Seminario 1. CLASIFICACIÓN Y NOMENCLATURA DE LAS ROCAS METAMÓRFICAS

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1 Seminario 1. CLASIFICACIÓN Y NOMENCLATURA DE LAS ROCAS METAMÓRFICAS

2 Qué es una roca metamórfica? Es el resultado de la transformación de una roca (protolito) como resultado de la adaptación a unas nuevas condiciones ambientales que son diferentes de las existentes durante el periodo de formación de la roca premetamórfica. Esencialmente en estado sólido (s.l.), y consiste en: a) nucleación y crecimiento de nuevas especies minerales (blastesis), b) recristalización y/o descomposición de las ya existentes (SS, cambios de composición), c) cambios estructurales, asistidas por una fase fluida intergranular. Los factores que desencadenan el proceso metamórfico son los cambios de: T, P, y la presencia de fluidos químicamente activos.

3 La importancia de las rocas metamórficas en la Tierra Cómo se reconocen? Para reconocer una roca metamórfica y clasificarla se deben conocer su textura y su mineralogía principal. En función de la mineralogía principal es posible obtener una relación de P y T que representan las condiciones a las cuales se formó la roca. Pudiendo de esta manera deducir el proceso metamórfico que dió origen a la roca objeto de estudio.

4 Objetivos del estudio de las rocas metamórficas Identificar sus protolitos (en base a la relativa constancia en la composición global, que se refleja a su vez en la composición mineral) estudio mineralógico detallado asociación mineral principal, fases retrogradas y fases producto de alteración y fases relictas. Obtener información sobre las condiciones ambientales y el contexto geológico en el que tuvieron lugar las transformaciones metamórficas. P, T y régimen de fluidos se estiman en base a las asociaciones minerales neoformadas. El contexto deformacional esta relacionado con las texturas. Todo esto se utiliza en la reconstrucción de las trayectorias metamórficas que ayudan a comprender la historia geológica y el contexto geodinámico en que se produjo el metamorfismo.

5 Criterios principales para clasificar y nombrar las rocas metamórficas minerales presentes estructura de la roca naturaleza de la roca previa al metamorfismo condiciones genéticas del metamorfismo (usualmente en términos de P y T, con o sin deformación) composición química de la roca.

6 Elementos del nombre de una roca metamórfica Siguiendo los principios generales de la IUGS-SCMR se utiliza A) Un término o nombre raíz, basado en: a.1. características estructurales Esquisto Gneis Granofels( granofelsita ) a.2. identificación del probable protolito a.3. Nombres específicos (términos históricamente bien conocidos y comúnmente usados) Los nombres raíz son modificados por B) Prefijos y/o sufijos - mineralógicos (esquisto con estaurolita) - o texturales (pl-qtz-hbl esquisto con lineación)

7 a.1. nombre raíz basado en características estructurales Foliación: cualquier elemento de fábrica planar, penetrativo, distribución paralela de minerales planares. Lineación: cualquier elemento de fábrica linear, alineación de elementos lineares en la roca. Clivaje (cleavage): tendencia que presenta una roca a partirse en planos preferenciales. Todos los clivajes son foliaciones, pero no todas las foliaciones corresponden a clivaje. Esquistosidad: orientación preferente de granos o agregados de granos minerales inequidimensionales producida por procesos metamórficos.

8 a.1. nombre raíz basado en características estructurales Esquistosidad bien desarrollada, si los granos o agregados de granos minerales inequidimensionales son muy abundantes y muestran un alto grado de orientación preferente tanto a través de la roca como en zonas repetitivas estrechamente espaciadas. Esquistosidad pobremente desarrollada, si los granos o agregados de granos minerales inequidimensionales están presentes en pequeñas cantidades o muestran un bajo grado de orientación preferente, o si bien desarrollada, ocurren en zonas ampliamente espaciadas. Textura esquistosa: caracterizada por la presencia de una esquistosidad bien desarrollada. Textura gneísica: caracterizada por la presencia de una esquistosidad mal desarrollada. Textura granofélsica: textura caracterizada por la ausencia de esquistosidad.

9 a.1. nombre raíz basado en características estructurales Esquisto: RM con textura esquistosa. En rocas ricas en filosilicatos, se usa para variedades de Ø medio a grueso. Ø fino a medio y Ø fino, filitas y pizarras. Gneis: RM con textura gneísica. No tiene connotación mineralógica aunque se suele usar para rocas ricas en Fds (± Qtz). Granofels ( granofelsita ): RM con textura granofélsica.

10 a.2. nombre raíz basado en identificación del posible protolito meta- para rocas de origen sedimentario o ígneo en las que se reconoce su origen (metagabro, metabasalto, metagrauwaca, metasedimento). También de modo genérico para indicar que la roca es metamórfica (metapelita). Metapelita (RM con protolito lutítico) Metabasita (RM con protolito ígneo básico) Metabasalto (RM cuyo protolito es un basalto) Meta-arenita (RM con protolito sedimentario terrígeno) Metagranito Metagabro Metamarga, orto- para rocas metamórficas que derivan de un protolito ígneo (ortogneis). para- para rocas metamórficas que derivan de un protolito sedimentario (paragneis).

11 a.3. nombre raíz basado en nombres específicos Anfibolita Cataclasita* Corneana Cuarcita Eclogita Esquisto azul Esquisto verde Filita Granulita Mármol Migmatita Milonita* Pizarra Roca calcosilicatada Serpentinita Skarn

12 a.3. nombre raíz basado en nombres específicos - rocas metamórficas cuarzo-pelíticas PRINCIPALES GRUPOS COMPOSICIONALES EN ROCAS METAMÓRFICAS - rocas metamórficas cuarzo-feldespáticas - rocas metamórficas máficas - rocas metamórficas ultramáficas - rocas metamórficas carbonáticas

13 a.3. nombre raíz basado en nombres específicos rocas metamórficas cuarzo-pelíticas Derivan de rocas sedimentarias arcillosas (pelitas, cuarzopelitas, areniscas, ortocuarcitas y cherts), y se caracterizan por cantidades importantes de SiO 2, Al 2 O 3, FeO, MgO, K 2 O y H 2 O. El metamorfismo de rocas pelíticas da lugar a los siguientes litotipos comunes: Pizarra Filita Esquisto pelítico Gneiss pelítico Migmatita Corneana Micacita Cuarcita

14 a.3. nombre raíz basado en nombres específicos rocas metamórficas cuarzo-pelíticas Filita: RM de grano fino a medio de metamorfismo de grado bajo con esquistosidad perfecta por la disposición paralela de sus filosilicatos. Las superficies de esquistosidad poseen un brillo satinado característico. Pizarra Filita Esquisto pelítico Gneiss pelítico Migmatita Corneana Micacita Cuarcita Pizarra: RM de grano muy fino que presenta esquistosidad pizarrosa. Normalmente se trata de una roca de metamorfismo de grado muy bajo, aunque también puede aparecer en grado bajo. Migmatita: roca silicatada heterogénea a meso-escala que aparece en terrenos metamórficos de grado alto y muy alto. Compuesta por partes oscuras (máficas), de apariencia metamórfica, y claras (félsicas), de aspecto ígneo. melanosoma leucosoma

15 a.3. nombre raíz basado en nombres específicos rocas metamórficas cuarzo-pelíticas Pizarra Filita Esquisto pelítico Gneiss pelítico Migmatita Corneana Micacita Cuarcita Corneana: RM originada por metamorfismo de contacto, masiva, muy dura y recristalizada, de grano fino a medio, sin esquistosidad p.e. corneana con And, corneana con Ep y Amp, Micacita: RM compuesta en mas de un 75% modal de mica. Cuarcita: RM con mas de 80% de Qtz.

16 a.3. nombre raíz basado en nombres específicos rocas metamórficas cuarzo-feldespáticas Derivan de rocas sedimentarias cuarzo-feldespáticas (arcosas y grauwacas) o de rocas ígneas félsicas (granitoides y sus equivalentes volcánicos). Se caracterizan por cantidades importantes de SiO 2, Al 2 O 3, K 2 O y Na 2 O. El metamorfismo de rocas cuarzo-feldespáticas da lugar a los siguientes litotipos comunes: Esquisto feldespático Gneis feldespático

17 a.3. nombre raíz basado en nombres específicos rocas metamórficas máficas Derivan de rocas ígneas máficas (gabros, coladas basálticas) e incluso de rocas sedimentarias ricas en FeO, MgO y CaO. El metamorfismo de rocas máficas da lugar a los siguientes litotipos comunes: Esquisto verde Esquisto azul Anfibolita Eclogita Granulita máfica

18 a.3. nombre raíz basado en nombres específicos rocas metamórficas máficas Esquisto verde Esquisto azul Anfibolita Eclogita Granulita máfica Esquisto azul: esquisto de color azul por la presencia de Na-Amp (Gln, Rbk, Crt). Esquisto verde: esquisto de color verde por la presencia de minerales como Chl, Tr-Act (Ca-Amp) y Ep. Anfibolita: RM con/sin foliación, compuesta predominantemente (75%) por Amp (debe constituir el 50% de los minerales máficos y 30% del total) y Pl, ± Qtz, Cpx, Grt, Ep, Bt, Ttn y Scp.

19 a.3. nombre raíz basado en nombres específicos rocas metamórficas máficas Esquisto verde Esquisto azul Anfibolita Eclogita Granulita máfica Eclogita: RM sin Pl compuesta +75% de Omp (Na-Px) y Grt. Si Grt >75%, Granatita con Omp Si Omp >75%, Onfacitita con Grt Granulita: RM con una asociación mineral de alta-t, dominada por minerales anhidros máficos. Ms ausente. Es característica la presencia de Opx y la textura granoblástica como un mosaico poligonal equidimensional.

20 a.3. nombre raíz basado en nombres específicos rocas metamórficas ultramáficas Resultado del metamorfismo de lherzolitas, harzburgitas, dunitas y otros tipos de rocas ultramáficas de procedencia mantélica con composiciones globales dominadas por SiO 2, FeO, MgO y CaO. Si sufren procesos de hidratación dan lugar a serpentinitas. Los litotipos mas comunes: Serpentinita Meta-harzburgita Metalherzolita Metadunita

21 a.3. nombre raíz basado en nombres específicos Uso de términos ultramáficos. Peridotita: Roca plutónica ultramáfica que tiene Ol como constituyente esencial. Harzburgita: Roca ultramáfica de la familia de las peridotitas compuesta por Ol y Opx como minerales esenciales. Lherzolita: Roca ultramáfica de la familia de las peridotitas compuesta por Ol, Opx y Cpx. Se supone que es la roca más abundante en el manto superior. Wehrlita: Variedad de peridotita formada por Ol y Cpx. Websterita: Variedad de piroxenita con cantidades similares de Opx y Cpx. Piroxenita: Rocas plutónica ultramáfica que tienen piroxeno como mineral esencial. Hornblendita: Roca plutónica ultramáfica cuyo componente principal es la Hbl. Hornblendita olivínica

22 a.3. nombre raíz basado en nombres específicos rocas metamórficas ultramáficas Serpentinita: RM compuesta en +75% por minerales del grupo de la serpentina (Atg, Ctl, Lz).

23 a.3. nombre raíz basado en nombres específicos rocas metamórficas carbonáticas Resultado del metamorfismo de calizas, dolomías, margas y pelitas calcáreas. El metamorfismo de calizas y dolomías da lugar a mármoles y el de margas y pelitas calcáreas da lugar a calcoesquistos o calciesquistos. Los litotipos mas comunes: Mármol Calcoesquisto Roca calcosilicatada Skarn

24 a.3. nombre raíz basado en nombres específicos rocas metamórficas carbonáticas Mármol Calcoesquisto Roca calcosilicatada Skarn Mármol: RM compuesta por + 50% de minerales carbonatados (Cal, Dol, Arg). Mármol puro, + 95% de minerales carbonatados. Mármol con Tr -T Mármol con Di T intermedia Mármol con Ol +T Roca calcosilicatada: RM compuesta por carbonatos (< 50% ) junto con silicatos cálcicos como Ep, Zo, Ves, Di, Ca-Grt, Wo, An, Scp o Ca-Amp. Skarn: roca formada por metasomatismo inducido por intrusiones magmáticas sobre rocas calizas o dolomías y que están constituidas por carbonatos, cuarzo y una gran variedad de silicatos cálcicos como Wo, Di, Grs, Ep, etc.

25 a.3. nombre raíz basado en nombres específicos Cuarcita Filita Corneana Qtz Granulita Anfibolita Esquisto verde Mármol Pizarra Amp Pl Eclogita Omp Esquisto azul Serpentinita Grt

26 Nombres de las rocas de falla Foliación Cohesión Porcentaje de matriz Nombre Sin foliación No cohesivas >70% <70% Harina de falla Brecha de falla Cohesivas <50% 50-90% Protocataclasita Mesocataclasita >90% Ultracataclasita Con foliación Cohesivas <50% 50-90% >90% Protomilonita Mesomilonita Ultramilonita

27 Una misma RM puede tomar tres nombres correctos, - nombre sistemático/estructural (en funcion de las características estructurales: esquisto, gneis, granofels ( granofelsita )) - nombre basado en el protolito (meta-, orto-, para-) - nombre no sistemático/especifico (términos históricamente bien conocidos y comúnmente usados: anfibolita, mármol, serpentinita ) Qué nombre le damos a una roca metamórfica entonces? La elección de un nombre u otro dependerá de la información disponible o de los aspectos que se quieran destacar

28 De nuevo seguimos los principios generales de la IUGS-SCMR Procedimiento General Pasos 1 y 2. relativos al uso de nomenclatura no sistemática (nombre especifico) Pasos 3 y 4. relativos al uso de nomenclatura sistemática (nombre básico) a) Nombres basados en el protolito si la roca esta débilmente metamorfizada b) si la roca contiene >75% de un mineral añadir sufijo ita al nombre del mineral c) si la roca ajusta a la definición de un nombre especifico bien conocido, generalmente es apropiado usarlo d) si el contexto o génesis de la roca es conocido o se desea enfatizar este, usar un nombre especifico (puede llevar sufijos minerales o estructurales)

29 Paso 1. tiene la roca una clara micro- y/o mesoestructura metamórfica? Si Paso 3. la roca posee esquistosidad? Es apropiado un nombre basado en el protolito? Paso 2. es apropiado usar un nombre especifico por alguna de las siguientes razones? a) Roca compuesta +75% modal de un mineral b) el contenido mineral y/o la estructura se ajustan a un nombre especifico c) se conoce el contexto y/o génesis y para enfatizarlo. No No No Si Nombre basado en el protolito utilizando el prefijo meta-. Usar sufijos mineralógicos y/o estructurales si se considera oportuno. Si Si Añadir el sufijo ita al nombre del mineral. Usar sufijos mineralógicos o estructurales si se considera oportuno. Selecciona el nombre de la tabla de específicos. Usar sufijos mineralógicos o estructurales si se considera oportuno. Si No Paso 4. la esquistosidad esta bien desarrollada? Si la roca tiene estructura esquistosa No la roca tiene estructura gneísica la roca tiene estructura granofélsica La roca es un esquisto. Usar sufijos mineralógicos apropiados. La roca es un gneiss. Usar sufijos mineralógicos apropiados. La roca es un granofels. Usar sufijos mineralógicos apropiados.

30 Uso de sufijos minerales Constituyentes minerales mayores todos deben ser sufijados. Pero los minerales esenciales, inherentes a la definición de la roca, no deben añadirse al nombre. Constituyentes minerales menores es opcional, se recomienda para constituyentes minerales críticos que proporcionan información adicional acerca de las condiciones del metamorfismo. Uso de otros sufijos, prefijos y calificadores generales recomendados por la SCMR. - términos de Ø. (fanerítica, afanítica). - micro-, meso-, macro-. - ácido (>63% SiO 2 ), intermedio (52-63%), básico (45-52%), ultrabásico (<45%). - términos de color para rocas y minerales (leuco-, melano-) - ± - -ita - mono-mineral, bi-mineral, tri-mineral,... (numero de minerales que forman el 95% de la roca). - principalmente compuesto de. (minerales que forman mas del 50% del volumen de la roca). - principalmente compuesto del mineral A y el mineral B. (minerales mayores que forman juntos mas del 50% del volumen de la roca). - principalmente compuesto del mineral A ± mineral B. (mineral A mayor y B, presente o ausente, que forman juntos mas del 50% del volumen de la roca).

31 Uso de otros sufijos, prefijos y calificadores generales recomendados por la SCMR. - constituyente principal (mineral presente en contenido modal 50%). - constituyente mayor (mineral presente en contenido modal 5%). - constituyente menor (mineral presente en contenido modal <5%). - constituyente esencial (mineral presente en cantidad suficiente para satisfacer la definición de la roca). - constituyente crítico, asociación de fases crítica (su presencia o ausencia distingue condiciones de formación de la roca y/o la composición química de la roca). - minerales félsicos (término global para el cuarzo, feldespatos y feldespatoides modal). - minerales máficos (término global para minerales ferromagnesianos y no félsicos). -meta-. -orto-. - para-.

32 Terminología basada en condiciones del metamorfismo. Presión, temperatura y grado alta temperatura o baja presión se usan comúnmente como calificadores para añadir información genérica de las condiciones P-T del metamorfismo. La SCMR recomienda emplearlos de modo consistente con las P y T indicadas en la figura. El grado metamórfico suele emplearse también como indicador aproximado de las condiciones P-T, la SCMR recomienda usar los rango de grado que se indican en la figura con referencia a la máxima T alcanzada.

33 Terminología basada en condiciones del metamorfismo. Facies metamórficas En RM existe una relación sistemática entre composición global y asociación mineral en equilibrio para unas determinadas condiciones P-T. Facies Metamórfica: conjunto de asociaciones minerales que en distintas composiciones globales representan unas condiciones especificas de metamorfismo (Turner, 1981). Permite una clasificación genética y estimación de las condiciones del metamorfismo a partir de observaciones petrográficas sencillas.!!! Ojo!!! a) los criterios mineralógicos, así como la nomenclatura, se han basado en asociaciones minerales en composiciones máficas. En composiciones no máficas, no hay asociaciones diagnósticas problemas! b) no existe consenso sobre el numero y tipo de facies. Adoptaremos la versión simplificada y terminología recomendada por la SCMR

34 Facies Rocas máficas Metapelitas Ceolitas Laumontita (mas común), analcita, heulandita, wairakita. (abundantes relictos). Interestratificados arcillosos. Sub-esquistos verdes (prehnitapumpellyita) (AP) (BP) Lawsonita + albita. Prehnita + pumpellyita ± clorita ± albita ± epidota (zona de mas baja temperatura). Pumpellyita + actinolita (zona de mas alta temperatura). Illita/moscovita + clorita + albita + cuarzo. Estilpnomelana, pirofilita. Esquistos verdes (AP) Actinolita + epidota ± albita ± clorita ± stilpnomelana (zona de mas baja temperatura). Hornblenda ± actinolita + albita + clorita + epidota ± granate (zona de mas alta temperatura). Clorita + moscovita + albita (zona de baja temperatura). Clorita + moscovita + biotita + albita. Cloritoide, paragonita + moscovita + albita. Granate + clorita + moscovita + biotita + albita (zona de mas alta temperatura). (BP) Albita + epidota + actinolita + clorita. Actinolita + oligoclasa. Moscovita + biotita + clorita. Anfibolitas (AP) (BP) Hornblenda + plagioclasa ± epidota ± granate. Hornblenda + plagioclasa ± cumingtonita Estaurolita, distena ó sillimanita + moscovita (zona de mas baja temperatura). Sillimanita + feldespato-k ± moscovita + cordierita ó granate. Sillimanita + granate + cordierita (feldespato-k ausente). Cordierita + clorita + biotita + moscovita. Andalucita + biotita + moscovita. Cordierita + andalucita + moscovita (zona de mas alta temperatura). Granulitas (AP) (BP) Granate + clinopiroxeno + cuarzo + plagioclasa ± hornblenda. Granate + clinopiroxeno + ortopiroxeno + plagioclasa ± hornblenda. Clinopiroxeno + ortopiroxeno + plagioclasa ± olivino ± hornblenda. Distena + feldespato-k. Cordierita + granate + feldespato-k ± sillimanita ± hiperstena Hiperstena, safirina + cuarzo (alta temperatura). Cordierita + andalucita + feldespato-k + hiperstena. Corindón + magnetita + anortita, vidrio (cuarzo ausente; alta temperatura). Esquistos azules (AP) Glaucofana + lawsonita. Fengita + clorita ó talco + granate (biotita ausente). Cloritoide magnésico, carfolita. Eclogitas (AP) Onfacita + granate (plagioclasa y lawsonita ausentes). Talco + distena ± granate ± fengita. Corneanas piroxénicas (BP) Clinopiroxeno + ortopiroxeno + plagioclasa (olivino estable con plagioclasa) (ver granulitas BP) Sanidinitas (BP) Pigeonita Labradorita rica en K (ver granulitas BP)