DESARROLLO DE ACTIVIDADES PEDAGÓGICAS Código: FOR-GA-83/Versión 2 IDENTIFICACIÓN DE LA ACTIVIDAD PEDAGÓGICA PROGRAMA DE FORMACIÓN UNIDAD DE APRENDIZAJE ACTIVIDAD OBJETIVOS Operaciones mineras Geología Rocas Metamórficas Desarrollar de manera exitosa todo lo relacionado con el estudio de nuestros materiales para afianzar y familiarizarnos con las diferentes áreas que implica el estudio de nuestro entorno natural DESARROLLO DE LA ACTIVIDAD ROCA METAMÓRFICA Las rocas metamórficas son las que se forman a partir de otras rocas mediante un proceso llamado metamorfismo. El metamorfismo se da indistintamente en rocas ígneas, rocas sedimentarias u otras rocas metamórficas, cuando éstas quedan sometidas a altas presiones (de alrededor de 1.500 bar), altas temperaturas (entre 150 y 200 °C) o a un fluido activo que provoca cambios en la composición de la roca, aportando nuevas sustancias a ésta. Al precursor de una roca metamórfica se le llama protolito.1 Las rocas metamórficas se clasifican según sus propiedades físico-químicas. Los factores que definen las rocas metamórficas son dos: los minerales que las forman y las texturas que presentan dichas rocas. Las texturas son de dos tipos, foliadas y no foliada. Textura foliada: Algunas de ellas son la pizarra (al romperse se obtienen láminas), el esquisto (se rompe con facilidad) y el gneis (formado por minerales claros y oscuros). Textura no foliada: Algunas de ellas son el mármol (aspecto cristalino y se forman por metamorfismo de calizas y dolomías), la cuarcita (es blanca pero puede cambiar por las impurezas), la serpentinita (que al transformarse origina el asbesto) y la cancagua. Metamorfismo Los principales tipos de metamorfismo dependen del carácter de la energía aportada para su puesta en marcha, que puede ser en forma de calor o en forma de presión: Página Tipos de metamorfismo 1 Se denomina metamorfismo —del griego μετά (meta, 'cambio') y μορφή (morph, 'forma')— a la transformación sin cambio de estado de la estructura o la composición química o mineral de una roca cuando queda sometida a condiciones de temperatura o presión distintas de las que la originaron o cuando recibe una inyección de fluidos.1 Al cambiar las condiciones físicas, el material rocoso pasa a encontrarse alejado del equilibrio termodinámico y tenderá, en cuanto obtenga energía para realizar la transición, a evolucionar hacia un estado distinto, en equilibrio con las nuevas condiciones.2 DESARROLLO DE ACTIVIDADES PEDAGÓGICAS Código: FOR-GA-83/Versión 2 Metamorfismo térmico: Ocurre cuando la transformación de las rocas se debe solo a las altas temperaturas a las que se ven sometidas. A este tipo también se le denomina metamorfismo de contacto. Se da en circunstancias tales como la intrusión de magma en rocas ya existentes, como plutones, diques o diques concordantes. El mármol es un ejemplo de roca que se forma mediante estos procesos. Metamorfismo regional: Esta es la forma más común de metamorfismo. Ocurre cuando ambos factores, presión y temperatura, se dan a la vez. Estos procesos se dan en mayor medida en grandes profundidades y en regiones de formación de grandes montañas. Un ejemplo de roca que se forma mediante este tipo de proceso es la pizarra. Minerales metamórficos Este tipo de minerales son los que se forman sometidos a altas temperaturas asociados a procesos de metamorfismo. Entre los minerales que se forman por este proceso encontramos cianita, estaurolita, silimanita, andalucita y también granates. Otros minerales, tales como olivino, piroxeno, anfíbol, cuarzo, feldespato y mica, pueden ser identificados en rocas metamórficas, pero no son necesariamente resultado del metamorfismo, ya que también se forman durante la cristalizaciónde rocas ígneas. Estos minerales tiene un punto de fusión muy elevado, por tanto son estables a altas temperaturas y presiones. Durante estos procesos metamórficos, estas rocas pueden ver alterada su composición química. No obstante, todos los minerales son estables a altas temperaturas hasta ciertos límites. La presencia de según que tipo de minerales en las rocas indica la temperatura y presión a la que fue formada. Algunas rocas metamórficas La siguiente lista incluye algunas de las principales rocas metamórficas. Rocas metamórficas Protolito Antracita Observaciones Imagen Anfiboles Hulla, lignito Carbono Es un tipo de carbón 2 Anfibolita Mineralesprincipales Página Roca DESARROLLO DE ACTIVIDADES PEDAGÓGICAS Código: FOR-GA-83/Versión 2 Corneana Cuarcita Caliza, arenisca,pizar Muy dura, capaz de resistir ra la erosiónglacial Arenisca Cuarzo Se forma por recristalización a altas temperaturas y presión. Resultado de un Eclogita Basalto, gabro Granate, piroxeno metamorfismo intenso del basalto o gabro Pizarra, filita Albita, clorita, calcita >50% minerales planos y alargados Esquisto azul Basalto Glaucofana Filita Lutita, pizarra Moscovita, cuarzo,clorita Se forma en las dorsales centro-oceánicas Existen muchos tipos de esquisto según los minerales que lo forman Su color azul se debe a la presencia de glaucofana Metamorfismo intermedio entre las pizarra y el esquisto 3 Esquisto Basalto Página Espilita DESARROLLO DE ACTIVIDADES PEDAGÓGICAS Código: FOR-GA-83/Versión 2 Rocas Gneis ígneas osedimentaria Presenta bandas, con capas Cuarzo, feldespato,mica s Granulita Basalto alternas de minerales claros y oscuros Piroxeno,plagioclasa,feldesp ato Metamorfismo de altas temperaturas; común en dorsales oceánicas Importante roca ornamental; Mármol Caliza Calcita el Taj Mahal está hecho de mármol. Presenta vetas sinuosas, fruto Migmatita de su alto grado de metamorfismo Introducción Las rocas metamórficas son el resultado de la transformación de cualquier otro tipo de rocas, ígneas, sedimentarias e, incluso, metamórficas, mediante fenómenos de metamorfismo. Estos fenómenos debidos al cambio de las condiciones físico-químicas a que estaban sometidas las primitivas rocas, modifican en ellas no sólo su composición mineralógica, sino también la composición química, así como la estructura y la textura. Los tipos de metamorfismo son: dinámico, cuando la causa de la transformación de las rocas son grandes presiones; de contacto, si la causa ha sido una Página 4 El grado de metamorfismo de las rocas puede ser distinto, por eso existen transiciones graduales a las rocas metamórficas desde las correspondientes ígneas y sedimentarias. DESARROLLO DE ACTIVIDADES PEDAGÓGICAS Código: FOR-GA-83/Versión 2 alta temperatura por proximidad de un magma; y regional, cuando concurren las dos causas anteriores. Estas especiales condiciones que inciden en la formación de las rocas metamórficas hacen que todas ellas se encuentren cristalizadas. Las presiones, que de una manera constante y con mayor o menor intensidad, siempre se producen en los fenómenos de metamorfismo, hacen que las rocas de este tipo, normalmente, presenten cierta pizarrosidad. El tamaño de los cristales dependerá de los minerales existentes en la primitiva roca y de los procesos de neoformación y recristalización. Los minerales que componen las rocas metamórficas pueden formarse en el metamorfismo o bien ser los mismos existentes antes de la iniciación del proceso. Clasificación de las rocas metamórficas Las rocas metamórficas pueden dividirse, esencialmente, con arreglo a dos criterios: Según las facies de aparición de minerales de metamorfismo, esto es, según las condiciones de presión y temperatura en las cuales, si el quimismo lo permite, van a formarse actinota, o sillimanita, o granates, etc. Según las secuencias metamórficas o, lo que es lo mismo, según el tipo de roca que les da origen. Nosotros vamos a utilizar este segundo criterio, menos interesante desde el punto de vista científico, pero más útil para su descripción e identificación macroscópica y, sobre todo, con vistas a considerar la roca como material a partir del cual va a desarrollarse el suelo. Las rocas metamórficas más corrientes quedan especificadas en el siguiente cuadro. Roca metamórfica resultante Secuencia Metamorfismo intenso 5 Metamorfismo normal Página Roca anterior DESARROLLO DE ACTIVIDADES PEDAGÓGICAS Código: FOR-GA-83/Versión 2 Fangolitas clástica FILITA MICACITA GNEIS clástica ESQUISTOS GNEIS Areniscas y Grauvacas Psefitas Cuarzoarenitas clástica CUARCITA Caliza química MÁRMOL Dolomía química MÁRMOL DOLOMÍTICO ácida GNEIS básica ECLOGITA ultrabásica PIROXENITA METAMÓRFICA ANFIBOLITA METAMÓRFICA SERPENTINA METAMÓRFICA Interesa aclarar dos ideas importantes: Página 6 Ígnea DESARROLLO DE ACTIVIDADES PEDAGÓGICAS Código: FOR-GA-83/Versión 2 1. Tradicionalmente se han empleado los prefijos orto y para para significar la procedencia ígnea o sedimentaria de la roca afectada por el metamorfismo. Así, un ortogneis es un gneis procedente, por ejemplo, del metamorfismo de un granito y un paragneis aquél consecuencia del metamorfismo de una arenisca. Sin embargo, el empleo del prefijo adecuado no siempre es fácil y tanto más cuanto que el metamorfismo, algunas veces, es muy complejo y una serpentina metamórfica de secuencia ultrabásica, en proceso de metamorfismo posterior puede dar lugar a un mármol dolomítico. 2. Cuando el metamorfismo no es muy intenso y actúa sobre rocas sedimentarias pueden quedar en la roca metamórfica resultante restos fosilíferos utilizables para la aplicación de los principios de cronología relativa en los estudios de geología histórica. Descripción de algunas rocas metamórficas Gneis La composición mineralógica del gneis es la misma que la del granito o de la sienita: cuarzo más a menos abundante, feldespato no cálcico y ferromagnesiano no olivínico, pudiendo contener muscovita y otros minerales accidentales. Suele ser de grano grueso y siempre se aprecia cierta esquistosidad. Son bastantes las rocas que pueden dar origen al gneis, por lo que es una roca que presenta muchas variedades. Entre ellas, las más significativas son: gneis micáceo con abundancia de muscovita en láminas orientadas, y gneis glandular en el que se aprecian cristales nodulares de cuarzo o/y feldespato. En España es abundante el gneis en Galicia y Sistema Central, ocupando menores extensiones en Montes de Toledo, Pirineos y Penibética. Filitas y Micacitas En España abundan en los terrenos antiguos de Asturias, León, en algunos puntos del Sistema Central y Pirineos y, sobre todo, en Extremadura y Sierra Página mayor consistencia de estas rocas permite diferenciarlas de las pizarras arcillosas sedimentarias siendo la cristalización y la aparición de minerales de metamorfismo los criterios seguros para su identificación. 7 Algunos autores denominan a estas rocas pizarras metamórficas, diferenciándose las micacitas por la abundancia de muscovita. A simple vista, sólo la DESARROLLO DE ACTIVIDADES PEDAGÓGICAS Código: FOR-GA-83/Versión 2 Morena. Esquistos y Cuarcitas Procedentes ambas rocas del metamorfismo de psammitas y psefitas se diferencian entre ellas en que las cuarcitas tienen más del 90 por ciento de sílice, y unas y otras de sus orígenes respectivos, en la esquistosidad que presentan y por su consistencia. Son ejemplares angulosos, esquistosos y que, al romperse, se fracturan sus cristales; las psammitas, sedimentarias, son redondeadas y, cuando son angulosas, se rompen por la matriz a cemento que une sus granos. La localización en España de estas rocas es similar a la de filitas y micacitas, presentándose, muchas veces, bastante mezcladas unas y otras. Mármol y Mármol dolomítico Son rocas de grano fino a grueso, de aspecto sacaroideo y colores claros, presentando frecuentemente alteraciones en bandas. No son abundantes en España. Las Sierras Blancas, entre las provincias de Granada y Málaga, son las manchas más importantes de mármol dolomítico. Eclogita, Piroxenita metamórfica y Anfibolita metamórfica Procedentes, respectivamente, de metamorfismo de gabros y perknitas tienen los mismos constituyentes que aquéllas y se presentan entremezcladas con las mismas sobre todo en la provincia de La Coruña. Serpentina metamórfica Página En España se presenta en la Serranía de Ronda y Sierra Nevada. 8 Es una roca procedente de la actuación de procesos de metamorfismo sobre rocas olivínicas. Está formada esencialmente por serpentina. Se emplea como piedra decorativa en construcción. DESARROLLO DE ACTIVIDADES PEDAGÓGICAS Código: FOR-GA-83/Versión 2 Página 9 RECURSOS Y EQUIPOS REQUERIDOS