona 1 Zona 2 Zona 3
Di+Cal+Tr+Zo Ky+Grt+St+Ms+Qtz Hb+Ep+Pl+Grt
o Litologías máficas.
o Límites basados en las reacciones de sistemas máficos.
o Límites no absolutos: difusos, campos P-T.
o Límites no solo dependen de P y T sino de la PH2O.
actinolita hornblenda
hornblenda piroxeno
Diagrama P-‐T de las facies metamórficas
Eskola, 1915, 1921; Turner, 1981
Diagrama P-‐T de las facies metamórficas
Eskola, 1915, 1921; Turner, 1981
Facies Minerales o asociaciones diagnós5cas
zeolita zeolitas especialmente laumonita
prehnita-‐pumpellyita
prehnita-‐pumpellyita, prehnita-‐acjnolita, pumpellyita-‐acjnolita
esquisto verde albita-‐tremolita/acjnolita-‐clorita-‐epidota, cloritoide, sjlpnomelano
anXbolita hornblenda-‐plagioclasa
granulita ortopiroxeno-‐plagioclasa, ortopiroxeno-‐feldespato-‐K
esquisto azul glaucofano, lawsonita, piroxeno jadeíjco, arogonito
eclogita onfacita-‐granate (sin plagioclasa)
Vernon, 2008
Protolito: basalto o gabro
Rocas máficas Rocas pelí5cas
Rocas calcosilicatadas
facies de esquisto verde zona de biojta talco-‐flogopita
facies de epidota-‐anfibolita
zona de granate tremolita, acjnolita, epidota, zoisita
zona de estaurolita
facies de anfibolita
zona de estaurolita-‐cianita diópsido
zona de sillimanita grosularita, escapolita
facies de granulita zona de sillimanita-‐Kfs forsterita Spear, 1993
Comparación entre las facies metamórficas y las zonas “barrovianas”
Basalto
6 km, 350° C Paragénesis Basalto: pl+tr+chl+ep Lujta: ms+chl+qtz+bt Arenisca: qtz+pl+fsc
Facies de esquisto verde
¿Contexto tectónico?
Corteza oceánica/dorsales
Corteza conj
nental estándar
Corteza conj
nental
engrosada
Corteza supe
rengrosada/sub
ducida
Facies y gradiente geotérmico
Metamorfismo térmico
Metamorfismo regional
Metamorfismo asociado con subducción
Facies y gradiente geotérmico
• Esquisto azul y eclogita. • Zonas de subducción. • Gradientes geotérmicos
“frios”. • La faciesde eclogita se
puede extender a condiciones geotérmicas “normales”
Es conveniente considerar a las facies metamórficas en 3 grupos principales Facies de alta presión
Facies de mediana presión
• La mayor parte de las rocas metamórficas expuestas presentan facies de esquisto verde, anfibolita y granulita.
• Las facies de esquisto verde y anfibolita conforman el gradiente geotérmico spico.
Facies de baja presión • Facies de corneana de
albita-‐epidota, corneana de hornblenda y corneana de piroxeno: relacionadas a metamorfismo de contacto y a terrenos de metamorfismo regional con gradiente geotérmico muy alto.
• Facies de sanidinita: rara, asociada a las partes adyacentes a intrusivos básicos o en xenolitos.
Plus: facies de bajo grado • Facies de zeolita y
prehnita-‐pumpellyita se consideran de bajo grado y no siempre están representadas en terrenos metamórficos.
• Por ejemplo en terrenos de metamorfismo regional, la facies de menor grado suele ser la de esquisto verde.
Series de facies
Series de facies
• Miyashiro (1961) propone 5 series de facies, la mayoría se denomina de acuerdo a su respecjva localidad jpo.
• Secuencia de facies en terrenos metamórficos. • 1. Serie de facies de contacto (muy baja P) • 2. Serie de facies jpo Buchan o Abukuma (baja P
regional) • 3. Serie de facies Barroviana (mediana P regional) • 4. Serie de facies jpo Sanbagawa (alta P,
moderada T) • 5. Serie de facies Franciscana (alta P, bajaT)
Series de facies
St
St
Grt + Cpx + Rt
Ventajas
• El concepto supone una subdivisión cualitajva del espacio P-‐T metamórfico.
• Újl para una caracterización general del metamorfismo.
• CartograXa metamórfica de regiones extensas, debido a que las asociaciones diagnósjcas de cada de cada facies pueden ser idenjficadas en muestra de mano.
Desventajas
• Los límites de las facies dependen ampliamente de la composición y de la abundancia de los volájles.
• Los límites son disjntos dependiendo del sistema litológico que se considere. Es decir la sensibilidad a los cambios P-‐T es diferente en cada litología.
• Algunas litologías, especialmente los gneises cuarzo-‐feldespájcos no registran un cambio mineralógico apreciable de una facies a otra.