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  • CAPTULO6

    METAMORFISMO

  • Metamorfismo___________________________________________________________________________________________________________

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  • Metamorfismo___________________________________________________________________________________________________________

    6.METAMORFISMOEl conocimiento de la evolucin tectonotrmica de las reas orognicas, en el que las

    variaciones en lapresin y la temperatura son consecuenciade losmovimientos tectnicos, havenido a sustituir la concepcin de los primeros investigadores del metamorfismo, que loconsiderabancomounprocesoestticooriginadoaunaprofundidad fijabajo lasuperficiede laTierra.

    As, laobtencinde las trayectoriasPTtconstituyeunode losobjetivosprincipalesde la

    petrologa metamrfica moderna, puesto que la determinacin de las condiciones fsicas delmetamorfismo es necesaria tanto para el entendimiento de la fsicoqumica de los procesosmetamrficos, como para acotar las condiciones en que se desarrollan los procesos dinmicoscontemporneosconelmetamorfismo.ElprocedimientoparaobtenerestastrayectoriasconsisteendeterminarlascondicionesPTdelossucesivoseventosmetamrficosreconocibles,yencalcularlaedaddelosmismosmediantelautilizacindemtodosdegeocronologaisotpica.LaformacindenuevasasociacionesmineralesalolargodeunatrayectoriametamrficasuelecorresponderconelpasoporvaloresPTcrticosparaelcomienzodeunareaccinynotieneporqucoindicirconeventosdeformativos.Perocomoladeformacintienegeneralmenteefectoscatalizadoressobrelasreaccionesminerales,esfrecuentequeestasneoformacionescoincidanconeldesarrollodenuevasfbricasyestructuras.

    Estudios sobre la evolucin tectonotrmica de regiones orognicas caracterizadas por un

    engrosamiento cortical,handemostradoque seadaptanaunosmodelos sistemticos.As,paravaloresmediosdelosparmetrosmscomunesqueparticipanenlahistoriatermal,losdominiosmesocorticaleshanexperimentadounaevolucinmetamrficadepresinintermedia(ENGLANDYTHOMPSON,1984).Enrealidad,estaevolucindetipoBarroviensehasidoconsideradaindicativadeunatectnicadecolisin(THOMPSONYENGLAND,1984).LoslazoshorariosdelastrayectoriasPTt,desarrolladas en laspartesdemedia a altapresindel orgeno, evidencianque laparteinicialdel segmentode altapresin esobliteradopor la subsiguiente recristalizacin en elpicotrmico,especialmenteentrayectoriasdealtatemperatura.

    Los experimentos numricosmuestran que lamayora de las trayectorias dentro de una

    corteza engrosada tienden a acercarse al campometamrficodebajapresin,despusdelpicotrmicoyduranteunaintensadescompresin.Cuandolaexhumacinesslodebidaalaerosin,ENGLANDYTHOMPSON (1984)hansugeridoqueelcampodebajapresinnoesalcanzado,perocomouneventodebajapresineslonormalencinturonesorognicos,sellegaalaconclusindeque la erosin no es el nico proceso responsable para los gradientes metamrficos de bajapresin.ElabundantemagmatismopuedeayudaraentenderlastrayectoriaseneldominiodebajapresindelespacioPT,perounaextensintardiorognicatambinhasidosugeridaparaexplicarextensasregionesconunmetamorfismodebajaspresiones(ENGLAND,1987;THOMPSONYRIDLEY,1987).

    Numerosos trabajos regionales han descrito y explicado el rpido levantamiento y

    exhumacin que experimentan sectores corticales profundos como consecuencia de queconstituyenelbloquedemuro(footwall)degrandeszonasdecizallasdctilesdebajonguloymovimiento normal (detachments) (SANDIFORD, 1989; PLATT, 1993; RUPPEL, 1995), segn un

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    mecanismosemejantealpropuestoparalosmetamorphiccorecomplexdelOdeNorteamrica(DAVIS,1980;CONEYyHARMS,1984;WERNIKEetal.,1987;HODGESetal.,1987).Recientemente,sehandescritoestructuras semejantesenelOde laPennsula IbricaporESCUDERVIRUETE (1995,1999),quiendescribede formamuydetallada las trayectoriasPTt seguidaspor losmaterialesafectadosporestosprocesostectnicos,dentrodelDomoGnisicodelTormes.

    Las rocasprofundas exhumadasmediante estosprocesos suelenaparecer como complejos

    plutonometamrficosdeescalaregionalydegeometraamenudodomtica,caracterizadosporuna intensa deformacin dctil y desarrollo de una extensamigmatizacin. Ambos procesos,plutonometamorfismoyextensin,sonlosmecanismosqueconmayorfrecuenciaseutilizanparaexplicarelmetamorfismodebajapresinyalta temperaturaencinturonesorognicos.Adems,losprocesosextensionalessonesencialesparaexplicarelrpidoretornoalespesornormaldeunacortezaorognicaengrosada.

    El estudio del metamorfismo de las regiones de SanabriaCarballeda y Terra do Bolo

    presentadificultades,debidas,principalmente,aquelasrocasqueconstituyengranpartedelreasondecomposicincuarzofeldesptica,ynosonadecuadasparalaformacindemineralesndicedemetamorfismo.Lostrabajosquetratansobreelmetamorfismodeestasregionessonescasos,yentreelloscabedestacarlosdeFERRAGNE(1972),MARTNEZGARCAYCORRETGE(1970),MARTNEZGARCA(1973)eIGLESIASPONCEDELENyVAREANIETO(1982).

    FERRAGNE (1972) identific cuatro episodios de metamorfismo. Los tres primeros,

    precmbricos, afectaran slo a la Seriede VianadoBolo y el cuarto varisco, al conjunto.Elprimereventoseraunmetamorfismodealtapresin,elsegundoblastomilontico,el tercerodealtapresin(mesocatazonal)conmigmatizacinheterogneaasociadayelcuartoserauneventodebajapresinacompaadopormigmatizacinhomognea.Adems,efectudatacionesRbSrderocatotalsobrelaSeriedeVianadoBolo,obteniendounaedadde475Ma,quecorresponderaasutercereventoyalamigmatizacinheterognea.Tambindatlasbiotitasymoscovitasdeestasrocas, con un resultado de 275 Ma para ambos minerales. La edad medida para las micas,minerales muy sensibles a la recristalizacin metamrfica, corresponderan al ltimometamorfismo.Dejandoapartelacontradiccinentrelaedadpaleozoicaqueobtieneparaeltercerevento y su asignacin al Precmbrico, FERRAGNE reconoci una evolucinmetamrfica desdepresioneselevadasabajas,tancaractersticasdelosorgenoscolisionalesaunque,obviamente,nopudointerpretarla.

    TambinMARTNEZGARCAYCORRETGE(1970)ensuestudiodelmetamorfismode laSerie

    de Porto, llegaron a la conclusinde que existendos eventosmetamrficos superpuestos, unoprevarisco con desarrollo de distena y otro varisco de baja presin.MARTNEZGARCA (1973)propusoun esquemade zonacinmetamrfica, en elque todos losmaterialesde laFormacinOllodeSaposeencuentranenlamesozona.Adems,ensuSeriedePorto,queenestetrabajoseha denominado Serie de Viana do Bolo, son dos los episodiosmetamrficos que se puedendiferenciar; el primero de presin relativamente alta y edad SilricoMedio y el segundo depresinintermediaasociadoalaOrogeniaVarisca.

    IGLESIASPONCEDELENyVAREANIETO (1982) interpretaron laevolucin comounnico

    procesometamrficoquecomenzaraconlaD1yalcanzarasupuntomximoentrelasD1yD2deladeformacinVarisca.Estemetamorfismo,definidoen losmaterialesde laSeriedeVianado

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    Bolo, sera del tipo distenasillimanita y evolucionara hacia unas condiciones de andalucitasillimanita.

    6.1.ZONACINMETAMRFICAYASOCIACIONESMINERALESEn este captulo se describen las relaciones de las fasesminerales, principalmente de las

    pizarras y micaesquistos, con particular nfasis en las asociaciones diagnsticas del gradometamrficoydesuevolucin.

    En trminos qumicos, las reacciones en rocas pelticas involucran principalmente a los

    componentes SiO2, Al2O3, FeO, MgO, K2O y H2O, y la mayora de los estudios tericos yexperimentales intentanmodelar rocas naturales que usan este sistema simplificado, conocidocomoKFMASH(YARDLEY,1989).

    Eneste trabajosehautilizado la redpetrogenticadePOWELLYHOLLAND (1990)paraun

    sistema peltico (KFMASH),modificada por ARENAS YMARTNEZ CATALN (2003), aadiendovarias reacciones del sistemaKFASH de losmismos autores y las curvas de varios equilibriosminerales bien calibrados experimentalmente por LUTH et al. (1964), LE BRETON Y THOMPSON(1988)yCHATTERJEEYJOHANNES(1974),paraelfundidomnimoenelsistemagranticoyparaladesaparicinde lamoscovita(Figura6.1).TambinsehanrepresentadounascondicionesdePTde referencia para las tpicas zonas de minerales de un metamorfismo de presin media.Independientemente de la precisin en el establecimiento de las condiciones PT, la redpetrogenticadePOWELLYHOLLAND (1990)puede serusada comounabuenaherramientaporcomparacin, ya que su coherencia interna ha sido establecida por rigurosos clculostermodinmicosenelsistemadereferencia.

    Como se ver a lo largo del captulo, la distribucin de las asociaciones minerales es

    consistente conun incrementodelgradometamrficohacia laszonasmsprofundasdeldomoestructural.NosehanreconocidoeventosmetamrficosanterioresalaOrogeniaVarisca.

    Paraladescripcindelmetamorfismoseempleaalprincipiolaclsicadivisinporzonasde

    minerales ndice, pero para explicar la evolucin se subdivide la regin en tres unidadesmetamrficasquecorrespondenanivelesestructuralesdiferentes:porencimadelazonadecizallade segunda fase, suparte superiory loque aflorade suparte inferior.Launidadmetamrficasuperior (UMS) est constituidapor losmaterialesde la Formacin Ollode Sapode la zonaoriental y losmetasedimentos del Ordovcico (Capas de LosMontes, Cuarcita Armoricana yPizarrasdeLuarca),donde slo seencuentran reflejadas lasdeformacionesD1yD3.Launidadmetamrficacentral(UMC)incluyematerialesdelaFormacinOllodeSapoymetasedimentosordovcicosdelamitadoccidentaldelazona,deformadosporD2.SulmitesuperiorcoincideconeldelafoliacinS2,ypuedeverseenlaFigura5.2,mientrasquelinferiorsesitaenlaisogradade la sillimanitafeldespato potsico (Figura 6.2). La unidad metamrfica inferior (UMI)corresponde a la zona de la sillimanitafeldespato potsico, e incluye partes basales de laFormacinOllodeSapoytodalaSeriedeVianadoBolo,ascomolosortogneisesdeCovelo,RamiloySanSebastin.

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