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Tema 6 metamorfismo y rocas metamórficas

Metamorfismo

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Tema 6 metamorfismo y rocas metamórficas

  1. 1. 6 Metamorfismo y rocas metamórficas
  2. 2. Procesos que forman las rocas metamórficas Proceso geológico interno o endógeno El origen de las rocas metamórficas METAMORFISMO Evidencia de las altas presiones y altas temperaturas del interior terrestre
  3. 3. El origen de las rocas metamórficas El metamorfismo METAMORFISMO PRESIÓNTEMPERATURA Por cambios de Conjunto de transformaciones y procesos que sufre una roca en estado sólido Y por la acción de FLUIDOS Modifican la estructura o la composición de los minerales NUEVOS MINERALES Se forman La roca original (PROTOLITO) puede ser magmática, sedimentaria o metamórfica
  4. 4. El origen de las rocas metamórficas El metamorfismo Límites del metamorfismo DIAGÉNESIS FUSIÓN -150 0C -700 0 …. 1000 0C METAMORFISMO Límite superior Lo marca la fusión de los minerales. El metamorfismo ocurre en estado sólido Límite inferior Es difícil de definir para diferenciarlo de la diagénesis. Se establece con la aparición de minerales como la glaucofana o la pirofilita
  5. 5. El origen de las rocas metamórficas Factores del metamorfismo
  6. 6. El origen de las rocas metamórficas Factores del metamorfismo Gradiente geotérmico 30ºC/km en la superficie que luego disminuye En las dorsales la temperatura aumenta por el ascenso de magma En las zonas de subducción la temperatura aumenta por la fricción en el plano de Benioff
  7. 7. El origen de las rocas metamórficas Factores del metamorfismo Aumenta con la profundidad 0,3kb/km (1 kb = 1000 kg/cm2), varía siendo mayor en los bordes convergentes Presión litostática Peso de las rocas que se van depositando, es proporcional a la densidad y al espesor Presión de fluidos Debida a los fluidos de los poros Presión de confinamiento Acción conjunta de la presión litostática y de fluidos Presión dirigidas Causas por fuerzas tectónicas que actúan en direcciones determinadas
  8. 8. El origen de las rocas metamórficas Factores del metamorfismo Habitualmente los cambios metamórficos son mineralógicos, texturales y estructurales, sin que cambie la composición química = PROCESO ISOQUÍMICO En ocasiones, hay procesos metamórficos en los que se modifica la composición química. Los cambios se producen por fluidos calientes químicamente activos (hidrotermales) que circulan entre las rocas metamórficas modificándolas
  9. 9. El origen de las rocas metamórficas Condiciones físico-químicas del metamorfismo Un mineral es estable para unas determinadas condiciones de p y T PRESIÓNTEMPERATURA Con el metamorfismo cambian FLUIDOS Lo que hace que un mismo compuesto presente ≠ formas o estados
  10. 10. Supergénicos: Interviene agua infiltrada (disolución, hidratación, oxidación, precipitación y reemplazamiento de iones) Hidrotermales: Intervienen soluciones acuosas de origen metamórfico que disuelven, transportan y depositan minerales Metamórficos: Aparición de nuevos minerales por cambios en la textura y estructura sin que cambie la composición El origen de las rocas metamórficas Condiciones físico-químicas del metamorfismo Procesos metamórficos petrogénicos
  11. 11. El origen de las rocas metamórficas Condiciones físico-químicas del metamorfismo Diagramas de fases Los diferentes estados estables de una sustancia según la P y la tª se pueden representar con: El metamorfismo cambia la textura y composición mineralógica , pero apenas la composición química
  12. 12. El origen de las rocas metamórficas Procesos metamórficos Recristalización: Los sedimentos de grano fino se unen en granos de mayor tamaño Cambios en las estructuras cristalinas: Loa iones de los minerales varían su distribución con las condiciones de tª
  13. 13. El origen de las rocas metamórficas Procesos metamórficos Cambios en las estructuras cristalinas: El peso de los materiales cierra huecos y origina una roca más compacta y con más densidad. La presión diferencial reorienta los cristales
  14. 14. El origen de las rocas metamórficas Procesos metamórficos Son catalizadores: Al calentarse aceleran las velocidad de las reacciones químicas Provocan la recristalización: Por migración iónica. Los iones que están entre los cristales se disuelven y migran hacia los espacios que hay entre los cristales recristalizando
  15. 15. Tipos de metamorfismo Tipos de metamorfismo METAMORFISMO DE IMPACTO
  16. 16. Tipos de metamorfismo Metamorfismo dinámico o cataclástico El factor determinante es la presión (litostática, dirigida o tectónica) Suele ocurrir por presiones orogénicas tangenciales que provocan la trituración de las rocas en el plano de falla (milonitización) También puede producirse calentamiento por el rozamiento de los planos de falla Si la intensidad es baja: la trituración se llama cataclasis o brechificación y se forman rocas poco consistentes (roca cataclástica o brecha de falla) Si la intensidad es alta: los fragmentos son microscópicos tienen forma alargada y están muy unidos. La roca se llama milonita
  17. 17. Tipos de metamorfismo Metamorfismo de contacto o térmico El factor determinante es el aumento de temperatura provocado por la intrusión de magma que afecta a una roca caja Influye la temperatura inicial, el tamaño de la intrusión y el contenido en fluidos del magma El metamorfismo forma una estructura alrededor de la intrusión magmática que se llama aureola metamórfica o de contacto Cerca de la intrusión hay minerales metamórficos estables a ↑ tª (sillimanita) y más lejos minerales estables a temperaturas más bajas: clorita, talco y epidota. Las rocas que se forman se llaman corneanas o cornubianitas
  18. 18. Tipos de metamorfismo Metamorfismo regional Se debe a elevadas temperaturas, presiones y deformaciones En zonas de subducción, en bordes de placa convergentes continental- continental y en cuencas sedimentarias intraplaca por el soterramiento de sedimentos En las zonas profundas de los orógenos la temperatura es tan alta que se forma magma. Por ello que en estas zonas aparecen rocas metamórficas plegadas y falladas asociadas con rocas ígneas plutónicas
  19. 19. Tipos de metamorfismo Metamorfismo de impacto Se debe a un aumento de presión y temperatura debido al choque de un meteorito La energía térmica y la onda de choque forma una roca pulverizada, triturada y en ocasiones fundida.
  20. 20. Minerales índice y grado metamórfico P T Existe una gradación de intensidad metamórfica: desde P ↑ y tª ↓ a P ↓ y tª ↑ En cada zona con determinadas condiciones de P y tª se van formando determinados minerales metamórficos, llamados minerales índice.
  21. 21. Minerales índice y grado metamórfico Relación entre minerales índice y distintos grado de metamorfismo en el metamorfismo regional de lutitas
  22. 22. Facies metamórficas Facies metamórfica: Grupo de rocas metamórficas que se caracterizan por un conjunto definido de minerales formados bajo las mismas condiciones de presión y temperatura. Se nombran con el nombre del mineral o roca más características
  23. 23. Textura de las rocas metamórficas TEXTURA Forma, tamaño y disposición de las partículas que forman la roca Existe orientación preferente que alinea las partículas de forma paralela o subparalela En la mayoría de las rocas magmáticas o sedimentarias Los granos minerales se disponen al azar En muchas rocas metamórficas Cuando los minerales tienen una orientación preferente se dice que tiene foliación TEXTURAS METAMÓRFICAS NO FOLIADAS TEXTURAS METAMÓRFICAS FOLIADAS
  24. 24. Texturas foliadas más importantes Textura de las rocas metamórficas Texturas metamórficas foliadas TEXTURAS METAMÓRFICAS FOLIADAS Típicas de rocas expuestas a metamorfismo regional que se pliegan y deforman La foliación por esfuerzos compresivos hace que los minerales tengan alineamientos paralelos o cercanos al paralelismo ESQUITOSIDAD BANDEADO GNÉISICO Textura planar o laminar ondulada por el crecimiento de minerales. Las rocas se llaman esquistos Típico de metamorfismo de º alto. Recristalizan los minerales y por migración iónica se separan en bandas claras y oscuras (gneis) PIZARROSIDAD Superficies planas delgadas y tabulares. Se separan fácilmente (clivaje)
  25. 25. Cristales grandes rodeados de otros más pequeños Minerales prismáticos con cierto º de orientación (anfobolitas o gneises anfibolíticos) Minerales laminares con orientación más o menos paralela (micacitas y algunos gneises) Granos de igual tamaño (cuarcitas, mármol y corneanas de metamorfismo regional y de contacto) Textura de las rocas metamórficas Texturas metamórficas no foliadas TEXTURAS METAMÓRFICAS NO FOLIADAS Típicas de rocas metamórficas sometidas a escasa deformación y a partir de rocas originales con cristales equidimensionales (cuarzo y calcita) En general se denomina textura cristaloblástica que indica que los cristales han crecido en un medio sólido Según el hábito cristalino hay 4 texturas cristaloblásticas
  26. 26. Clasificación de las rocas metamórficas CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS METAMÓRFICAS ROCAS METAMÓRFICAS NO FOLIADAS ROCAS METAMÓRFICAS FOLIADAS
  27. 27. Clasificación de las rocas metamórficas ROCAS METAMÓRFICAS FOLIADAS De grano muy fino, formada por cristales de mica. Se forma por metamorfismo de º bajo De grano fino, formada por moscovita y/o clorita. Se diferencia de la pizarra por su brillo satinado y ondulaciones. Se forma por metamorfismo de º bajo De grano medio a grueso con minerales planares claros y oscuros. Con esquitosidad. De metamorfismo regional de º medio y alto. Con mica esquistos micáceos De grano medio a grueso, formada por minerales alargados (mica o anfiboles) y granulares (cuarzo y feldespato). Se forma por metamorfismo de º alto.
  28. 28. Clasificación de las rocas metamórficas ROCAS METAMÓRFICAS NO FOLIADAS De grano fino. Se forma por metamorfismo de contacto o regional de calizas o dolomías. Compacta y dura se forma a partir de arenisca (rica en cuarzo) por metamorfismo regional de grado medio a alto y de contacto ECLOGITA Por metamorfismo de alta presión de rocas ígneas básicas (gabro y basalto). Con granate y piroxenos De grano fino a medio por metamorfismo regional de rocas magmáticas básicas o sedimentos calizos con impurezas. Con hornblenda y plagioclasa
  29. 29. Clasificación de las rocas metamórficas
  30. 30. Clasificación de las rocas metamórficas
  31. 31. Metamorfismo y tectónica de placas En cada borde de placa se asocian distintos tipos de metamorfismo
  32. 32. Metamorfismo y tectónica de placas Bordes convergentes Se produce metamorfismo regional
  33. 33. Metamorfismo y tectónica de placas Bordes convergentes 1 Metamorfismo dinámico en las zonas próximas al plano de Benioff 2 Metamorfismo regional bajo las cordilleras generadas por orogénesis 3 Metamorfismo de contacto por los materiales que se funden y asciende como magma
  34. 34. Metamorfismo y tectónica de placas Bordes convergentes 1 Metamorfismo regional 2 Metamorfismo de contacto por los procesos volcánicos que generan los arcos insulares 1 2
  35. 35. Metamorfismo y tectónica de placas Bordes divergentes 1 Metamorfismo de contacto por la salida de magmas basálticos. Y metasomatismo por los fluidos hidrotermales presentes por la gran cantidad de agua 1
  36. 36. Metamorfismo y tectónica de placas Bordes pasivos 1 Metamorfismo de dinámico por las presiones generales. Se generan milonitas y brechas de falla 1

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