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Definición metamorfismo
Factores del metamorfismo
Metamorfismo retrogrado
Límites del metamorfismo
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Metamorfosis:
Acción de presión y temperatura (sobre 200°C) en las rocas. Es un proceso
isoquimico.
Definición Diagénesis
- metamorfosis:
Temperatura sobre 200°C
Reacción:
caolinita + cuarzo --> pirofilita
Protolito:
Roca de origen, roca original. La roca metamórfica debería mostrar una composición
química muy parecida (isoquímico) - pero distribuido en diferentes minerales
y otra textura.
Metamorfosis y metasomatosis:
Metasomatosis son procesos parecidos a la metamorfosis, pero con la presencia
de agua y dentro de un sistema abierto - aloquimico.
En la literatura procesos de la metasomatosis se clasifican dentro de la
metamorfosis.
Isoquímico: Sistema cerrado
Aloquímico: Sistema abierto, metasomatosis
Eclogita de Austria (Foto: W. Griem)
Eclogita
en Museo Virtual
Página: Definición / Factores /retrogrado / Límites
Cambio de las rocas por la acción de temperatura y/o presión. (véase:
temperatura
/ presión)
En el momento rocas sedimentarias,
ígneas o metamórficas sufren temperaturas mayores de 200°C y/o presiones
altas se transforman a rocas metamórficas:
● Cambio de la textura (véase:
textura de rocas metamórficas).
● Recristalización -crecimiento de los cristales.
● Eliminación de la porosidad.
● Cambio del contenido mineral.
(Ojo es isoquímico, sistema cerrado)
Protolito (Educto) - metamorfosis - roca metamórfica
Rocas metamórficas son productos del metamorfismo o es decir de la transformación
de una roca por recristalización y por cristalización de nuevos minerales
estables bajo las condiciones metamórficas manteniendo el estado sólido.
La transformación es causada por un aumento de la temperatura
y/o por deformación (deformación puede producir calor de fricción).
Meteorización y diagénesis o es decir la solidificación de una roca sedimentaria
no pertenece al metamorfismo.
Generalmente los procesos metamórficos actúan en profundidades relativamente
altas con respecto a la superficie.
Casos especiales del metamorfismo con respecto a su posición son el metamorfismo
por ondas de choque (cataclasis) causadas por el choque de grandes meteoritos
con la superficie terrestre y el efecto calorífico de un corriente de lava
a la roca encajante.
Grado metamórfico, zonas metamórficas y facies
metamórficas son los conceptos básicos y comunes para describir y clasificar
los procesos metamórficos.
El grado metamórfico se refiere a la intensidad del metamorfismo, que ha
influido en una roca. Generalmente el grado metamórfico nombra la temperatura
o la presión máxima del metamorfismo.
Las zonas metamórficas se distinguen en base de un mineral determinado o
de un grupo de minerales. Por ejemplo, la zona de granate se caracteriza
por la apariencia de granate y la zona de sillimanita se caracteriza por
la apariencia de sillimanita.
Las facies metamórficas se distinguen a través de grupos de minerales, que
se observan en rocas de composición basáltica.
Las zonas y facies metamórficas se determinan a través de la identificación
de los grupos de minerales formados simultáneamente. La composición de algunos
minerales metamórficos, que se puede analizar por una microsonda, y la textura
pueden indicar las condiciones de temperatura y presión características
para el grado metamórfico.
El grado metamórfico (por ejemplo los grados metamórficos según WINKLER)
nombra las condiciones de temperatura y presión máximas, que han influidas
en la roca. Pero metamorfismo no es estático, más bien es caracterizado
por condiciones de temperatura, presión y estrés (esfuerzo elástico) cambiándose.
La historia de las condiciones de temperatura y presión, que han actuado
en la roca durante un evento metamórfico, se llama en inglés "metamorphic
p-T-path". Este puede indicar varios parámetros como las fuentes de
calor, que causan las variaciones de temperatura, la posición estructural
local de la roca y el gradiente del transporte tectónico.
Los factores principales son las variaciones en la temperatura y en la presión,
el esfuerzo elástico (de compresión, ‘deviatoric stress’) y la migración
de los fluidos. Estos factores son factores externos y pueden efectuar cambios
en la mineralogía, en el quimismo de los minerales y en el quimismo total
de la roca. Un otro factor importante es el quimismo total de la roca. Puesto
que la misma combinación de factores externos causará distintos cambios
en rocas de diferente composición química.
La temperatura es el factor más importante en procesos metamórficos, puesto
que la mayoría de las reacciones metamórficas se debe a variaciones de la
temperatura. Las variaciones de temperatura hacen necesario un aporte calorífero
a la roca. La fuente calorífera puede ser un cuerpo intrusivo cercano, un
arco magmático relacionado con una zona de subducción o una fuente calorífera
regional profunda como el calor derivado del manto, por ejemplo. Además
la descomposición radioactiva de elementos influye la estructura térmica
de la Tierra.
La presión de carga es el segundo factor importante, es causado por la masa
de las rocas sobreyacentes y depende de la profundidad y de la densidad
de las rocas sobreyacentes.
Por ejemplo una pila rocosa de 1km de potencia
de
- granito ejerce una presión de carga de 264bar,
- basalto ejerce una presión de carga de 294bar,
- peridotita (ultramáfica, de olivino, típica para el manto superior) ejerce
una presión de carga de 323bar,
- agua ejerce una presión de carga de 98bar.
Metamorfismo progrado
Si una roca de partida es llevada desde condiciones inferiores de ºT y p
típicas para su formación a condiciones elevadas de ºT y p típicas para
el metamorfismo, se habla de un metamorfismo progrado. El metamorfismo progrado
está acompañado por la liberación de los constituyentes volátiles de la
roca como de H2O, CO2, O2 y S expresándose
en reacciones de deshidratación y descarbonatización. Por ejemplo el metamorfismo
de un basalto formado en la superficie terrestre, que mediante de la formación
de la cordillera haya sido transportado a grandes profundidades terrestres.
A partir de 12km de profundidad y a T = 300°C se transforma en una pizarra
verde y con un descenso mayor hasta más de 35km de profundidad se convierte
en una eclogita, que se compone principalmente de omfacita (piroxeno mixto
de jadeíta y augita) y granate.
Metamorfismo retrogrado
Si una roca de partida es llevada desde condiciones superiores de T y p
típicas para su formación a condiciones metamórficas inferiores de T y p,
se habla de un metamorfismo retrogrado. Por ejemplo la transformación de
una peridotita de olivino y piroxeno formada en el manto superior bajo condiciones
de formación elevadas en una serpentinita principalmente de diferentes minerales
del grupo de la serpentina como el crisolito y la antigorita, cuya temperatura
de formación es limitada a T = 500 a 600°C por la descomposición térmica
de la serpentina.
Metamorphic p-T-path
El grado metamórfico (por ej. los grados metamórficos según WINKLER) nombra
las condiciones de temperatura y presión máximas, que han influidas en la
roca. Pero metamorfismo no es estático, más bien es caracterizado por condiciones
de temperatura, presión y estrés (esfuerzo elástico) cambiándose. La historia
de las condiciones de temperatura y presión, que han actuado en la roca
durante un evento metamórfico, se llama en inglés ‘metamorphic p-T-path’.
Este puede indicar varios parámetros como las fuentes de calor, que causan
las variaciones de temperatura, la posición estructural local de la roca
y el gradiente del transporte tectónico.
La fuerza elástica (esfuerzo elástico o ‘deviatoric stress’) se refiere
al componente de presión dirigido, que no es del mismo valor en todas las
direcciones. Normalmente el esfuerzo elástico tiene valores pequeños de
5-10bar hasta 100bar. El esfuerzo elástico puede deformar la roca, en que
actúa: puede alinear los minerales, formar la foliación o la esquistosidad
de la roca metamórfica o causar rotaciones de minerales. Por consiguiente,
el esfuerzo elástico produce las texturas dirigidas (‘fabric’) de una roca
metamórfica como de un esquisto, de un gneis o de una milonita.
Además, los fluidos, que pasan por la roca, la presión, que ejercen estos
fluidos y la interacción de los fluidos con los minerales o con la roca
son factores importantes.
El quimismo total o la composición química de la roca expresado por los
contenidos en óxidos de elementos también es de importancia. Puesto que
en rocas de diferente composición química cristalizarán distintos minerales
metamórficos bajo las mismas condiciones de temperatura y presión.
Por ejemplo, con una temperatura T = 550°C y una presión p = 5 kbar (+/-
15km de profundidad) una roca arcillosa se convertirá en un esquisto micaceo,
mientras que una caliza se convertirá en un mármol.
La cuarcita compuesta de SiO2 puro puede derivarse de una arenisca
de puro cuarzo, como puede encontrárselo en la playa o puede derivársela
de un silex, lo que es una roca sedimentaria de precipitación de sílice.
Los esquistos de cuarzo y feldespato o el gneis se componen principalmente
de SiO2 - Al2O3 - CaO - K2O
- Na2O - H2O. La roca de partida puede ser una arenisca
con feldespato, una arcosa, una grauvaca o una roca magmática ácida, es
decir de composición granítica o granodiorítica.
Las pelitas son de composición SiO2 - Al2O3
- FeO - MgO - K2O - Na2O - H2O. A grado
metamórfico medio se convierten en esquistos micáceos, a grado metamórfico
alto se convierten en gneises.
En pelitas calcáreas y en margas cristalizan minerales metamórficos ricos
en calcio como coisita, lawsonita y margarita.
El límite inferior del metamorfismo o es decir el límite entre diagénesis
y el metamorfismo (de soterramiento) se pone a T = 200°C. Los cambios mineralógicos
y de textura en una roca, que ocurren a T<200°C se incorporan a la diagénesis.
Según una otra definición del límite inferior se consideran la reacción
‘caolinita + cuarzo --> pirofilita’ como significativa para distinguir
entre diagénesis y metamorfismo. Tampoco para el limite superior existe
una sola definición. En este caso se consideran la temperatura, que corresponde
al inicio de la fundición de una roca como determinante para el límite superior
del metamorfismo. La temperatura de fundición de una roca depende entre
otros factores de su composición. Un granito empieza a fundirse a T = 625-650°C,
mientras que un basalto se funde inicialmente a T = 850-900°C con p = 2-3kbar.
Como límite superior se podría elegir la temperatura máxima de T = 900-1000°C.
Contenido Geología General
I. Introducción
1.
Universo - La Tierra
2. Mineralogía
3. Ciclo geológico
4. Magmático
5. Sedimentario
►
6. Metamórfico, introducción
Tipos del
metamorfismo
Texturas metamórficas
Rocas metamórficas
En Atacama
7.
Deriva Continental
8. Geología Histórica
9. Geología
Regional
10. Estratigrafía
- perfil y mapa
11.
Geología Estructural
12. La Atmósfera
13. Geología económica
Museo Virtual - fotos de muestras
Rocas metamórficas
Historia de las geociencias y minería
Hornfels (1835)
Eclogita de Naumann (1850)
Metamorfosis contacto
(Credner, 1891)
Apuntes Geología
General
Apuntes Geología Estructural
Apuntes
Depósitos Minerales
Colección de Minerales
Periodos y épocas
Figuras históricas
Citas geológicas
Exploración
- Prospección
Índice
de palabras
Bibliografía
Fotos: Museo Virtual
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Literatura:
BRINKMANN, ZEIL (1990): Abriss der Geologie, Allgemeine Geologie.- 278 pág.. 238
fig, 35 tab. Enke Verlag
HURLBUT, C.S. & KLEIN, C. (1993). Manual of Mineralogy. John Wiley and Sons,
New York.
LETT & JUDSON (1995): Fundamentos de la Geología Física.- 450 páginas, Limusa
Noruega Ediciones, México.
PRESS, F. & SIEVER, R. (1985): EARTH.- 656pág.; W.H. Freeman and Company, New
York.
STRAHLER, A. (1992): Geología Física.- pág. 19-24; Ediciones Omega S.A., Barcelona.
Winkler, H. G. F. (1979): Petrogenesis of Metamorphic Rocks. - Springer-Verlag,
New York.
Listado Bibliografía
para Geología General