mi clase 15 rocas metamórficas-notas

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Rocas metamorficas Martha Lucía Jaramillo L. MLJL 1

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ROCAS METAMORFICAS

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  • Rocas metamorficas

    Martha Luca Jaramillo L.

    MLJL 1

  • ROCAS METAMORFICAS

    Causas del metamorfismo

    Factores fsicos y qumicos que controlan el

    metamorfismo

    Clases de metamorfismo

    Textura metamrficas

    Metamorfismo regional y grados de metamorfismo

    Zonas de metamorfismo de contacto

    Tectnica de placas y metamorfismo.

    MLJL 2

  • MLJL 3

  • METAMORFISMO

    Consiste en cambios fsicos y qumicos de las rocas en un

    ambiente de alta temperatura, alta presin de

    confinamiento o intensa accin de cizallamiento, o la

    combinacin de dos o tres de estos factores, pero sin

    fusin.

    La definicin generalmente excluye los cambios qumicos

    causados por soluciones hidrotermales que penetran en la

    roca a profundidades someras, donde las presiones son

    muy bajas.

    R/ cambios mineralgicos, texturales y composicin

    qumica de la roca paretal.

    MLJL 4

  • Qu resultados se presenta en el Metamorfismo?

    Formacin de minerales nuevos: recristalizacin de

    minerales preexistentes

    Texturas: alineacin de minerales

    Estructuras: bandeamiento

    Combinacin de los elementos anteriores.

    MLJL 5

  • CAUSAS DE METAMORFISMO Las rocas metamrficas son el producto de procesos que

    actan a grandes profundidades ( parte superior e inferior de la corteza ( 10 - 30 Km.).

    Aunque la mayora del metamorfismo ocurre a grandes profundidades en la corteza, el metamorfismo tambin toma lugar en la superficie terrestre. Ej.: suelos y sedimentos por debajo de flujos de lava.

    La presin y el calor que conducen al metamorfismo son consecuencia de tres fuerzas: Calor interno de la tierra 30C/Km.

    presiones litostticas

    presiones horizontales desarrolladas cuando las rocas se deforman.

    MLJL 6

  • La presin y la temperatura incrementa con la profundidad en todas las regiones, como se muestra en este corte . La presin incrementa con la profundidad +/- a la misma velocidad en diferentes regiones. La presin es medida en Kilobares. 1KB = 1000veces la presin atmosfrica.

    MLJL 7

  • Temperaturas, presiones y profundidades en las cuales se forman rocas metamrficas.

    GMSL RMC 8

  • Factores Qumicos y fsicos que controlan el metamorfismo

    TEMPERATURA: Limite inferior es 150 C ( diagnesis) - limite

    superior 700 C - 900 C. Asociaciones mineralgicas.

    El calor es un agente esencial del metamorfismo puede

    ser el ms importante de ellos. Se considera que el

    metamorfismo parece estar invariablemente controlado

    por la temperatura.

    Los cambios en la temperatura son ms efectivos que los

    de la presin para que se efecten las conversiones

    mineralgicas en muchas rocas.

    MLJL 9

  • PRESIN: Al considerar la influencia de la presin debe

    distinguirse entre:

    Confinante ( presin hidrosttica), que opera por igual en

    todas direcciones y que est determinada principalmente

    por la profundidad.

    Dirigida( esfuerzo cortante) que opera en una direccin

    particular.

    El grado de la temperatura sobre el cual muchos

    minerales son estables, parece extenderse a las rocas

    sujetas a alto esfuerzo cortante. Tales minerales

    (Cloritoides, estaurolitas y cianitas) son llamados

    minerales de esfuerzos.

    MLJL 10

  • Las soluciones hidrotermales que se desprenden al final

    de la solidificacin de un magma, percolan

    frecuentemente ms all de los lmites de la cmara

    magmtica y reaccionan con las rocas circundantes. A

    veces cambian y sustituyen o agregan iones a los

    minerales de la roca, para producir nuevos minerales.

    Cuando se producen reacciones qumicas dentro de la

    roca, o de una fuente externa, se introducen iones que

    generan un nuevo mineral o hacen que ste cambie de

    composicin, originando otro; a este proceso se la llama

    metasomatismo.

    MLJL 11

  • Rocas formadas en cuatro ambientes tectnicos.

    MLJL 12

  • Los fragmentos de filitas (izquierda) muestra la foliacin (lneas verticales) y estratificacin original relicta

    MLJL 13

  • Orientacin preferencial de los cristales tabulares y elongados en las rocas foliadas. La orientacin preferencial es usualmente perpendicular a las fuerzas de compresin durante la deformacin de la roca. Micas.

    MLJL 14

  • Clasificacin de las rocas foliadas. Esquistosidad, generalmente no corresponden a la direccin original de estratificacin de las R.S.

    MLJL 15

  • Diferentes rutas quedan diferentes secuencias de rocas metamrficas. Teniendo presente las combinaciones de Temperatura y presin.

    MLJL 16

  • Cambios mineralgicos en rocas mficas bajo condiciones de bajo a alto grado de metamorfismo.

    MLJL 17

  • Los diferentes tipos de rocas metamrficas agrupadas de acuerdo a los cambios de presin y temperatura en los cuales se han formado. No hay contactos

    tajantes.

    MLJL 18

  • Clasificacin de las R.M

    Clase Proceso Tipo de roca

    Cataclsticas M. Dinmico: trituracin y cizallamiento (Tb)

    Brecha, Milonita

    Contacto Recristalizacin (T a) en aureolas adyacentes a plutones

    Cornubianitas

    Regional M. termodinmico: recristalizacin, cizallamiento, metasomatismo

    Esquisto, Anfibolita, Granulita, Eclogita., Gneis.

    MLJL 19

  • Metamorfismo

    La roca preexistente sufre cambios pronunciados en Textura

    Mineralogia

    Los cambios ocurren en estado slido a T > 200-300C . No debido a la fusin

    No debido a la interperie

    Al igual que la cermica cocida en un horno

    MLJL 20

  • Ambientes metamrficos Mas all que mirar dentro de la

    corteza. Los primeros gelogos no podan imaginar el origen de las rocas metamrficas. Mrmol composicin semejante a la

    caliza.

    Pizarra se asemejaba al shale.

    Lon ncleos cristalinos de las cadenas montaosas presentaban estructuras caractersticas

    MLJL 21

    Yong II Lee

    Limestone

    Marble

  • Roca madre

    Los cambios metamrficos pueden ocurrir en cualquier tipo de roca (ig, sed or meta).

    La roca parental o roca madre es denominada protolito.

    Importancia de la roca madre.

    La roca metamrfica en general tendr igual composicin qumica que su protolito.

    Sin embargo.los minerales en las rocas metamrficas suelen ser muy diferentes.

    MLJL 22 Garnet schist from a shale protolith

  • Meta vs. Sed. and Ig.

    Las rocas metamrficas se pueden separar de las sedimentarias e igneas basndonos en..

    Asociacin mineral Hay minerales que son especficamente metamrficos

    Ej: Garnet, kyanite, sillimanite

    Foliacin disposicin planar o lineal que se desarrolla en las rocas metamrficas.

    MLJL 23

    Carlo Giovanella

    Garnet gneiss with pronounced metamorphic foliation

  • Agentes de Metamorfismo

    Los agentes del metamorfismo son Fluidos qumicamente activos (hydrothermal).

    Presiones y tensiones diferenciales

    Todos estos agentes no implican

    que el metemorfismo ocurra, pero

    Estn comunmente asociados.

    MLJL 24

  • Agentes del Metamorfismo Calor El calor provee la energa para romper los enlaces

    Efectos del calor Incrementa la ductilidad ayuda al plegamiento.

    Cambia la asociacin de minerales. El incremento de la energa rompe y reforma los enlaces qumicos.

    Deshidratacin del agua estructural de los minerales.

    Recristalizacin forma nuevos minerales estables a las nuevas condiciones de P yT.

    Fuentes de Calor Magma.

    Gradiente Geotrmico- T aumenta 20 to 30C/km con la profundidad.

    MLJL 25

  • Agentes del Metamorfismo - Fluidos

    Fluidos qumicamente activos

    Principalmente el agua con otros componentes voltiles.

    Aumenta la migracin de iones.

    Ayuda en la recristaliuzacin de los minerales existentes.

    La alteracin Hidrotermal se denomina metasomatismo.

    MLJL 26

  • Agentes del Metamorfismo Presin Efectos de la presin

    Favorrece la formacin de minerales con estructura densa y compacta.

    Aumenta la temperatura de fusin.

    Proporciona la fuerza para doblar o plegar las rocas (especialmente por compresin directa o tensin).

    MLJL 27

  • Agentes del Metamorfismo Presin

    Tensin diferencial (o directa) - P es mayor en una direccin.

    Tensin Halar, separar

    Compresin comprimir

    Cortar Deslizar

    Debido a la tectnica.

    MLJL 28

  • Desarrollo de la Foliacion

    MLJL 29

    //Dnha075/Steven Jay Gould/Tuzo/Geology Graphics/Tarbuck/Chapter 7/Animations/AN07_001.MOV

  • Rocas Metamrficas

    Existen dos clases dominantes de rocas Metamrficas

    Foliadas Fbrica planar debido a Alineacin paralela de minerales elongados o planares (micceos)

    Bandeamiento composicional

    Non-foliadas ausencia de fbrica planar debido a Usualmente protolitos monominerales (mineral nico)

    Los minerales no son elongados o planares

    No son sometidos a tensiones diferenciales.

    MLJL 30

  • Texturas Metamrficas

    Foliacion

    Pizarrocidad- alineamiento paralelo microscpico de minerales planos (arcillas y micas).

    Esquistosidad- alineamiento paralelo visible de minerales planos (micas).

    Bandeamiento Gneisico bandeamiento composicional (capas de minerales claros y oscuros).

    Lineacin alineamiento de granos con forma de aguja

    MLJL 31

  • Rocas Metamrficas Foliadas Pizarra grano fino, rica en arcillas

    Presenta clivaje pizarroso

    (no es el mismo clevaje de los minerales)

    Grado de Metamorfismo: bajo

    Difciles de distinguir de los shale.

    Filita: Grano fino, rica en micas La superficie de clevaje presenta

    brillo satinado debido a la presencia de micas microscpicas

    MLJL 32

  • Rocas Metamrficas Foliadas

    Esquisto > 50% de minerales planos

    visibles; puedes presentar capas de cuarzo y/o feldespato

    Raramente bandeadas

    Grado: medio a alto

    El nombre de la roca se basa en el mineral predominante.

    Ej: esquisto moscovtoco , esquisto biottico.

    MLJL 33

  • Esquisto

    Foliacin prominente debido a las micas paralelas (esquistosidad)

    MLJL 34

  • Foliated Metamorphic Rocks

    Gneiss Presenta bandeamiento composicional

    Bandas claras de cuarzo y feldespato, bandas oscuras de biotita y hornblenda (anfboles)

    Protolito: Rocas gneas flsicas o shale

    Grado: alto

    MLJL 35

  • Gneiss

    Foliacin prominente debido al bandeamiento composicional de minerales claros y oscuros.

    Bandas oscuras minerales ferromagnecianos (biotita, hornblenda, piroxenos)

    Bandas claras minerales cuarzo-feldespticos (cuarzo, feldspato, muscovita)

    MLJL 36

  • Rocas Metamrficas No-Foliadas

    Metaconglomerado Conglomerado metamorfoseado fractura los clastos

    Hornfels Roca uniforme, de grano fino asociado a metamorfismo de contacto.

    Serpentinita Basalto Metamorfoseado (greenstone)

    MLJL 37

  • Rocas Metamrficas No-Foliadas

    Mrmol

    Calcita cristalina de grano grueso.

    Roca madre: Caliza o Dolomita.

    Compuesto de cristales de calcita o dolomita.

    Usada como piedra decorativa o en monumentos

    Presenta variedad de coloraciones.

    MLJL 38

  • Cuarcita Arenisca cuarzosa metamorfoseada

    MLJL 39

  • Rocas Metamrficas La roca metamrfica formada depende de:

    Temperatura and Presin produce minerales estables

    Protolito - Controla sobretodo la composicion

    Fluidos- suministra iones; pueden alterar la composicin

    Tipo de Metamorfismo Contact vs. Regional

    Grado de Metamorfismo Bajo vs. Alto

    MLJL 40

  • Ambientes Metamrficos El grado de metamorfismo depende de las condiciones de T, P, la interaccin

    de fluidos y el estrs.

    Grado metamrfico es continuo de menor a mayor

    Hay varios tipos de metamorfismo Trmico o de contacto - El calor es debido a alteracin por intrusiones plutnicas Dinmico - de corte en una zona de falla Hidrotermales - Modificacin por lixiviacin de agua caliente Regional - El calor y la alteracin de la presin debido a la orognesis (convergencia de las placa) Subduccin - Alta P - T de bajo metamorfismo Metamorfismo regional es (por mucho) el ms importante

    MLJL 41

  • Metamorfismo de Contacto

    Se produce debido al aumento de la temperatura cuando el magma invade una roca husped..

    En la roca huesped se forma una zona de alteracin debido al calor (aureola)

    La aureola est zonificada por efecto del calor desde alto a bajo grado.

    Hornfels Es el mas bajo grado de matamorfismo de contacto

    MLJL 42

  • Metamorfismo Hidrotermal

    La alteracin de las rocas es causada por aguas quimicamente agresivas, calientes y ricas en iones.

    As como el metamorfismo de contacto ocurre cerca a los magmas

    Dorsales ocenicas

    Puede ocurrir junto

    con el metamorfismo

    de contacto.

    MLJL 43

  • Metamorfismo Dinmico

    Franturamiento de la roca por corte

    en una zona de falla.

    Corteza poco profunda Comportamiento frgil;

    los granos minerales se aplastan y pulverizan.

    Corteza Profunda Comportamiento Dctil;

    los granos minerales se transforman

    (como un chicle) creando una milonita.

    MLJL 44

  • Metamorfismo Regional Durante la colisin de placas tectnicas amplias reas son

    deformadas en cinturones alargados (montaas).

    Los cinturones montaosos muestran la continuidad del metamorfismo desde el mas dbil hasta el mas intenso.

    La deformacin mas intensa ocurre en el ncleo metamrfico, donde las rocas estn a las mximas P y T.

    La erosin expone a la superficie los ncleos metamrficos.

    MLJL 45

  • Metamorfismo Regional Cusada por tensiones dirigidas y altas T asociadas con colisin

    tectnica. Crea cinturones mviles.

    Por mucho representan la mayor

    cantidad de rocas metamrficas

    Es posible mapear un patrn de

    metamorfismo regional usando

    minerales ndice Proporciona pistas de T y P de matamorfismo

    Indican el grado de metamorfismo

    MLJL 46

  • Minerales Indice y Grado de Metamorfismo

    Los cambios mineralogicos ocurren desde zonas de bajo grado hasta zonas de alto grado de metamorfismo.

    Los minerales ndice indican las condiciones de P y T.

    El grado de metamorfismo est relacionado con el tipo de roca formado.

    MLJL 47

  • Copyright 2000, John Wiley and Sons, Inc,

    all rights reserved MLJL 48

  • Ambientes Metamrficos Antiguos

    Los Interiores de los continentes (cratones) estn dominados por bandas antiguas de rocas metamrficas llamados escudos (shields).

    Los cinturones son de diferentes edades que reflejan diferentes momentos de la formacin.

    Cada cinturn metamrfico es una montaa fsil formada durante un episodio particular.

    MLJL 49

  • Agentes de Metamorfismo - Calor Recristalizacin

    Reestructuracin de los tomos en una red a elevadas T. Resultando en la formacin de nuevos cristales.

    Resultados de la Recristalizacin

    Roca polimineral (granito) Minerales claros y oscuros formando un bandeamiento composicional (gneiss).

    Roca monomineral(Caliza) Calcitea(1 mineral) resulta en una roca metamrfica monomineral (mrmol).

    MLJL 50

  • Agentes de Metamorfismo - Presin

    Presin (Stress) incrementa con la profundidad de la corteza (0.3 kbars/km).

    Presin de Confinamiento Igual presin en todas las direcciones.

    Presin Hidrosttica Se limita a la P del agua.

    Presin Litosttica Se limita a la P de las rocas.

    Produce cambios haciendo los minerales mas densos.

    MLJL 51

  • Differential Stress Los minerales elongados o planos se disponen de manera

    perpendicular a la mxima presin (paralela a la mnima presin).

    Resultando un arreglo paralelo de los minerales denominado foliacion.

    Dando a la roca una apariencia bandeada.

    MLJL 52

  • Deformacin dctil Aplanamiento plstico

    Solucin de Presin Se disuelven los granos en los puntos de contacto; y se recristalizan a baja presin.

    Rotacin de Granos Los minerales se alinean con las bajas P

    Crecimiento de Cristales Los minerales crecen con una orientacin preferencial

    MLJL 53

    Desarrollo de la foliacin

  • Formacin de la estructura pizarroza

    MLJL 54

  • Cambios en estado slido:

    Roca Metamrfica!

    MLJL 55

  • MLJL 56

    Los ambientes metamrficos estn mas all de nuestra vista, dentro de la corteza

  • Ambientes metamrficos

    El rango de profundidades del metamorfismo va desde unos pocos km de la corteza hasta los lmites con el manto.

    MLJL 57

  • Nonfoliated Metamorphics

    _________ (A) formed from quartz grains such as found in a sandstone

    _______ (B) formed from limestone

    MLJL 58

  • Foliated Metamorphics

    Metamorphics that show layering are called foliated and include: (A) _______ (B) phyllite (C) ______ and (D) _______

    MLJL 59

  • ? MLJL 60