Metamorfismo progresivo

Transcripción

1 Facies metamórficas

2 Metamorfismo progresivo Tiempo Gradualidad Reacciones endotérmicas Reacciones de deshidratación

3 200 C 400 C 600 C Mármol200 C Mármol400 C Mármol600 C Pizarra200 C Esquisto400 C Esquisto600 C Meta- ar200 C Meta- ar400 C Meta- ar600 C

4 Facies200 Facies400 Facies C 400 C 600 C Tn Mármol200 C Mármol400 C Mármol600 C Pizarra200 C Esquisto400 C Esquisto600 C Meta- ar200 C Meta- ar400 C Meta- ar600 C Meta- ba200 C Esquisto400 C Anfibolita600 C Rocan Gneiss200 C Gneiss400 C Gneiss600 C Roca- n200 C Roca- n400 C Roca- n600 C

5 Minerales indicadores En qué condiciones se formó una roca metamórfica que con5ene cuarzo, feldespato, clorita, bio5ta, muscovita granate, estaurolita y bio5ta? y sillimanita?

6 Facies200 Facies400 Facies C 400 C 600 C Tn Cal + Chl Rocan Cal + Hbl Cal + Cpx Qtz + Chl + Ms Qtz + Ch + Bt Qtz + Bt + Grt Qtz + Fs + Chl Qtz + Fs + Bt Qtz + Fs + Grt Pl + Chl + Prh Pl + Chl + Ep Qtz + Fs + Chl Qtz + Fs + Bt Qtz + Fs + Grt Etc. Etc. Pl + Hbl Etc.

7 Antecedentes Tierras altas de Escocia Rocas pelíticas George Barrow ( ): inicio del estudio del metamorfismo progresivo. CartograXa caracterizada por la presencia de minerales índice. Límites: aparición o desaparición de alguno de los minerales índice. Isograda: igual grado. Zona: espacio entre isogradas.

8 Concepto de facies : Pen^ Eskola (finlandés) propone el concepto de facies metamórficas Aun no se disponía de información experimental o termodinámica sobre la estabilidad de los minerales metamórficos. Sin embargo Eskola reconoció que la P y la T determinaban las asociaciones minerales. Los trabajos originales de Eskola se basaron en el estudio de aureolas de contacto en Finlandia y Noruega, donde observó un zoneamiento de asociaciones minerales (p.e. A, B, C) reproducibles alrededor de diferentes plutones (de forma contemporánea a Goldschmidt) Lu5ta: Composición pelí5ca A B C

9 Oslo: Kfs + Crd Orijärvi: Phl + Ms Metapelitas de la misma composición Deducción de una posible reacción: 2 KMg 3 AlSi 3 O 10 (OH) KAl 2 AlSi 3 O 10 (OH) SiO 2 = 3 Mg 2 Al 4 Si 5 O KAlSi 3 O H 2 O Es decir, las diferencias mineralógica entre dos litologías análogas solo podía explicarse con un contraste de las condiciones P- T Propone el concepto de facies metamórficas con la finalidad de agrupar rocas, las cuales, se asume, han sido formadas en idénjcas condiciones P- T. Alta P: minerales más densos, alta T: pérdida progresiva de volá5les

10 Facies metamórfica Di+Cal+Tr+Zo Ky+Grt+St+Ms+Qtz Hb+Ep+Pl+Grt Definición Es el conjunto de las asociaciones minerales presentes en todas las rocas que han sido formadas en las mismas condiciones P- T. Zona 1 Zona 2 Zona 3

11 Diagrama P- T de las facies metamórficas o Litologías máficas. o Límites basados en las reacciones de sistemas máficos. o Límites no absolutos: difusos, campos P-T. actinolita hornblenda hornblenda piroxeno o Límites no solo dependen de P y T sino de la P H2O. Eskola, 1915, 1921; Turner, 1981

12 Diagrama P- T de las facies metamórficas Protolito: basalto o gabro zeolita Facies prehnita- pumpellyita esquisto verde anxbolita granulita esquisto azul eclogita Minerales o asociaciones diagnós5cas zeolitas especialmente laumonita prehnita- pumpellyita, prehnita- acjnolita, pumpellyita- acjnolita albita- tremolita/acjnolita- clorita- epidota, cloritoide, sjlpnomelano hornblenda- plagioclasa ortopiroxeno- plagioclasa, ortopiroxeno- feldespato- K glaucofano, lawsonita, piroxeno jadeíjco, arogonito onfacita- granate (sin plagioclasa) Vernon, 2008 Eskola, 1915, 1921; Turner, 1981

13 Comparación entre las facies metamórficas y las zonas barrovianas Rocas máficas Rocas pelí5cas Rocas calcosilicatadas facies de esquisto verde zona de biojta talco- flogopita facies de epidota- anfibolita zona de granate zona de estaurolita tremolita, acjnolita, epidota, zoisita facies de anfibolita zona de estaurolita- cianita diópsido zona de sillimanita grosularita, escapolita facies de granulita zona de sillimanita- Kfs forsterita Spear, 1993

14 Basalto 6 km, 350 C Paragénesis Basalto: pl+tr+chl+ep Lujta: ms+chl+qtz+bt Arenisca: qtz+pl+fsc Facies de esquisto verde

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16 Contexto tectónico? Corteza oceánica/dorsales Corteza conjnental engrosada Corteza conjnental estándar Corteza superengrosada/subducida

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18 Facies y gradiente geotérmico Metamorfismo térmico Metamorfismo regional Metamorfismo asociado con subducción

19 Facies y gradiente geotérmico Es conveniente considerar a las facies metamórficas en 3 grupos principales Facies de alta presión Esquisto azul y eclogita. Zonas de subducción. Gradientes geotérmicos frios. La faciesde eclogita se puede extender a condiciones geotérmicas normales

20 Facies de mediana presión La mayor parte de las rocas metamórficas expuestas presentan facies de esquisto verde, anfibolita y granulita. Las facies de esquisto verde y anfibolita conforman el gradiente geotérmico spico.

21 Facies de baja presión Facies de corneana de albita- epidota, corneana de hornblenda y corneana de piroxeno: relacionadas a metamorfismo de contacto y a terrenos de metamorfismo regional con gradiente geotérmico muy alto. Facies de sanidinita: rara, asociada a las partes adyacentes a intrusivos básicos o en xenolitos.

22 Plus: facies de bajo grado Facies de zeolita y prehnita- pumpellyita se consideran de bajo grado y no siempre están representadas en terrenos metamórficos. Por ejemplo en terrenos de metamorfismo regional, la facies de menor grado suele ser la de esquisto verde.

23 Series de facies

24 Series de facies Miyashiro (1961) propone 5 series de facies, la mayoría se denomina de acuerdo a su respecjva localidad jpo. Secuencia de facies en terrenos metamórficos. 1. Serie de facies de contacto (muy baja P) 2. Serie de facies jpo Buchan o Abukuma (baja P regional) 3. Serie de facies Barroviana (mediana P regional) 4. Serie de facies jpo Sanbagawa (alta P, moderada T) 5. Serie de facies Franciscana (alta P, bajat)

25 Series de facies

26 St St

27 Grt + Cpx + Rt

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29 Ventajas El concepto supone una subdivisión cualitajva del espacio P- T metamórfico. Újl para una caracterización general del metamorfismo. CartograXa metamórfica de regiones extensas, debido a que las asociaciones diagnósjcas de cada de cada facies pueden ser idenjficadas en muestra de mano.

30 Desventajas Los límites de las facies dependen ampliamente de la composición y de la abundancia de los volájles. Los límites son disjntos dependiendo del sistema litológico que se considere. Es decir la sensibilidad a los cambios P- T es diferente en cada litología. Algunas litologías, especialmente los gneises cuarzo- feldespájcos no registran un cambio mineralógico apreciable de una facies a otra.