Tema 7

PRINCIPIOS DE GEOQUÍMICA (5531)
TEMA 7. Metamorfismo y rocas metamórficas
Temario:
I.
Definición de metamorfismo. Condiciones del proceso. Factores del
metamorfismo.
II.
Tipos de metamorfismo.
III. Rocas metamórficas, composición química y mineralógica.
IV. Reacciones metamórficas.
V.
Metasomatismo.
VI. Principio de facies metamórficas.
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TEMA 7. Metamorfismo y rocas metamórficas
I. Definición de metamorfismo.
El metamorfismo se refiere a los cambios (predominantemente en estado
sólido) mineralógicos, texturales y composicionales que sufre una roca
preexistente bajo condiciones de presión, temperatura y fluidos. Estos
cambios ocurren en condiciones que se encuentran por encima de etapas de
diagénesis y por debajo de procesos de fusión avanzada. Winter (2001)
Es importante señalar que los productos del metamorfismo no solo se van a poder
definir en términos de una temperatura o una presión dada, sino que también
dependerán de la composición mineralógica y la textura inicial de la roca
preexistente.
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TEMA 7. Metamorfismo y rocas metamórficas
I. Condiciones del metamorfismo.
Hablar de las condiciones que limitan el metamorfismo es poco preciso. El límite se
encuentra establecido en condiciones de P y T por encima de diagénesis (límite
entre procesos sedimentarios y metamórficos) y por debajo de condiciones de fusión
del protolito (limite entre procesos metamórficos e ígneos).
Límites de temperatura
Como consenso general se estima que el metamorfismo comienza en un rango de
100 a 150ºC para la mayoría de los tipos inestables de protolitos. Sin embargo
existen procesos diagenéticos que se extienden hasta los 200ºC.
Con el límite superior ocurre la misma imprecisión. Las rocas granitoides
comienzan a fundir a temperaturas cercanas a 600ºC (dependiendo del contenido
de H2O), pero existen condiciones de metamorfismo de alto grado y
ultrametamorfismo que alcanzan temperaturas por encima de los 700ºC.
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TEMA 7. Metamorfismo y rocas metamórficas
I. Condiciones del metamorfismo.
Límites de presión
Para determinar las condiciiones límites de presión del metamorfismo se presentan
mayores imprecisiones. A bajas presiones, pero con un anormalmente alto gradiente
geotérmico, puede suministrar suficiente temperatura para iniciar metamorfismo. Por
otro lado se han encontrado xenolitos mantelares (kimberlíticos) metamorfizados,
que registran presiones por encima de 4 Gpa. Sin embargo los límites prácticos que
abarcan el estudio de las principales rocas metamórficas no exceden los 3 Gpa.
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TEMA 7. Metamorfismo y rocas metamórficas
I. Factores del metamorfismo.
Debido a que el metamorfismo ocurre cuando la roca es expuesta a
condiciones físicas y químicas significativamente diferentes a las que
inicialmente la formaron, cualquier parámetro que pueda causar cambios en el
ambiente, puede propiciar el metamorfismo. Estos parámetros incluyen:
temperatura, presión y la naturaleza de las fases fluidas.
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TEMA 7. Metamorfismo y rocas metamórficas
I. Factores del metamorfismo.
Temperatura:
• Es el principal agente de metamorfismo. Provee la energía que propicia las
reacciones de transformación de una fase mineral a otra, recristalización y
desvolatilización (deshidratación y descarbonatación) .
•El incremento de temperatura se propicia principalmente por soterramiento
(gradiente geotérmico) o por efecto de la intrusión de un cuerpo ígneo
caliente.
•La recristalización resulta en un crecimiento del tamaño de grano del mineral.
Este efecto es particularmente significativo en protolitos de grano fino.
•Este agente es significativo en metamorfismos de tipo regional y de contacto.
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TEMA 7. Metamorfismo y rocas metamórficas
I. Factores del metamorfismo.
Presión:
• La presión en las rocas se debe a dos procesos fundamentalmente:
a) Por carga litostática (presión de confinamiento) que causan fuerzas
compresionales que actúan de igual forma en todas las direcciones.
b) Por esfuerzos tectónicos direccionales, los cuales generan fuerzas
dirigidas en una dirección preferencial, y que traen como consecuencia
algunos rasgos como la foliación, esquistosidad y el plegamiento.
Estos esfuerzos pueden ser tensionales, compresionales o de cizalla
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TEMA 7. Metamorfismo y rocas metamórficas
I. Factores del metamorfismo.
Presión:
• La presión (a igual que el gradiente geotérmico) se incrementa con la
profundidad.
•Esta envuelto principalmente con metamorfismo de tipo regional
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TEMA 7. Metamorfismo y rocas metamórficas
I. Factores del metamorfismo.
Fluidos químicamente activos
• Poseen una marcada influencia en las reacciones metamórficas.
• El agua de poros presente en las rocas es el fluido más común envuelto en el
metamorfismo. Existen otros fluidos menos comunes como CO2 y CH4 entre
otros.
•El agua permite la removilización de iones a través de la roca sólida
propiciando la recristalización (neocristalización) de fases más estables . El
intercambio de iones entre minerales permite la formación de fases minerales
nuevas (ejemplo: Granates).
• Se puede dar transformaciones por efecto de los fluidos reactivos con un
mínimo cambio químico global entre el protolito y la roca metamórfica
(isoquímico). Sin embargo, cuando un cambio químico sustancial acompaña al
metamorfismo (aloquímico) el proceso es llamado metasomatismo.
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TEMA 7. Metamorfismo y rocas metamórficas
I. Factores del metamorfismo.
Grado metamórfico:
Es un término conveniente que expresa el incremento general del
metamorfismo sin especificar la relación exacta entre presión y temperatura.
Metamorfismo de bajo grado
Metamorfismo de alto grado
Rocas que son sometidas a
pequeños cambios en las
condiciones de presión y
temperatura,
propiciando
ligeros
cambios
entre
el
protolito y la roca metamórfica
final.
Rocas que son sometidas a
severas condiciones de presión
y temperatura, propiciando
grandes cambios entre el
protolito y la roca metamórfica
final.
Progresivo y Retrogrado?
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TEMA 7. Metamorfismo y rocas metamórficas
II. Tipos de metamorfismo.
Según lo establecido por la Subcomisión de Sistemática en Rocas
Metamórficas de la USGS, los tipos de metamorfismo se pueden clasificar en:
•Metamorfismo de Contacto
•Metamorfismo Regional
Metamorfismo orogénico
Metamorfismo de soterramiento
Metamorfismo de piso oceánico
•Metamorfismo cataclástico
Metamorfismo de impacto o choque
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TEMA 7. Metamorfismo y rocas metamórficas
II. Tipos de metamorfismo.
Metamorfismo de Contacto:
• Propiciado por el contacto entre un cuerpo ígneo intrusivo caliente y el
protolito (roca caja).
•El agente de metamorfismo fundamental es la temperatura.
•Generalmente se acompaña de metasomatismo.
•Presenta una estructura característica denominada “Aureola de Contacto”
donde existe un gradiente de temperatura desde el plutón intrusivo hacia
la roca caja.
•La fábrica textural característica se denomina Hornfels (grano fino, con
distribución parcialmente azarosa).
•Se pueden presentan mineralizaciones importantes. Zonas de Skarn
(contacto ígneo con cuerpo carbonático) que producen variedades de
minerales silici - cálcicos.
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TEMA 7. Metamorfismo y rocas metamórficas
II. Tipos de metamorfismo.
Metamorfismo de Contacto:
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TEMA 7. Metamorfismo y rocas metamórficas
II. Tipos de metamorfismo.
Metamorfismo Regional:
• Metamorfismo que afecta cuerpos rocosos que abarcan una gran
extensión areal (decenas de kilómetros).
• Existe tres tipos fundamentales:
a) metamorfismo orogénico; b)
metamorfismo de soterramiento; y c) metamorfismo de piso oceánico.
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TEMA 7. Metamorfismo y rocas metamórficas
II. Tipos de metamorfismo.
Metamorfismo orogénico:
•El metamorfismo orogénico esta asociado con márgenes de placa
convergentes (arcos de islas, arcos continentales, zonas de colisión
continental).
•Se encuentra asociado a la formación de cinturones orogénicos.
•Es de naturaleza dinamo-termal, combinando grandes gradientes
geotérmicos y deformación.
•Suele estar acompañado de sucesivos episodios de metamorfismos
y deformación que se sobreimponen unos sobre otros, generando los
denominados complejos de polimetamorfismos.
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TEMA 7. Metamorfismo y rocas metamórficas
II. Tipos de metamorfismo.
Metamorfismo de soterramiento (Coombs, 1961):
•Es un metamorfismo de bajo grado que ocurre en las cuencas
sedimentarias como consecuencia del soterramiento y subsidencia de
la columna de sedimentos.
•No se presentan estructuras de deformación significativas.
•Se generan minerales metamórficos de bajo grado (zeolitas, prehnita,
pumpellita) en vetas y asociados a material opalino.
•Suele estar acompañado de metasomatismo.
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TEMA 7. Metamorfismo y rocas metamórficas
II. Tipos de metamorfismo.
Metamorfismo de piso oceánico (Miyashiro et al., 1971):
•Es un metamorfismo que afecta la corteza oceánica en la zonas de
expansión de piso oceánico.
•Se caracteriza por altas temperaturas y una baja presión.
•Las rocas presentan una considerable alteración metasomática.
Notable perdida de Ca y Si y ganancia de Mg y Na (intercambio entre
roca basáltica y la química del agua de mar).
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TEMA 7. Metamorfismo y rocas metamórficas
II. Tipos de metamorfismo.
Metamorfismo cataclástico:
• Metamorfismo que ocurre en áreas que experimentan una considerable
deformación y esfuerzo (a un tiempo rápido), con un menor efecto de
recristalización termal. Se dan en zonas de altos esfuerzos de cizalla.
•En las zonas de fallas estructurales se presentan este metamorfismo
dinámico (de alto estrés) con procesos de cataclásis (ruptura física del
material rocoso).
•En zonas de un metamorfismo cataclástico intenso se forma una roca de
grano fino (producto de recristalización por cizallamiento dúctil) con
blastopórfidos de feldespatos, denominada Milonita
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TEMA 7. Metamorfismo y rocas metamórficas
III. Clasificación de Rocas metamórficas.
Rocas foliadas (o con
estructuras lineales)
Rocas No foliadas (o sin
estructuras lineales)
Rocas de alto estrés
Son rocas que presentan
texturas lineales (foliación,
esquistosidad,
estructura
gnéisica),
producto
fundamentalmente de la
orientación preferencial de
minerales
elongados
o
planares. En general las
rocas foliadas de bajo
estrés son causadas por
metamorfismo regional y el
tipo de foliación varía con el
grado metamórfico.
Rocas que no presentan
texturas lineales, por lo que
no muestran orientación
preferencial
en
los
minerales
que
las
conforman.
Un
término
general para la textura que
muestran estas rocas es de
textura
granofels.
El
hornfels
es
un
tipo
particular de roca no foliada
Rocas
metamórficas
asociadas a las zonas de
falla o cizalla. Pueden ser
sin cohesión primaria y con
cohesión primaria (foliadas
o no foliadas)
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TEMA 7. Metamorfismo y rocas metamórficas
III. Clasificación de Rocas metamórficas.
Rocas foliadas
Pizarra (slate)
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Filita (phyllite)
esquisto (schist)
neis o gneis (gneiss)
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TEMA 7. Metamorfismo y rocas metamórficas
III. Clasificación de Rocas metamórficas.
Rocas no foliadas
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TEMA 7. Metamorfismo y rocas metamórficas
III. Clasificación de Rocas metamórficas.
Rocas de alto estrés
Rocas sin
cohesión primaria
Rocas con cohesión primaria
No foliada
Brecha de falla
Microbrecha
Protomilonita
Cataclasita
Milonita-Filonita
Foliada
Ultramilonita
Brecha de falla
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Cataclasita
Blastomilonita
(muy
recristalizada)
Milonita
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TEMA 7. Metamorfismo y rocas metamórficas
III. Clasificación de Rocas metamórficas.
Otras rocas metamórficas comunes
Roca
característica
Anfibolita
Roca generalmente foliada
dominada por hornblenda y
plagioclasa. Protolito máfico
(ígneo) u grauvaca.
Eclogita
Roca de alta P,T, constituida
por piroxeno (onfacita) y
granate (piropo). Protolito
basáltico
Granulita
Roca de metamorfismo de alto
grado. Presencia de
plagioclasa y ortopiroxenos.
Migmatita
Roca producto de fusión de
algunos componentes
minerales (leocosomas) con
otros que no se funden
(melanosomas)
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COMENTARIOS
PREGUNTAS
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TEMA 7. Metamorfismo y rocas metamórficas
III. Minerales comunes de rocas metamórficas.
Nombre de mineral
formula
clase
Cuarzo
SiO2
Tectosilicato
Andalusita
Silimanita
Cianita
Al2SiO5
Nesosilicato
Cordierita
(Mg,Fe)2Al4Si5O18.nH2O
Ciclosilicato
Piropo
Mg3Al2Si3O12
Nesosilicato-granate
Clorita
(Fe,Mg)3 (Al,Si)4O10(OH)2.(Mg,Fe)3(OH)6
Filosilicato-mica
Enstantita
MgSiO3
Inosilicato-piroxeno
Antofilita
Fe2Mg5Si8O22(OH)2
Inosilicato-anfíbol
Talco
Mg3Si4O10(OH)2
Filosilicato
Serpentina*
Mg3Si2O5(OH)4
Filosilicato
Forsterita
Mg2SiO4
Nesosilicato
Estaurolita
Fe2Al9O6(SiO4)4 (O,OH)2
Nesosilicato
Almandino
Fe3Al2Si3O12
Nesosilicato-granate
Cummingtonita
(Mg,Fe)7Si8O22(OH)2
Inosilicato-anfíbol
Wollastonita
CaSiO3
Inosilicato-piroxenoide
Grosular
Ca3Al2Si3O12
Nesosilicato-granate
Zoisita
Ca2Al3(SiO4)3(OH)
Tectosilicato-zeolita
Anortita
CaAl2Si2O8
Tectosilicato-plagioclasa
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TEMA 7. Metamorfismo y rocas metamórficas
III. Minerales comunes de rocas metamórficas.
Nombre de mineral
formula
clase
Diopsido
CaMgSi2O6
Inosilicato-piroxeno
Tremolita
Ca2Mg5Si8O22(OH)2
Inosilicato-anfíbol
Actinolita
Ca2(Fe,Mg)5Si8O22(OH)2
Inosilicato-anfíbol
Hornblenda
(Na,Ca)2(Fe,Mg,Al)5Si8O22(OH)2
Inosilicato-anfibol
Jadeita
NaAlSi2O6
Inosilicato-piroxeno
Glauocofano
Na2Mg5Si8O22(OH)2
Inosilicato-anfíbol
Albita
NaAlSi3O8
Tectosilicato-plagioclasa
K-feldespato
KAlSi3O8
Tectosilicat-feldespato
Moscovita
KAl2(AlSi3O10)(OH)2
Filosilicato-mica
Flogopita
KMg3(AlSi3O10)(OH)2
Filosilicato-mica
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TEMA 7. Metamorfismo y rocas metamórficas
III. Minerales comunes de rocas metamórficas.
Generalidades:
• El cuarzo se encuentra presente en las rocas ricas en sílice
prácticamente en todo el rango de condiciones de metamorfismo.
• Los feldespatos son comunes y abundantes, mostrando las siguientes
características:
•La albita se encuentra en un amplio rango de condiciones metamórficas.
•El microclino es más común que la ortosa.
•La anortita es rara en rocas metamórficas.
•La composición de las plagioclasas son indicadores sensibles del grado de
metamorfismo. La albita (pura) es característica de metamorfismo de bajo
grado, aumentando el contenido de Ca cuando incrementa el grado
metamórfico.
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TEMA 7. Metamorfismo y rocas metamórficas
III. Minerales comunes de rocas metamórficas.
Generalidades:
• Los inosilicatos (piroxenos y anfíboles) son comunes y abundantes en
las rocas metamórficas:
•En términos generales los anfíboles son típicos de rocas metamórficas de
baja a moderada temperatura, mientras los piroxenos se asocian a rocas de
altas temperaturas.
• Los filosilicatos
metamórficas:
son
especialmente
característico
de
las
rocas
•Talco, serpentina, cloritas, moscovita y biotita son ampliamente distribuidas
en las rocas metamórfica.
•Los minerales de arcillas son susceptibles a recristalización.
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TEMA 7. Metamorfismo y rocas metamórficas
III. Minerales comunes de rocas metamórficas.
Generalidades:
• Los nesosilicatos son abundantes y al ser estructuras
empaquetamiento compacto se asocian a condiciones de alta presión:
de
•La cianita es el polimorfo mas denso, y por lo tanto se asocia a
condiciones de metamorfismo de alta presión.
•La andalusita es características de rocas de alta temperatura y bajas
presiones.
•La silimanita se encuentra asociada a rocas de alto grado de
metamorfismo (altas P y T).
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TEMA 7. Metamorfismo y rocas metamórficas
III. Minerales comunes de rocas metamórficas.
Generalidades:
• Los nesosilicatos son abundantes y al ser estructuras
empaquetamiento compacto se asocian a condiciones de alta presión:
de
•Los granates
se presentan con mucha frecuencia en las rocas
metamórficas.
•En rocas de bajo grado la variedad característica es la espersantina
(Granate-Mn).
•En metamorfismo regional, la especie común es el almandino.
•Para metamorfismos del alto grado la especie predominante es el piropo.
• Los minerales del grupo de la zoisita - epidota son constituyentes
comunes de rocas metamórficas de bajo a medio grado.
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TEMA 7. Metamorfismo y rocas metamórficas
IV. Reacciones metamórficas.
Tipos:
• Reacciones polimórficas.
•Reacciones de transferencia neta sólido-sólido
•Reacciones de desvolatilización
•Reacciones de intercambio iónico
•Reacciones de oxido-reducción
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TEMA 7. Metamorfismo y rocas metamórficas
IV. Reacciones metamórficas.
Tipos:
• Reacciones polimórficas: es un tipo especial de reacción sólido-sólido, donde
existe un cambio de estructura cristalina sin que represente un cambio químico
en las fases minerales. Ejemplo: Silimanita-Cianita-Andalusita
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TEMA 7. Metamorfismo y rocas metamórficas
IV. Reacciones metamórficas.
Tipos:
• Reacciones de transferencia neta sólido-sólido: reacciones que ocurren entre
fases minerales sólidas de distinta composición. Si la reacción es “continua”,
productos y reactantes pueden coexistir en un rango amplio de condiciones de
P y T (ejemplo: soluciones sólidas). Si la reacción es “discontinua”, los
productos y reactantes solo pueden coexistir en condiciones de P y T de
equilibrio.
Mg2SiO4 + SiO2 → 2 MgSiO3
Forsterita
Cuarzo
Enstantita
NaAlSi2O6 + SiO2 → NaAlSi3O8
Jadeita
Cuarzo
Albita
Mg3Si4O10(OH)2 + 4MgSiO3 → Mg7Si8O22(OH)
Talco
Prof. Grony Garbán G. (2013)
Enstantita
antofilita
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TEMA 7. Metamorfismo y rocas metamórficas
IV. Reacciones metamórficas.
Tipos:
•Reacciones de desvolatilización: son reacciones metamórficas que ocurren
consumiendo o liberando especies volátiles. Las reacciones típicas envuelven
H2O (deshidratación) y CO2 (descarbonatación), pero se pueden incluir especies
como O2, H2, CH4, F, Cl, SO2
CaMg(CO3)2 + 2SiO2 → CaMgSi2O6 + 2CO2
Dolomita
Cuarzo
Diposido
Dióxido de carbono
KAl2(AlSi3O10)(OH)2 + SiO2 → KAlSi3O8 + Al2SiO5 + H2O
Muscovita
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Cuarzo
K-feld
Al-silicato
Al-silicato
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TEMA 7. Metamorfismo y rocas metamórficas
IV. Reacciones metamórficas.
Tipos:
•Reacciones de intercambio iónico: estas reacciones envuelven el intercambio
recíproco de componentes entre dos o más minerales. Aunque el intercambio
puede envolver aniones, se concentra el estudio en intercambio de cationes.
Fe3Al2Si3O12 + K(Mg, Fe2+)3(Si3Al)O10(OH, F)2 = Mg3Al2Si3O12 + K(Mg, Fe2+)3(Si3Al)O10(OH, F)2
Granate (almandino)
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Biotita (rica en Mg)
Granate (Piropo)
Biotita (rica en Fe)
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TEMA 7. Metamorfismo y rocas metamórficas
IV. Reacciones metamórficas.
Tipos:
•Reacciones de oxido-reducción: reacciones que envuelven cambios en el
estado de oxidación de iones y iones complejo que naturalmente se presentan
con más de un estado de oxidación. Fe2+-Fe3+ es quizás el ión más importante
en el ámbito geológico.
6Fe2O3 → 4Fe3O4 + O2
Hematita
Magnetita
Oxigeno
Fe3O4 + SiO2 → Fe2SiO4 + O2
Magnetita
Prof. Grony Garbán G. (2013)
Cuarzo
Fayalita Oxigeno
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TEMA 7. Metamorfismo y rocas metamórficas
IV. Reacciones metamórficas.
Reacciones y quimiografía:
•Los diagramas quimiográficos son una excelente ayuda geométrica que nos
permite conceptualizar la relación entre la composición química de la roca y el
ensamblaje mineral estable en el equilibrio.
Periclasa
MgO
Cuarzo
Forsterita
SiO2
Enstantita
T1, P1
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T2, P2
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TEMA 7. Metamorfismo y rocas metamórficas
IV. Reacciones metamórficas.
Reacciones y quimiografía:
•Diagramas AKF:
A= Al2O3 + Fe2O3 –Na2O-K2O-CaO
K= K2O
F= FeO + MgO+ MnO
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TEMA 7. Metamorfismo y rocas metamórficas
IV. Reacciones metamórficas.
Reacciones y quimiografía:
•Diagramas ACF:
A= Al2O3
C= CaO
F= FeO + MgO
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TEMA 7. Metamorfismo y rocas metamórficas
IV. Reacciones metamórficas.
Reacciones y quimiografía:
•Diagramas ACF:
A= Al2O3
C= CaO
F= FeO + MgO
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TEMA 7. Metamorfismo y rocas metamórficas
IV. Reacciones metamórficas.
Reacciones y quimiografía:
•Diagramas AFM:
A= Al2O3
M= MgO
F= FeO
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COMENTARIOS
PREGUNTAS
PRINCIPIOS DE GEOQUÍMICA (5531)
TEMA 7. Metamorfismo y rocas metamórficas
V. Metasomatismo.
Definición:
El metasomatismo se define como un metamorfismo que se acompaña de
cambios en la composición total de la roca. Debido a que los volátiles son
liberados y movilizados durante el metamorfismo, se puede excluir los cambios
en el contenido de volátiles como parte de este proceso, siendo los cambios
químicos del metasomatismo restringido a la redistribución de especies no
volátiles. Winter, 2001
Durante el metasomatismo los minerales que conforman el protolito son
parcialmente o totalmente reemplazados por nuevos minerales
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PRINCIPIOS DE GEOQUÍMICA (5531)
TEMA 7. Metamorfismo y rocas metamórficas
V. Metasomatismo.
Condiciones:
El metasomatismo es desarrollado ampliamente en situaciones donde rocas de
composiciones fuertemente contrastantes se yuxtaponen y los elementos se
redistribuyen fácilmente. Entre los ejemplos más comunes se presentan:
• Plutones someros, particularmente donde magmas silíceos entran en contacto
con rocas carbonáticas o ultramáficas y los fluidos circulan a través de los
sistemas de fracturas abiertas.
• Capas, lentes o cuerpos con composición contrastante en rocas que
experimentan metamorfismo: cuerpos de rocas ultramáficas embebidos en
cuerpos carbonáticos o pelíticos o en sedimentos carbonáticos o pelíticos.
•Vetas donde los fluidos se equilibran con un tipo de roca y posteriormente
migran hacia una roca de composición contrastante a través de sistemas de
fracturas.
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PRINCIPIOS DE GEOQUÍMICA (5531)
TEMA 7. Metamorfismo y rocas metamórficas
V. Metasomatismo.
Condiciones:
La susceptibilidad de la roca a sufrir metasomatismo depende tanto de la
mineralogía de esta, su forma estructural y de las características del fluido. Un
ejemplo clásico se tiene con la capacidad de reacción de los carbonatos y la
formación de cuerpos de Skarns
Ca, Mg----------Si
CaMg(CO3)2 + 2SiO2 → CaMgSi2O6 + 2CO2
Dolomita
Cuarzo
Diposido
Dióxido de carbono
CaCO3 + SiO2 → CaSiO3 + CO2
Calcita
Cuarzo Wollastonita Dióxido de carbono
Es importante destacar que la actividad hidrotermal y el metasomatismo
generalmente se encuentran ligados.
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PRINCIPIOS DE GEOQUÍMICA (5531)
TEMA 7. Metamorfismo y rocas metamórficas
V. Metasomatismo.
Procesos:
Se pueden mencionar fundamentalmente dos proceso
masas que distinguen el metasomatismo:
de transferencia de
1) Difusión: proceso por el cual los componentes se mueven de un medio a
otro, tanto en un sólido (difusión de red) o en un fluido estacionario. La difusión
es promovida por la generación de gradientes de potencial químico (µ). Cuando
la difusión de componentes se da en direcciones opuestas en un intercambio
reciproco, se conoce como “Bimetasomatismo”.
2) Infiltración: se refiere a una transferencia pasiva de masa de especies de
solutos en un medio de fluido en movimiento. Es promovida por gradientes
externos de presiones en los fluidos que causan que los fluidos se muevan,
permitiendo mayor extensión en la transferencia de masa que la generada por la
difusión.
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TEMA 7. Metamorfismo y rocas metamórficas
V. Metasomatismo.
Metasomatismo en rocas ultramáficas:
Roca caja
(roca pelítica)
Ant (núcleo de serpentina)
Tlc
Act
Clt
Bt
Antigorita (Ant) → talco (Talc) → actinolita (Act) → clorita (Clt) → biotita (Bt)
3Mg2SiO4 + SiO2 + H2O → 2H4Mg3Si2O9
Forsterita
Cuarzo
Agua
Antigorita
Zonación “idealizada” debido a metasomatismo de cuerpo ultramáfico en una pelíta metamorfizada de bajo
grado (Winter, 2001)
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TEMA 7. Metamorfismo y rocas metamórficas
VI. Facies metamórficas.
Definición:
Una facies metamórfica es un grupo de rocas caracterizadas por conjunto
definido de minerales que, bajo las condiciones de su formación, alcanzaron el
equilibrio perfecto entre ellos. La composición mineral cualitativa y cuantitativa
en las rocas de una facies dada varia gradualmente en correspondencia con las
variaciones en la composición química de las rocas (Eskola , 1920)
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TEMA 7. Metamorfismo y rocas metamórficas
VI. Facies metamórficas.
Tipos:
•Facies de alta presión: las facies de los esquistos azules y la eclogita
desarrollan ensamblajes mineralógicos de bajo volumen molar característicos
de altas presiones. En zonas de subducción son típicas estas facies.
•Facies de presión media: las facies de los esquistos verdes, la anfibolita y la
granulita son características de regiones orogénicas (metamorfismo regional)
•Facies de baja presión:
las facies de los hornfels (albita-epidóticos,
hornbléndicos, piroxénicos) son típicas de metamorfismo de contacto, donde la
presión es baja.
•Facies de bajo grado: las facies de la zeolita y la prehnita-pumpelyita (facies
de los sub-esquistos verdes), son típicas de rocas con un metamorfismo
insipiente.
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TEMA 7. Metamorfismo y rocas metamórficas
VI. Facies metamórficas.
Tipos:
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TEMA 7. Metamorfismo y rocas metamórficas
VI. Facies metamórficas.
Evolución P-T:
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TEMA 7. Metamorfismo y rocas metamórficas
VI. Facies metamórficas.
Evolución P-T:
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TEMA 7. Metamorfismo y rocas metamórficas
VI. Facies metamórficas.
Series de facies:
Secuencias progresivas a
través
de
terrenos
metamórficos, donde se
observa la evolución del
las
distintas
facies
metamórficas
como
respuesta
a
cambios
progresivos
de
las
condiciones de P y T de
unas facies particulares.
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