Geologia de Roques: Metamorfisme, Diagènesi i Tipus

Fàcies i Roques Metamòrfiques

Una fàcies metamòrfica agrupa un conjunt de roques metamòrfiques distintes que han suportat pressions i temperatures semblants. Dues roques inicials diferents que hagin estat sotmeses a condicions de metamorfisme semblants, donaran lloc a dues roques metamòrfiques distintes amb la majoria de minerals diferents, però amb alguns idèntics. Encara que les textures principals que presenten les roques metamòrfiques provenen la major part de les roques magmàtiques, sedimentàries o metamòrfiques preexistents, normalment es distingeixen els tipus següents:

• Textura Granoblàstica

  Equival a la textura granulada de les roques magmàtiques, on els minerals presenten dimensions semblants.

• Textura Porfiroblàstica

  Correspon a la textura porfírica de les roques filonianes, on apareixen grans cristalls envoltats per d'altres més petits.

• Textura Cristal·loblàstica

  És pròpia de minerals recristal·litzats.

Tipus de Metamorfisme

Encara que la temperatura, la pressió i els fluids es troben presents al mateix temps en la majoria dels processos metamòrfics, no intervenen amb la mateixa intensitat en tots els casos. Depenent dels valors d'aquests agents, podem parlar de tres tipus de metamorfisme:

• Metamorfisme de pressió, en el qual la pressió intervé en major proporció que la temperatura.
• Metamorfisme tèrmic, on la temperatura exerceix un paper molt superior a la pressió.
• Metamorfisme regional, on els dos factors actuen amb gran intensitat.

Metamorfisme de Pressió

Té lloc normalment en zones poc profundes de l'escorça terrestre on es produeixen falles i en les quals no hi ha temperatures molt elevades. En aquests punts, les pressions dirigides poden ser molt fortes com a conseqüència dels moviments dels blocs, per la qual cosa aquest tipus de metamorfisme s'anomena també dinamometamorfisme. Les roques formades per causa d'una pressió dirigida mostren fonamentalment els efectes de la bretxificació i esquistositat. Se solen distingir dues zones de dinamometamorfisme: la zona de bretxes, que presenta pressions relativament petites, i la zona de milonites, amb pressions elevades.

Metamorfisme Tèrmic

Es produeix quan augmenta la temperatura a la qual està sotmesa una roca originària, sempre que aquest augment no vagi acompanyat d'una elevació considerable de la pressió. L'exemple més ben conegut d'aquest tipus de metamorfisme es dona quan una roca magmàtica entra en contacte amb una altra roca generada a baixa temperatura, la qual cosa pot ocórrer per intrusió d'un magma, per contacte entre la lava i el substrat, o en les proximitats d'un filó. En aquests casos, el metamorfisme tèrmic es denomina metamorfisme de contacte i on es produeixen els processos metamòrfics típics de l'augment de la temperatura com són la deshidratació, la recristal·lització, els reajustaments mineralògics i, sobretot, el metasomatisme.

Metamorfisme Regional o Dinamotèrmic

S'anomena així perquè afecta regions continentals extenses i origina roques amb una mineralogia típicament metamòrfica i textura esquistosa, com són les pissarres, els gneis i els esquistos. El metamorfisme regional es produeix quan els tres agents causants dels processos metamòrfics (temperatura, pressió i fluids) actuen de forma simultània. Les modificacions que les roques inicials experimenten, de vegades són tan grans que resulta molt complicat reconèixer-les.

Si les pressions i les temperatures són molt elevades, la roca inicial pot arribar a fondre's parcialment i originar altres roques de característiques intermèdies entre les metamòrfiques i les magmàtiques, que reben el nom de migmatites. Quan la roca es fon del tot, es forma el magma.

Jaciments Minerals Associats al Metamorfisme

De la mateixa manera que ocorre amb les roques ígnies, hi ha dipòsits naturals de minerals formats per metamorfisme, que són objecte d'explotació per l'interès econòmic que tenen. Entre aquests abunden els jaciments de grandària i forma irregular amb sulfurs, òxids, grafit i altres minerals.

Metamorfisme i Tectònica de Plaques

La tectònica de plaques permet distingir quatre regions de l'escorça terrestre on té lloc el metamorfisme:

• Metamorfisme d'Escorça Continental

  Com que el gruix de l'escorça continental és molt variable, es poden donar diversos tipus de metamorfisme. En les regions més profundes d'aquesta escorça, les pressions i les temperatures poden ser molt elevades; per aquesta raó, el metamorfisme és de grau molt alt.

• Metamorfisme de Fons Oceànics

  En les dorsals, el flux tèrmic originat per la sortida del magma genera un metamorfisme essencialment tèrmic.

• Metamorfisme de Marges Compressius

  En aquests límits de plaques, l'escorça oceànica experimenta una subducció davall d'una altra escorça, cosa que propicia les condicions per a un metamorfisme regional intens.

• Metamorfisme de Falles Transformants

  Com que en aquest tipus de límit entre plaques, els blocs es desplacen horitzontalment, es genera un metamorfisme de pressió (dinamometamorfisme).

Sedimentació i Roques Sedimentàries

Les roques ígnies i metamòrfiques són, com havíem vist, les més abundants de l'escorça terrestre, ja que les altes pressions i temperatures que hi ha en la profunditat en propicien la formació. Aquestes condicions no existeixen normalment a la superfície terrestre, per la qual cosa són especialment abundants un altre tipus de roques denominades sedimentàries. En la majoria dels casos, les roques sedimentàries es troben en capes planes, existents en el lloc on es van formar.

Origen de les Roques Sedimentàries

Els agents geològics externs, com són l'atmosfera, el vent, l'aigua i el gel, destrueixen contínuament les roques pròximes a la superfície terrestre, fenomen conegut com a denudació. Una de les conseqüències d'aquests processos de destrucció, que reben el nom d'erosius, és la formació de partícules de grandària variable que poden ser traslladades a un lloc diferent d'aquell en què es trobaven i que es coneix com a conca de sedimentació. Els materials dipositats en una conca de sedimentació s'anomenen sediments i a partir d'aquests es formen les roques sedimentàries, que només existeixen a les zones superficials de la Terra. Els sediments que s'acumulen en les conques de sedimentació estan constituïts pels elements següents:

• Trossos de roca preexistent de grandària variable.
• Minerals solts.
• Cristalls de substàncies que es troben dissoltes en l'aigua i precipiten.
• Restes d'animals i vegetals que habitaven a la conca.

Diagènesi

Amb el pas del temps, els sediments dipositats en les conques de sedimentació solen experimentar una sèrie de transformacions més o menys intenses que els converteixen en roques sedimentàries, encara que moltes vegades els sediments sense transformar són considerats també com a roques sedimentàries. El conjunt d'aquestes transformacions es designa amb el nom de diagènesi o litificació.

SEDIMENTACIÓ + DIAGÈNESI = ROCA SEDIMENTÀRIA

La diagènesi comprèn essencialment dos processos: la compactació i la cimentació.

Compactació

Consisteix en la pèrdua de volum dels sediments en reduir-se la grandària dels porus existents entre els fragments. La compactació es deu generalment al pes que exerceixen les capes de sediments superiors sobre els inferiors a la conca de sedimentació. Així, un sediment compost per arenes té al voltant d'un 50% de porus, mentre que si ha experimentat compactació, la seva porositat pot ser inferior al 30%.

Cimentació

Consisteix en la unió més o menys ferma dels fragments integrants dels sediments. Es deu al fet que pels porus dels sediments circulen sovint dissolucions aquoses que porten materials que poden cristal·litzar en els buits, per la qual cosa la cimentació acaba per consolidar una roca. Els principals ciments són de CaCO3 (calcari) o SiO2 (silici). De vegades, els sediments queden units dèbilment per una sèrie de minerals microscòpics del grup de les argiles. Quan això ocorre, es diu que la roca sedimentària presenta una matriu argilosa. Com a conseqüència de la diagènesi, és possible diferenciar en les roques sedimentàries tres tipus de materials constituents:

• Trama

  És el conjunt de partícules que componen la part essencial i més abundant de la roca.

• Matriu

  Està integrada pel conjunt de partícules més fines, generalment argiloses, que s'han dipositat en els porus de la trama.

• Ciment

  És el material cristal·litzat en els porus de la trama.

Les Roques Sedimentàries i les Seves Classes

Les roques sedimentàries es poden dividir en detrítiques o d'origen mecànic, i no detrítiques o d'origen químic o orgànic. Depenent de si els sediments són detrítics o bioquímics. Com que els sediments bioquímics estan formats per sediments químics i per restes d'éssers vius, encara persisteix una divisió de les roques no detrítiques en roques químiques i roques orgàniques, encara que en realitat la majoria estan constituïdes pels dos tipus de sediments. Podem dividir les roques sedimentàries en:

• Roques Detrítiques

  Estan formades per fragments d'altres roques o per minerals que han estat arrencats de les roques per erosió i transportats durant un trajecte de longitud variable per a ser dipositats finalment en una conca de sedimentació. Aquestes roques es classifiquen tenint en compte la grandària mitjana dels seus fragments:

  1. Rudites

     Són roques els fragments de les quals tenen una grandària superior a 2 mil·límetres. Poden tenir morfologia angulosa si han tingut un transport curt, o arrodonida si han tingut un transport llarg.

  2. Arenites

     Consten de fragments la grandària mitjana dels quals està compresa entre 2 i 0.06 mm.

  3. Lutites

     Estan constituïdes per minerals de grandària microscòpica.

• Roques No Detrítiques

  Estan compostes tant per sediments químics, és a dir, per cristalls de substàncies solubles en aigua, com per restes d'éssers vius. Els principals grups de roques que tenen aquest origen són:

  1. Roques Carbonatades

     Poden formar-se per cristal·lització directa dels carbonats en les conques sedimentàries aquàtiques, per acumulació de restes d'animals (petxines, esquelets...) o pels dos processos al mateix temps. Són les roques més abundants, ja que suposen més del 20% de les roques sedimentàries.

  2. Roques Silícies

     S'inclouen en aquest grup totes les roques sedimentàries constituïdes per sílice que no siguin detrítiques i que procedeixin d'organismes amb esquelets o closques silícies. Formen un grup d'aspecte i gènesi molt variats.

  3. Evaporites

     Es formen per l'evaporació de l'aigua que conté sals solubles. S'originen en albuferes, mars interiors i llacs, sempre que l'evaporació sigui molt intensa.

  4. Carbons

     Són roques de color fosc, lleugeres i combustibles, que s'originen per acumulació de restes vegetals.

  5. Petroli

     És una mescla complexa de substàncies sòlides, líquides i gasoses de color fosc, més lleugera que l'aigua, que es crema amb facilitat i que produeix gran quantitat d'energia calorífica. Es troba a l'interior d'estrats rocosos que el retenen, ja que tendeix a sortir per la seva lleugeresa. Es creu que el petroli procedeix de la transformació de sediments formats per plàncton, bacteris i plantes, que es van acumular en mars tancats.