Metamorfismo y Rocas Metamórficas PDF

# METAMORFISMO Y ROCAS METAMÓRFICAS ## Protolito - Rocas: Ígneas, Sedimentarias ## Metamorfismo - Proceso de metamorfismo: - Ocurre en el interior de la corteza. - Es un conjunto de reacciones (en estado sólido) que afectan a una roca ígnea o sedimentaria. - Sometida a nuevas condiciones...

# METAMORFISMO Y ROCAS METAMÓRFICAS ## Protolito - Rocas: Ígneas, Sedimentarias ## Metamorfismo - Proceso de metamorfismo: - Ocurre en el interior de la corteza. - Es un conjunto de reacciones (en estado sólido) que afectan a una roca ígnea o sedimentaria. - Sometida a nuevas condiciones de presión, temperatura y actividad química diferentes a las que prevalecieron durante el proceso que las originó. - Rocas metamórficas: - Son el resultado de la recristalización parcial o total (manteniendo el estado sólido) de los minerales en las rocas preexistentes. - Por el efecto de la temperatura, la presión y actividad química. - Se originan nuevos minerales, algunos permanecen sin cambio y se pueden generar nuevas texturas características de las rocas metamórficas. ## Composición - Por lo general, se acepta que el metamorfismo es un proceso isoquímico. - No hay introducción de componentes en el sistema (externos a la roca). - Se produce solo por cambios de presión y temperatura. - La composición química de la nueva roca que resulta del metamorfismo es aproximadamente igual a la del sustrato original. - En determinadas situaciones, las reacciones en el ambiente de metamorfismo van acompañadas por la introducción de componentes extraños a la roca. - Esto se debe a la acción de fluidos calientes que contienen otras especies químicas. - La nueva roca formada tiene una composición química diferente a la roca original. - El proceso recibe el nombre de **METASOMATSMO** - La tendencia de las reacciones químicas durante el metamorfismo es llevar las especies a un estado de equilibrio bajo las nuevas condiciones de presión y temperatura. - A mayor diferencia entre la temperatura y la presión de formación de la roca con la temperatura y la presión del metamorfismo, mayor es la tendencia a la reacción. ## Producto - Rocas Metamórficas ## Los Factores del Metamorfismo - El metamorfismo se produce el cambio en una o varias de las condiciones de origen de las rocas; presión, temperatura, actividad química de fluidos y fuerzas deformantes. - Durante el metamorfismo las rocas están sujetas al efecto de estos cuatro parámetros, sin embargo, el grado de metamorfismo y la contribución de cada uno de estos parámetros varían de un ambiente a otro. ### 1. Presión: - La presión aumenta de forma gradual con la profundidad, debido al peso de la columna de rocas que se sitúa en la parte superior (presión litostática o presión de confinamiento). - El enterramiento y los movimientos tectónicos (colisión continental, zonas de subducción) pueden hacer variar la presión a la que está sometida una roca. - También es importante considerar la Presión de poros que ejercen los fluidos contenidos en los poros de los sedimentos o de las rocas que se están compactando. - Se refiere a presión local por salida de fluidos. - Tanto la presión litostática como la de poros son producto de fuerzas no direccionales. #### Consecuencias del aumento de la presión: - Al aumentar la presión, los minerales presentes en las rocas están sujetos a esfuerzos que tienden a comprimirlos. - Como consecuencia ocurre la recristalización en estructuras atómicas más compactas o más empacadas y de mayor densidad en comparación al mineral original. - Por efecto de la presión los minerales de las rocas son comprimidos, lo que origina esfuerzos diferenciales en los bordes de los granos, como consecuencia ocurre fusión localizada en las áreas donde los esfuerzos son mayores y reprecipitación en las zonas de menor esfuerzo. - La mayor evidencia del efecto de la presión durante el metamorfismo son los minerales orientados perpendiculares a la dirección de la fuerza direccional actuante ### 2. Temperatura: - La temperatura aumenta con la profundidad debido al gradiente geotérmico (30 °C/km), pero puede verse afectada por otros procesos, como: - La existencia de zonas del manto más calientes (zonas de dorsal, puntos calientes), - Ascenso de magmas, - Proximidad de intrusiones igneas y - Fricción tectónica. - La temperatura provee la energía para las reacciones químicas, es el principal agente del metamorfismo. - El incremento de la temperatura conduce a las rocas a un comportamiento viscoplásticos que produce cambios en la textura de las rocas, lo que lleva a que puedan ser deformadas bajo la acción de esfuerzos dirigidos. #### Consecuencias del aumento de la temperatura: - El aumento de la temperatura provee mayor energía de activación para la recristalización de los minerales. - También produce mayor difusión de los iones y esto aumenta la eficiencia de las transformaciones metamórficas. - Los minerales que contienen componentes volátiles (H₂O, CO2) son menos estables y se produce la pérdida de estos componentes, por lo que los minerales recristalizados pueden ser menos ricos en volátiles dependiendo de la intensidad del metamorfismo. ### 3. Fuerzas Deformantes direccionales: - Presión dirigida o presión de cizalla, produce cambios en la forma del material. - Estas fuerzas actúan en direcciones particulares y causan la alineación de los minerales, produciendo foliación en las rocas. - Dependiendo de la dirección particular de las fuerzas, se desarrollan estructuras y texturas típicas. ## Durante el Metasomatismo: - A diferencia del metamorfismo que es Isoquímico, ocurren cambios en la composición química, pero el volumen molar se mantiene. - El Metasomatismo es **ISOVOLUMÉTRICO**. - Esto en general ocurre asociado a las ultimas etapas de la consolidación magmática, donde se produce la emisión de fluidos con una composición rica en volátiles que pueden reaccionar con la roca caja. - Este fenómeno también se produce por la circulación de aguas subterráneas que se calientan por la proximidad de un magma ## El conocimiento de los intervalos de presión y temperatura en los que se producen las reacciones de transformación ha permitido establecer las facies metamórficas (conjunto de rocas metamórficas recristalizadas en un mismo intervalo de presión y temperatura). ### Las facies metamórficas se pueden agrupar en: - **Facies de alta presión**: - Aumento de la presión manteniendo bajas temperaturas. - Características de zonas de colisión continental reciente, o del prisma de acreción en las zonas de subducción. - Facies de Esquistos azules y Eclogitas. - **Facies de alta temperatura**: - Aumento de la temperatura y manteniendo bajas presiones. - Características de las zonas próximas a una intrusión plutónica (metamorfismo de contacto). - Facies de Albita- epidoto, hornbléndicas-piroxénicas, y sanidínicas, según aumentamos la temperatura. - **Facies intermedias**: - Aumento simultáneo de presión y temperatura. - Características del metamorfismo regional. - Facies de Zeolitas, Esquistos verdes, Anfibolita, y Granulita. - El aumento de temperatura y presión puede dar lugar a la fusión de la roca, bien parcialmente, produciendo un bandeamiento, o de forma total. - Cuando ocurre fusión se dice que se ha producido anatexis. ## Un caso especial de reacciones en estado sólido son las transformaciones polimorfas en las que sólo se produce un cambio estructural en el mineral sin cambio de composición. ### El ejemplo típico es el triplete de minerales formado por la Andalucita, la Silimanita y la Cianita de composición los tres Al2SiO5. - **La andalucita es la forma que cristaliza a alta temperatura y baja presión.** - **La cianita a alta presión y baja temperatura.** - **La sillimanita a alta presión y temperatura.**