rocas metamórficas, conceptos generales

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Conceptos generales acerca de las rocas metamórficas y su ubicación en la república del Ecuador.

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  • Avance N 1 Proyecto Evaluacin de Yacimientos

    i

    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

  • ii

    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.

  • iii

    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

  • iv

    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

  • 1

    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.

  • 2

    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

  • 3

    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.

  • 4

    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.

  • 5

    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

  • 7

    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

  • 9

    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.

  • 10

    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.

  • 11

    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].