METAMORFISMO Y ROCAS METAMÓRFICAS

Transcripción

1 METAMORFISMO Y ROCAS METAMÓRFICAS Mª PILAR GARCÍA MADRUGA MARÍA PILAR GARCÍA MADRUGA 1

2 ROCAS METAMÓRFICAS Son aquellas rocas formadas a partir de minerales que pueden proceder de cualquier otro tipo de rocas (magmáticas, sedimentarias o incluso metamórficas), que presentan una orientación de sus minerales, que forman grandes afloramientos en las zonas más antiguas de los continentes, allí donde la erosión ha dejado al descubierto las rocas que se encontraban a grandes profundidades Se forman por procesos metamórficos en los que la materia mineral sufre transformaciones ya que se adaptan a nuevas condiciones de presión y temperatura. Se producen siempre en estado sólido (a diferencia de lo que ocurre con las rocas ígneas) y suelen ser procesos isoquímicos, es decir, no varía la composición química del mineral sino su estructura cristalina MARÍA PILAR GARCÍA MADRUGA 2

3 Factores que controlan el metamorfismo PRESIÓN Aumenta con la profundidad (cada 10 km unos 3000 bares, 1 bar=0.98 atm), a este tipo de presión se le llama presión de confinamiento Presión de confinamiento=presión litostática (peso rocas) + Presión fluidos (caso rocas porosas) Aumenta en los bordes de placa debido a la actividad de las placas litosféricas, presión tectónica o dirigida Sus efectos en las rocas son disminuir su volumen, aumentar su densidad y su capacidad plástica, provocando reorientaciones y exfoliación TEMPERATURA Aumenta con la profundidad según el gradiente geotérmico (33ºC cada km, aunque es menor en las fosas y mayor en las dorsales) Aumenta en las zonas de emplazamiento de magmas incluso en superficie Sus efectos en las rocas son facilitar la movilidad molecular, aumentar la inestabilidad de los minerales y disminuir la resistencia de las rocas por lo que se deforman más fácilmente OTROS Presencia de fluidos (agua o dióxido de carbono), que actuarían como catalizadores de los cambios mineralógicos Composición química: composición mineralógica y ambiente químico MARÍA PILAR GARCÍA MADRUGA 3

4 Tipos de metamorfismo DINAMOMETAMORFISMO O METAMORFISMO DINÁMICO Alta presión y baja temperatura. Propio de fallas, en las que la presión es dirigida Producen brechificación y esquistosidad en las rocas (cataclastitas o brechas en cuarcitas y granitos, y milonitas en arcillas y yesos) METAMORFISMO TÉRMICO O DE CONTACTO Alta temperatura y baja presión. Propio de zonas en contacto con magmas. Es un proceso lento que produce la aureola de metamorfismo en la que se produce la recristalización de distintos minerales a medida que nos alejamos de la zona de contacto, ya que la temperatura va siendo cada vez menor (rocas corneanas o cornubianitas, sin bandas ni orientación, de grano fino si la roca original es arenisca se formarán cuarcitas y si es caliza mármol) METAMORFISMO REGIONAL Alta presión y temperatura. Propio de zonas de subducción dónde además de las presiones dirigidas se produce el enterramiento de los materiales. Produce un mayor grado de metamorfismo. Si se produce metamorfismo por altas presiones (en zonas como las fosas donde la temperatura no es muy alta) se forma Melange (esquistos azules). Si se produce metamorfismo por altas temperaturas (en zonas como el plano de Benioff) se forman rocas con orientación de minerales: con exfoliación, esquistosidad y bandeado MARÍA PILAR GARCÍA MADRUGA 4

5 METAMORFISMO DE ENTERRAMIENTO Debido a la presión confinantes (rocas con esquistosidad de carga) METAMORFISMO DE IMPACTO Debido a las altas presiones que causa el impacto de meteoritos METASOMATISMO Se produce sustitución de elementos por otros aportados por magmas fluidos formando series isomorfas Sobre todo la caliza soluble se reemplaza fácilmente por silicatos de Ca, Mg, sulfuros, óxidos Formando yacimientos de gran interés económico (pirita). A estas rocas se les llama Skarns MARÍA PILAR GARCÍA MADRUGA 5

6 METAMORFISMO DINÁMICO ESPEJO DE FALLA MARÍA PILAR GARCÍA MADRUGA 6

7 METAMORFISMO DE CONTACTO MARÍA PILAR GARCÍA MADRUGA 7

8 METAMORFISMO REGIONAL MARÍA PILAR GARCÍA MADRUGA 8

9 METAMORFISMO DE IMPACTO Cráter de impacto de un meteorito Arizona (EEUU) MARÍA PILAR GARCÍA MADRUGA 9

10 Conceptos de mineral índice, zona y facies metamórfica MINERAL ÍNDICE Cada mineral es estable en un intervalo de presión y temperatura por lo que la presencia de un determinado mineral nos indica cuales han sido sus condiciones de formación Existen minerales que aparecen en condiciones bien determinadas de presión y temperatura, son testigos de esas condiciones (termómetros o barómetros naturales) MARÍA PILAR GARCÍA MADRUGA 10

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12 ZONAS DE METAMORFISMO Aunque el proceso de metaforfismo es continuo, se suele dividir según su intensidad en distintas zonas que son regiones sometidas a determinados intervalos de presión y temperatura Cada zona queda definida por un mineral índice y se separa de las demás por una línea denominada isograda En la actualidad más que zonas se usa el término grado de metaformismo, que se refiere exclusivamente a la intensidad del metamormfismo (medio, alto o bajo). Por debajo estaría la diagénesis (compactación de sedimentos) y por encima la anatexia (fusión) GRANITO ANATEXIA MIGMATITAS GNEIS MICACITAS Y ESQUISTOS PIZARRAS ROCAS SEDIMENTARIAS AUMENTO GRADO METAMORFISMO AUMENTO PRESIÓN Y TEMPERATURA MARÍA PILAR GARCÍA MADRUGA 12

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14 FACIES METAMÓRFICA Conjunto de rocas que cristalizan en un mismo intervalo de presión y temperatura, pueden ser muy distintas según la composición química existente, la misma facies puede quedar representada por distintos tipos de rocas En su momento fue muy útil pero a medida que se han tenido que hacer subdivisiones se ha hecho muy engorroso y se ha sustituido e incluso abandonado No es más que un intervalo de presión y teperatura, decimos que una roca pertenece o no a dicha facies si es estable dentro de ese intervalo MARÍA PILAR GARCÍA MADRUGA 14

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16 Textura y estructuras de las rocas metamórficas La textura hace referencia a la forma de disponerse entre sí los componentes de una roca. Depende del ambiente de formación y de la composición de la roca original ROCAS METAMÓRFICAS SIN ORIENTACIÓN PREFERENTE O MASIVAS Cuarcita (no se raya con acero, procede de areniscas o rocas con un alto contenido en cuarzo) o Mármol (se raya con acero y reacciona con HCl, procede de calizas) propios del metamorfismo de contacto, presentan textura granuda, con cristales de las mismas dimensiones sin orientación preferente Pueden tener estructuras planas anteriores al metamorfismo, cuando se formó la caliza o el cuarzo ROCAS METAMÓRFICAS CON ORIENTACIÓN PREFERENTE Propias del dinamometamorfismo y del metamorfismo regional Las rocas tienen una composición heterogénea y los minerales aparecen orientados en láminas perpendiculares a la dirección de máxima presión: textura foliada MARÍA PILAR GARCÍA MADRUGA 16

17 Pizarrosidad (pizarras) con foliación paralela, planos muy juntos y colores oscuros, proceden de rocas origen de grano fino (arcilla). Si se ven minerales a simple vista: moteada o mosqueada (granate) Mayor grado de metamorfismo Esquistosidad (esquistos) con foliación ligeramente deformada de colores pardos, proceden de rocas origen de grano medio. Se ven minerales a simple vista, si la mica es muy abundante: Micacitas Si los minerales se orientan en bandas que alternan capas con distinta composición mineralógica: textura gneísica (gneis), con foliación muy deformada, procede de una roca origen de grano medio a grueso, a veces aparecen feldespatos que forman cristales muy grandes: Gneis glandular Cuando la foliación está muy deformada y hay bandeado de minerales de grano grueso: Migmatita El tamaño del grano es mayor a medida que aumenta el grado de metamorfismo MARÍA PILAR GARCÍA MADRUGA 17

18 Cuando una roca se ve sometida a cambios importantes en las condiciones físicas en las que se encuentra esencialmente presión y temperatura, sus componentes granos minerales se transforman para acomodarse a las nuevas condiciones. Así se produce una roca nueva que se denomina roca metamórfica: presenta la misma composición que la original; pero distinta estructura y, normalmente, nuevos minerales Si el aumento de presión se asocia a procesos de deformación, es común que los nuevos minerales se presenten ordenados en láminas paralelas, definiendo una estructura que se denomina foliación, como la que se aprecia en el gneis migmatítico de la fotografía MARÍA PILAR GARCÍA MADRUGA 18

19 Las rocas metamórficas se clasifican según su composición mineralógica y la roca de la que proceden TEXTURA ROCA METAMÓRFICA COMPOSICIÓN PROCEDENCIA SIN FOLIACIÓN TEXTURA GRANUDA MAYOR GRADO METAMORFISMO MAYOR TAMAÑO GRANO CON FOLIACIÓN Anfibolita Piroxeno y Basalto Olivino Mármol Calcita Caliza Cuarcita Cuarzo Arenisca Pizarras Filitas Esquistos Cuarzo, Arcillas y Esquistos feldespato y Pizarras micáceos mica Micacitas Gneises MARÍA PILAR GARCÍA MADRUGA 19

20 CUARCITA MARÍA PILAR GARCÍA MADRUGA 20

21 MÁRMOL MARÍA PILAR GARCÍA MADRUGA 21

22 ESQUISTO MARÍA PILAR GARCÍA MADRUGA 22

23 MICAESQUISTO MARÍA PILAR GARCÍA MADRUGA 23

24 GNEIS MARÍA PILAR GARCÍA MADRUGA 24

25 PIZARRA MARÍA PILAR GARCÍA MADRUGA 25

26 La presencia de dos planos de esquistosidad muy diferenciados favorece que la roca se desmorone en lajas muy alargadas y estrechas, con forma de «patata frita», como se observa en los materiales lutíticos ordovícicos de la imagen MARÍA PILAR GARCÍA MADRUGA 26

27 Metamorfismo y tectónica de placas El dinamometamorfismo se asocia a fallas de bordes de placas o interiores El metamorfismo regional se asocia a bordes destructivos El metamorfismo de contacto se asocia a magmas o bien de dorsales o de zonas de subducción MARÍA PILAR GARCÍA MADRUGA 27

28 FALLAS NORMALES EN EL TALUD DEL AVE MADRID-LLEIDA. BUJARALOZ (ZARAGOZA) MARÍA PILAR GARCÍA MADRUGA 28

29 PLIEGUE-FALLA EN EL ACANTILADO DE BARRIKA (VIZCAYA) MARÍA PILAR GARCÍA MADRUGA 29

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