Post on 24-Jan-2016
Capítulo 8 Metamorfismo y
rocas metamórficas
Metamorfismo
Transformación de un tipo de roca en otra debido a temperaturas y/o presiones diferentes a aquellas en las que se formó
Las rocas metamórficas se producen a partir de
• Rocas ígneas• Rocas sedimentarias• Otras rocas metamórficas
Metamorfismo
El metamorfismo suele progresar de manera incremental, desde cambios ligeros (de grado bajo) a cambios notables (de grado alto)
Durante el metamorfismo la roca debe permanecer esencialmente en estado sólido
Ambientes metamórficos• Metamorfismo de contacto o térmico – impulsado
por un aumento de la temperatura en el interior de la roca huésped
Metamorfismo
Ambientes metamórficos• Metamorfismo hidrotermal – alteraciones
químicas por el agua caliente rica en iones• Metamorfismo regional • Sucede durante la formación de las montañas• Produce el mayor volumen de rocas
metamórficas• Estas rocas tienen frecuentemente zonas de
metamorfismo de contacto y/o metamorfismo hidrotermal
Factores del metamorfismo
Calor• El factor más importante • La recristalización produce nuevos
minerales estables• Dos fuentes de calor• Metamorfismo de contacto – calor del magma
• La temperatura aumenta con la profundidad debido al gradiente geotérmico
Factores del metamorfismo
Presión y esfuerzo diferencial• Aumentan con la profundidad• La presión de confinamiento aplica
fuerzas por igual en todas las direcciones• Las rocas también pueden estar sometidas
al esfuerzo diferencial que es desigual en distintas direcciones
Presión como agente metamórfico
Figura 8.2
A.Presión de confinamiento
B. Esfuerzo diferencial
Estratos deformados
Estratos no deformados
Aumento de la presión de confinamiento
Factores del metamorfismo
Fluidos químicamente activos• Principalmente agua y otros componentes
volátiles • Aumenta la migración de iones• Ayuda a la recristalización de los
minerales existentes
Factores del metamorfismo
Fluidos químicamente activos• Origen de los fluidos• Espacios porosos de las rocas sedimentarias
• Fracturas de las rocas ígneas
• Minerales hidratados como las arcillas y las micas
Factores del metamorfismo
La importancia del protolito• La mayoría de rocas metamórficas tienen la
misma composición química general que la roca a partir de la que se formaron• La composición mineral determina, en gran
medida, la intensidad con que cada agente metamórfico provocará cambios
Texturas metamórficas
El término textura se utiliza para describir el tamaño, la forma y la distribución de las partículas minerales
Foliación – cualquier disposición planar de los granos minerales o los rasgos estructurales del interior de una roca
• Ejemplos de foliación• Alineamiento paralelo de los minerales
alargados y/o de hábito planar
Texturas metamórficas
Foliación• Ejemplos de foliación• Alineamiento paralelo de las partículas
minerales y los cantos aplanados
• Bandeado composicional
• Pizarrosidad cuando las rocas se separan con facilidad en capas delgadas y tabulares
Texturas metamórficas
Foliación• Los tipos de foliación pueden formarse de
muchas maneras distintas• Rotación de los granos minerales alargados o de
hábito planar
• Recristalización de los minerales en la dirección de la orientación preferente
• Cambios de forma en granos equidimensionales a formas alargadas que se alinean
Foliación que resulta del esfuerzo directo
Antes del metamorfismo Después del metamorfismo
Esfuerzo 99
Esfuerzo 99
Esfuerzo 99
Esfuerzo 99
Texturas metamórficas
Texturas foliadas• Pizarrosidad (slaty cleavage)• Superficies planares muy juntas a lo largo de las
cuales las rocas se separan
• Se desarrolla de diferentes maneras según las condiciones metamórficas y el protolito
Texturas metamórficas
Texturas foliadas• Esquistosidad• Los minerales planares se observan a simple
vista y muestran una estructura planar o laminar
• Las rocas con esta textura se denominan esquistos
Texturas metamórficas
Texturas foliadas• Bandeado gnéisico• Durante el metamorfismo de grado alto, las
migraciones iónicas pueden provocar la segregación de minerales
• Las rocas gnéisicas tienen una apariencia bandeada característica
Texturas metamórficas
Otras texturas metamórficas• Aquellas rocas que no tienen foliación se
denominan no foliadas• Se desarrollan en ambientes donde la
deformación es mínima • Están compuestas por minerales que presentan
cristales equidimensionales
• Texturas porfidoblásticas• Granos especialmente grandes, llamados
porfidoblastos, rodeados por una matriz de grano fino de otros minerales
Rocas metamórficas comunes
Rocas foliadas• Pizarra• De grano muy fino
• Excelente pizarrosidad
• Se origina casi siempre por el metamorfismo en grado bajo de lutitas y pelitas.
Rocas metamórficas comunes
Rocas foliadas• Filita• Representa una gradación en el grado de
metamorfismo entre la pizarra y el esquisto• Sus minerales planares no son lo
suficientemente grandes para ser identificados a simple vista• Brillo satinado y superficie ondulada• Muestra pizarrosidad• Compuesta fundamentalmente por cristales
finos de moscovita y/o clorita
Filita (izquierda) y pizarra (derecha)
Figura 8.11
Rocas metamórficas comunes
Rocas foliadas• Esquisto• De grano medio a grueso
• Predominan los minerales planares (sobre todo micas)
• El término esquisto describe la textura
• Para indicar la composición, se utilizan también los nombres de sus minerales (como micaesquistos)
Micaesquisto granatífero
Figura 8.8
Rocas metamórficas comunes
Rocas foliadas• Gneis• De grano medio a grueso
• Aspecto bandeado
• Metamorfismo de grado alto
• Compuesto a menudo por bandas alternantes de zonas blancas o de colores claros ricas en feldespato y capas de minerales ferromagnesianos oscuros
Clasificación de las rocas metamórficas comunes
Figura 8.9
Nombre de la roca TexturaTamaño de
grano Observaciones Protolito
Muy fino
Fino
Medio a grueso
Medio a grueso
Medio a grueso
Medio a grueso
Medio a grueso
Fino
Fino
Fino
De grano grueso
Medio a muy grueso
Pizarra
Filita
Esquisto
Gneis
Migmatita
Milonita
Metaconglomerado
Mármol
Cuarcita
Corneana
Antracita
Brecha de falla
Lutitas, pelitas
Pizarra
Filita
Esquisto, granito rocas volcánicas
Gneis, esquisto
Cualquier tipo de roca
Conglomerado rico en cuarzo
Caliza, dolomía
Cuarzoarenita
Cualquier tipo de roca
Carbón bituminoso
Cualquier tipo de roca
Aumento del
metamorfismo
Fol iada
foliada
Poco
No
fo l i ada
Pizarrosidad excelente, superficies lisas sin brillo
Se rompe a lo largo de superficies onduladas, brillo satinado
Predominan los minerales micáceos, foliación escamosa
Bandeado composicional debido a la segregación de los minerales
Roca bandeada con zonas de minerales cristalinos claros
Cuando el grano es muy fino, parece sílex, suele romperse en
láminas
Cantos alargadoscon orientación preferente
Granos de calcita o dolomita entrelazados
Granos de cuarzo fundidos, masiva, muy dura
Normalmente, roca masiva oscura con brillo mate
Roca negra brillante que puede mostrar fractura concoide
Fragmentos rotos con una disposición aleatoria
Rocas metamórficas comunes
Rocas no foliadas• Mármol• Roca cristalina, de grano grueso
• Deriva de calizas o dolomías
• Compuesto esencialmente por cristales de calcita o dolomita
• Utilizado como material para crear monumentos y para elementos decorativos
• Muestra una gran variedad de colores
Mármol
Figura 8.14
Rocas metamórficas comunes
Rocas no foliadas• Cuarcita• Formada a partir de arenisca rica en cuarzo
• Los granos de cuarzo se funden
Cuarcita
Figura 8.15
Ambientes metamórficos
Metamorfismo térmico o de contacto• Se produce como consecuencia del aumento de la
temperatura cuando un magma invade una roca caja
• Se forma una zona de alteración denominada aureola en la roca que rodea al cuerpo magmático
• Se reconoce fácilmente sólo cuando se produce en la superficie o en un ambiente próximo a la superficie
Metamorfismo de contacto
Figura 8.16
A. Emplazamiento del cuerpo magmático y metamorfismo
B. Cristalización del plutón
Aureola metamórfica
Roca caja
Roca caja
Cámara magmática
Ambientes metamórficos
Metamorfismo hidrotermal• Alteración química que ocurre cuando los
fluidos calientes , ricos en iones, llamados soluciones hidrotermales, circulan a través de las fisuras y fracturas que se desarrollan en la roca• La mayor incidencia tiene lugar a lo largo
de las dorsales centrooceánicas
Metamorfismo hidrotermal
Figura 8.17
Dorsal centroceánica
El agua marina fría percola en la corteza caliente recién formada
El agua caliente rica en minerales asciende hacia el fondo oceánico
Ambientes metamórficos
Metamorfismo regional• Produce la mayoría de las rocas
metamórficas• Asociado con la formación de montañas
Ambientes metamórficos
Otros ambientes metamórficos• Metamorfismo de enterramiento• Se produce en asociación con acumulaciones
muy gruesas de estratos sedimentarios
• La profundidad necesaria depende del gradiente geotérmico predominante
• Metamorfismo dinámico• Se produce a grandes profundidades y a
temperaturas elevadas
• Los minerales preexistentes se deforman dúctilmente
Ambientes metamórficos
Otros ambientes metamórficos• Metamorfismo de impacto• Se produce cuando unos proyectiles de gran
velocidad llamados meteoritos golpean la superficie terrestre
• Los productos se denominan eyecta
Zonas metamórficas
Las variaciones sistemáticas en la mineralogía y la textura de las rocas metamórficas se relacionan con las variaciones en el grado de metamorfismo
Minerales índice y grado metamórfico• Los cambios en la mineralogía se producen
desde las regiones de metamorfismo de grado bajo hasta las de metamorfismo de grado alto
Zonas metamórficas
Minerales índice y grado metamórfico• Algunos minerales, denominados minerales
índice, son buenos indicadores de las condiciones metamórficas en las que se formaron• Migmatitas• Con los grados de metamorfismo más altos que
es transicional a las rocas ígneas
• Contienen bandas claras de componentes ígneos junto con roca metamórfica no fundida
Zonas metamórficas
en Nueva Inglaterra
Figura 8.23
Kilómetros
Canadá
Leyenda
Sin metamorfismo
Zona de la clorita
Zona de la biotita
Zona del granate
Zona de la estaurolita
Zona de la silimanita
Grado bajo
Grado medio
Grado alto
Estados Unidos
Metamorfismo y tectónica de placas
La mayor parte del metamorfismo se produce en la proximidad de los bordes de placa convergentes
• Las fuerzas compresivas deforman los bordes de las placas convergentes• Así se formaron muchos de los principales
cinturones montañosos de la Tierra, como los Alpes, el Himalaya y los Apalaches
Metamorfismo y tectónica de placas
También se produce el metamorfismo a gran escala a lo largo de las zonas de subducción en los bordes convergentes
• Aquí existen diversos ambientes metamórficos• Lugar importante de generación de magmas
Metamorfismo y tectónica de placas
Metamorfismo y zonas de subducción• Los terrenos montañosos que se forman a lo
largo de las zonas de subducción están constituidos por dos cinturones lineales bien definidos de rocas metamórficas• Cerca de la fosa oceánica encontramos un
régimen metamórfico de alta presión y baja temperatura• Más lejos, en dirección hacia tierra firme, en la
región de las intrusiones ígneas, el metamorfismo está dominado por temperaturas elevadas y bajas presiones
Ambientes metamórficos y tectónica de placas
Figura 8.24
Dorsal oceánica
Fosa
Astenosfera Fusión parcial
Zona de alta temperatura/alta presión
Magma ascendente
Zona de baja temperatura/alta presión
Metamorfismo hidrotermal
Ascenso
Zona de alta temperatura/baja presión
Final del Capítulo 8