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  • MARÍA PILAR GARCÍA MADRUGA 1

    METAMORFISMO Y ROCAS METAMÓRFICAS

    Mª PILAR GARCÍA MADRUGA

  • MARÍA PILAR GARCÍA MADRUGA 2

    ROCAS METAMÓRFICAS

    Son aquellas rocas formadas a partir de minerales que pueden proceder de cualquier otro tipo de rocas (magmáticas, sedimentarias o incluso metamórficas), que presentan una orientación de sus minerales, que forman grandes afloramientos en las zonas más antiguas de los continentes, allí donde la erosión ha dejado al descubierto las rocas que se encontraban a grandes profundidades

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

  • MARÍA PILAR GARCÍA MADRUGA 3

    PRESIÓN

    Aumenta con la profundidad (cada 10 km unos 3000 bares, 1 bar=0.98 atm), a este tipo de presión se le llama 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 dirigida Sus 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 y mayor en las dorsales)

    Aumenta en las zonas de emplazamiento de magmas incluso en superficie Sus 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

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

    mineralógicos Composición química: composición mineralógica y ambiente químico

    Factores que controlan el metamorfismo

  • MARÍA PILAR GARCÍA MADRUGA 4

    DINAMOMETAMORFISMO O METAMORFISMO DINÁMICO

    Alta presión y baja temperatura. Propio de fallas, en las que la presión es dirigida Producen brechificación y esquistosidad en las rocas (cataclastitas o brechas en cuarcitas y granitos, 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 proceso lento que produce la aureola de metamorfismo en la que se produce la recristalización de distintos minerales a medida que nos alejamos de la zona de contacto, ya que la temperatura va siendo cada vez menor (rocas corneanas o cornubianitas, sin bandas ni orientación, de grano 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 presiones dirigidas se produce el enterramiento de los materiales. Produce un mayor grado de metamorfismo. Si se produce metamorfismo por altas presiones (en zonas como las fosas donde la temperatura no es muy alta) se forma Melange (esquistos azules). Si se produce metamorfismo por altas temperaturas (en zonas como el plano de Benioff) se forman rocas con orientación de minerales: con exfoliación, esquistosidad y bandeado

    Tipos de metamorfismo

  • MARÍA PILAR GARCÍA MADRUGA 5

    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 fluidos formando series isomorfas Sobre todo la caliza soluble se reemplaza fácilmente por silicatos de Ca, Mg, sulfuros, óxidos… Formando yacimientos de gran interés económico (pirita). A estas rocas se les llama Skarns

  • MARÍA PILAR GARCÍA MADRUGA 6

    ESPEJO DE FALLA

    METAMORFISMO DINÁMICO

  • MARÍA PILAR GARCÍA MADRUGA 7

    METAMORFISMO DE CONTACTO

  • MARÍA PILAR GARCÍA MADRUGA 8

    METAMORFISMO REGIONAL

  • MARÍA PILAR GARCÍA MADRUGA 9

    METAMORFISMO DE IMPACTO

    Cráter de impacto de un meteorito Arizona (EEUU)

  • MARÍA PILAR GARCÍA MADRUGA 10

    Conceptos de mineral índice, zona y facies metamórfica � MINERAL ÍNDICE Cada mineral es estable en un intervalo de presión y temperatura por lo que la presencia de un determinado mineral nos indica cuales han sido sus condiciones de formación Existen minerales que aparecen en condiciones bien determinadas de presión y temperatura, son testigos de esas condiciones (termómetros o barómetros naturales)

  • MARÍA PILAR GARCÍA MADRUGA 11

  • MARÍA PILAR GARCÍA MADRUGA 12

    � ZONAS DE METAMORFISMO Aunque el proceso de metaforfismo es continuo, se suele dividir según su intensidad en distintas zonas que son regiones sometidas a determinados intervalos de presión y temperatura Cada zona queda definida por un mineral índice y se separa de las demás por una línea denominada isograda En la actualidad más que zonas se usa el término grado de metaformismo, que se refiere exclusivamente a la intensidad del metamormfismo (medio, alto o bajo). Por debajo estaría la diagénesis (compactación de sedimentos) y por encima la anatexia (fusión) GRANITO ANATEXIA MIGMATITAS GNEIS MICACITAS Y ESQUISTOS PIZARRAS ROCAS SEDIMENTARIAS

    AUMENTO GRADO METAMORFISMO AUMENTO PRESIÓN Y TEMPERATURA

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  • MARÍA PILAR GARCÍA MADRUGA 14

    � FACIES METAMÓRFICA Conjunto de rocas que cristalizan en un mismo intervalo de presión y temperatura, pueden ser muy distintas según la composición química existente, la misma facies puede quedar representada por distintos tipos de rocas En su momento fue muy útil pero a medida que se han tenido que hacer subdivisiones se ha hecho muy engorroso y se ha sustituido e incluso abandonado No es más que un intervalo de presión y teperatura, decimos que una roca pertenece o no a dicha facies si es estable dentro de ese intervalo

  • MARÍA PILAR GARCÍA MADRUGA 15

  • MARÍA PILAR GARCÍA MADRUGA 16

    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 MASIVAS

    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 regional Las 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

  • MARÍA PILAR GARCÍA MADRUGA 17

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

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

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

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

    M ayor grado de m

    etam orfism

    o

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

  • MARÍA PILAR GARCÍA MADRUGA 18

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

  • MARÍA PILAR GARCÍA MADRUGA 19

    TEXTURA ROCA

    METAMÓRFICA COMPOSICIÓN PROCEDENCIA

    S IN

    F

    O LIA

    C IÓ

    N

    T E

    X T

    U R

    A G

    R A

    N U

    D A

    Anfibolita Piroxeno y Olivino

    Basalto

    Mármol Calcita Caliza Cuarcita Cuarzo Arenisca

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