Condiciones de los procesos metamórficos

3 Condiciones de los procesos metamórficos Variables del metamorfismo 1.  Temperatura 2.  Presión: presión litostá:ca, presión dirigida 3.  Composición 4.  Ac:vidad de fluidos 5.  Tiempo Temperatura Puede considerarse como el principal agente del metamorfismo •  Promueve la recristalización •  Permite rebasar barreras de energía (transformaciones metamórficas) •  La difusión y la velocidad de reacción aumentan con la temperatura (ciné@ca química) Barrera de energía
+T Caliza fosilífera Mármol Recristalización: modificación de los límites de grano, engrosamiento. El proceso puede durar millones de años Presión litostá:ca •  Presión litostá:ca: columna litosférica •  Igual en todas direcciones •  Comportamiento hidrostá:co •  P= ρ g z +P Tu papá ha estado presionado úl:mamente Ejercicio • 
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1 Pa= 1 kg/ ms2; 100,000 Pa= 1 bar g= 9.8 m/s2 ρgranito= 2.7 g/cm3 ρbasalto= 3.0 g/cm3 ρperido:ta= 3.3 g/cm3 •  Para 10 km (corteza superior) ¿cual es la P? •  ¿Cual es la presión en la base de una cuenca sedimentaria de 5 km de profundidad? •  ¿Cual es la presión en la base de una corteza con:nental promedio de composición granodiorí:ca? Presión dirigida •  La presión no siempre es hidrostá:ca •  Esfuerzos direccionales •  Son responsables de la estructura de las rocas metamórficas. Estra@ficación Estra@ficación Foliación Anecdotario…
acerca de la P Ernst 1960´s •  Los esfuerzos direccionales poseen valores de presión _picamente bajos (10-­‐100 bar), insuficientes para afectar el equilibrio mineral de las rocas. Composición: protolito Composición de roca total (:po de roca) Ac:vidad de Fluidos •  H2O, CO2, O2, H2 •  Aceleran las reacciones •  Par:cipan en reacciones metamórficas Olivino Serpen:na Tiempo •  ¿Cuánto :empo requiere el metamorfismo? •  Madurez metamórfica 10-­‐50 Ma Las condiciones de la corteza evolucionan a través del :empo de acuerdo al contexto tectónico Ortogneisses con Bt y Ep. Donghai, norte del terreno Sulu. Liu y Liou, 2011. Procesos metamórficos Simplificación para recordar… T + P + d + X + f + t = T= temperatura P= presión litostá:ca d= deformación; presión dirigida X= composición del protolito f= ac:vidad de los fluidos t= :empo; duración y evolución del metamorfismo Estructura geotérmica de la Tierra Gradiente geotérmico T= T0K+Q0z-­‐A0z2 T0= temperatura inicial Q0= flujo de calor A0= producción de calor K= conduc:vidad térmica z= profundidad Evolución de la geoterma a través del @empo Mapa geotérmico Estructura térmica superficial Modelos térmicos
Perturbación de
la geoterma
Perturbación de la geoterma Margen ac:vo Intrusión magmá:ca Tipos de metamorfismo Tipos de metamorfismo Principal variable (P-­‐T) •  Metamorfismo térmico •  Metamorfismo dinámico •  Metamorfismo dinamo-­‐
térmico Basado en Winter, 2001 Contexto geológico •  Metamorfismo de contacto •  Metamorfismo regional •  Metamorfismo relacionado a zonas de falla •  Metamorfismo de impacto •  Metamorfismo hidrotermal Metamorfismo de contacto
Principalmente térmico… Metamorfismo regional
Dinamo-­‐térmico… Metamorfismo
orogénico
Metamorfismo relacionado a fallas
Principalmente dinámico… Someras: zona de falla con brechamiento (cataclasis), pseudotaquilitas Profundas: zona de falla con cizalla dúc:l-­‐frágil, dúc:l, milonitas, angostas o anchas Metamorfismo hidrotermal
Principalmente térmico y relacionado a flujo de volá@les… Metamorfismo de impacto
Presión ultra-­‐alta… Regímenes P-­‐T del metamorfismo Evolución del metamorfismo Tiempo Gradualidad Reacciones endotérmicas Reacciones de deshidratación Trayectoria metamórfica ENTERRAMIENTO EXHUMACIÓN Trayectoria metamórfica y retrogresión Camino _picamente diferente a la progresión Irreversibilidad Tiempo Gradualidad-­‐repen:na Reacciones de Hidratación si hay fluidos Trayectorias metamórficas