metamorfismo

METAMORFISMO
Rocas Metamórficas
1. Metamorfismo
Es un cambio de forma o proceso geológico interno, en un sistema
cerrado (isoquímico), mediante el cual las rocas sufren una serie
de transformaciones en estado sólido debido a presión y
temperatura elevadas.
El resultado es una roca diferente en textura y composició
composición
mineral de la original.
Las rocas previas que se transforman mediante procesos
metamórficos pueden ser de cualquiera de los tres tipos
principales de rocas: sedimentarias, ígneas o metamórficas.
1.1 Factores Metamórficos
Las rocas metamórficas pueden formarse a partir de rocas ígneas,
sedimentarias o de otras metamórficas debido a tres factores metamórficos:
TEMPERATURA:
TEMPERATURA Proporciona la energí
energía que producen los cambios
químicos que resultan en la cristalización de los minerales. Las
temperaturas aumentan con la profundidad a un ritmo conocido como
gradiente geoté
geotérmico (20º
(20º-30º
30º C/Km
C/Km)
Km).
PRESION:
PRESION Esfuerzo ejercido por toda la carga que existe por encima de
las rocas. Aumenta con la profundidad. También existen fuerzas
tectó
tectónicas direccionales,
direccionales durante la formación de montañas, pueden
inclusive cizallar una roca y deformarla plásticamente.
ACTIVIDAD QUÍ
QUÍMICA:
MICA: Los fluidos químicamente activos potencian los
procesos metamórficos, como el agua.
agua Mediante el compactamiento de
las rocas, se reduce el volumen de los poros, el agua es expulsada y
resulta asequible para las reacciones químicas. Esta agua actúa de
catalizador para la creación de minerales nuevos.
TIEMPO
2. Zona, Grado, Facies y serie
metamórfica
Zona metamórfica: Zona geográfica en las que las
condiciones de metamorfismo (P-Tª) han sido las
mismas, pero que no tienen como resultado las
mismas rocas metamórficas dado que las rocas
originales pudieron ser diferentes dentro de la zona.
Isogradas: Líneas que unen puntos de la zona con
iguales valores de intensidad de metamorfismo ( P y
Tª)
Facies metamórficas (Skola, 1915): Conjunto de
rocas caracterizadas por haberse formado en las
mismas condiciones de P y Tª
Serie metamórfica: Conjunto de rocas
metamórficas que pueden formarse a partir de una
roca preexistente en función del incremento de P y
Tª o de la intensidad del metamorfismo.
2.1.Algunas series metamórficas
ROCAS SEDIMENTARIAS
SERIE ARCILLOSA O
PELÍTICA
1. Arcilla
SERIE SILÍCEA O
ARENOSA
1.
Arenisca
SERIE
CARBONATAD
A
ROCAS ÍGNEAS
SERIE
CALCOPELÍTICA
SERIE
GRANÍTICA
1.Calizas y
dolomías
1. Margas
1. Granitos
2.Mármoles y
Calizas cristalinas
2. Micacitas calcáreas
2. Protoginas
SERIE GABRODIORÉTICA
1.Gabros
2. Arcillosquistos
3. Filadios
2. Cuarcitas
4.Esquistos sericíticos
3. Cuarcitas micáceas
2. Fm Zoisita,
epidota,albita
5.Esquistos cloríticos
3. Prasinitas
3.Prasinitas
6.Micaesquistos
7.Micacitas
8.Gneis de dos micas
9.Gneises con biotita
4. Gneis conglom.
10.Migmatitas
11.Anatexitas
12.Granulitos con cordierita o con
granates
3. Serpentinitas
(en presencia de
magnesio)
5. Leptinitas
Y granulitas
(pararcosas y
grauvacas)
4. Anfibolitas y
piroxenitas
3. Ortogneis y
ortoleptinitas
4.Ortoanfibolitas y
ortopiroxenitas
4. Granulitos y
charnoquitas
5.Granulitas con
piroxeno y anfíbol
6. Eclogitas
3. Aspecto Físico-Químico de los
procesos metamórficos.
Cualquier compuesto puede presentarse en diferentes formas y
estados, en función de la temperatura y la presión.
El metamorfismo se produce mediante sucesivos cambios de
fase, en los que producen las desapariciones de formas ya
inestables y la aparición de otras formas.
1)
Transformaciones polimórficas. Mantienen el quimismo.
2)
Reacciones Químicas. No se mantiene el quimismo.
a) De transformación Jaideita + Cuarzo = Albita.
b) De disociación: Moscovita Ortosa + Coridón +
Agua.
Paragé
Paragénesis mineral: Asociación de varias fases minerales
estables en el mismo intervalo de presión y temperatura.
El cambio de aspecto se debe a:
Producción o crecimiento de nuevos minerales o de los ya
existentes
Aumento del tamaño de los cristales, minerales o blastos
3. Aspecto Físico-Químico de los
procesos metamórficos.
4. Textura de las Rocas
Metamórficas (I)
Grado de cristalinidad: indicativa del grado de
metamorfismo (a mayor grado de cristalinidad, mayor
grado de metamorfismo):
Bajo: Cristales no identificables a simple vista
Medio: Cristales identificables a simple vista o con lupa
Alto: Cristales de tamaño notable
Forma y distribución de tamaño de los
cristales:
4. Textura de las Rocas
Metamórficas (II)
Forma y distribución de tamaño de los
cristales:
Granoblástica: El tamaño de todos los cristales es
parecido y forman un mosaico de granos con tendencia al
empaquetamiento hexagonal. Frecuente en los gneis
Lepidoblástica: Esta definida un apilamiento de minerales
planares (micas), los cuales están orientados de forma que
sus caras planares son paralelas entre sí. Frecuente en
micaesquistos.
Nematoblástica: Similar a la lepidoblástica, sólo que en
este caso el apilamiento no es de minerales con hábito planar
sino acicular. Típica de anfibolitas.
Porfidoblástica: Cuando se observa una serie de cristales
de gran tamaño (porfidoblastos) englobados en una matriz
compuesta por granos de un tamaño sensiblemente menor,
es decir, existen dos poblaciones distintas de cristales.
Poikiloblástica: los porfidoblastos contienen numerosas
inclusiones del mineral original.
5. Cambios en las rocas debido al
metamorfismo (I)
El grado de metamorfismos se refleja en la
textura y en la mineralogía de las rocas
metamórficas:
Cambios en las texturas: Cuando las rocas
están sometidas a presión y temperatura bajas,
dan lugar a dos tipos de texturas:
Texturas no Foliadas: Las rocas compuestas
por un solo mineral cuyos cristales se
caracterizan por tener un hábito
equidimensional suelen tener una foliación no
apreciable. (Mármol, cuarcita)
5. Cambios en las rocas debido al
metamorfismo (II)
Texturas Foliadas: Bajo temperaturas
extremas la presión provoca la formación de
cristales más grandes. Dan una textura en
forma de láminas o en bandas denominado
foliación. Los minerales planares se orientan
perpendicularmente a los esfuerzos
principales.
Existen diferentes tipos de foliación dependiendo
del grado metamórfico alcanzando y de la
mineralogía de la roca inicial:
Pizarrosidad (Pizarras).
Equistosidad (Esquistos).
Bandeado Gnéisico (Gneis).
5. Cambios en las rocas debido al
metamorfismo (III)
Pizarrosidad:
Típica de bajo grado de metamorfismo.
Minerales planares de grano fino( Principalmente
micas)
Minerales orientados perpendicularmente a la
dirección de máximo aplastamiento
Ej: Pizarras y filitas
5. Cambios en las rocas debido al
metamorfismo (III)
5. Cambios en las rocas debido al
metamorfismo (IV)
Esquistosidad:
Típica de grado metamórfico bajo a medio
Minerales planares de grano medio a grueso
(micas)
Minerales alargados (estaurolita) orientados
perpendicularmente a la dirección de máximo
aplastamiento.
Ej: Esquisto
5. Cambios en las rocas debido al
metamorfismo (V)
Bandeado gneísico:
Típico de metamorfismo de alto grado.
Minerales laminares de grano medio a grueso
(micas) alternando con planos de espesor
milimétrico de minerales recristalizados (cuarzo,
feldespatos).
Bandas de minerales claros y oscuros
Minerales orientados perpendicularmente a los
esfuerzos.
Ej: Gneis.
5. Cambios en las rocas debido al
metamorfismo (VI)
Cambios mineralógicos: Los minerales existentes y
los iones del agua se recombinan para formar nuevos
minerales, sin embargo, en algunos ambientes se
introducen nuevo materiales durante el proceso
metamórfico (Cobre de la Tierra).
Minerales índice: minerales que informan sobre las
condiciones de presión y temperatura que alcanzó una
roca durante el metamorfismo.
Según el orden de temperatura creciente los minerales
índice de metamorfismo más comunes son:
Clorita – biotita – andalucita - sillimanita
6. TIPOS DE METAMORFISMO
Se diferencia en función de los factores o de las
condiciones geotécnicas de formación:
6.1. Metamorfismo de contacto
6.2. Metamorfismo en zonas de falla
6.3. Metamorfismo regional
6.1 Metamorfismo de Contacto
Se produce cuando un magma entra en contacto con
rocas más frías, formándose una zona de alteración
denominada aureola alrededor del magma.
El tamañ
tamaño de la aureola dependerá de la composición mineral
de la roca huésped y de la disponibilidad de agua.
Propiedades de las rocas:
rocas rocas de grano fino, de color
oscuro, densas, duras pero frágiles, de descomposición
química diversas y sin foliación. Corneanas
Se reconoce fácilmente sólo cuando se produce en un
ambiente próximo a la superficie, donde el contraste de
temperaturas entre el magma y la roca es grande.
Se produce en zonas poco profundas de la corteza, a baja P.
6.2 Metamorfismo en zonas de fallas
Cerca de la superficie las rocas se comportan como un sólido frágil,
por lo que el movimiento a lo largo de una zona de falla fractura y
pulveriza la roca.(harina de falla).
Predomina la P sobre la Tª.
Son presiones dirigidas no litostáticas.
Propiedades de las rocas:
rocas roca poco resistente llamada brecha
de falla (fragmentos de roca rotos y aplastados). Si se producen
a gran profundidad presentas aspecto foliado (milonitas
milonitas).
milonitas
Un tipo de este metamorfismo es el denominado metamorfismo
cataclá
cataclástico o diná
dinámico,
mico donde intervienen únicamente fuerzas
mecánicas que pulverizan los granos minerales
6.2 Metamorfismo en zonas de fallas
MILONITA
6.3. Metamorfismo Regional
Se produce cuando los tres agentes causantes de los procesos
metamórficos, actúan de forma simultá
simultánea.
nea
Se produce en las zonas de borde de choque de subducción de
placas.
Hay que añadir un cuarto agente, el tiempo,
tiempo que puede variar las
condiciones termodinámicas, las reacciones y los procesos de
cristalización.
Dado los diferentes tipos de rocas según los agentes se dan facies
de metamorfismo regional, según la gradació
gradación de intensidad.
intensidad
Rocas a metamorfismo bajo Pizarras
Rocas a elevado metamorfismo Filitas Micaesquistos.
Rocas a extremo metamorfismo Feldespato Gneises
6.3. Metamorfismo Regional
Entre el metamorfismo de grado alto y bajo existen diferencias
mineralógicas.
Durante la formación de las pizarras Clorita.
Metamorfismo alto Biotita y Moscovita.
Condiciones extremas Micaesquitos.
Temperaturas cercas del punto de fusión Sillimanita.
Por encima del punto de fusión Migmatitas.
Si la roca se funde entera Magma.
7. Clasificación de las Rocas
Metamórficas
Se clasifican principalmente a partir de la textura y
composición mineralógica:
ROCAS FOLIADAS:
Pizarra: Pizarrosidad bien definida
Filita: Pizarrosidad bien definida, brillo satinidad.
Esquistos: Esquistosidad bien definida.
Gneis: Bandeado gneísico bien definido.
Migmatita: Foliación migmatítica biendefinida.
ROCAS POCO FOLIADAS:
Milonita: Foliación originada por una deformación
intensa de cualquier roca previa.
Metaconglomerado: presentan lineaciones de los
cantos del conglomerado original.
7. Clasificación de las Rocas
Metamórficas (II)
ROCAS NO FOLIADAS:
Mármol: Granos de calcita intercrecidos,
originados por el metamorfismo de calizas y
dolomías.
Cuarcita: Granos de cuarzo intercrecidos,
originadas por el metamorfismo de areniscas ricas
en cuarzo.
Corneana: Rocas que han sufrido metamorfismo
de contacto y no tienen fábrica planar pero sí
minerales índice desarrollados en menor o mayor
grado.
7. Clasificación de las Rocas
Metamórficas (III)
Se dividen según la ausencia o presencia de foliación, y la composición mineralógica.
Rocas
Foliadas
PIZARRA
FILITAS
Descripció
Descripción
Grano fino, con
pequeños
cristales de
mica.
Gradación en el
metamorfismo
de la pizarra.
Muy foliada.
Roca
metamórfica
bandeada.
Origen
Metamorfismo
grado bajo de
lititas.
Pizarra a mayor
presión.
Lititas, con
metamorfismo
grado medio.
Metamorfismo
grado algo
esquistos.
Brillo Satinado.
Fácil rotura.
Segregación de
silicatos claros y
oscuros.
Pizarrosidad,
cristales muy
finos de
moscovita.
Minerales
planares que
incluyen la mica.
Cuarzos,
plagioclasa y
feldespato.
Caracterí
Características Exfoliación.
Composició
Composición
Materia
orgánica
(negra), óxido
de hierro
(rojas), cloritita
(verdes).
ESQUISTO
GNEIS
7. Clasificación de las Rocas
Metamórficas (IV)
Rocas no
Foliadas
MÁRMOL
CUARCITA
CORNEANAS
Roca cristalina.
Puede aparecer
bandeado.
Se encuentra en
Metamorfismo de
terrenos primarios contacto.
Calizas.
Arenisca rica en
cuarzo.
No tienen.
Caracterí
Características
Blancura,
atractivo color.
Gran dureza.
Aspecto
bandeado.
Minerales indican
mayor o menor
desarrollo.
Composició
Composición
Calcita, puede
contener mica,
clorita.
Blanca en función
del óxido de
hierro puede ser
roja o rosada.
Planar según el
grado de
metamorfismo.
Descripció
Descripción
Origen
7. Clasificación de las Rocas
Metamórficas
Pizarra
7. Clasificación de las Rocas
Metamórficas
Pizarra
7. Clasificación de las Rocas
Metamórficas
Filita
7. Clasificación de las Rocas
Metamórficas
Filita
7. Clasificación de las Rocas
Metamórficas
Esquisto
7. Clasificación de las Rocas
Metamórficas
Esquisto con estaurolita
7. Clasificación de las Rocas
Metamórficas
Gneis
7. Clasificación de las Rocas
Metamórficas
Gneis
7. Clasificación de las Rocas
Metamórficas
Gneis
7. Clasificación de las Rocas
Metamórficas
Mármol
7. Clasificación de las Rocas
Metamórficas
Cuarcita
7. Clasificación de las Rocas
Metamórficas
Cuarcita
7. Clasificación de las Rocas
Metamórficas
Corneana
7. Clasificación de las Rocas
Metamórficas
Corneana
7. Clasificación de las Rocas
Metamórficas
Milonita
7. Clasificación de las Rocas
Metamórficas
Milonita
7. Clasificación de las Rocas
Metamórficas
Metaconglomerado
7. Clasificación de las Rocas
Metamórficas
Metaconglomerado
8. Discontinuidades de las rocas
metamórficas
Condicionadas por la presión existente en el momento de
formación.
Suelen esta formadas por minerales planares cuyo crecimiento y
orientación condicionan el aspecto de la roca y sus propiedades.
La presión puede ser de tipo Litostático o Tectónico originando
diferentes tipos de texturas.
Se organizan las rocas según su textura en:
Rocas Masivas o Granulares.
Rocas pizarrosas o filíticas.
Rocas esquistosas.
Rocas foliadas.
Rocas migmatíticas.
8. Discontinuidades de las rocas
metamórficas
9. Las Rocas Metamórficas en la
Ingeniería Civil
6.1 Rocas Metamó
Metamórficas de Textura Visible Cristalina.
Cristalina.
Rocas con mica y
otros minerales
planos en bandas
continuas
Muy anisótropas
Resistencia baja en los
planos de equistosidad.
Deslizamientos muy
fáciles
Rocas con minerales
silicatados en bandas
sin hojas continuas
Anisotropía
Rotura frágil
Rocas cizalladas
Malas geomecánicamente
Rotura muy fácil.
9. Las Rocas Metamórficas en la
Ingeniería Civil (II)
6.2 Rocas Metamó
Metamórficas de grano muy fino:
fino: Abundantes en
España.
Rocas microscó
microscópicamente isó
isótropas,
tropas microscó
microscópicamente
anisó
anisótropas.
tropas Rocas duras y resistentes.
Rocas microscó
microscópicamente anisó
anisótropas.
tropas Rocas duras y
alterables. Filitas y esquistos
9. Las Rocas Metamórficas en la
Ingeniería Civil (II)
Rocas de grano fino
Aplicación de las rocas
metamórficas
en la Ingeniería Civil
10. Rocas metamórficas en la
Península Ibérica
Ocupan casi todo el subsuelo de la península ibérica, aunque
están recubiertas de rocas sedimentarias más modernas.
Afloran en las cordilleras antiguas.
Sistema Central Español.
Montes Gallegos.
Zona central pirenaica.
Sierras de Huelva y Sevilla.
Extremadura.
Zona central de la cordillera bética.
10. Rocas metamórficas en la
Península Ibérica
11. Texturas más comunes en R.
Metamórficas de origen pelítico.
Pizarrosidad (en Pizarras y filitas):
Roca Sedimentaria de composición arcillosa.
A presión pizarrosidad: minerales muy pequeños,
orientados en la misma dirección.
Equistosidad:
Equistosidad
Filosilicato a mayor presión forma Moscovita.
Aparecen Porfidoblastos.
11. Texturas más comunes en R.
Metamórficas de origen pelítico.
Pizarrosidad -- Equistosidad
11. Texturas más comunes en R.
Metamórficas de origen pelítico.
Foliació
Foliación (en los gneises):
Foliación: No hay moscovita.
Único filosilicato es la biotita.
Aparecen glándulas de ortosa.
Laminación menor.
Textura migmatítica:
Fusión de los minerales de la roca roca entre ígnea y
metamórfica.
Minerales fundidos de roca ígnea.
Minerales sólidos rocas metamórficos.
11. Texturas más comunes en R.
Metamórficas de origen pelítico.
Foliación
12. Metamorfismo y Tectónica de
Placas
El metamorfismo tiene lugar en los bordes de las placas
convergentes que son comprimidos formando las estructuras
montañosas.
En zonas de subducción donde las placas oceánicas descienden
hacia el manto también produce metamorfismo (cerca de las
fosas).
En estas zonas también se forman magmas, subiendo a la
superficie por flotación y deforma rocas contiguas.
En las zonas de fallas se produce el metamorfismo de presión
denominado Dinamometamorfismo.
Dinamometamorfismo
12. Ambientes Metamórficos
Se denominan escudos o cratones.
cratones
Están formados por rocas ígneas y metamórficas muy antiguas,
(mas de 600 millones de años).
Zonas de prolongada erosión Relieve poco acentuado.
Recubiertos de sedimentos modernos y horizontales.
En España Escudo Ibérico.
Gran parte de Galicia.
Las dos mesetas.
AUTOR@S
Carmen Barbasán Carnero.
Mario de Santos Biezma.
Gonzalo López de Coca Sánchez
Escribano.
Alfonso Navarro Lérida.
Adrián Rodríguez Vicario.
Angela Salvador Monsalve.
Gema Sánchez Serrano.