Este documento presenta una introducción al curso de petrología metamórfica impartido en la UABCS. Explica que la petrología es la ciencia dedicada al estudio de las rocas y se divide en petrología exógena y endógena. Luego, describe brevemente los antecedentes históricos del estudio del metamorfismo, desde James Hutton en 1795 hasta los trabajos de Eskola en 1920 sobre facies metamórficas. Finalmente, justifica la recopilación de apuntes e ideas de este curso para acredit

1. Petrología Metamórfica
Memoria del curso
UABCS. Geología 5to semestre. Gabriel Camacho Olachea

2. Introducción
El conocimiento científico es, simplemente, una mezcla de conceptos, historia
y filosofía que le permite a uno entender los temas críticos científicos de
nuestro tiempo.
El conocimiento científico está enraizado en los principios científicos
generales y en los conocimientos básicos sobre la ciencia. El ciudadano con
conocimiento científico posee suficientes datos y vocabulario como para
poder comprender el contexto de las noticias o de los sucesos diarios.
La petrología es la ciencia dedicada al estudio de las rocas, que son el material sólido
que compone la capa externa de la Tierra. Estudia las propiedades físicas, químicas,
espaciales, mineralógicas y cronológicas de las rocas y de los procesos que las forman.
Es considerada una de las principales ramas de la geología y, a su vez, se divide en dos
ramas: la petrología exógena, que estudia las rocas surgidas cerca de la superficie
terrestre y, la petrología endógena, que estudia las rocas originadas en las capas
profundas de la Tierra.
La petrología divide las rocas en tres grandes grupos: las rocas ígneas, las rocas
metamórficas y las rocas sedimentarias, cada grupo dividido, a su vez, e varias familias.
La petrología endógena se ocupa del estudio de los dos primeros grupos, mientras que
el tercero es parte del campo de la petrología exógena.

3. Antecedentes
El geólogo James Hutton fue el primero que trató sobre el concepto del
metamorfismo en su libro «Theory of the Earth», en 1795. Él concebía, como
defensor del uniformismo, que la parte superficial de la Tierra era como una gran
«máquina recicladora», donde las rocas ni se creaban ni se destruían, sino que un
tipo de roca se acababa transformando en otro, y así sucesivamente. A esta
corriente de pensamiento se oponían los defensores del neptunismo, como
Georges Louis Leclerc, que consideraban que cada tipo de roca se había formado
durante una «época», estando la historia de la Tierra dividida en varias «épocas».
El primer geólogo en usar el término «roca metamórfica» para referirse a aquellas
rocas afectadas por un magma fue Charles Lyell en el tercer volumen de su obra
«Principles of geology», publicado en 1833. A finales del siglo XIX, George Barrow
se dio cuenta de que ciertos minerales eran bastante abundantes en ciertos tipos
de rocas metamórficas. Eso le permitió definir el grado de metamorfismo, que
permitía conocer la magnitud de las condiciones de presión y temperatura que
sufrían las rocas en función de los cambios en su mineralogía. En 1920, Pentti Elias
Eskola desarrolló el concepto de facies metamórficas, al observar que para ciertos
intervalos de temperatura y presión las asociaciones de minerales eran iguales, y
que al variar aquellas, estas también variaban. Propuso cinco facies metamórficas
para definir cinco condiciones de presión y temperatura, y en 1939 añadió tres
más.

4. Justificación
En la presente recopilación de ideas del curso de petrología
metamórfica se atiene la integración de datos a lo largo del quinto
semestre de la carrera de geología para acreditar la asignatura del año
de 2013, aunado a la acreditación se sitúa de forma indirecta retomar
apuntes del curso, consulta de bibliografía de libros de texto, páginas
de internet para reafirmar y sentar conocimientos de la petrología
metamórfica así también aclarar dudas y resolver posteriores dudas
previo y posterior a la elaboración de está memoria del curso de
petrología metamórfica.

5. Unidad 1
PETROLOGÍA METAMÓRFICA
Introducción, definición, conceptos, r
ocas metamórficas como sistema.

6. Abierto
T, P, Profundidad;
composición, elementos traza,
Móvil
Permeable
Roca
Metamórfica
Facies minerales: Zeolitas, prehenitapumpellyta, esquistos azules, esquistos
verdes, Hornfels Ab-Ep, H
Prx, anfibolitas, glaucolitas, eclogitas.
Cadenas de rocas
metamórficas, muestra de
mano, lamina delgada
Minerales, texturas,
Química, estructura, geoquímica
Margenes
convergentes, divergentes, intrusiones
plutonicas, zonas de fallas, superficies
(crateres)
Ultramafico, mafico, pelítico, carbonat
os, silicio, cuarzo-feldespatico
T isótropas,
T anisótropas

7. Enfoque de Sistema
Tipo
Abierto
Fronteras
Moviles, permeables
Componentes:
Minerales, texturas, química, estructuras, geoquímica
Entorno
Ambiente geológico, laboratorio
Nivel de Resolución
Macro, micro, meso
Estado
Permeable
Propiedades
Físicas, químicas

8. CAPITULO 2
PETROLOGÍA Y METAMÓRFISMO
• Conceptos, condiciones, factores y
tipos de metamorfismo

9. Conceptos y factores del metamórfismo

10. Temperatura
Definida como la medida de la energía térmica.
Una de los agentes más importantes que propician el metamórfismo de las
rocas.
Promueve la recristalización, incremento del tamaño de grano.
Reacciones endotermicas
Presión
En el interior de la tierra mide la fuerza por unidad de superficie a la que una
roca ésta sometida, dependiente del peso por el tipo de material soportado y la
profundidad. Medida en Pascales (Pa).
Factores del metamórfismo
Como factores principales del metamórfismo las mas importantes
incluye:
–
–
–
–
Temperatura
Presión (presión litostática, dirigida y de fluidos)
Composición
Fase fluida

11. Presión litostática:
presión total ejercida sobre un punto en el interior de
la corteza terrestre por el peso del material suprayacente, y es producto de la
densidad media (ᵨ de las rocas situadas por encima, la profundidad (km) y la
)
aceleración de la gravedad (g).
Esfuerzo desviatorio:
es aquel esfuerzo que actúa en diferentes
direcciones.
Presión de fluidos:
es la presión ejercida por fluidos dentro de los poros,
límites de grano y fracturas de la roca. De faces de hydruros o carbonatos; volatiles,
presencia de líquidos críticos.

12. Estimación del rango
geotérmico de la corteza
oceánica-continental de
diversos autores
(Winter, 2000).

13. Campo del gradiente metamórfico, relación de T-P (Winter, 2000)

14. Metamórfismo
El metamórfismo es un proceso subsólido dando lugar a cambios en la
mineralogía y/o textura y otra en la composición química de la roca. Los
cambios que se deben a cambios en las condiciones físicas y/o químicas.
El proceso puede coexistir con la fusión parcial (Winter, 2000).
Tipo de metamórfismo
1.-Relación entre la composición química (inicial, protolito) y el resultado
del metamorfismo (roca metamórfica):
Isóquimico
Alóquimico
2.- Según el factor dominante:
M. Térmico
M. Dinámico
M. Dinamotérmico
3.- Según el proceso dominante:
M. Regional
M. de Contacto
M. Hidrotermal
M. Cataclástico
M. de impacto, meteórico o de choque

15. Tipos de metamórfismo
1.-Relación entre la
2.-Según el factor
composición química y el dominante
resultado del
M. Térmico
metamórfismo
Factor dominante temperatura.
Isóquimico
Si la composición química total se
mantiene constante.
Aloquímico
Si la composición química total
cambia
significativamente
, perdida o ganancia (cambio) de
elementos.
M. Dinámico
Factor dominante presión
esfuerzo desviatorio.
o
M. Dinamotérmico
Los factores dominantes son la
presión y la temperatura.

16. 3.-según el proceso dominante
M. Regional.- efecta a lo largo una cadena de rocas asociados a
cinturones oregenicos.
M. de orogenico.- asociado con margenes de placas convergentes.
Cinturones orogenicos. M. Dinamotérmico. Presencia de rocas foliadas por
esfuerzo desviatorio. Seguido de un metamórfismo de contacto en la
formación de intrusiones.
M. de enterramiento.- deformación moderada, temperatura
baja, efectos de metamórfismo de incremento en la T y P por enterramiento.
Diagénesis en la formación de las faces Zeolitas, prehenitapumpellyta, laumonita.
M. de fondo oceánico.- ocurre en los centros de las dorsales. Alteración
metasomática. Asociado con actividad hidrotermal.

17. Metamórfismo de contacto
Se asocia con aureolas de intrusiones ígneas (plutones, batolitos) y esta
controlado por la forma y tamaño de la aureola. Naturaleza del
plutón, naturaleza de la roca encajonante.
Plutones puede elevarse y
transmitir calor a la corteza
superficial, por lo que
puede ocurrir en un
amplio intervalo de
presiones

18. Metamórfismo Hidrotermal
Sueles estar presente en actividad ígnea. Tipo de M. aloquímico, fracción
dominante de fluidos.
Rica en H2O caliente.
Usualmente envuelta en metasomatismo. Tiene un elevado gradiente
geotérmico y fluidos ricos en elementos importantes.
Metamórfismo Cataclástico
Por fracturamiento de fallas frágiles de la corteza y más profunda de cizalla
dúctil de la corteza terrestre. Las altas tasas de deformación y la tensión con la
menor recristalización
(a) Zona de falla superficial
con brecha de falla
(b) Zona de falla más
profunda (expuesta por
erosión) con fluido dúctil
y milonita.
(Winter, 2000).

19. Relación con el resto de los temas
Claasificación de la rocas
metamórficas daran paso a
conocer la texturas logrando
clasificar la roca en
textura, mineralogía, estructura
o páragenesis, la relación
geometrica dara los eventos y
condiciones que fue objeto la
roca para poder hacer una
descripción acertada o
aproximada.
Petrología y
Metamórfismo
Ubicando la roca en una roca
origen y el ambiente de
formación dara los factores
implicados para dar origen al
tipo(os) de metamórfismo en
que resulto.
Característica de las rocas
metamórficas: contribuye a la
petrología conocer la fabrica y
estructura, mineralogía para el
estudio a micro, macro y meso
escala conociendo la génesis de
la roca ubicándolo en un estadio
del tipo de metamórfismo

20. Unidad 3
CARACTERÍSTICAS DE LAS ROCAS
METAMÓRFICAS
Ocurrencia y distribución, estructura
y fabrica, composición
mineralógicas, y textura
metamórficas.

21. Metamórfismo progradante
Aumento del grado metamórfico al transcurso del tiempo, como
una roca se somete a condiciones gradualmente más intensas.
Cambios en una roca que acompaña el aumento del grado
metamórfico.
Reacciones progradantes son endotérmicas y influenciadas por aumento de T.
Una roca de alto grado metamórfico avanzo a través de una seccuencia de
asociaciones minerales.
Retrogrado .- grado decreciente a medida que la roca se enfría y
recupera de un evento metamórfico y/o ígneo.
Reacciones de desvolatización son más comunes que la reintroducción de
volátiles.
Geotérmometros son indicativos de la composición mineral que conserva la
temperaturas máxima.

22. Estructura y fabrica de rocas metamórfica
– Estructura.- rasgos que adquiere la roca a nivel macroscópico.
Refiere a a escala regional, usando el termino «TEXTURA» para referirse a una orientación
preferente.
– Fabrica.- para la descripción de estructuras lineales y foliares.
Lineación.- fabrica de elementos lineales.
Foliación.- fabrica de elementos planares.
Foliación-Clivaje.- propiedad de una roca para dividirse a lo largo de planos subparalelos
regulares.
-Esquistosidad.- por una orientación preferente de los granos minerales
inequigranulares o agregados de granos. Minerales alineados de grano grueso
suficiente para ver a simple vista. La orientación es generalmente plana, pero
orientaciones lineales no están excluidas.
-Estructura Gneissosa.- con un poco de desarrollo de esquistocidad o separados en
capas claras y oscuras. Son generalmente de grano grueso.

23. Rocas derivadas de las texturas:
Pizarra.- roca metamórfica de grano muy fino compacto con clivaje bien
desarrollado. Superficie bien exfoliada (a).
Filita.- roca con esquistocidad en el que los filisilicatos en capas finas (sericita,
fengita y/o clorita), raramente grano grueso suficiente para ver a simple vista,
tiene un brillo sedoso en la superficie de la exfoliación, son comunes tanto con
foliación y lineación (b).
a: Slate
b: Phyllite

24. Esquistos-. Roca que presenta
esquistocidad. Tanto pizarras y
filitas la presentan. Termino en
que los minerales foliados son los
suficientemente gruesos para ver
fácilmente en muestra de mano.
Gneis.- una roca que muestra
estructura gneissosa con capas
(bandas) de minerales oscuros y
minerales félsicos alternados. Gneis
puede ser delineada, pero también
debe mostrar segregaciones de con
concentraciones ricas en minerales
oscuros y félsicos.

25. Rocas no foliadas
Aplica para rocas que son producto del metamórfismo de alta tensión
Granofels.-
caracterizada por la falta de orientación preferencial de
los granos. Puede contener foliación y no. A veces es sinónimo de
granulita.
Hornfels.- tipo de granofels típicamente de grano muy fino y
compacto, producida en aureolas de contacto, y tienden a dividirse en
cuando se rompen.
Tipo de rocas metamórficas especificas
Mármol.- roca compuesta predominantemente
de calcita o dolomía.
Protolito es caliza o dolomía.
Cuarzita.- roca compuesta principalmente de cuarzo. Protolito arenisca, ó
pelítico.
Esquisto verde.- roca de grado bajo, contiene clorita, actinolita, epidota y
albita, los que los tres primeros dan el color verde a la roca. Protolito roca ígnea
máfica o grauvaca.
Anfibolita.- roca dominada por hornblenda+plagioclasa. Anfibolita puede ser
foliada o no foliada. Protolito roca ígnea mafica o grauvaca.

26. Serpentinita.- roca de bajo grado, contiene principalmente serpentinita.
Esquisto azul.- roca con amfibol azul metamórfico procedente de rocas
ígneas máficas o grauvacas máficas.
Eclogita.- roca de color verde y rojo que contiene clinopiroxeno y granate
(omfacita+piropo). Protolito basáltico.
Skarn.- roca de metamórfismo de contactoque contiene minerales
calcosilicatos como grasularia, epidota, tremolita, vesubianita.
Granulita.- roca pelitica, máficas o cuarzo-feldespatica de alto grado que se
compone de minerales de libres de OH. Moscovita está ausente, plagioclasa y
ortopiroxeno son comunes.
Migmatita.- roca silicatada composición heterogénea, normalmente tiene
una matriz oscura gnéisica (melanosomas) y porciones félsicas ligeras
(leucosomas).

27. Rocas de alta deformación (tectonitas)
Asociadas a zonas de fallas. Se divide en rocas cohesivas y no
cohesivas. Una roca no cohesiva se atribuyen a niveles corticales
superficiales, se ve alterado por agua subterránea o una matriz
rica en arcilla. Rocas cohesivas se distinguen por ser foliadas o no
foliadas pero más fina que la variedad no cohesiva.
Clasificación de las rocas de
alto deformación, tomado de
Winter (2000).
Clasificación de rocas de alta deformación
(tectonitas), tomado de PDF
«metamórfismo_todo (2006)».

28. Esquema de una sección transversal en una zona de cizalla. Muestra los tipos
de rocas formadas en el transepto de la profundidad hacia la superficie, de una
la zona dúctil hacia la zona quebradiza respectivamente.

29. Esquema de rocas asociadas de alta tensión relacionadas con zonas de cizalla.

30. El nombre para una roca metamórfica consiste en un termino raíz y
una serie de sufijos, calificativos o ambos. El nombre de la roca
puede ser característico, textura de la roca o implícita la presencia de
un mineral o minerales partículares.
Prefijos especiales mayormente utilizados:
Meta.- para referirse a rocas de origen ígneo o sedimentario.
Orto.- prefijo para roca de origen ígneo.
Para.-prefijo para una roca de origen sedimentario.

31. Texturas metamórficas
Para designar características penetrativas a escala micro.
Termino blasto es indicativo de que el mineral es de origen metamórfico.
Termino clasto es indicativo de mineral pre-extinte o relicto levemente rompido
de los extremos.
Procesos de deformación, recuperación y recristalización.
La deformación de sólidos cristalinos implica una serie de procesos, los
procesos dominantes dependen de las propiedades de la roca
(mineralogía, tamaño de grano y orientación, composición, movilidad de los
fluisos intergranulares) y los factores exteriores (t, p, tensión
desviatoria, presión de fluidos y tasa de deformación).
Flujo Cataclástico
Fragmentación mecánica y deslizamiento, rotación de los fracmentos.
Truturar, romper, doblar, torcer, extinción
ondulante, trituración, ojos, morteros, etc.

32. Presión de fluidos
a. Tensión mayor en la zona de contacto entre
los grano y difilmente la disoloción en
ausencia de fluidos. b. mayor deformación,
las áreas se disuelven y material de
precipitación en zonas de baja deformación
adyacentes.
Evidencia de presión de fluidos entre granos
de cuarzo en una deformación de cuarzolita.

33. Deformación intracristalina del tipo dúctil
No involucra perdida de cohesión en la roca. Varios procesos pueden estar
implicados, a menudo simultáneamente. Torsión simple y flexión en los enlaces
de un cristal es elástica y rápidamente enrejado. En la deformación
intracristalina esto sucede más fácilmente por el movimiento de defectos en la
red.
Recristalización
Es otra manera de reducir la energía de deformación almacenada. Implica el
movimiento de los límites de los granos o el desarrollo de nuevos límites, lo
cual produce una configuración nueva de los granos.

34. Típicas texturas de
metamórfismo de
contacto.

35. Halos de deflexión
Depletion halo around garnet porphyroblast.
Boehls Butte area, Idaho
Representación grafica de los halos
de deflexión, figura a la izquierda.

36. Tectónica de placas para
conocer el ambiente de
formación y las condiciones de
la corteza.
Conocer las asociación
mineralogía mediante la
presencia de facies y grados se
reforzara las condiciones a las
que estuvo sujeta la roca para
clasificar.
Característica de
las rocas
metamórficas
Teniendo las características dará
paso a la clasificación y al tipo
de metamórfismo que fue
objeto.

37. Unidad 4
Clasificación, nomenclatura y descripción
tanto megascopica como microscopica, de
rocas metamórficas
Clasificación, descripción micro y
macroscopica de las rocas
metamórficas

38. Clasificación de la rocas metamórficas
base en criterios:
Texturas
Química o composición
Grados metamórfico
Facies metamórfico
Textura
Criterios básicos:
Gneiss. -Roca metamórfica con esquistosidad gneísica. Este término se usa para rocas que
contienen feldespato (± cuarzo) abundante, pero excepcionalmente se puede usar para otras
composiciones (por ejemplo, gneiss cordierítico sin feldespato). Ejemplos: gneiss con biotita y
granate, gneiss granítico, ortogneiss, gneiss migmatítico, gneiss bandeado, gneiss máfico.
Esquisto. Roca metamórfica con una esquistosidad bien desarrollada en muestra de
mano, definida
por una orientación común de abundantes granos minerales inequidimensionales. En las rocas
ricas en filosilicatos se reserva el término esquisto para las variedades de tamaño de grano
medio y grueso, mientras que las variedades de grano fino se denominan filitas. Ejemplos:
esquisto con actinolita, clorita y epidota1 (= esquisto verde), esquisto con biotita y
granate, micaesquisto, micaesquisto calcáreo, esquisto con antigorita (= serpentinita), esquisto
con talco y distena.
Pizarra. Roca de grano muy fino y de metamorfismo de grado muy bajo que presenta
esquistosidad
pizarrosa.
Filita. Roca metamórfica de grano fino de metamorfismo de grado bajo con esquistosidad
perfecta
debida a la disposición paralela de sus filosilicatos. Las superficies de esquistosidad suelen
mostrar un brillo satinado característico.

39. Por deformación intensa
Brecha de falla. no cohesiva, sin foliación, formada por cataclasis
(fragmentación frágil y rotación de granos) que consiste en fragmentos de
tamaño de grano variable inmersos en una matriz más fina. El porcentaje de
fragmentos visibles es mayor del 30%
Harina de falla. no cohesiva, sin foliación, con menos del 30 % de fragmentos
visibles.
Pseudotaquilita. Cataclasita compuesta por fragmentos de tamaño de grano
fino inmersos en un matriz vítrea de color oscuro.
Milonita. Roca producida por reducción mecánica de su tamaño de grano como
resultado de una deformación dúctil, no cataclástica, en zonas de falla o de
cizalla, que genera una foliación penetrativa a pequeña escala y a menudo una
lineación mineral asociada. Los cristales que hanresistido la reducción de
tamaño de grano reciben el nombre de porfidoclastos y en estas rocas están en
una proporción entre el 10 y el 90% del total; el resto es una matriz de grano
fino.

40. Facies metamórficas
Anfibolita. Roca metamórfica máfica, foliada, compuesta predominantemente por anfíbol
(>40%, casi siempre de tipo hornblenda) y plagioclasa.
Corneana. Roca sin esquistosidad, de tamaño de grano fino a muy fino, compuesta por silicatos ±
óxidos, que muestra rasgos de recristalización importantes por metamorfismo de contacto.
Las corneanas (hornfels) suelen retener alguna característica heredada de la roca original, como
laminación gradada o cruzada en las corneanas metasedimentarias. Ejemplos: corneana con
andalucita,, corneana básica, corneana con epidota y anfíbol, corneana calcárea con
diopsido, vesubianita y wollastonita.
Eclogita. Roca máfica sin feldespatos compuesta fundamentalmente por onfacita (piroxeno
sódico) y granate, ambos en proporciones importantes.
Esquisto azul. Roca metamórfica con esquistosidad y una tonalidad azulada debida a la presencia
de anfíbol sódico (glaucofana, riebeckita, crossita).
Esquisto verde. Rocas metamórficas con esquistosidad (esquisto verde) o sin ella, de color verde
debido a la presencia de minerales como clorita, actinolita (un anfíbol cálcico) y epidota.
Granulita. Roca metamórfica con una asociación mineral de alta temperatura dominada por
minerales anhidros máficos. La moscovita está siempre ausente. Es característica la presencia de
ortopiroxeno. Texturalmente se caracteriza por poseer un mosaico granoblástico
poligonal, normalmente equidimensional aunque también hay variedades con una cierta
orientación preferente.
Mármol. Roca metamórfica compuesta fundamentalmente por calcita y/o dolomita (por ejemplo,
mármol dolomítico).

41. Grado metamórfico Y facies metamórficas

42. a. capas de composición
b. Orientación preferencial de minerales
micáceos
c. Forma de granos deformados
d. Variación en el tamaño de grano
e. Orientación preferencial de minerales
micáceos en una matriz sin orientación
preferencial
f. Orientación preferida de los agregados
minerales lenticulares
g. Orientación preferida de las fracturas
h. Combinaciones de las anteriores
Tipos de fabrica. Elementos
Que definen una foliación.

43. clasificación morfológica
de la foliación. Presencia
de micro-listones en
muestra a lamina delgada
en ambas figuras.

44. Deformación progresiva de clivaje por
Crenulación situaciones asimetricas y
Simetricas (tomado de Winter, 2000)

45. Tipos de lineación
aOrientación preferida de los agregados
minerales alargados
b. Orientación preferencial de los minerales
alargados
c. Lineación definido por minerales
laminares
d. Eje de plegamiento (especialmente de
crenulaciones)
e. La intersección de elementos planos.
Tipos de fabrica que define
una lineación.

46. A partir de un plano o linea
orientadas al azar
Comenzando con cristales
equidimensionales
Comenzando con foliación
preexistente
Las cifras sombreadas
representan una esfera inicial y
el elipsoide capa resultante
El desarrollo de foliación por cizalla simple y cizalla
pura (aplanamiento).

47. Diagrama que muestra que los
elementos estructurales y de
fabrica consisten generalmente
en el estilo y la orientación en
todas las escalas meso, macro y
micro.

48. Tipo de metamórfismo
sufrido dará las pautas
para esperar lo que podra
observar a escala macro y
micro
El ambiente de
formación, tectónica de
placas dara las pautas de
posibles rocas
involucradas, estructuras
posibles a ver a escala
macro y micro
Clasificación, nomenclatura y
descripción megascopica y
microscopica de rocas
metamórficas
Ajentes físico y químicos
que intervienen en la
formación de las rocas
dará las condiciones
aproximadas de
formación, páragenesis
mineral, y reacciónes
para la formación de
minerales
Clasificación de la roca
base a la mineralogía,
textura, fabrica y
estructura

49. Unidad 5
GRADO METAMÓRFICO Y FACIES
METAMÓRFICAS
Grado metamórfico, facies
metamórficas, isógrada de reacción y
paragénesis mineral
UABCS. Geológia 5to Semestre. Gabriel Camacho Olachea

50. Grado metamórfico
El grado metamórfico refiere a la intensidad del metamórfismo
que ha influido en la roca. El avance del grado metamórfico.
Refiere a la intensidad del metamórfismo con base a las
condiciones de temperatura; definido en base a las reacciones
químicas y a las diferentes paragénesis minerales que se suceden
con la variación de los parámetros de P, T.
Dado que la clasificación de las facies metamórficas son muy
complejas y los límites de los minerales en una facies no están bien
definidos es más simple ubicarlos dentro de grados metamórficos
[sentido relativo].

51. Los límites de los grados pueden ser correlacionados con las
facies metamórficas:
Grado metamórfico
Facies metamórficas
Muy bajo grado
Zeolitas, Prehenita-Pumpellyta
y esquistos azules
Grado bajo
Esquistos verdes y hornfels de
Ab-Ep
Grado medio
Anfibolita y hornfels de
hornblenda
Alto grado
Graulita, hornfels de piroxeno,
y sanidinita

52. Diagramas comparativos de grado metamórfico vs facies metamórficas.
(1 figura a la izquierda) Diagrama de la división aproximada de grado metamórfico, así
como la división de la presión y de fondo las posición de la diferentes facies
metamórficas.
(2 Figura a la derecha) Diagrama temperatura-presión mostrando los límites
aceptados de las distintas facies metamórficas.

53. Facies metamórficas
Designan un grupo de rocas caracterizadas por un
determinado conjunto de minerales formados bajo
condiciones particulares.
Las facies se basan en dos conceptos:
Descriptivo.- relación entre la X y la mineralogía
Una Facies M. es un conjunto metamórfico de asociación a un ensamble
mineralógico. Si nos encontramos con un conjunto especifico (mejor aún, un
conjunto de grupos compatibles que cubren una gama de composiciones) en
campo, ciertas facies pueden ser asignadas a una zona.
Interpretativo.- rango de condiciones de T-P representada
por cada facies
Deduce las implicaciones de T y P relativa para cada facies, aun que no este
bien definidos sus límites.

54. No puede asignar límites de T y P precisos a cada facies
individuales.
Eskola consiente de las implicaciones de T-P y correctamente
deduce la T y P relativa de facies que propuso.
Diagrama de temperatura-presión
donde muestra en general lo
límites aceptados de la varias
facies metamórficas.

55. Ensambles minerales que caracterizan las facies (para rocas máficas).

56. Sección esquemático de un arco de isla
que ilustra un ambiente de formación y
las facies asociadas al margen
convergente.

57. Isograda e Isograda de reacción
Tulley, 1924., acuña el termino «isograda» para designar
un grado definido de metamórfismo con la primera
aparición de un mineral índice, es una línea producto de
unir puntos en un mapa de la primera parición de cierto
mineral índice.
Donde a tenido lugar un cambio especifico en asociación
mineral que refleja una reacción metamórfica.
Desde una reacción metamórfica depende de T, P, y X,
una isograda representará, en general, conjunto de
condiciones de P, T, X que satisfagan la reacción en
equilibrio y no los puntos de igual condiciones (T, P, X).
Cada que se conoce la reacción, se debe reemplazar el
termino por isograda de reacción.

58. Mapas metamórficos típicamente incluye isogradas que define zonas
y unas que definen facies.
Las isogradas limitaran las zonas metamórficas y definirán las regiones
de iguales condiciones de T-P.
Las zonas minerales se distinguen en case a un mineral determinado
o de un grupo. Por la aparición de cierto mineral.
El mineral índice es el nuevo mineral que
aparece y caracteriza a cada zona.
El principio de facies esta basado en la
observación de la paragenesis mineral de rocas
metamórficas, en en casos se ajustan a las leyes
de equilibrio quimico, pero no es esencial de la
definición de facies metamórficas
Grados, zonas y facies conceptos basicos para
describir y clasificar los procesos metamórficos
Zonas minerales en el este de E. U. A.

59. Páragenesis mineral
La ocurrencia regular, combinado en la corteza terrestre, o en una
roca, de minerales que están relacionados por las condiciones
comunes de la formación. La formación de minerales en
asociaciones parageneticas ocurre bajo condiciones físicoquímicas y termodinámicas. Para la determinación paragénetica
mineral es considerar la química e historia geológica del medio
ambiente, y esta estrechamente relacionado con la paragénesis
de los elementos que participan en la formación de los minerales.

60. La descripción mineral
apoyara en la
identificación de la
mineralogía vinculada
por las asociaciones
minerales que
caracteríza cada facies
Facies y
grado
metamófico
La tectónica de
placas dara el tipo de
metamórfismo y las
rocas asociadas a él
para intuir las
condiciones de T-P y
el agente dominante
Estrechamente ligado
con la termodinamica
para conocer la
páragenesis
mineral, asociaciones y
ensambles del estado
de esquilibrio dado por
las facies y grados

61. Unidad 6
Metamórfismo de rocas
sedimentarias, ígneas y metamórfica
Diagramas AFM, AKF, ACF

62. Diagramas quimográficos refiere a representaciones gráficas de las
asociaciones químicas de ensambles de minerales.
Por medio de la naturaleza de la roca y el desarrollo mineral permite que haya
asociaciones que los permitan clasificar.
Los diagramas de fase sirven para conocer las asociaciones minerales en una roca
de composición dada con asociaciones compatibles. En estos diagramas se puede
representar la composición de la roca en fracciones molares de los diferentes
óxidos mayores.
Una sucesión de diagramas para diferentes P-T nos permite, conocer las reacciones
de los minerales.
Los Diagramas Quimográficos de tales componentes también pueden ser
representados en un triangulo equilátero donde se tenga sílice, Fe, Mg.
Un ejemplo simple es el sistema de la plagioclasa, un sistema lineal de C=2
= 100 An/(An+Ab)

63. Supongamos que en una roca encontramos 6 minerales de composición diferente:
Composiciones minerales 3-C se representan en un diagrama de quimografico
triangular como se muestra:
x, y, z, xz, xyz, and yz2
las rocas en nuestra área tienen los siguientes 5 ensamblajes:
x - xy - x2z
xy - xyz - x2z
xy - xyz - y
xyz - z - x2z
y - z - xyz

64. Punto común corresponde a 3 fases, por lo tanto f = C
El principio de la palanca funciona también
para las proporciones de los minerales
Diagramas de compatibilidad explican
claramente por qué las rocas, a pesar de que se
equilibró con el mismo grado metamórfico, a
menudo desarrollan diferentes asociaciones
minerales
Un cambio en la composición global, aunque
sólo sea un poco, se puede variar la
composición mineral
Si el movimiento de (E) a (D) una roca
contendrá el x2z mineral (junto con z y xyz) y ya
no el mineral y que se produjo en (E)
Diagrama anterior se refiere a un rango de PT en las que los minerales ficticios
x, y, z, xy, xyz, y x2z son estables y se producen en los grupos mostrados
En diferentes grados de cambio de la diagramas
Otros minerales se estabilizan
Los diferentes arreglos de los mismos minerales (diferentes a las interconexiones
conectan diferentes fases coexistentes)

65. Diagramas quimografico ACF
Este diagrama composicional fue propuesto por Eskola (1915) para ilustrar de forma
simplificada,
Mediante un diagrama triangular, las asociaciones minerales metamórficas. Quería
prestar atención sólo a los minerales que aparecían y desaparecían durante el
metamorfismo, es decir, aquellos que eran indicativos del grado metamórfico.
Este diagrama sirve únicamente para conocer la posición de los minerales sobre el
diagrama, pero no tiene ninguna utilidad termodinámica. Algunos autores
reservan el nombre de quimografico para este tipo de representación
Los tres componentes A, C y F que marcan los vértices del diagrama ACF se definen
de la siguiente manera:
A: [Al2O3]+[Fe2O3]−[Na2O+K2O]
C: [CaO]−3.3[P2O5]
F: [FeO]+[MgO]+[MnO]

66. Para calcular A, hay que combinar primero las proporciones moleculares de
Al2O3 y Fe2O3 (hierro trivalente) en la fórmula del mineral y luego restar Na2O
y K2O (Winter, 2000).

67. Diagramas quimográfico AKF
Como los sedimentos pelíticos son ricos en Al2O3 y K2O y pobres en CaO, Eskola
(1915) propuso un diagrama distinto que incluye explícitamente el componente
K2O para representar las asociaciones minerales de las metapelitas. En este
diagrama AKF, los vértices se definen de la siguiente forma:
A:[Al2O3]+[Fe2O3]−[Na2O+K2O+CaO]
K: [K2O]
F: [FeO]+[MgO]+[MnO]
Este diagrama se usa para rocas
que tienen exceso de sílice y
alúmina que mineralógicamente
cuentan con moscovita, cuarzo y
plagioclasa (metapelitas).

68. Este diagrama se basa en el hecho de que la mayor parte de las metapelitas
contienen moscovita y se construye proyectando los minerales del sistema K2O-FeOMgO-Al2O3 desde el polo de la moscovita (Ms en la figura) sobre la cara Al2O3-FeOMgO del tetraedro.
Dos
son
las
sustituciones
más
importantes que afectan a los minerales
de las rocas pelíticas:
(a) la sustitución Fe↔Mg
(b) la sustitución 2Al↔SiMg o
sustitución de Tshermack.
La primera es paralela a la línea FM del
diagrama y la segunda paralela a la línea
AM.

69. Diagramas quimográficos CMS
Este diagrama es muy utilizado en el estudio del metamorfismo de las rocas calcáreas y
calcosilicatadas y, en menor medida para las rocas ultramáficas carbonatadas. Se trata de un
diagrama proyectado a partir del sistema CMSH-CO2, que asume exceso de H2O y CO2
Así pueden incluir las soluciones sólidas entre Ca y Mg que se dan entre los carbonatos, pero se
asume que los ferromagnesianos que se forman son los miembros extremos con Mg.
ejemplo, tremolita (anfíbol), diopsido (ortopiroxeno), o forsterita (olivino).
En las ultramáficas carbonatadas, los ferromagnesianos suelen ser magnésicos, con poco hierro.
La definición de sus vértices es muy simple:
C: [CaO]
M: [MgO]
S: [SiO2
Los campos grises marcan calizas y dolomías que forman metacarbonatos y rocas calcosilicatadas.
El subtriángulo izquierdo es el área de rocas calcosilicatadas El de la derecha para rocas
ultramáficas carbonatadas

70. Diagramas quimográficos
Dadas rocas tienen un protolito que
da la importancia para la formación
de ensambles de componentes
Termodinamica dando las
condicones de reacciones, y
equilibrio químico para poder
asociar los componente
conociendo los agentes estables en
que puede darse tales fases
Conociendo el tipo de mineralogía
en que se da cierto componente
asociado con otros y la
representación grafica de el grupo
de componentes

71. Unidad 7
Fisicoquímica y termodinámica
aplicada a las rocas metamórficas
Equilibrio químico, reacciones
reversibles e irreversibles, condiciones
de equilibrio, sistema cerrado y
abierto, regla de las facies

72. Equilibrio químico
1.- un sistema (punto de vista químico): estudio de un
determinado volumen de roca en el cual se quiera conocer el
comportamiento de los átomos.
Compuesto de una serie de minerales, y tal vez, de un fluido intergranular.
Cada uno de estos constituyentes recibe el nombre de fase.
2.- de una fase: las faces son los constituyentes separados
fácilmente de un sistema y pueden ser sólidos, líquidos o
gaseosos.
Plagioclasa y cuarzo son dos fases distintas en un esquisto, pero si la
plagioclasa tiene comomposición andesitica, los miembros extremos (an y
ab) no son faces por que los cristales de plagioclasa no pueden ser
separados por medios físicos en partículas de ab y an.
3.- de un equilibrio: si sometemos el sistema a unas condiciones
específicas de P y T y mantenemos esas condiciones constantes
durante un tiempo suficientemente largo, los átomos del sistema
se agruparán en la configuración más estable posible.

73. Se dice que el sistema esta en equilibrio.
Esta configuración de máxima estabilidad (y mínima energía)
estará sometida por un número determinado de fases
sólidas, líquidas y/o gaseosas, cuya composición y estructura
específicas dependen de los átomos presentes y de las
condiciones a las que se haya sometido el sistema.
El estado en equilibrio se da cuando los átomos
están en perpetuo movimiento y se pueden
intercambiar entre unas y otras fases. Pero, en
promedio, no hay cambio en el sistema y el
número y la cantidad de fases es constante a lo
largo del tiempo.
Como consecuencia de ello algunas fases
pueden crecer a expensas de otras, o pueden
aparecer fases completamente nuevas.
Tales cambios en las rocas reciben el nombre de
reaaciones metamórficas y dan lugar a la formación
de uan nueva asociación de fases, en equilibrio con
las nuevas condiciones.
Estados de estabilidad

74. Regla de las faces
La regla de las fases se expresa mediante la ecuación:
F=C−P+2
P: es el número de fases en el sistema
C: el número de componentes
F: el número de grados de libertad del sistema.
Goldschmidt fue el primero en reconocer la relación entre la composición química de la
roca y la asociación de minerales que desarrolla.
Plagioclase
Liquid
plus
Plagioclase
Liquid
plus
Liquid
Plagioclase
Plagioclase

75. Sistemas metamórficos (abierto)
En sistemas naturales complejos como las rocas
metamórficas, además de las variables P y T suele haber una serie de
variables composicionales (la composición de muchos minerales no
es fija sino que puede cambiar dentro de unos límites), por lo que el
número de grados de libertad suele ser mayor de dos (F>2).
Como ya Goldschmidt puso de manifiesto, la presencia de
determinadas asociaciones de minerales que se repiten en muchos
terrenos metamórficos de todo el mundo apoya la tesis de que
F>2, ya que tales asociaciones es mucho más probable que
representen condiciones donde la presión P, la temperatura T y la
composición X pueden variar independientemente (áreas en el
campo) que puntos sobre un límite de zona mineral (líneas en el
campo).

76. Reacciones metamórficas
Son reacciones químicas entre las diferentes faces presentes en una
roca. Se producen cuando la Y, P, X de una fase fluida u otra variable
ambiental cambia y la roca se reestructura para alcanzar un nuevo
estado de equilibrio termodinámico. En este transito hay fases que
desaparecen, otras que aparecen y otras que simplemente alteran su
composición o el estado de valencia de alguno de sus elementos.
Son importantes para conocer el ambiente a las que ha estado
sometida la roca.
Son de gran importancia en todos los estudios del metamórfismo.
Reacciones metamórficas
Discontinuas o univariantes
Continuas o divariantes
Fase fluida: reacciones de desvolatización
Oxidación y reducción
Mecanismos
Diagramas composicionales y reacciones

77. Discontinuas o univariantes
Reacciones que se producen a una T y P determinadas.
Hasta que la reacción no termina, ni la presión ni la temperatura del sistema
puedan variar: antes de alcanzarse valores precisos de P yT, en la roca existe
una asociación mineral; una vez rebasados, la roca contiene otra asociación
mineral.
Univariante indica que en un diagrama P-T las reacciones están en equilibrio a
lo largo de curvas univariantes (1 grado de libertad).
Se da cuando reaccionan fases de composición fija e incluyen, entre otras, las
reacciones polimórficas (ej. Reacción Ky↔Sil).
Las curvas univariantes marcan la posición de las diferentes reacciones
discontinuas.

78. Diagrama P-T del sistema
Al2O3-SiO2-H2O (sistema
ASH)
Muestra los campos de
estabilidad de la
caolinita(Kln:
Al4Si4O10(OH)8)), pirofilita
(Prl:Al4Si8O20(OH)4), y el
sistema alimunosilicato
(Andalucita, And;
Sillimanita, Sil; Distena, Ky:
Al2SiO5)

79. Continuas o divariantes
Reacciones que pueden cambiar la composición de las fases
involucradas.
El número de grados de libertad aumenta y los reactantes y los productos
coexisten sobre un rango de T y P (campo divariante)
El grado de libertad extra lo proporciona la posibilidad de variar la
composición de las fases.
La reacción progresa por variación tanto de la composición como las
cantidades de las fases presentes, hasta que finalmente uno de los
reactantes se agota.
Puede cambiar su composición (sin desaparecer) por intercambio de
elementos, fundamentalmente cationes con otras fases en el sistema.
Cambiar de composición por intercambio catiónico Na-K durante el
progreso de la reacción.

80. Reacción continua en el sistema K2O-Na2O-Al2O3-SiO2-H2O
(sistema KNASH)
Reacción de la mica blanca con cuarzo para dar feldespato
alcalino, andalucita y agua es continua en el sistema KNASH, ya que la
mica blanca es una solución sólido de los miembros extremos paragonita
y moscovita.

81. Fase fluida: reacciones de desvolitización
Son reacciones metamórficas que consumen o liberan un fluido.
Este fluido suele ser agua, pero tampoco es infrecuente que sea
CO2 y, en el metamorfismo de grado bajo, metano.
Su progreso depende no sólo de la presión y la temperatura, sino
también de la presión del fluido.
Las reacciones de desvolatilización más importantes son las que
liberan agua (reacciones de deshidratación) y las que liberan CO2
(reacciones de descarbonatación)

82. Su progreso depende, no sólo de la
presión y la temperatura, sino también
de la presión parcial de los
componentes volátiles
Diagrama de fases P-T para la reacción
Ms + Qtz ↔ Kfs + Al2SiO5 + H2O en el
que se muestra como se desplaza la
curva de reacción al variar la presión
parcial de H2O (PH2O) y hacerse menor
que la presión litostática.
La temperatura de una isograda basada en una reacción de desvolatilización es muy sensible a
la presión parcial de la especie volátil que interviene.

83. Oxido-Reducción
Las reacciones redox suponen cambios en el estado de oxidación de alguno de los
elementos de las fases que intervienen en la reacción.
El elemento multivalente más importante en los procesos geológicos es el hierro,
que puede encontrarse en:
Estado nativo (Fe0).
Estado divalente Fe2+ (hierro ferroso o reducido).
Estado trivalente Fe3+ (hierro férrico u oxidado).
Como tanto la magnetita como la hematites son fases puras (no admiten cambios
de composición), sólo pueden variar la :
Presión litostática
Temperatura
Presión parcial de O2, PO2.
La asociación hematites+magnetita se comporta como un tampón de oxígeno.
Estos tampones de oxígeno sirven para conocer el rango de valores de PO2 en
las rocas metamórficas ya que el Fe en los silicatos raramente está tan oxidado
como en la hematites y también es muy raro encontrar el Fe en estado metálico
(Fe0).
Como los valores de PO2 varían mucho de unas condiciones a otras, es conveniente
usar una escala logarítmica para representarla.

84. El grado de reducción del hierro aumenta de la parte superior izquierda del
diagrama, donde todo el hierro está en forma oxidada.
En la parte inferior izquierda, donde todo el hierro está en forma nativa Fe0.

85. Mecanismos
En los sistemas naturales las reacciones metamórficas son muy complejas y suelen
consistir en el desarrollo conjunto de varios de los tipos de reacciones con la
participación simultánea de las fases minerales.
Esta complejidad lo proporciona la aparentemente simple reacción de
transformación polimórfica de la Distena en Sillimanita al aumentar la temperatura.
Carmichael (1969) explicó los mecanismos de estás reacciones.
Propuso la participación conjunta de tres reacciones metamórficas simultáneas en
puntos diferentes dentro de la matriz de la roca, facilitadas por la presencia de una
fase fluida que transporta especies iónicas en disolución de un punto de la roca a
otro.
Reacciones iónicas que relacionan
la desestabilización de la distena
con el crecimiento de sillimanita.

86. Diagramas composicionales y reacciones
Los diagramas de fase composicionales sirven para conocer las asociaciones
minerales que podemos esperar encontrar en una roca de composición dada en
unas condiciones P-T especificadas (asociaciones compatibles)
Una sucesión de diagramas composicionales para diferentes P-T nos permite
conocer las reacciones metamórficas responsables de la aparición y
desaparición de los minerales al variar la presión y la temperatura
 Se generan sobre los diagramas composicionales ternarios, los cuales son
los que más se utilizan en metamorfismo, son posibles tres tipos genéricos de
reacciones :
(1) Reacciones de tipo A+C ↔ D
(2) Reacciones de tipo A+B+C ↔ D; y
(3) Reacciones de tipo A+C ↔ B+D.
En estas expresiones A, B, C y D son cuatro fases cualesquiera (sólidas, líquidas
o gaseosas) y como se trata de reacciones en sistemas ternarios, en un lado de
la reacción no puede haber más de tres fases.

87. Termodinamica
y fisicoquímico
Facies y grados
metamórficos
Tectónica de
placas
Petrología y
metamórfismo

88. Unidad 8
Rocas metamórficas y tectónicas
de placas
Metamórfismo en zonas
convergentes, divergentes, intraplacas,
ambiente tectónico de rocas
metamórficas.

89. Diagrama de margen convergente mostrando los tipos de metamórfismo
presentes que involucra un margen activo.

90. Diagrama de margen divergente y asociación de metamórfismo

91. Diagrama de ambiente de intraplacas y la relación con el metamórfismo

92. Metamórfismo de
rocas
sediemtarias, ígneas
y metamórficas
Clasificación de
rocas metamórficas
Rocas
metamórficas
y tectónica
de placas
Termodinamica y
fisicoquímica
Facies y grados
metamórficos

93. Discusión
La petrología metamórfica constituye una rama de la geología
relativamente joven de la cual se tiene pocos avances e
investigaciones, las cuales hasta la actualidad contribuyen
significativamente con el conocimiento científico y el hacer de los
geólogos y la sociedad, propone un amplio campo de estudio en los
aspectos de conocimientos ya expuestos y los aun no conocidos por
la ciencia, ya que precisan de ser comprobados, analizados y tal vez
sustituidos por conocimiento que carezcan de dudas por los que
conocen y los que no conocen del proceso metamórfico y su
resultados. El metamórfismo representa una manifestación del
sistema llamado tierra del cual aun tiene preguntas por responder y
recursos por explotar de manera coexistente de la naturaleza la cual
pertenecemos y la actitud y aptitud del movimiento humano.

94. Conclusión
La recopilación de información de esté trabajo constituye un
aglomerado de conocimientos históricos, de inversión de recursos
humanos y no humanos en que la facilita el estudio de una parte del
sistema «tierra» desde cualquier punto de vista que se desee estudiar
el proceso metamórfico . La recopilación de información mostrada en
este trabajo esta dado a los investigadores que dedicaron esfuerzo y
recurso para conocer todo aquello que cuanto les intrigaba en su
tiempo y facilitaron el conocimiento a nuevas generaciones que
ocupan de ellos para realizar las tareas de las que son objeto y las
necesidades que deben cumplir ante y con la sociedad.

95. Bibliografia
-Winter J. (2000). AN INTRODUCTION TO IGNEOUS AND METAMORPHIC
PETROLOGY. Department of Geology Whitman College. Prentice Hall Upper Saddle
River, New Jersey
-Gómez Jiménez J., 2006, Metamórfismo; Apuntes de la asignatura Petrología
Endógena II (paper)
-Myron G. Best. (2003). IGNEOUS AND METAMORPHIC PETROLOGY SECOND
EDITION. Brigham Young University. Blackwell Science Ltd a Blackwell Publishing
company.